JP2015229396A - 車両用ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リダクションギア対間に発生する衝突音を低減する。【解決手段】車両用ハイブリッド駆動装置１０は、走行用電動機ＭＧ２の第２出力軸２２に平行な第３出力軸２３を有しリダクションドライブギヤ３０ａと噛み合うリダクションドリブンギヤ３０ｂを備える。アイドラギヤ５８−エンジンカウンタドリブンギヤ５６間のギヤ比と、リダクションドリブンギヤ３０ｂ−リダクションドライブギヤ３０ａ間のギア比とは互いに等しい。アイドラギヤとリダクションドリブンギヤとの間には、アイドラギヤと同じ回転軸の周りに、アイドラギヤと同じ回転数で回転する摩擦部材７０が設けられる。摩擦部材７０は、リダクションドリブンギヤに常に当接する位置に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、差動用電動機と走行用電動機とが異なる軸上に配置された車両用ハイブリッド駆動装置に関する。

特開２０１２−０１７００７号公報（特許文献１）の段落００３２および図５には、第１、第２および第３の軸を備えた車両用ハイブリッド駆動装置が開示される。第１の軸上には、差動用電動機（差動用電動機ＭＧ１）、エンジンカウンタドライブギヤ（ドライブギヤ５４）およびエンジン（エンジン１２）が配置される。第２の軸上には、アイドラギヤ（アイドラギヤ５８）およびリダクションドリブンギヤ（リダクションドリブンギヤ３０ｂ）が配置される。第３の軸上には、走行用電動機（走行用電動機ＭＧ２）、エンジンカウンタドリブンギヤ（エンジンカウンタドリブンギヤ５６）およびリダクションドライブギヤ（リダクションドライブギヤ３０ａ）が配置される。

この車両用ハイブリッド駆動装置においては、差動用電動機（ＭＧ１）およびエンジン（１２）からの入力は、エンジンカウンタドライブギヤ（５４）、アイドラギヤ（５８）、エンジンカウンタドリブンギヤ（５６）、リダクションドライブギヤ（３０ａ）およびリダクションドリブンギヤ（３０ｂ）という経路で伝達される。走行用電動機（ＭＧ２）からの入力がない場合であっても、第３の軸に対して常に動力が伝達され続けることによって、リダクションドライブギヤ（３０ａ）とリダクションドリブンギヤ（３０ｂ）との間のフローティングが防止される。

特開２０１２−０１７００７号公報

特開２０１２−０１７００７号公報（特許文献１）に開示された車両用ハイブリッド駆動装置においては、エンジンが、第３の軸（カウンタシャフト２８）に対して常に動力を伝え続けるためのトルクを出力する。したがってエンジンのみで走行する場合には、エンジンは第３の軸に常に動力を伝え続けることができなくなる。エンジンのみで走行する場合には、エンジンカウンタギア対に噛み合い反力が発生しないため、フローティングを防止することは難しくなる。その結果、フローティングが発生してしまい、リダクションドライブギヤとリダクションドリブンギヤとの衝突による騒音が発生することとなる。

車両用ハイブリッド駆動装置は、エンジンからの動力を差動用電動機および出力部材に分配する差動機構を有し、上記差動用電動機の運転状態が制御されることにより変速比を制御する電気式変速部と、上記差動用電動機の第１出力軸に平行な第２出力軸を有する走行用電動機と、上記走行用電動機の上記第２出力軸に固設されたリダクションドライブギヤと、上記走行用電動機の上記第２出力軸に平行な第３出力軸を有し、上記リダクションドライブギヤと噛み合うリダクションドリブンギヤと、上記電気式変速部の上記出力部材に固設されたエンジンカウンタドライブギヤと、上記走行用電動機の上記第２出力軸に固設されたエンジンカウンタドリブンギヤと、上記リダクションドリブンギヤの上記第３出力軸に回転自在に設けられ、上記エンジンカウンタドライブギヤと上記エンジンカウンタドリブンギヤとの間に配置されてそれらにそれぞれ噛み合わされたアイドラギヤと、を備え、上記電気式変速部の出力は、上記エンジンカウンタドライブギヤ、上記アイドラギヤおよび上記エンジンカウンタドリブンギヤによって、上記走行用電動機の上記第２出力軸に伝動され、上記アイドラギヤ−上記エンジンカウンタドリブンギヤ間のギヤ比と、上記リダクションドリブンギヤ−上記リダクションドライブギヤ間のギア比とは互いに等しく、上記アイドラギヤと上記リダクションドリブンギヤとの間には、上記アイドラギヤと同じ回転軸の周りに、上記アイドラギヤと同じ回転数で回転する摩擦部材が設けられ、上記摩擦部材は、上記リダクションドリブンギヤに常に当接する位置に配置されている。

上記構成によれば、アイドラギヤからリダクションドリブンギヤまでの動力伝達経路内でフローティングが発生したとき、アイドラギヤとリダクションドリブンギヤとの回転数にずれが生じる。この回転数のずれによって、摩擦部材とリダクションドリブンギヤとが互いに当接している部分において摩擦部材による摩擦（摺接）が発生し、上記の動力伝達経路内で発生するギヤ同士の衝突速度が減少し、ひいては衝突に起因する騒音の大きさを小さくすることができる。

実施の形態における車両用ハイブリッド駆動装置を示す骨子図である。 実施の形態における車両用ハイブリッド駆動装置のうち、差動用電動機、走行用電動機およびカウンタシャフトを同一の平面内に表した断面図である。 実施の形態における車両用ハイブリッド駆動装置のうち、摩擦部材およびその周辺の構成を示す骨子図である。 実施の形態の変形例における車両用ハイブリッド駆動装置のうち、差動用電動機、走行用電動機およびカウンタシャフトを同一の平面内に表した断面図である。 実施の形態の変形例における車両用ハイブリッド駆動装置の摩擦部材およびその周辺の構成を拡大して示す断面図である。

実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

（車両用ハイブリッド駆動装置１０）
図１および図２を参照して、実施の形態における車両用ハイブリッド駆動装置１０について説明する。図１は、車両用ハイブリッド駆動装置１０を示す骨子図である。図２は、車両用ハイブリッド駆動装置１０のうち、差動用電動機ＭＧ１、走行用電動機ＭＧ２およびカウンタシャフト２３を同一の平面内に表した断面図である。

図１を主として参照して、車両用ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン１２、電気式変速部１８、差動用電動機ＭＧ１、走行用電動機ＭＧ２、伝動装置５２、減速歯車装置３６および差動歯車装置４０などを備える。エンジン１２は、車両の主駆動力源であり、図示しない電子制御装置に制御されることで、エンジン回転速度およびエンジントルクが変化させられる。

電気式変速部１８は、差動用電動機ＭＧ１の運転状態が制御されることにより変速比を制御する。具体的には、電気式変速部１８は、差動機構１６を有し、エンジン１２から入力軸１３を介して出力される動力を、差動用電動機ＭＧ１および出力部材１４に分配する。上記電子制御装置は、所定の最適燃費曲線に沿うようにエンジン１２を作動させつつ、目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度とエンジントルクとなるように、エンジン１２を制御すると共に差動用電動機ＭＧ１を制御する。

電気式変速部１８においては、出力部材１４の回転速度が一定であるときに差動用電動機ＭＧ１の回転速度が上下に変化させられることにより、エンジン１２の回転速度が無段階に変化させられる。すなわち電気式変速部１８は、差動用電動機ＭＧ１の回転速度が上記電子制御装置によって制御されることにより、出力回転速度（出力部材１４の回転速度）と入力回転速度（エンジン１２の回転速度）との比（変速比）を無段階に変化させる。

差動機構１６は、シングルピニオン型の遊星歯車装置から構成され、エンジン１２および差動用電動機ＭＧ１と同心に設けられる。差動機構１６は、サンギヤＳ、リングギヤＲ、ピニオンギヤＰおよびキャリアＣＡを含む。サンギヤＳは、差動用電動機ＭＧ１の第１出力軸２１に連結される。リングギヤＲは、サンギヤＳと同心に位置し、円筒状の出力部材１４の内周部に一体に設けられる。キャリアＣＡは、サンギヤＳおよびリングギヤＲにそれぞれ噛み合うピニオンギヤＰを自転且つ公転自在に支持する。

差動用電動機ＭＧ１および走行用電動機ＭＧ２は、電動機（モータ）としての機能および発電機（ジェネレータ）としての機能のうち少なくとも一方を備える。差動用電動機ＭＧ１および走行用電動機ＭＧ２は、図示しないインバータを介して、バッテリやコンデンサ等の蓄電装置に接続される。電子制御装置によってインバータが制御されることにより、差動用電動機ＭＧ１および走行用電動機ＭＧ２の出力トルクまたは回生トルクが調節される。

差動用電動機ＭＧ１は、第１出力軸２１を有する。走行用電動機ＭＧ２は、差動用電動機ＭＧ１の第１出力軸２１に平行な第２出力軸２２を有する。走行用電動機ＭＧ２の第２出力軸２２は、走行用電動機ＭＧ２のロータ４２が固設されたロータシャフト２２ａと、第１減速歯車対３０のリダクションドライブギヤ３０ａが固設されてロータシャフト２２ａにスプライン嵌合により同心に連結された連結軸２２ｂとを含む。

減速歯車装置３６は、第１減速歯車対３０および第２減速歯車対３４を含む。第１減速歯車対３０は、第２出力軸２２と第２出力軸２２に平行なカウンタシャフト２３（第３出力軸）との間に設けられる。第２減速歯車対３４は、カウンタシャフト２３とデフケース３２との間に設けられる。

第１減速歯車対３０は、走行用電動機ＭＧ２の第２出力軸２２（連結軸２２ｂ）に固設されたリダクションドライブギヤ３０ａと、第２出力軸２２に平行なカウンタシャフト２３（第３出力軸）に固設されてリダクションドライブギヤ３０ａに噛み合わされたリダクションドリブンギヤ３０ｂとを有する。第２減速歯車対３４は、カウンタシャフト２３に固設された駆動歯車３４ａと、デフケース３２に固設されて駆動歯車３４ａに噛み合わされた被動歯車３４ｂとを有する。

減速歯車装置３６は、連結軸２２ｂに伝動されて連結軸２２ｂからリダクションドライブギヤ３０ａに伝達された電気式変速部１８および走行用電動機ＭＧ２の出力を、差動歯車装置４０へ伝動する。差動歯車装置４０は、減速歯車装置３６を介してデフケース３２に伝達されたトルクを、左右一対の車軸３８を介して左右一対の駆動輪２４にそれぞれ伝達する。差動歯車装置４０は、終減速機として機能している。

図１および図２を参照して、伝動装置５２は、電気式変速部１８の出力を走行用電動機ＭＧ２の第２出力軸２２に伝動する。具体的には、伝動装置５２は、エンジンカウンタドライブギヤ５４、エンジンカウンタドリブンギヤ５６およびアイドラギヤ５８を含む。エンジンカウンタドライブギヤ５４は、電気式変速部１８の出力部材１４に固設される。エンジンカウンタドリブンギヤ５６は、走行用電動機ＭＧ２の第２出力軸２２に固設される。アイドラギヤ５８は、エンジンカウンタドライブギヤ５４とエンジンカウンタドリブンギヤ５６との間に設けられてそれらにそれぞれ噛み合わされる。

図２に示すように、エンジンカウンタドライブギヤ５４は、出力部材１４の外周面に嵌着されることで出力部材１４と一体的に設けられる。エンジンカウンタドリブンギヤ５６は、連結軸２２ｂの外周面に嵌着されることで連結軸２２ｂと一体的に設けられる。アイドラギヤ５８は、リダクションドリブンギヤ３０ｂが設けられているカウンタシャフト２３（第３出力軸）の外周面に嵌着された軸受６０を介してカウンタシャフト２３に相対回転自在に支持される。

電気式変速部１８の出力は、エンジンカウンタドライブギヤ５４、アイドラギヤ５８およびエンジンカウンタドリブンギヤ５６によって、走行用電動機ＭＧ２の第２出力軸２２へ伝動される。走行用電動機ＭＧ２の出力および上記第２出力軸２２へ伝動された電気式変速部１８の出力は、減速歯車装置３６および差動歯車装置４０を介して駆動輪２４へ伝達される。

ここで、アイドラギヤ５８−エンジンカウンタドリブンギヤ５６間のギヤ比と、リダクションドリブンギヤ３０ｂ−リダクションドライブギヤ３０ａ間のギア比とは互いに等しい。アイドラギヤ５８とリダクションドリブンギヤ３０ｂとの間には、アイドラギヤ５８と同じ回転軸（カウンタシャフト２３）の周りに、アイドラギヤ５８と同じ回転数で回転する摩擦部材７０が設けられる。図２に示すように、摩擦部材７０は、リング部材７１および皿ばね７３を含んでおり、摩擦部材７０のリング部材７１はリダクションドリブンギヤ３０ｂの側周面に常に当接する位置に配置されている。

図３を参照して、アイドラギヤ５８からリダクションドリブンギヤ３０ｂまでの動力伝達経路内でフローティングが発生していない状態では、摩擦部材７０（リング部材７１および皿ばね７３）は、アイドラギヤ５８およびリダクションドリブンギヤ３０ｂと同一回転数でこれらと一体的に回転する。

一方で、アイドラギヤ５８からリダクションドリブンギヤ３０ｂまでの動力伝達経路内でフローティングが発生したとき、アイドラギヤ５８とリダクションドリブンギヤ３０ｂとの回転数にずれが生じる。この回転数のずれによって、摩擦部材７０とリダクションドリブンギヤ３０ｂとが互いに当接している部分において摩擦部材７０による摩擦（摺接）が発生し、上記の動力伝達経路内で発生するギヤ同士の衝突速度が減少し、ひいては衝突に起因する騒音の大きさを小さくすることができる。

なお、リダクションドライブギヤ３０ａとリダクションドリブンギヤ３０ｂとの衝突に起因する騒音の大きさを小さくための対策としては、エンジンカウンタギヤ対（アイドラギヤ５８、エンジンカウンタドライブギヤ５４およびエンジンカウンタドリブンギヤ５６）のいずれか、たとえばアイドラギヤ５８とトランスミッションケースとの間に摩擦等を用いた減速機構を設け、フローティングが発生した際にアイドラギヤ５８の回転数を減速させることで衝突速度を下げることも考えられるが、このような摩擦等を用いた減速機構を採用した場合には、摩擦が走行中にも常に引きずり損失として作用するため、エネルギー使用効率の観点から得策でない。

これに対して本実施の形態においては、フローティングが発生していない状態で、摩擦部材７０は、アイドラギヤ５８およびリダクションドリブンギヤ３０ｂと同一回転数でこれらと一体的に回転するため、上記のようなひきずり損失が発生することはない。そして、フローティングが発生した場合であっても、リダクションドライブギヤ３０ａとリダクションドリブンギヤ３０ｂとの衝突による騒音の大きさを小さくすることができる。

［変形例］
図４および図５を参照して、実施の形態の変形例における車両用ハイブリッド駆動装置１０Ａについて説明する。図４は、車両用ハイブリッド駆動装置１０Ａのうち、差動用電動機ＭＧ１、走行用電動機ＭＧ２およびカウンタシャフト２３を同一の平面内に表した断面図である。図５は、車両用ハイブリッド駆動装置１０Ａの摩擦部材７０Ａおよびその周辺の構成を拡大して示す断面図である。

車両用ハイブリッド駆動装置１０Ａにおいては、摩擦部材７０Ａが採用される。図５に示すように、摩擦部材７０Ａは、カウンタシャフト２３に固設された台座部７５、リダクションドリブンギヤ３０ｂの側周面に常に当接するように配置されたフリクションギア７６、および台座部７５とフリクションギア７６との間に設けられた皿ばね７７を含む。フリクションギア７６は、アイドラギヤ５８およびリダクションドリブンギヤ３０ｂと同じ歯数の歯７６Ｇを有しており、上述の実施の形態におけるリング部材７１と同様に、フリクションギア７６はアイドラギヤ５８と同じ回転数で回転する。

当該構成によっても、アイドラギヤ５８からリダクションドリブンギヤ３０ｂまでの動力伝達経路内でフローティングが発生していない状態では、摩擦部材７０Ａ（フリクションギア７６）は、アイドラギヤ５８およびリダクションドリブンギヤ３０ｂと同一回転数でこれらと一体的に回転する。

一方で、アイドラギヤ５８からリダクションドリブンギヤ３０ｂまでの動力伝達経路内でフローティングが発生したとき、アイドラギヤ５８とリダクションドリブンギヤ３０ｂとの回転数にずれが生じる。この回転数のずれによって、摩擦部材７０Ａ（フリクションギア７６）とリダクションドリブンギヤ３０ｂとが互いに当接している部分において摩擦部材７０Ａによる摩擦（摺接）が発生し、上記の動力伝達経路内で発生するギヤ同士の衝突速度が減少し、ひいては衝突に起因する騒音の大きさを小さくすることができる。

以上、本発明に基づいた実施の形態および変形例について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，１０Ａ 車両用ハイブリッド駆動装置、１２ エンジン、１３ 入力軸、１４ 出力部材、１６ 差動機構、１８ 電気式変速部、２１ 第１出力軸、２２ 第２出力軸、２２ａ ロータシャフト、２２ｂ 連結軸、２３ カウンタシャフト（第３出力軸）、２４ 駆動輪、３０ 第１減速歯車対、３０ａ リダクションドライブギヤ、３０ｂ リダクションドリブンギヤ、３２ デフケース、３４ 第２減速歯車対、３４ａ 駆動歯車、３４ｂ 被動歯車、３６ 減速歯車装置、３８ 車軸、４０ 差動歯車装置、４２ ロータ、５２ 伝動装置、５４ エンジンカウンタドライブギヤ、５６ エンジンカウンタドリブンギヤ、５８ アイドラギヤ、６０ 軸受、７０，７０Ａ 摩擦部材、７１ リング部材、７３，７７ 皿ばね、７５ 台座部、７６ フリクションギア、７６Ｇ 歯、ＣＡ キャリア、ＭＧ１ 差動用電動機、ＭＧ２ 走行用電動機、Ｐ ピニオンギヤ、Ｒ リングギヤ、Ｓ サンギヤ。

Claims (1)

1. エンジンからの動力を差動用電動機および出力部材に分配する差動機構を有し、前記差動用電動機の運転状態が制御されることにより変速比を制御する電気式変速部と、
   前記差動用電動機の第１出力軸に平行な第２出力軸を有する走行用電動機と、
   前記走行用電動機の前記第２出力軸に固設されたリダクションドライブギヤと、
   前記走行用電動機の前記第２出力軸に平行な第３出力軸を有し、前記リダクションドライブギヤと噛み合うリダクションドリブンギヤと、
   前記電気式変速部の前記出力部材に固設されたエンジンカウンタドライブギヤと、
   前記走行用電動機の前記第２出力軸に固設されたエンジンカウンタドリブンギヤと、
   前記リダクションドリブンギヤの前記第３出力軸に回転自在に設けられ、前記エンジンカウンタドライブギヤと前記エンジンカウンタドリブンギヤとの間に配置されてそれらにそれぞれ噛み合わされたアイドラギヤと、を備え、
   前記電気式変速部の出力は、前記エンジンカウンタドライブギヤ、前記アイドラギヤおよび前記エンジンカウンタドリブンギヤによって、前記走行用電動機の前記第２出力軸に伝動され、
   前記アイドラギヤ−前記エンジンカウンタドリブンギヤ間のギヤ比と、前記リダクションドリブンギヤ−前記リダクションドライブギヤ間のギア比とは互いに等しく、
   前記アイドラギヤと前記リダクションドリブンギヤとの間には、前記アイドラギヤと同じ回転軸の周りに、前記アイドラギヤと同じ回転数で回転する摩擦部材が設けられ、
   前記摩擦部材は、前記リダクションドリブンギヤに常に当接する位置に配置されている、
   車両用ハイブリッド駆動装置。

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