JP3536837B2 - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

ハイブリッド車両用駆動装置

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JP3536837B2 JP2001394459A JP2001394459A JP3536837B2 JP 3536837 B2 JP3536837 B2 JP 3536837B2 JP 2001394459 A JP2001394459 A JP 2001394459A JP 2001394459 A JP2001394459 A JP 2001394459A JP 3536837 B2 JP3536837 B2 JP 3536837B2
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Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンと電動機
という特性の異なる2種類の動力源を備え、状況に応じ
駆動力を最適に組合わせて走行するようにしたハイブリ
ッド車両に採用して好適なハイブリッド車両用駆動装置
に関するものである。

【0002】

【従来の技術】近年、エンジンと電動機という特性の異
なる2種類の動力源を備えたハイブリッド車両が開発・
実用化されている。このハイブリッド車両では、前述し
た2種類の動力源の駆動力を状況に応じて最適に組合わ
せることで、各動力源の長所を活かし短所を補うように
している。このため、車両の動力性能を十分に確保しつ
つ、燃料消費率やエミッション性能の大幅な改善を図る
ことができる。

【0003】このようなハイブリッド車両に採用される
駆動装置としては、従来から種々提案されている。その
1つに、第1モータジェネレータ(MG1)、動力分割
機構及び第2モータジェネレータ(MG2)を備えたも
のがある。MG1は主に発電機として機能する。動力分
割機構は遊星歯車機構からなり、エンジンで発生する動
力をMG1及び駆動輪に分割する。MG2は主に電動機
として機能し、エンジンの動力とは別に駆動輪を駆動す
るための補助動力を発生する。この駆動装置では、動力
分割機構によって分割された動力の一方が機械的に駆動
輪に伝達されて、その駆動輪が回転される。また、分割
された動力の他方がMG1に伝達される。この伝達に応
じてMG1が発電機として機能し、発電された電力がM
G2に供給される。この供給に応じてMG2が電動機と
して機能すると、そのMG2で発生した動力が、前述し
た動力分割機構によって分割された一方の動力に加わ
り、エンジンの出力がアシストされる。

【0004】また、前述したハイブリッド車両用駆動装
置における各構成部品の配置(レイアウト)に関連する
技術として、例えば特開平6−144020号公報に
は、MG1、MG2、遊星歯車機構を直列に配置するも
のが開示されている。この配置によると、エンジンに近
い箇所から遠ざかるにつれて順に体格、特に外径が小さ
くなって、装置全体をコンパクトにできるメリットがあ
る。

【0005】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイブリッ
ド車両用の駆動装置としては、MG2(電動機)の回転
速度を減速するための減速機構を追加することが考えら
れる。しかしながら、前述した公報に記載された駆動装
置では、この減速機構を前記遊星歯車機構に加えて配置
させる場合の具体的なレイアウトについて示されていな
い。そのため、この減速機構を含めて、装置全体をコン
パクトにすることのできる駆動装置の出現が望まれてい
る。

【0006】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、装置全体のコンパクト化を
図りつつ減速機構を組込むことのできるハイブリッド車
両用駆動装置を提供することにある。

【0007】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項1に記載の発明では、電動機あるいは発電機として機
能する第1モータジェネレータと、エンジンで発生する
動力を前記第1モータジェネレータ及び駆動輪に分割す
る動力分割機構と、前記第1モータジェネレータに対し
前記エンジンの反対側に配置されるとともに、電動機あ
るいは発電機として機能し、前記エンジンの動力とは別
に前記駆動輪を駆動するための動力を発生する第2モー
タジェネレータとを備え、前記第2モータジェネレータ
の外径を前記第1モータジェネレータの外径よりも小さ
くしたハイブリッド車両用駆動装置において、前記第2
モータジェネレータよりも外径が小さく、かつ前記第2
モータジェネレータの回転のみを減速させるための減速
機構を、同第2モータジェネレータに対し前記エンジン
の反対側に配置している。

【0008】上記の構成によれば、エンジンで発生した
動力は、動力分割機構により2つに分割される。この分
割された動力の一方が機械的に駆動輪に伝達されて、そ
の駆動輪が回転される。また、分割された動力の他方が
第1モータジェネレータに伝達される。この伝達に応じ
て第1モータジェネレータが発電機として機能すると、
発電された電力は第2モータジェネレータに供給され
る。この供給に応じて第2モータジェネレータが電動機
として機能すると、その第2モータジェネレータで発生
した動力が、前述した動力分割機構によって分割された
一方の動力に加わり、エンジンの出力がアシストされ
る。

【0009】ところで、駆動装置では、その構成部分の
うち少なくとも両モータジェネレータ及び減速機構につ
いては、エンジンに近い側から遠ざかる側へ向けて、第
1モータジェネレータ、第2モータジェネレータ及び減
速機構の順に配列されている。そして、第2モータジェ
ネレータの外径が第1モータジェネレータの外径よりも
小さいうえに、減速機構の外径が第2モータジェネレー
タの外径よりも小さい。そのため、動力分割機構の外径
が第1モータジェネレータの外径よりも小さければ、駆
動装置は、エンジンから遠ざかるにつれて外径の小さく
なる先細り形状となる。このように、請求項1に記載の
発明では、装置全体のコンパクト化を図りつつ駆動装置
に減速機構を組込むことが可能となる。

【0010】前記のようにコンパクトにまとめられた駆
動装置は、ハイブリッド車両への搭載性に優れる。特
に、前述した駆動装置全体の形状は、トルクコンバータ
及び変速機構を備えた一般的な自動変速機の形状と略同
じである。このため、駆動装置を、前記自動変速機と略
同じ大きさとなるように設計すれば、その駆動装置は自
動変速機が収容される車両の既存のフロアトンネルに収
まる。従って、このフロアトンネルを利用し、自動変速
機に代えて駆動装置を配置することが可能となる。

【0011】請求項に記載の発明では、請求項1又は
に記載の発明において、前記エンジンから遠ざかるに
つれて細くなる外形形状を有し、かつ前記両モータジェ
ネレータ及び前記動力分割機構が組込まれるコアケース
と、前記コアケースとは別に設けられ、かつ前記減速機
構が組込まれるケースと、前記ケースを前記コアケース
に結合するための結合手段とをさらに備えるとする。

【0012】上記の構成によれば、駆動装置を種々のハ
イブリッド車両に展開する場合、減速機構のギヤ比等の
諸元をその車両に適合させることができれば、モータジ
ェネレータ、動力分割機構等は共通部品としてそのまま
用いることが可能である。ここで、減速機構が組込まれ
たケースは、両モータジェネレータ及び動力分割機構が
組込まれたコアケースから独立していて、両ケース同士
の結合及び分離が可能である。このため、減速機構がケ
ースに組込まれたユニット部分をハイブリッド車両の種
類毎に準備すれば、両モータジェネレータ及び動力分割
機構がコアケースに組込まれたユニット(コアユニッ
ト)は、ハイブリッド車両の種類にかかわらず1種類で
すむ。そして、組立工場等において、複数種類の駆動装
置を組立てる際には、その種類に適した減速機構が組込
まれたユニット部分を選択して共通のコアユニットに取
付けることで対処できる。

【0013】請求項に記載の発明では、電動機あるい
は発電機として機能する第1モータジェネレータと、エ
ンジンで発生する動力を前記第1モータジェネレータ及
び駆動輪に分割する動力分割機構と、前記第1モータジ
ェネレータに対し前記エンジンの反対側に配置されると
ともに、電動機あるいは発電機として機能し、前記エン
ジンの動力とは別に前記駆動輪を駆動するための動力を
発生する第2モータジェネレータとを備え、前記第2モ
ータジェネレータの外径を前記第1モータジェネレータ
の外径よりも小さくしたハイブリッド車両用駆動装置
おいて、前記動力分割機構は、前記両モータジェネレー
タよりも外径の小さなリングギヤを有し、かつ前記両モ
ータジェネレータ間に配置された遊星歯車機構により構
成されており、前記第1モータジェネレータに第1ケー
ブルを電気的に接続するための第1接続部と、前記第2
モータジェネレータに第2ケーブルを電気的に接続する
ための第2接続部とが、前記両モータジェネレータ間に
おいて前記リングギヤの径方向外方の空間に設けられて
いるとする。

【0014】上記の構成によれば、エンジンで発生した
動力は、動力分割機構により2つに分割される。この分
割された動力の一方が機械的に駆動輪に伝達されて、そ
の駆動輪が回転される。また、分割された動力の他方が
第1モータジェネレータに伝達される。この伝達に応じ
て第1モータジェネレータが発電機として機能すると、
発電された電力は第2モータジェネレータに供給され
る。この供給に応じて第2モータジェネレータが電動機
として機能すると、その第2モータジェネレータで発生
した動力が、前述した動力分割機構によって分割された
一方の動力に加わり、エンジンの出力がアシストされ
る。ところで、駆動装置では、その構成部分のうち少な
くとも両モータジェネレータ及び減速機構については、
エンジンに近い側から遠ざかる側へ向けて、第1モータ
ジェネレータ、第2モータジェネレータ及び減速機構の
順に配列されている。そして、第2モータジェネレータ
の外径が第1モータジェネレータの外径よりも小さいう
えに、減速機構の外径が第2モータジェネレータの外径
よりも小さい。そのため、動力分割機構の外径が第1モ
ータジェネレータの外径よりも小さければ、駆動装置
は、エンジンから遠ざかるにつれて外径の小さくなる先
細り形状となる。このように、請求項2に記載の発明で
は、装置全体のコンパクト化を図りつつ駆動装置に減速
機構を組込むことが可能となる。前記のようにコンパク
トにまとめられた駆動装置は、ハイブリッド車両への搭
載性に優れる。特に、前述した駆動装置全体の形状は、
トルクコンバータ及び変速機構を備えた一般的な自動変
速機の形状と略同じである。このため、駆動装置を、前
記自動変速機と略同じ大きさとなるように設計すれば、
その駆動装置は自動変速機が収容される車両の既存のフ
ロアトンネルに収まる。従って、このフロアトンネルを
利用し、自動変速機に代えて駆動装置を配置することが
可能となる。更に上記の構成によれば、動力分割機構
が、両モータジェネレータ間に配置された遊星歯車機構
によって構成されている。しかも、その遊星歯車機構全
体の外形形状を決定するリングギヤの外径が、両モータ
ジェネレータの外径よりも小さい。このことから、両モ
ータジェネレータ間においてリングギヤの径方向外方に
は空間が生ずる。請求項3に記載の発明では、第1モー
タジェネレータに第1ケーブルを電気的に接続するため
の第1接続部がこの空間に設けられている。加えて、第
2モータジェネレータに第2ケーブルを電気的に接続す
るための第2接続部もまたこの空間に設けられている。
このように、両モータジェネレータ間の空間に両接続部
をまとめて設けることで、スペースの有効利用を図り、
もって駆動装置のコンパクト化を損なうことなく両接続
部を配置することができる。

【0015】請求項4に記載の発明では、請求項1〜3
のいずれか1つに記載の発明において、前記両モータジ
ェネレータは前記エンジンから遠ざかるにつれて細くな
る外形形状を有する駆動ケースに組込まれており、前記
駆動ケースには、前記第1モータジェネレータに接続さ
れた第1ケーブルを前記駆動ケース外へ取出すための第
1取出し部が設けられるとともに、前記駆動ケースにお
いて、前記第1取出し部に対し前記エンジンの反対側に
は、前記第2モータジェネレータに接続された第2ケー
ブルを前記駆動ケース外へ取出すための第2取出し部が
設けられており、前記第1取出し部及び前記第2取出し
部は、互いに平行状態で前記エンジンから遠ざかる方向
へ屈曲形成されているとする。

【0016】上記の構成によれば、第1モータジェネレ
ータに接続された第1ケーブルは、第1取出し部を通じ
て駆動ケース外へ取出される。また、第2モータジェネ
レータに接続された第2ケーブルは、第2取出し部を通
じて駆動ケース外へ取出される。ここで、第1取出し部
及び第2取出し部は、ともに、エンジンから遠ざかるに
つれて細くなる駆動ケースに設けられている。また、第
2取出し部は、第1取出し部を挟んでエンジンとは反対
側、すなわち、駆動ケースにおいて第1取出し部よりも
径の小さな箇所に位置している。加えて、両取出し部は
互いに平行状態でエンジンから遠ざかる方向へ屈曲され
ている。このため、両ケーブルの接続先が駆動装置より
も反エンジン側に配置されている場合には、両ケーブル
を互いに干渉させることなく駆動ケース外へ取出し、前
記接続先に向けて配線することが可能となる。

【0017】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、フロントエンジ
ンリヤドライブ(FR)式の駆動方式を有するハイブリ
ッド車両に具体化した一実施形態について、図面に従っ
て説明する。図1は、ハイブリッド車両11を下方から
見た概略を示している。ここでのハイブリッド車両11
は、エンジン12及び電動機という特性の異なる2種類
の動力源を備え、状況に応じ駆動力を最適に組合わせて
駆動輪13に伝達して走行するタイプの車両である。な
お、図1においては左方がハイブリッド車両11の進行
方向前方であり、右方が進行方向後方である。

【0018】エンジン12と駆動輪13との間には、駆
動装置14、プロペラシャフト15、ディファレンシャ
ル16、一対のアクスルシャフト17等が設けられてい
る。駆動装置14の詳細については後述する。プロペラ
シャフト15は、駆動装置14の出力をディファレンシ
ャル16に伝える軸である。ディファレンシャル16
は、プロペラシャフト15からの動力を両アクスルシャ
フト17に分けて伝える作動装置である。各アクスルシ
ャフト17は、ディファレンシャル16によって分けら
れた動力を駆動輪13に伝える軸である。これらの各構
成部品のうち、駆動装置14及びプロペラシャフト15
は、ハイブリッド車両11のフロア(床部)18に設け
られたフロアトンネル19内に配置されている。フロア
トンネル19において駆動装置14が配置される部分で
は、エンジン12に近い箇所で最も幅が広く、エンジン
12から遠ざかるにつれて幅が狭くなっている。

【0019】図2に示すように、駆動装置14の外殻
(外層)部分は駆動ケース21によって構成されてい
る。駆動ケース21は、第1ケース23及び第2ケース
24からなるコアケース22と、第3ケース25とによ
って構成されている。第1ケース23及び第2ケース2
4は略円筒状の外形形状をなしている(図3参照)。コ
アケース22では、第2ケース24の外径が、第1ケー
ス23の外径よりも若干小さく設定されている。このた
め、コアケース22は、エンジン12から遠ざかるにつ
れて緩やかに細くなる外形形状を有している。コアケー
ス22では、第1ケース23及び第2ケース24が相互
に結合されている。また、コアケース22の第1ケース
23は、エンジン12の出力側に結合される。第3ケー
ス25は、エンジン12から遠ざかるにつれて外径が小
さくなる先細り形状をなしており、コアケース22の第
2ケース24に結合されている。

【0020】前述したエンジン12に対する第1ケース
23の結合、第1ケース23に対する第2ケース24の
結合、及び第2ケース24に対する第3ケース25の結
合には、それぞれボルト等の締結部品26が結合手段と
して用いられている。

【0021】駆動ケース21内の同一軸線上には、エン
ジン12に近い側から遠ざかる側(駆動輪13側)へ向
けて順に、第1モータジェネレータ(以下、MG1とい
う)、動力分割機構27、第2モータジェネレータ(以
下、MG2という)及び減速機構28が直列に配置され
ている。MG1,MG2は、電動機あるいは発電機とし
て機能し、かつそれらの機能が状況に応じて切替え可能
な電動機、例えば交流同期電動機によって構成されてい
る。ただし、車両の通常の走行時には、MG1はエンジ
ン12の動力により発電を行う発電機としての役割を主
に担う。また、MG2はエンジン12の補助動力を発生
する電動機としての役割を主に担う。別の表現をする
と、MG2は電動機として機能する場合、エンジン12
の補助動力源としてエンジン12の動力を必要に応じて
アシスト(補助)し、駆動力を高める。なお、MG1,
MG2は発電機と電動機の機能を併せ持つものでなく、
いずれか一方の機能を有するだけにしてもよいことはい
うまでもない。

【0022】次に、これらMG1,MG2について説明
する。図4に示すように、第1ケース23内のエンジン
12寄りの箇所には第1カバー29が取付けられてい
る。また、第1ケース23内において、第1カバー29
よりも駆動輪13側には第1支持壁31が形成されてい
る。MG1は第1ステータ(固定子)32及び第1ロー
タ(回転子)33を備えている。第1ステータ32は、
第1カバー29と第1支持壁31とによって挟まれた空
間に配置され、ボルト等の締結部品34によって第1ケ
ース23に固定されている。また、第1ロータ33は、
第1カバー29及び第1支持壁31に対し軸受35によ
って回転可能に支持されている。そして、前記のように
第1ケース23内に組込まれたMG1では、第1ステー
タ32のステータコイル36への通電により第1ロータ
33が回転する。

【0023】図5及び図6に示すように、第2ケース2
4内の第1ケース23寄りの箇所には第2カバー37が
取付けられている。また、第2ケース24内において、
第2カバー37よりも駆動輪13側には第2支持壁38
が形成されている。MG2は、MG1の第1ステータ3
2に比べ若干外径が小さく、かつ長さの長い第2ステー
タ39と、MG1の第1ロータ33に比べ若干外径が小
さく、かつ長さの長い第2ロータ41とを備えている。
第2ステータ39は、第2カバー37と第2支持壁38
とによって挟まれた空間に配置され、ボルト等の締結部
品42によって第2ケース24に固定されている。ま
た、第2ロータ41は、前記MG1の第1ロータ33と
同軸上に配置され、第2カバー37及び第2支持壁38
に対し、軸受43によって回転可能に支持されている。
そして、前記のように第2ケース24内に組込まれたM
G2では、第2ステータ39のステータコイル44への
通電により第2ロータ41が回転する。

【0024】図2に示すように、第1ロータ33の軸心
部分には入力軸45が相対回転可能に挿通されている。
入力軸45は、トランスアクスルダンパ46を介して、
エンジン12の出力軸であるクランク軸47に連結され
ている。同様に、第2ロータ41の軸心部分には中間軸
48が相対回転可能に挿通されている。一方、第3ケー
ス25には、入力軸45及び中間軸48よりも太い出力
軸49が挿通されており、この出力軸49が軸受51等
によって第3ケース25に回転可能に支持されている。
出力軸49は、前述したプロペラシャフト15、ディフ
ァレンシャル16、アクスルシャフト17等を介して駆
動輪13に連結されている。前記中間軸48は、後述す
る減速機構28を介して前記出力軸49に連結されてい
る。

【0025】動力分割機構27は、エンジン12の動力
を、駆動輪13を直接駆動するための車両駆動力と、M
G1を作動させて発電を行わせるための発電駆動力とに
適切に分割するための機構である。動力分割機構27
は、コアケース22内において、MG1及びMG2間の
空間に配置されている。図5に示すように動力分割機構
27は、互いに同一の軸心を有するサンギヤ52、リン
グギヤ53及びプラネタリキャリヤ54が回転可能に連
結された遊星歯車機構によって構成されている。サンギ
ヤ52は入力軸45上においてMG1の第1ロータ33
に一体回転可能に連結されている。リングギヤ53は、
MG1及びMG2のステータ32,39の外径よりも小
径をなしており、中間軸48のエンジン12側の端部に
設けられている。プラネタリキャリヤ54は、入力軸4
5に一体回転可能に取付けられている。プラネタリキャ
リヤ54にはピニオンギヤ55が回転可能に軸支されて
いる。ピニオンギヤ55はサンギヤ52及びリングギヤ
53間に位置し、両ギヤ52,53間に回転可能に噛み
合わされている。

【0026】そして、このように構成された動力分割機
構27では、エンジン12で発生して入力軸45に伝達
された動力が、プラネタリキャリヤ54、ピニオンギヤ
55及びサンギヤ52を介してMG1の第1ロータ33
に伝達される。また、入力軸45に伝達された前記動力
は、プラネタリキャリヤ54及びピニオンギヤ55を介
してリングギヤ53(中間軸48)に伝達される。

【0027】前記したように動力分割機構27では、リ
ングギヤ53の外径がMG1,MG2の外径よりも小さ
いことから、コアケース22内において、MG1,MG
2によって挟まれ、かつ動力分割機構27のリングギヤ
53の径方向外方には、所定の大きさの空間S1,S2
が生ずることとなる。

【0028】図6に示すように減速機構28は、前述し
た動力分割機構27と同様に、サンギヤ56、リングギ
ヤ57及びプラネタリキャリヤ58が回転可能に連結さ
れた遊星歯車機構によって構成されており、その全体が
第3ケース25内に配置されている。サンギヤ56はM
G2の第2ロータ41に一体回転可能に連結され、リン
グギヤ57は中間軸48及び出力軸49に一体回転可能
に連結されている。プラネタリキャリヤ58は、第2ケ
ース24の第2支持壁38に固定されている。プラネタ
リキャリヤ58にはピニオンギヤ59が回転可能に軸支
されている。ピニオンギヤ59はサンギヤ56及びリン
グギヤ57間に位置し、両ギヤ56,57に回転(自
転)可能に噛み合わされている。そして、このように構
成された減速機構28では、MG2の第2ロータ41の
回転がサンギヤ56、ピニオンギヤ59及びリングギヤ
57を介して出力軸49に伝達される。この伝達の過程
で減速が行われる。減速によりトルクの増した回転が出
力軸49に加わり、エンジン12の駆動力が補助され
る。

【0029】図2に示すように、前述したMG1及びM
G2はともにインバータ61を介して高電圧バッテリ6
2に接続される。これらのインバータ61及び高電圧バ
ッテリ62は、駆動装置14よりも車両進行方向後方に
配置されている。インバータ61は高電圧バッテリ62
の高電圧直流電流と、MG1,MG2の交流電流とを変
換しながら電流を制御する装置である。

【0030】MG1をインバータ61に電気的に接続す
るために第1ケーブル63が用いられている。また、M
G2をインバータ61に電気的に接続するために第2ケ
ーブル64が用いられている。これらのケーブル63,
64としては高電圧に耐え得るものが用いられている。
さらに、第1ケーブル63及びMG1間の接続と、第2
ケーブル64及びMG2間の接続のために、コアケース
22内の前記空間S1が利用されている。

【0031】詳しくは、図5に示すように、前記第1支
持壁31には第1接続部65が設けられている。ここで
は、第1接続部65は、第1支持壁31の上部からMG
2側へ突出する突部によって構成されている。そして、
第1接続部65において、MG1のステータコイル36
と第1ケーブル63の第1接続端子68とが電気的に接
続されている。同様に、前述した第2カバー37には第
2接続部66が設けられている。ここでは、第2接続部
66は、第2カバー37の上部からMG1側へ突出する
突部によって構成されている。そして、第2接続部66
において、MG2のステータコイル44と第2ケーブル
64の第2接続端子71とが電気的に接続されている。

【0032】図3及び図5に示すように、コアケース2
2において、MG1よりも駆動輪13側の箇所には第1
取出し部67が取付けられている。そして、前記第1接
続端子68が第1取出し部67に通され、コアケース2
2の外部へ取出されている。また、コアケース22にお
いて、第1取出し部67よりも駆動輪13側の箇所に
は、第1取出し部67と同様の第2取出し部69が取付
けられている。そして、前記第2接続端子71が第2取
出し部69に通され、コアケース22の外部へ取出され
ている。第1取出し部67及び第2取出し部69は、互
いに平行状態でエンジン12から遠ざかる方向へ屈曲形
成されている。

【0033】さらに、図2に示すように、駆動ケース2
1内における可動部分、例えば、入力軸45及び第1ロ
ータ33間、中間軸48及び第2ロータ41間等、にオ
イルを供給するためにオイルポンプ72が用いられてい
る。オイルポンプ72は、コアケース22内のMG1,
MG2によって挟まれた空間のうち、動力分割機構27
よりも下側の前記空間S2に配置されており、第2カバ
ー37に取付けられている。また、第2ケース24の下
部にはオイル溜め73が設けられており、オイルポンプ
72に吸入されるオイルをろ過するオイルストレーナ7
4が、このオイル溜め73内に配置されている。

【0034】上記のように構成された駆動装置14は、
ハイブリッド車両11の走行状況に応じて例えば次のよ
うに動作する。 <発進時、低速走行時>発進時、低速走行時等、駆動輪
13の回転が低速かつ高負荷となってエンジン効率が低
くなる領域では、エンジン12の作動が停止され、高電
圧バッテリ62からMG2に電力が供給される。MG2
の第2ロータ41が回転し、その回転が減速機構28の
サンギヤ56、ピニオンギヤ59及びリングギヤ57を
介して出力軸49に伝達される。出力軸49の回転はプ
ロペラシャフト15等を通じて駆動輪13に伝達され
る。このようにMG2の動力のみによって駆動輪13が
駆動される。このときMG1では第1ロータ33が空転
する。

【0035】<通常走行時>通常走行時には、エンジン
12が作動され、その動力が動力分割機構27によって
2つの経路に分割された後、駆動輪13に伝達される。
1つの経路は、入力軸45に入力された動力をピニオン
ギヤ55及びリングギヤ53に伝達する経路である。こ
の経路に分割された動力は、中間軸48及びリングギヤ
57を介して出力軸49に伝達される。もう1つの経路
は、発電機を駆動して発電する経路である。詳しくは、
入力軸45に入力された動力を、ピニオンギヤ55及び
サンギヤ56を介してMG1の第1ロータ33に伝達す
る経路である。この動力伝達によってMG1では第1ロ
ータ33が回転して発電が行われる。発電された電力は
MG2に供給され、同MG2がエンジン12の補助動力
源として使用される。すなわち、MG2の第2ロータ4
1が回転し、その回転が減速機構28によって減速され
た後出力軸49に伝達される。そして、両経路を通じて
伝達されて、最終的に出力軸49から出力される動力に
よって駆動輪13が駆動されることとなる。

【0036】<高負荷時>高負荷時には、前述した通常
走行時に加え、MG2に対し高電圧バッテリ62からも
電力が供給される。このため、MG2による補助動力が
さらに増大する。

【0037】<減速時、制動時>減速時や制動時には駆
動輪13の回転によってMG2が駆動される。MG2が
発電機として機能し、回生発電が行われ、車両減速時の
運動エネルギが電気エネルギに変換されて高電圧バッテ
リ62に回収(蓄電)される。

【0038】以上詳述した本実施形態によれば、以下の
効果が得られる。 (1)駆動装置14では、エンジン12に近い側から遠
ざかる側へ向けて、MG1、動力分割機構27、MG2
及び減速機構28の順に直列に配置している。そして、
MG2の外径をMG1の外径よりも小さくし、動力分割
機構27の外径をMG1,MG2の外径よりも小さく
し、さらに減速機構28の外径をMG2の外径よりも小
さくしている。このため、駆動装置14は、エンジン1
2から遠ざかるにつれて外径が小さくなる。駆動装置1
4は先細り形状を呈し、コンパクトになる。このよう
に、本実施形態では、装置全体のコンパクト化を図りつ
つ駆動装置14に減速機構28を組込むことができる。

【0039】また、前記のようにコンパクトにまとめら
れた駆動装置14は、ハイブリッド車両11への搭載性
に優れる。特に、前述した形状は、従来のFR式の駆動
方式を有する車両に搭載され、かつ流体式のトルクコン
バータ及び変速機構を備えた一般的な自動変速機の形状
と略同じである。このため、駆動装置14を、さらに前
記自動変速機と略同じ大きさとなるように設計すれば、
その駆動装置14は、自動変速機が収容(搭載)される
車両の既存のフロアトンネル19に収まる。従って、こ
のフロアトンネル19を利用し、自動変速機に代えて駆
動装置14を配置することができる。別の表現をする
と、フロアトンネル19を含む同一のフロア18に対
し、自動変速機も駆動装置14も搭載することができ、
フロア18の共用化が実現できる。自動変速機が収容さ
れる既存のフロアトンネルとは別に、駆動装置14が収
容されるフロアトンネルを新たに設計しなくてもよい。

【0040】(2)駆動装置14を種々のハイブリッド
車両11に展開する場合、減速機構28のギヤ比等の諸
元をその車両に適合させることができれば、MG1,M
G2、動力分割機構27等は共通部品としてそのまま用
いることが可能である。ここで、減速機構28が組込ま
れた第3ケース25は、MG1,MG2及び動力分割機
構27が組込まれたコアケース22から独立していて、
両ケース25,22同士の結合及び分離が可能である。
このため、減速機構28が第3ケース25に組込まれた
ユニット部分を、ハイブリッド車両11の種類毎に準備
すれば、MG1,MG2及び動力分割機構27がコアケ
ース22に組込まれたユニット(コアユニット)は、ハ
イブリッド車両11の種類にかかわらず1種類ですむ。
そして、組立工場等において、複数種類の駆動装置14
を組立てる際には、その種類に適した減速機構28が組
込まれたユニット部分を選択して共通のコアユニットに
取付けるだけですむ。結果として、ギヤ比の異なる別の
減速機構28に変更する作業がしやすくなる。

【0041】(3)動力分割機構27が遊星歯車機構に
よって構成されており、しかもその全体の大きさを決定
するリングギヤ53がMG1,MG2よりも外径が小さ
いことから、MG1,MG2間においてリングギヤ53
の径方向外方には空間S1,S2が生ずる。このうち、
このような空間S1を利用し、MG1のステータコイル
36に第1ケーブル63を電気的に接続するための第1
接続部65を同空間S1に設けている。加えて、MG2
のステータコイル44に第2ケーブル64を電気的に接
続するための第2接続部66もまたこの空間S2に設け
ている。このように、MG1,MG2間の空間S1に両
接続部65,66をまとめることで、スペースの有効利
用を図ることができる。また、空間S2を利用してオイ
ルポンプ72を配置している。この観点からもスペース
の有効利用を図ることができる。従って、これらの空間
S1,S2の利用により、駆動装置14のコンパクト化
を損なうことなく接続部65,66及びオイルポンプ7
2を設けることができる。

【0042】(4)MG1のステータコイル36に接続
された第1接続端子68を、第1取出し部67を通じて
駆動ケース21の外へ取出している。また、MG2に接
続された第2接続端子71を、第2取出し部69を通じ
て駆動ケース21の外へ取出している。ここで、第1取
出し部67及び第2取出し部69は、ともに、エンジン
12から遠ざかるにつれて細くなる駆動ケース21に設
けられている。また、第2取出し部69は、第1取出し
部67に対しエンジン12とは反対側、すなわち、駆動
ケース21において、第1取出し部67よりも外径の小
さな箇所に位置している。加えて、両取出し部67,6
9を互いに平行状態でエンジン12から遠ざかる方向へ
屈曲させている。このため、両ケーブル63,64の接
続先であるインバータ61が、駆動装置14よりも車両
進行方向後方に配置される本実施形態にあっては、両ケ
ーブル63,64を互いに干渉させることなくまとめて
駆動ケース21の外部へ取出し、インバータ61に向か
うように配線することが可能となる。

【0043】(5)動力分割機構27のリングギヤ53
の回転を減速機構28や出力軸49に伝達するために、
MG2の外部に伝達機構を設けることも考えられる。こ
の場合、例えば、入力軸45や出力軸49とは別の軸を
それらに平行に配置するとともに各軸にギヤ等の回転伝
達部品を設ける。ここでの軸は、手動変速機において用
いられるカウンタ軸に相当するものである。このように
すると、入力軸45の回転を軸(カウンタ軸)、ギヤ
等、減速機構28を介して出力軸49に伝達することが
可能となる。反面、ギヤを用いるため、ギヤ同士が噛み
合う際に音や振動が発生する不具合がある。

【0044】これに対し、本実施形態では、リングギヤ
53の回転を出力軸49に伝達するための中間軸48を
リングギヤ53に一体に設けている。そして、この中間
軸48をMG2の第2ロータ41に挿通し、減速機構2
8のリングギヤ57に連結している。このため、前述し
たようなカウンタ軸が不要となる。ギヤの噛み合いに起
因する音や振動の発生がないため、振動や騒音に関する
特性が向上する。

【0045】(6)減速機構28による減速後のトルク
は、減速前よりも大きくなる。そのため、この増大した
トルクが伝達される部品には大きな強度が要求される。
本実施形態では、この要求を満たすために、出力軸49
として、入力軸45や中間軸48よりも太いものが用い
られている。

【0046】ここで、仮に、減速機構28がMG2より
もエンジン12側に配置されるとすると、このような太
い出力軸49が挿通されることから、それにともなって
MG2の径も大きくせざるを得ず、駆動装置14全体が
大型化する。これに対し、本実施形態では、前述したよ
うに、減速機構28をMG2よりも駆動輪13側に配置
している。このため、MG2に挿通される軸(中間軸4
8)を太くしなくてもすみ、MG2ひいては駆動装置1
4の大型化を回避できる。

【0047】(7)MG2の外径をMG1の外径よりも
小さくしたことにより、MG2の下方に空間が生ずる。
この空間を利用して、オイル溜め73を組込んだため、
このオイル溜め73の組込みにともなう駆動装置14の
大型化を最小限に止めることができる。別の表現をする
と、駆動装置14の搭載性を損なうことなく、オイル溜
め73を設けることができる。

【0048】なお、本発明は次に示す別の実施形態に具
体化することができる。 ・MG1,MG2は回生動作及び力行動作の双方が可能
なものであればよい。従って、前記実施形態で用いたタ
イプの交流同期電動機以外にも、VR型(可変リラクタ
ンス型)同期電動機、バーニアモータ、直流電動機、誘
導電動機、超電動モータ、ステップモータ等を用いるこ
とができる。

【0049】・本発明の駆動装置は、FR式に限らず、
他の駆動方式、例えばフロントエンジンフロントドライ
ブ(FF)式等の駆動方式を有するハイブリッド車両に
も適用できる。

【0050】・前記実施形態では、減速機構28のプラ
ネタリキャリヤ58を固定したが、これに代えてリング
ギヤ57を第3ケース25等に固定してもよい。その
他、前記各実施形態から把握できる技術的思想につい
て、それらの効果とともに記載する。

【0051】(A)請求項1〜4のいずれか1つに記載
のハイブリッド車両用駆動装置において、前記動力分割
機構は、前記両モータジェネレータよりも外径の小さな
リングギヤを有し、かつ前記両モータジェネレータ間に
配置された遊星歯車機構により構成されており、可動部
分にオイルを供給するためのオイルポンプが、前記両モ
ータジェネレータ間において前記リングギヤの径方向外
方の空間に設けられている。

【0052】上記の構成によれば、モータジェネレータ
間の空間を有効利用するため、駆動装置のコンパクト化
を損なうことなくオイルポンプを組込むことができる。 (B)請求項1〜4及び上記(A)のいずれか1つに記
載のハイブリッド車両用駆動装置において、前記第2モ
ータジェネレータの下方にオイル溜めをさらに備える。

【0053】上記の構成によれば、第2モータジェネレ
ータの下方に生ずる空間を利用するため、オイル溜めを
配置することにともなう駆動装置の大型化を最小限に止
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施形態について、駆動装置が搭載
されたハイブリッド車両の概略底面図。

【図2】駆動装置の断面図。

【図3】コアケースを出力軸側から見た状態を示す側面
図。

【図4】図2における駆動装置の部分拡大図。

【図5】図2における駆動装置の部分拡大図。

【図6】図2における駆動装置の部分拡大図。

【符号の説明】

11…ハイブリッド車両、12…エンジン、13…駆動
輪、14…駆動装置、21…駆動ケース、22…コアケ
ース、25…第3ケース、26…締結部品(結合手
段)、27…動力分割機構、28…減速機構、53…リ
ングギヤ、63…第1ケーブル、64…第2ケーブル、
65…第1接続部、66…第2接続部、67…第1取出
し部、69…第2取出し部、MG1…第1モータジェネ
レータ、MG2…第2モータジェネレータ、S1…空
間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F16H 1/28 F16H 1/28 (72)発明者 足立 昌俊 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (72)発明者 金子 二郎 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (56)参考文献 特開 平10−58990(JP,A) 特開2000−346187(JP,A) 特開2001−18668(JP,A) 特開 平6−144020(JP,A) 特開 平5−328529(JP,A) 特開 昭50−30223(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 6/02 - 6/06 B60K 17/00 - 17/08 B60L 1/00 - 15/42

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動機あるいは発電機として機能する第1
    モータジェネレータと、 エンジンで発生する動力を前記第1モータジェネレータ
    及び駆動輪に分割する動力分割機構と、 前記第1モータジェネレータに対し前記エンジンの反対
    側に配置されるとともに、電動機あるいは発電機として
    機能し、前記エンジンの動力とは別に前記駆動輪を駆動
    するための動力を発生する第2モータジェネレータとを
    備え、前記第2モータジェネレータの外径を前記第1モ
    ータジェネレータの外径よりも小さくしたハイブリッド
    車両用駆動装置において、 前記第2モータジェネレータよりも外径が小さく、かつ
    前記第2モータジェネレータの回転のみを減速させるた
    めの減速機構を、同第2モータジェネレータに対し前記
    エンジンの反対側に配置することを特徴とするハイブリ
    ッド車両用駆動装置。
  2. 【請求項2】電動機あるいは発電機として機能する第1
    モータジェネレータと、 エンジンで発生する動力を前記第1モータジェネレータ
    及び駆動輪に分割する動力分割機構と、 前記第1モータジェネレータに対し前記エンジンの反対
    側に配置されるとともに、電動機あるいは発電機として
    機能し、前記エンジンの動力とは別に前記駆動輪を駆動
    するための動力を発生する第2モータジェネレータとを
    備え、前記第2モータジェネレータの外径を前記第1モ
    ータジェネレータの外径よりも小さくしたハイブリッド
    車両用駆動装置において、 前記第2モータジェネレータよりも外径が小さく、かつ
    前記第2モータジェネレータの回転のみを減速させるた
    めの減速機構を、同第2モータジェネレータに対し前記
    エンジンの反対側に配置するとともに、 前記動力分割機構は、前記両モータジェネレータよりも
    外径の小さなリングギヤを有し、かつ前記両モータジェ
    ネレータ間に配置された遊星歯車機構により構成されて
    おり、 前記第1モータジェネレータに第1ケーブルを電気的に
    接続するための第1接続部と、前記第2モータジェネレ
    ータに第2ケーブルを電気的に接続するための第2接続
    部とが、前記両モータジェネレータ間において前記リン
    グギヤの径方向外方の空間に設けられているハイブリッ
    ド車両用駆動装置。
  3. 【請求項3】前記エンジンから遠ざかるにつれて細くな
    る外形形状を有し、かつ前記両モータジェネレータ及び
    前記動力分割機構が組込まれるコアケースと、 前記コアケースとは別に設けられ、かつ前記減速機構が
    組込まれるケースと、 前記ケースを前記コアケースに
    結合するための結合手段とをさらに備える請求項1又は
    2に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
  4. 【請求項4】前記両モータジェネレータは前記エンジン
    から遠ざかるにつれて細くなる外形形状を有する駆動ケ
    ースに組込まれており、 前記駆動ケースには、前記第1モータジェネレータに接
    続された第1ケーブルを前記駆動ケース外へ取出すため
    の第1取出し部が設けられるとともに、前記駆動ケース
    において、前記第1取出し部に対し前記エンジンの反対
    側には、前記第2モータジェネレータに接続された第2
    ケーブルを前記駆動ケース外へ取出すための第2取出し
    部が設けられており、 前記第1取出し部及び前記第2取出し部は、互いに平行
    状態で前記エンジンから遠ざかる方向へ屈曲形成されて
    いる請求項1〜3のいずれか1つに記載のハイブリッド
    車両用駆動装置。
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