JP6083475B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備えた車両用駆動装置に関する。
上記のような車両用駆動装置として、特開2013−166548号公報(特許文献1)に記載された装置が知られている。特許文献1の装置において、入力部材〔入力軸I〕、第一回転電機〔MG1〕、及び差動歯車装置〔動力分配装置PT〕の回転軸心〔第一軸A1〕と、第二回転電機〔MG2〕の回転軸心〔第二軸A2〕と、出力装置〔出力用差動歯車装置DF〕の回転軸心〔第三軸A3〕とは、互いに平行かつ軸方向に見て三角形の頂点に位置するように配置されている。そして、当該三角形の内部に配置されるカウンタギヤ機構〔C〕の1つのギヤ〔第一ギヤ42〕に、差動歯車装置の出力要素〔リングギヤR〕と一体回転するギヤ〔出力ギヤ22〕と第二回転電機の出力ギヤ〔37〕とが共通に噛み合っている。しかし、特許文献1の装置では、軸方向に見てダンパとカウンタギヤ機構とが互いに重複して配置され、かつ、軸方向に見てカウンタギヤ機構と第二回転電機とが互いに重複して配置されるため、第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さが長くなり易かった。
一方、特開2001−246953号公報(特許文献2)には、同様の前提構成を備えつつ、出力装置〔ディファレンシャル装置D〕に対する差動歯車装置〔P〕側からの動力伝達系と第二回転電機〔電動機M〕側からの動力伝達系とが別個に構成された装置が開示されている。出力装置に対する2つの動力伝達系を分けることで、各軸の位置を変更することなくトータルギヤ比が設定可能であり、また、車載上の制約を小さくすることができる。しかし、特許文献2には、内燃機関〔E/G〕と差動歯車装置〔P〕との間に設けられる場合があるダンパに関して一切記載されておらず、このようなダンパの存在が周囲の部材の配置に与える影響についても全く考慮されていない。しかし、このようなダンパの存在を考慮すると、少なくとも軸方向に見てダンパと重複する部材を内燃機関側に寄せて配置することが難しい。このため、特段の対策を講じることなく単に動力伝達系を2つに分けるだけでは、特許文献1の装置と同様に、第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さが長くなり易い。
特開2013−166548号公報 特開2001−246953号公報
そこで、ダンパに連結される複軸構成の車両用駆動装置において、第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さを短く抑えることが望まれる。
本発明に係る車両用駆動装置は、
ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、3つの回転要素を有する差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、
前記差動歯車装置の前記3つの回転要素のうち、1つの回転要素に前記入力部材が駆動連結され、別の1つの回転要素に前記第一回転電機が駆動連結され、残余の回転要素である出力要素が前記出力装置に駆動連結されるとともに、前記第二回転電機が前記出力装置に駆動連結された車両用駆動装置であって、
前記出力要素と一体回転する第一出力ギヤに噛み合う第一ギヤと、前記第一ギヤとは軸方向の異なる位置で前記出力装置の入力ギヤに噛み合う第二ギヤと、を有する第一ギヤ機構と、
前記第二回転電機の第二出力ギヤに噛み合う第三ギヤと、前記第三ギヤとは軸方向の異なる位置で前記入力ギヤに噛み合う第四ギヤと、を有する第二ギヤ機構と、を備え、
前記ダンパ、前記差動歯車装置、及び前記第一回転電機が、これらに共通の第一軸上に並んで配置され、
前記第二回転電機が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸とは異なる第二軸上に配置され、
前記出力装置が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸及び前記第二軸とは異なる第三軸上に配置され、
前記第一ギヤ機構が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸及び前記第二軸及び前記第三軸とは異なる第四軸上に配置され、
前記第二ギヤ機構が、前記第一軸に平行であり、かつ、前記第二軸及び前記第三軸の双方を含む平面である基準面に対して前記第一軸側とは反対側に位置する第五軸上に配置され、
前記第三ギヤが、前記第四ギヤに対して軸方向で前記第二回転電機側とは反対側に配置され、
前記第一出力ギヤに想定最大伝達トルクが伝達される場合の接線力である第一最大接線力が、前記第二出力ギヤに想定最大伝達トルクが伝達される場合の接線力である第二最大接線力よりも小さくなるように、前記第一出力ギヤ及び前記第二出力ギヤのそれぞれの想定最大伝達トルク及び径が設定されている。
本願において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力(トルクと同義)を伝達可能に連結された状態を意味する。この概念には、2つの回転要素が一体回転するように連結された状態や、1つ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が含まれる。このような伝動部材には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材(軸、歯車機構、ベルト等)が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置(摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等)が含まれても良い。但し、差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置の他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を意味するものとする。
また、「回転電機」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。
この構成によれば、出力要素と出力装置との間で駆動力を伝達する第一ギヤ機構と、第二回転電機と出力装置との間で駆動力を伝達する第二ギヤ機構とが個別に備えられるので、これらを兼ねる単一のギヤ機構を備える場合に比べて、各ギヤ機構の配置上の制約を小さくすることができる。特に、最大接線力(第二最大接線力)が大きい第二出力ギヤに噛み合うギヤを含むために軸方向に長くなり易い第二ギヤ機構を、内燃機関と同軸に配置されるダンパから離して配置することができる。ここでは、第二軸及び第三軸の双方を含む基準面に対して第一軸側とは反対側に位置する第五軸上に第二ギヤ機構を配置することで、軸方向に見て第二ギヤ機構をダンパから離して配置することができる。そして、第三ギヤを第四ギヤに対して軸方向で第二回転電機側とは反対側に配置することで、第三ギヤを出力装置の入力ギヤよりも第二回転電機側とは反対側に配置することができる。これにより、第二ギヤ機構及び第二回転電機を軸方向でダンパ側に寄せて配置することができる。
さらに、上記の構成によれば、第一最大接線力が第二最大接線力よりも小さくなるように第一出力ギヤ及び第二出力ギヤのそれぞれの想定最大伝達トルク及び径が設定されるため、第一出力ギヤのギヤ幅を第二出力ギヤのギヤ幅よりも狭く設定することができる。その結果、第一出力ギヤのギヤ幅が狭くなる分だけ、第一ギヤ機構の軸方向長さを短く抑えることができる。よって、第一ギヤ機構の周辺の部材を軸方向でさらにダンパ側に寄せて配置することができ、第二回転電機を軸方向でさらにダンパ側に寄せて配置することが可能となる。
従って、車両用駆動装置の第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さを短く抑えることができる。
また、上記の構成によれば、第一最大接線力が第二最大接線力よりも小さくなるように第一出力ギヤ及び第二出力ギヤのそれぞれの想定最大伝達トルクが設定されている。これにより、内燃機関から第一出力ギヤまでの動力伝達系の減速比が比較的小さく設定され、第二回転電機から第二出力ギヤまでの動力伝達系の減速比が比較的大きく設定されることになる。従って、第二回転電機の回転は比較的大きく減速することで第二回転電機から出力装置に比較的大きなトルクを伝達できるようにしつつ、内燃機関の回転はそれほど減速せずに出力装置に伝達することで内燃機関の回転速度を比較的低く抑え、車両の燃費性能を向上させることが可能となっている。
以下、本発明の好適な態様について説明する。但し、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定される訳ではない。
1つの態様として、前記第一出力ギヤ及び前記第一ギヤのギヤ幅が、前記第二出力ギヤ及び前記第三ギヤのギヤ幅よりも狭いと好適である。
この構成によれば、実際に第二回転電機を軸方向でさらにダンパ側に寄せて配置することができ、車両用駆動装置の第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さを有効に短縮できる。
1つの態様として、前記第一ギヤ機構及び前記第二ギヤ機構に代えて、前記第一出力ギヤ及び前記第二出力ギヤの双方が噛み合う第五ギヤと、前記第五ギヤとは軸方向の異なる位置で前記入力ギヤに噛み合う第六ギヤと、を有する仮想ギヤ機構を備えた仮想構造を仮定し、前記入力ギヤのギヤ幅が、前記仮想構造において前記第六ギヤに想定最大伝達トルクが伝達される場合の前記入力ギヤの接線力に応じて設定された前記入力ギヤのギヤ幅よりも狭く設定されていると好適である。
この構成では、差動歯車装置から第一出力ギヤに伝達されるトルクと第二回転電機から第二出力ギヤに伝達されるトルクとの双方が共通の仮想ギヤ機構を介して入力ギヤに伝達される仮想構造に比べて、入力ギヤのギヤ幅が狭く設定されている。その結果、入力ギヤに噛み合う第二ギヤ及び第四ギヤのギヤ幅も狭くすることができ、第一ギヤ機構の軸方向長さをさらに短く抑えることができると共に、第二ギヤ機構の軸方向長さも短く抑えることができる。よって、第二回転電機を軸方向でさらにダンパ側に寄せて配置することが可能となり、車両用駆動装置の第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さをさらに短く抑えることができる。
1つの態様として、前記第二ギヤ機構が、軸方向に見て前記ダンパを収容するダンパ収容室と重複することなく、かつ、径方向に見て前記ダンパ収容室と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、第二ギヤ機構とダンパ収容室及びそこに収容されるダンパとが干渉することを回避できる。よって、第二ギヤ機構を軸方向でダンパ側、さらには内燃機関側に寄せて配置することができる。そして、径方向に見て第二ギヤ機構とダンパ収容室とが重複するように、実際に第二ギヤ機構を内燃機関側に寄せて配置することで、車両用駆動装置の第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さを有効に短縮できる。
1つの態様として、前記第一ギヤが、前記第二ギヤに対して軸方向で前記ダンパ側に配置されていると好適である。
この構成によれば、第三ギヤが第四ギヤに対して軸方向で第二回転電機側とは反対側に配置されることとの関係で、出力装置及び第二ギヤ機構が内燃機関側に過度に突出して配置されることを抑制できる。よって、第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さを短く抑えつつ、装置全体の良好な収まりを達成することができる。
1つの態様として、車載状態で、前記第一軸に対して水平方向の一方側に前記第二軸及び前記第三軸が配置されているとともに、前記第二軸が前記第三軸に対して上方に配置されていると好適である。
この構成によれば、複軸構成の車両用駆動装置に適したレイアウトを実現しつつ、車両用駆動装置の第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さを短く抑えることができる。
また、本発明に係るもう1つの車両用駆動装置は、
ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、3つの回転要素を有する差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、
前記差動歯車装置の前記3つの回転要素のうち、1つの回転要素に前記入力部材が駆動連結され、別の1つの回転要素に前記第一回転電機が駆動連結され、残余の回転要素である出力要素が前記出力装置に駆動連結されるとともに、前記第二回転電機が前記出力装置に駆動連結された車両用駆動装置であって、
前記出力要素と一体回転する第一出力ギヤに噛み合う第一ギヤと、前記第一ギヤとは軸方向の異なる位置で前記出力装置の入力ギヤに噛み合う第二ギヤと、を有する第一ギヤ機構と、
前記第二回転電機の第二出力ギヤに噛み合う第三ギヤと、前記第三ギヤとは軸方向の異なる位置で前記入力ギヤに噛み合う第四ギヤと、を有する第二ギヤ機構と、を備え、
前記ダンパ、前記差動歯車装置、及び前記第一回転電機が、これらに共通の第一軸上に並んで配置され、
前記第二回転電機が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸とは異なる第二軸上に配置され、
前記出力装置が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸及び前記第二軸とは異なる第三軸上に配置され、
前記第一ギヤ機構が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸及び前記第二軸及び前記第三軸とは異なる第四軸上に配置され、
前記第二ギヤ機構が、前記第一軸に平行であり、かつ、前記第二軸及び前記第三軸の双方を含む平面である基準面に対して前記第一軸側とは反対側に位置する第五軸上に配置され、
前記第三ギヤが、前記第四ギヤに対して軸方向で前記第二回転電機側とは反対側に配置され、
前記第一出力ギヤ及び前記第一ギヤのギヤ幅が、前記第二出力ギヤ及び前記第三ギヤのギヤ幅よりも狭い。
この構成によれば、出力要素と出力装置との間で駆動力を伝達する第一ギヤ機構と、第二回転電機と出力装置との間で駆動力を伝達する第二ギヤ機構とが個別に備えられるので、これらを兼ねる単一のギヤ機構を備える場合に比べて、各ギヤ機構の配置上の制約を小さくすることができる。また、第二軸及び第三軸の双方を含む基準面に対して第一軸側とは反対側に位置する第五軸上に第二ギヤ機構を配置することで、軸方向に見て第二ギヤ機構をダンパから離して配置することができる。そして、第三ギヤを第四ギヤに対して軸方向で第二回転電機側とは反対側に配置することで、第二ギヤ機構を出力装置の入力ギヤよりも第二回転電機側とは反対側に配置することができる。これにより、第二ギヤ機構及び第二回転電機を軸方向でダンパ側に寄せて配置することができる。
さらに、上記の構成によれば、第一出力ギヤ及び第一ギヤのギヤ幅が第二出力ギヤ及び第三ギヤのギヤ幅よりも狭いため、第一ギヤのギヤ幅が狭くなる分だけ、第一ギヤ機構の軸方向長さを短く抑えることができる。よって、第一ギヤ機構の周辺の部材を軸方向でさらにダンパ側に寄せて配置することができ、第二回転電機を軸方向でさらにダンパ側に寄せて配置することができる。
従って、車両用駆動装置の第二回転電機の回転軸心に沿った軸方向長さを短く抑えることができる。
当然ながら、この車両用駆動装置にも、上述した好適な態様例として挙げたいくつかの付加的技術を組み込むことが可能である。この場合、それぞれの付加的技術に対応する作用効果を得ることができる。
実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトン図 差動歯車装置の速度線図 軸方向に見た場合の各部品の配置を示す模式図 車両用駆動装置の断面図 各出力ギヤの接線力の関係を表す概念図 仮想構造(比較例)に係る車両用駆動装置のスケルトン図 車両用駆動装置の別態様を示す断面図 軸方向に見た場合の各部品の配置の別態様を示す模式図 差動歯車装置の別態様を示すスケルトン図 差動歯車装置の別態様を示すスケルトン図
本発明に係る車両用駆動装置の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る車両用駆動装置1は、車輪Wの駆動力源として内燃機関E及び回転電機MG1,MG2の双方を備えるハイブリッド車両用の駆動装置である。この車両用駆動装置1は、いわゆる2モータスプリット方式のハイブリッド車両用の駆動装置として構成されている。また、本実施形態に係る車両用駆動装置1は、FF(Front Engine Front Drive)車両用の駆動装置として構成されている。
なお、以下の説明では、各部材についての方向や位置等に関する用語は、製造上許容され得る誤差による差異を有する状態をも含む概念である。また、各部材についての方向は、それらが車両用駆動装置1に組み付けられた状態での方向を表す。
図1に示すように、車両用駆動装置1は、内燃機関Eに駆動連結される入力軸10と、差動歯車装置20と、第一回転電機30と、第二回転電機40と、車輪Wに駆動連結される出力装置70とを備えている。また、車両用駆動装置1は、差動歯車装置20と出力装置70との間で駆動力を伝達する第一ギヤ機構50と、第二回転電機40と出力装置70との間で駆動力を伝達する第二ギヤ機構60とを個別に備えている。図3及び図4に示すように、これらは、ケース(駆動装置ケース)3内に収容されている。なお、図4に示すように、ケース3にはダンパ収容室3aが形成されており、このダンパ収容室3aにはダンパDが収容される。
図1及び図4に示すように、入力軸10、差動歯車装置20、及び第一回転電機30は、これらに共通の第一軸X1上に配置されている。入力軸10、差動歯車装置20、及び第一回転電機30は、第一軸X1上に、内燃機関E側から記載の順に並んで配置されている。第二回転電機40は、第一軸X1とは異なる第二軸X2上に配置されている。出力装置70は、第一軸X1及び第二軸X2とは異なる第三軸X3上に配置されている。第一軸X1、第二軸X2、及び第三軸X3は、互いに平行に配置されている。本実施形態では、これらの各軸X1〜X3に平行な方向を「軸方向」と定義する。
図3に示すように、第一軸X1、第二軸X2、及び第三軸X3は、軸方向に見て三角形の頂点に位置するように配置されている。本実施形態では、車載状態で軸方向に見て、第一軸X1に対して水平方向の一方側に第二軸X2及び第三軸X3が配置されている。第二軸X2及び第三軸X3は、軸方向に見て水平方向の同程度の位置に配置されている。また、第二軸X2は、第三軸X3に対して上方に配置されている。本実施形態では、第三軸X3が第一軸X1に対して下方に配置され、第二軸X2が第一軸X1に対して上方に配置されている。
入力軸10は、内燃機関Eに駆動連結されている。内燃機関Eは、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機(ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等)である。本実施形態では、内燃機関Eの出力軸(クランクシャフト等の内燃機関出力軸)に、入力軸10が駆動連結されている。また、入力軸10は、当該入力軸10と同軸に(第一軸X1上に)配置されたダンパDを介して、内燃機関Eに駆動連結されている。なお、入力軸10がダンパDに加えてクラッチ等を介して内燃機関Eに駆動連結されていても好適である。本実施形態では、入力軸10が本発明における「入力部材」に相当する。
入力軸10は、差動歯車装置20に駆動連結されている。差動歯車装置20は、サンギヤ21、キャリヤ22、及びリングギヤ23の3つの回転要素を有する遊星歯車機構により構成されている。差動歯車装置20は、複数のピニオンギヤを支持するキャリヤ22と、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤ21及びリングギヤ23とを有する。本実施形態では、差動歯車装置20は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。また、本実施形態では、差動歯車装置20の3つの回転要素は、回転速度の順に、サンギヤ21、キャリヤ22、及びリングギヤ23となっている。
なお、「回転速度の順」とは、各回転要素21〜23の回転状態における回転速度の順番のことである。各回転要素21〜23の回転速度は、差動歯車装置20の回転状態によって変化するが、各回転要素21〜23の回転速度の高低の並び順は、差動歯車装置20の構造によって定まるものであるため一定となる。なお、各回転要素21〜23の回転速度の順は、速度線図(共線図とも言う;図2を参照)における各回転要素21〜23の配置順に等しい。
本実施形態では、サンギヤ21に第一回転電機30が駆動連結され、キャリヤ22に入力軸10が駆動連結され、リングギヤ23に出力装置70が駆動連結されている。サンギヤ21にキャリヤ22及びリングギヤ23を介することなく第一回転電機30が駆動連結され、キャリヤ22にサンギヤ21及びリングギヤ23を介することなく入力軸10が駆動連結され、リングギヤ23にサンギヤ21及びキャリヤ22を介することなく出力装置70が駆動連結されている。本実施形態では、リングギヤ23が本発明における「出力要素」に相当する。
図2は、差動歯車装置20の動作状態を表す速度線図である。この速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。「0」は回転速度がゼロであることを示しており、上側が正の回転速度を表し、下側が負の回転速度を表す。並列に配置された複数本の縦線のそれぞれは、差動歯車装置20の各回転要素21〜23に対応している。また、各回転要素21〜23に対応する縦線の間隔は、差動歯車装置20のギヤ比λ(リングギヤ23の歯数に対するサンギヤ21の歯数の比=〔サンギヤ21の歯数〕/〔リングギヤ23の歯数〕)に対応している。また、太実線で示される直線が、差動歯車装置20の動作状態を示している。
差動歯車装置20は、入力軸10に伝達される内燃機関Eのトルクを第一回転電機30とリングギヤ23とに分配する。すなわち、差動歯車装置20において、回転速度の順で中間となるキャリヤ22が入力軸10と一体回転するように駆動連結され、このキャリヤ22に伝達される入力軸10(内燃機関E)のトルクが、回転速度の順で一方端となるサンギヤ21と他方端となるリングギヤ23とに分配される。サンギヤ21には、内燃機関Eのトルクに対して減衰されたトルクが発電用のトルクとして伝達される。第一回転電機30は、主に、サンギヤ21に分配されたトルクに対する反力トルク(回生トルク)を出力して発電する。リングギヤ23には、内燃機関Eのトルクに対して減衰されたトルクが車輪Wの駆動用のトルクとして伝達される。本実施形態では、差動歯車装置20は、動力分配装置(動力分配用差動歯車装置)として機能する。
図1及び図4に示すように、本実施形態では、リングギヤ23は筒状の差動出力部材25の内周面に一体的に形成されており、この差動出力部材25の外周面には、さらに第一出力ギヤ26が一体的に形成されている。本実施形態では、第一出力ギヤ26は、差動出力部材25における内燃機関E及びダンパD側(第一回転電機30側とは反対側)の端部に形成されている。このようにして、リングギヤ23と第一出力ギヤ26とは、一体回転するように構成されている。第一出力ギヤ26は、第一ギヤ機構50の第一ギヤ51に噛み合っている。リングギヤ23及びこれと一体回転する第一出力ギヤ26は、第一ギヤ機構50を介して出力装置70に駆動連結されている。
第一回転電機30は、ケース2に固定された第一ステータ31と、当該第一ステータ31の径方向内側に回転自在に支持された第一ロータ32とを有する。第一ロータ32は、第一ロータ軸33と一体回転するように連結されている。第一ロータ軸33の内燃機関E側の端部には、サンギヤ21が形成されている。このようにして、第一ロータ32は、第一ロータ軸33を介して、差動歯車装置20のサンギヤ21に駆動連結されている。
第一回転電機30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である。第一回転電機30は、蓄電装置(バッテリやキャパシタ等;図示せず)に電気的に接続されている。第一回転電機30は、上述したように主に差動歯車装置20を介して入力される入力軸10(内燃機関E)のトルクにより発電を行うジェネレータとして機能する。なお、車両の高速走行時や内燃機関Eの始動時等には、第一回転電機30がモータとして機能する場合もある。
第二回転電機40は、ケース2に固定された第二ステータ41と、当該第二ステータ41の径方向内側に回転自在に支持された第二ロータ42とを有する。第二ロータ42は、第二ロータ軸43と一体回転するように連結されている。第二ロータ軸43の内燃機関E側の端部には、第二出力ギヤ45が形成されている。このようにして、第二ロータ42は、第二ロータ軸43を介して第二出力ギヤ45に駆動連結されている。第二出力ギヤ45は、第二ギヤ機構60の第三ギヤ61に噛み合っている。第二出力ギヤ45は、第二ギヤ機構60を介して出力装置70に駆動連結されている。
第二回転電機40も、モータとしての機能とジェネレータとしての機能とを果たすことが可能であり、蓄電装置(図示せず)に電気的に接続されている。第二回転電機40は、主に車両を走行させるための駆動力を補助するモータ(アシストモータ)として機能する。なお、車両の減速時等には、第二回転電機40がジェネレータとして機能する場合もある。
第一ギヤ機構50は、差動歯車装置20の出力要素であるリングギヤ23と、出力装置70との間で駆動力を伝達する。第一ギヤ機構50は、第一ギヤ51と、この第一ギヤ51とは軸方向の異なる位置に設けられた第二ギヤ52と、2つのギヤ51,52を連結する第一連結軸53とを有する。第一ギヤ機構50は、第一軸X1に平行であり、かつ、第一軸X1、第二軸X2、及び第三軸X3とは異なる第四軸X4上に配置されている。第一ギヤ51は、リングギヤ23と一体回転する第一出力ギヤ26に噛み合っている。第二ギヤ52は、出力装置70の入力ギヤ71に噛み合っている。
本実施形態では、第一ギヤ51は、第二ギヤ52に対して軸方向で内燃機関E側(ダンパD側)に配置されている。また、第二ギヤ52は、第一ギヤ51よりも小径に(歯数が少なく)形成されている。すなわち、第二ギヤ52の基準ピッチ円半径R52が、第一ギヤ51の基準ピッチ円半径R51よりも小さく設定されている(図3を参照)。ここで、“基準ピッチ円半径”とは、各ギヤを構成する歯の大きさの基準となる“ピッチ”を歯数倍した長さの円周を持つ円の半径である。本実施形態では、各ギヤの基準ピッチ円半径が、本発明における各ギヤの「径」に相当する。なお、各ギヤの基準ピッチ円の直径を各ギヤの「径」として考えても実質的に同じである。第一ギヤ機構50は、差動歯車装置20からの出力回転を減速して(同時に差動歯車装置20からの出力トルクを増幅して)出力装置70に伝達する第1の減速機構(カウンタ減速機構)として機能する。
第二ギヤ機構60は、第二回転電機40と出力装置70との間で駆動力を伝達する。第二ギヤ機構60は、第三ギヤ61と、この第三ギヤ61とは軸方向の異なる位置に設けられた第四ギヤ62と、2つのギヤ61,62を連結する第二連結軸63とを有する。第二ギヤ機構60は、第一軸X1に平行であり、かつ、第一軸X1、第二軸X2、第三軸X3、及び第四軸X4とは異なる第五軸X5上に配置されている。第三ギヤ61は、第二回転電機40の第二出力ギヤ45に噛み合っている。第四ギヤ62は、出力装置70の入力ギヤ71に噛み合っている。
本実施形態では、第三ギヤ61は、第四ギヤ62に対して軸方向で第二回転電機40側とは反対側に配置されている。本実施形態では、第三ギヤ61は、第四ギヤ62に対して軸方向で内燃機関E側(ダンパD側)に配置されている。また、第四ギヤ62は、第三ギヤ61よりも小径に(歯数が少なく)形成されている。すなわち、第四ギヤ62の基準ピッチ円半径R62が、第三ギヤ61の基準ピッチ円半径R61よりも小さく設定されている(図3を参照)。第二ギヤ機構60は、第二回転電機40からの出力回転を減速して(同時に第二回転電機40からの出力トルクを増幅して)出力装置70に伝達する第2の減速機構(カウンタ減速機構)として機能する。
本実施形態では、差動歯車装置20から出力装置70までの動力伝達系の減速比(第一減速比)が、第二回転電機40から出力装置70までの動力伝達系の減速比(第二減速比)よりも小さく設定されている。なお、第一ギヤ機構50の2つのギヤ51,52の基準ピッチ円半径の比(R51/R52)に基づく減速比と、第二ギヤ機構60の2つのギヤ61,62の基準ピッチ円半径の比(R61/R62)に基づく減速比とは、多少の差はあるものの、概ね同程度(およそ1.2〜1.8の範囲内)に設定されている。このため、本実施形態では、第一減速比が第二減速比よりも小さくなる設定は、主に、第一出力ギヤ26と第一ギヤ51との基準ピッチ円半径の比(R51/R26)と、第二出力ギヤ45と第三ギヤ61との基準ピッチ円半径の比(R61/R45)との大小関係に基づいて実現されている。
本実施形態では、第一出力ギヤ26の基準ピッチ円半径R26に対する第一ギヤ51の基準ピッチ円半径R51の比(R51/R26)が、第二出力ギヤ45の基準ピッチ円半径R45に対する第三ギヤ61の基準ピッチ円半径R61の比(R61/R45)よりも有意に小さく設定されている。例えば前者(R51/R26)が、後者(R61/R45)の1/2以下、さらには1/3以下となるように設定されている。なお、そのような設定は、本実施形態のように第一ギヤ51の基準ピッチ円半径R51と第三ギヤ61の基準ピッチ円半径R61とが概ね同程度(R51≒R61)であれば、第一出力ギヤ26の基準ピッチ円半径R26を第二出力ギヤ45の基準ピッチ円半径R45よりも有意に大きくすることで実現できる。このように、第一減速比を相対的に小さく設定することで、内燃機関Eの回転速度を比較的低く抑えて燃費特性を向上させることができる。また、第二減速比を相対的に大きく設定することで、小型の第二回転電機40を用いつつそれによる補助的な駆動力を大きく確保することができる。
本実施形態では、第一出力ギヤ26の第一最大接線力F1が第二出力ギヤ45の第二最大接線力F2よりも小さくなるように、第一出力ギヤ26及び第二出力ギヤ45のそれぞれの想定最大伝達トルクT1,T2及び基準ピッチ円半径R26,R45が設定されている。ここで、第一最大接線力F1は、第一出力ギヤ26に想定最大伝達トルクT1が伝達される場合の接線力である。また、第二最大接線力F2は、第二出力ギヤ45に想定最大伝達トルクT2が伝達される場合の接線力である。なお、各ギヤについての接線力は、当該ギヤに伝達されるトルクを基準ピッチ円半径で除算して(必要に応じて、さらに係数を乗算して)算出される。
上述したように、第一出力ギヤ26は差動歯車装置20の出力要素としてのリングギヤ23と一体回転するように設けられており、第一出力ギヤ26には差動歯車装置20からの出力トルクが伝達される。また、第一出力ギヤ26には、内燃機関Eのトルクに対して減衰されたトルクが伝達される。このとき、第一出力ギヤ26に伝達されるトルクは、内燃機関Eの出力トルクと差動歯車装置20のギヤ比λとに応じて定まる。本実施形態のように2モータスプリット方式のハイブリッド車両用の駆動装置では、内燃機関Eは、最適燃費特性に沿うように(高い効率で排ガスの少ない状態に)回転及びトルクが制御されるが、車両走行状態によってはさらに大きなトルクを出力する場合もある。
その際、第一回転電機30は、差動歯車装置20により分配される内燃機関Eのトルクに対する反力トルクを出力する。そこで、本実施形態では、内燃機関Eの仕様上の最大トルクをギヤ比λに応じて換算したものを、第一出力ギヤ26への想定最大伝達トルクT1(第一出力ギヤ26に伝達されることが想定され得るトルクの最大値)としている。例えば内燃機関Eの最大トルクをTemaxとすると、想定最大伝達トルクT1は、下記の式;
T1=(1/(1+λ))・Temaxによって表される。
第二出力ギヤ45は第二回転電機40の第二ロータ42と一体回転するように連結されており、第二出力ギヤ45には第二回転電機40の出力トルクが伝達される。本実施形態では、第二回転電機40の仕様上の最大トルクを、第二出力ギヤ45への想定最大伝達トルクT2(第二出力ギヤ45に伝達されることが想定され得るトルクの最大値)としている。
上述したように、本実施形態では2つの動力伝達系の減速比を適正化するべく、第一出力ギヤ26の基準ピッチ円半径R26が第二出力ギヤ45の基準ピッチ円半径R45よりも大きく設定されている。このような基準ピッチ円半径R26,R45の設定は、第一最大接線力F1(=T1/R26)を第二最大接線力F2(=T2/R45)よりも小さくすることにも寄与している。つまり、2つの動力伝達系の減速比の適正化と2つの最大接線力F1,F2の関係の適正化との間に相関性を持たせることで、相乗効果を得ている。
第一最大接線力F1が第二最大接線力F2よりも有意に小さくなるように、第一出力ギヤ26及び第二出力ギヤ45のそれぞれの想定最大伝達トルクT1,T2及び基準ピッチ円半径R26,R45が設定されることが好ましい。例えば、第二最大接線力F2が第一最大接線力F1の2倍以上となるように、想定最大伝達トルクT1,T2及び基準ピッチ円半径R26,R45が設定されることが好ましい。本実施形態では、図5に概念的に示すように、一例として第二最大接線力F2が第一最大接線力F1の2.3倍〜2.5倍程度となるように、想定最大伝達トルクT1,T2及び基準ピッチ円半径R26,R45が設定されている。このように、第一最大接線力F1を第二最大接線力F2よりも小さくすることで、第一出力ギヤ26のギヤ幅B1を第二出力ギヤ45のギヤ幅B2よりも狭く設定することが可能となっている。
互いに別個に設けられる差動歯車装置20側からの動力伝達系と第二回転電機40側からの動力伝達系とは、出力装置70において合流する。出力装置70は、入力ギヤ71と、当該入力ギヤ71に連結された本体部72とを有する。本実施形態では、本体部72は、入力ギヤ71に対して軸方向で内燃機関E側(ダンパD側)に配置されている。出力装置70の入力ギヤ71には、第一ギヤ機構50の第二ギヤ52及び第二ギヤ機構60の第四ギヤ62の双方が噛み合っている。第二ギヤ52と第四ギヤ62とは、第三軸X3基準における周方向の互いに異なる位置で、入力ギヤ71に噛み合っている(図3を参照)。
ここで、本実施形態に係る車両用駆動装置1の入力ギヤ71のギヤ幅の設定に関して、図6に示す仮想構造(比較例)との比較で説明する。図6に示す仮想構造では、本実施形態における第一ギヤ機構50及び第二ギヤ機構60の2つのカウンタギヤ機構に代えて、差動歯車装置20と出力装置70との間の駆動力の伝達と、第二回転電機40と出力装置70との間の駆動力の伝達との双方を行う一つのカウンタギヤ機構である仮想ギヤ機構90が設けられている。この仮想ギヤ機構90は、第五ギヤ91と、この第五ギヤ91とは軸方向の異なる位置に設けられた第六ギヤ92と、2つのギヤ91,92を連結する第三連結軸93とを有する。仮想ギヤ機構90は、第一軸X1に平行であり、かつ、第一軸X1、第二軸X2、及び第三軸X3とは異なる第六軸X6上に配置されている。第五ギヤ91は、第一出力ギヤ26、及び第二回転電機40の第二出力ギヤ45の双方に噛み合っている。第六ギヤ92は、出力装置70の入力ギヤ71に噛み合っている。
この仮想構造では、第六ギヤ92には、差動歯車装置20からのトルクと第二回転電機40からのトルクとの双方が伝達される。そのため、この仮想構造では、入力ギヤ71のギヤ幅は、第六ギヤ92に差動歯車装置20及び第二回転電機40の双方からのトルクを合わせた想定最大伝達トルクが伝達される場合の入力ギヤ71の接線力に応じて設定される。これに対して、本実施形態の構造では、入力ギヤ71は、周方向の互いに異なる位置において第二ギヤ52及び第四ギヤ62とそれぞれ噛み合っている。そのため、入力ギヤ71のギヤ幅は、第二ギヤ52に差動歯車装置20からの想定最大伝達トルクが伝達される場合の入力ギヤ71の接線力と、第四ギヤ62に第二回転電機40からの想定最大伝達トルクが伝達される場合の入力ギヤ71の接線力と、のいずれか大きい方の接線力に応じて設定される。従って、本実施形態における入力ギヤ71のギヤ幅B3(図1参照)は、図6に示す仮想構造における入力ギヤ71のギヤ幅B4よりも狭く設定することができる。
本体部72は、互いに噛合する複数の傘歯車とそれらを収容する収容ケースとを含み、差動歯車機構を構成する。出力装置70は、互いに独立した2つのギヤ機構50,60を介して差動歯車装置20側及び第二回転電機40側から入力ギヤ71に入力される回転及びトルクを、本体部72にて左右2つの出力軸80(すなわち、左右2つの車輪W)に分配して伝達する。出力装置70は、差動歯車機構を有する出力装置(出力用差動歯車装置)として機能する。
これにより、内燃機関Eを最適燃費特性に沿うように制御しながら第一回転電機30に発電させつつ、内燃機関Eのトルクの一部と(必要な場合には)第二回転電機40のトルクとによって車両を走行させることができる。この際、上記のとおり、第一最大接線力F1が第二最大接線力F2よりも小さくなるように第一出力ギヤ26及び第二出力ギヤ45のそれぞれの想定最大伝達トルクが設定されている。このため、内燃機関Eから第一出力ギヤ26までの動力伝達系の減速比が比較的小さく設定され、第二回転電機40から第二出力ギヤ45までの動力伝達系の減速比が比較的大きく設定されている。従って、第二回転電機40の回転は比較的大きく減速することで第二回転電機40から出力装置70に比較的大きなトルクを伝達できるようにしつつ、内燃機関Eの回転はそれほど減速せずに出力装置70に伝達することで内燃機関Eの回転速度を比較的低く抑え、車両の燃費性能を向上させることができている。
ところで、車両用駆動装置1の車載性を考慮すれば、装置全体は極力小型化されていることが好ましい。内燃機関Eに対して車両の幅方向に隣接して配置される、FF車両用の車両用駆動装置1では、特に軸方向に小型化されていることが好ましい。このことは、複数の構成部品(差動歯車装置20、第一回転電機30、及びダンパD)が並んで配置される第一軸X1上の部品に関して、まず第1に当てはまる。
この点、本実施形態では、図4に示すように、差動歯車装置20の全体が、円筒状の差動出力部材25の内側において、第一軸X1基準での径方向に見て差動出力部材25と重複して配置されている。このため、差動出力部材25が占有する軸方向の空間内に差動歯車装置20の全体を配置することができる。また、差動出力部材25の外周面に第一出力ギヤ26が一体的に設けられているので、差動出力部材25が占有する軸方向の空間内に、第一出力ギヤ26をも配置することができる。よって、差動歯車装置20及び第一出力ギヤ26の双方を差動出力部材25が占有する空間内に収めて、差動出力部材25、差動歯車装置20、及び第一出力ギヤ26が占有する空間の軸方向長さを短縮することができる。
軸方向長さの短縮は、上述した第一軸X1上の部品に関してだけでなく、第二軸X2上の部品(第二回転電機40)に関しても同様に要求される。第二軸X2に沿った軸方向長さを短く抑えることができれば、車載性をさらに向上させることができる。または、第二軸X2に沿った軸方向長さを拡大させることなく、主にアシストモータとして機能する第二回転電機40として大型の回転電機を用いることができる。或いは、要求される仕様に応じて両者をバランス良く実現することも可能である。この点に鑑み、本実施形態では、差動歯車装置20と出力装置70との間の動力伝達系と、第二回転電機40と出力装置70との間の動力伝達系とを個別に備えるとともに、後者の配置位置の最適化が図られている。
ここで、図3に示すように、本実施形態では、第一軸X1及び第三軸X3の双方を含む仮想平面を第一基準面P1と定義する。また、第二軸X2及び第三軸X3の双方を含む仮想平面を第二基準面P2と定義する。また、第一軸X1及び第二軸X2の双方を含む仮想平面を第三基準面P3と定義する。また、第一軸X1を含む仮想水平面を第四基準面P4と定義する。また、第二軸X2を含む仮想水平面を第五基準面P5と定義する。本実施形態では、第二基準面P2が本発明における「基準面」に相当する。
本実施形態では、差動歯車装置20と出力装置70との間で駆動力を伝達する第一ギヤ機構50の回転軸心となる第四軸X4は、3つの基準面P1〜P3によって囲まれる三角柱状空間の内部に配置されている。また、第四軸X4は、第四基準面P4よりも上方に配置されている。第一ギヤ機構50は、その大部分が第二基準面P2と第三基準面P3と第四基準面P4とによって囲まれる三角柱状空間に配置されている。第一ギヤ機構50は、軸方向に見てダンパD及び第二回転電機40の双方と重複する部分を有している。
本実施形態では、第二ギヤ機構60の回転軸心となる第五軸X5は、第二基準面P2に対して第一軸X1側とは反対側に位置するように配置されている。第二ギヤ機構60を構成する第四ギヤ62と第二連結軸63とは、いずれも、その全体が第二基準面P2に対して第一軸X1側とは反対側に位置するように配置されている。第二ギヤ機構60を構成する第三ギヤ61は、その一部が第二基準面P2に対して第一軸X1側に位置するように配置されている。第二ギヤ機構60を第一ギヤ機構50とは別に設けたことにより、軸方向に見てダンパDから離れた、このような位置に第二ギヤ機構60を配置することが可能となっている。
また、第五軸X5は、第一基準面P1に対して第二軸X2側であって、かつ、第三基準面P3に対して第三軸X3側に位置するように配置されている。第二ギヤ機構60は、その全体が、第一基準面P1に対して第二軸X2側であって、かつ、第三基準面P3に対して第三軸X3側に位置するように配置されている。また、第五軸X5は、第四基準面P4に対して第二軸X2側(上側)であって、かつ、第五基準面P5に対して第三軸X3側(下側)に位置するように配置されている。第二ギヤ機構60を構成する第四ギヤ62と第二連結軸63とは、いずれも、その全体が、第四基準面P4に対して第二軸X2側(上側)であって、かつ、第五基準面P5に対して第三軸X3側(下側)に位置するように配置されている。第二ギヤ機構60を構成する第三ギヤ61は、その全体が第五基準面P5に対して第三軸X3側(下側)に位置するとともに、その一部が第四基準面P4に対して第三軸X3側(下側)に位置するように配置されている。
第二ギヤ機構60は、その大部分が、第四基準面P4と第二基準面P2と第五基準面P5とによって区画される空間に配置されている。第二ギヤ機構60は、軸方向に見てダンパDから大きく離間して配置されており、軸方向に見てダンパDと重複しないように配置されている。このように、本実施形態の構成では、最大接線力(第二最大接線力F2)が大きい第二出力ギヤ45に噛み合うギヤを含むために軸方向に長くなり易い第二ギヤ機構60を、内燃機関Eと同軸に配置されるダンパDから離して配置することができている。このような配置構成を採用したことで、第二ギヤ機構60とダンパDとの軸方向の干渉が回避できる。これにより、図4に示すように、第二ギヤ機構60を軸方向でダンパD側に寄せて配置することができ、さらには第二ギヤ機構60を軸方向で内燃機関E側に寄せて配置することができる。
また、本実施形態では、軸方向に見てダンパDとは重複しない第二ギヤ機構60が、第五軸X5基準での径方向に見て、ダンパ収容室3a及びダンパDと重複する部分を有するように配置されている。本実施形態では、第二ギヤ機構60を構成する第二連結軸63の内燃機関E側の端部が、ダンパ収容室3a及びダンパDと重複する部分を有するように配置されている。より具体的には、第二連結軸63における第三ギヤ61よりも内燃機関E側の端部が、ダンパ収容室3a及びダンパDと重複する部分を有するように配置されている。このように、第二ギヤ機構60の少なくとも一部がダンパ収容室3a及びダンパDと同じ軸方向の位置を占めるに至るまで、第二ギヤ機構60が軸方向で内燃機関E側に近接して配置されている。これにより、第二回転電機40をも、軸方向で内燃機関E側に寄せて配置することができる。
さらに上述したように、第一出力ギヤ26及び第二出力ギヤ45の想定最大伝達トルクT1,T2及び基準ピッチ円半径R26,R45をそれぞれ調整することで、第一最大接線力F1が第二最大接線力F2よりも小さくなるように設計されている。そして、図4及び図5に示すように、第一出力ギヤ26のギヤ幅B1が第二出力ギヤ45のギヤ幅B2よりも狭く設定されている。また、それに応じて、第一出力ギヤ26に噛み合う第一ギヤ51のギヤ幅が、第二出力ギヤ45に噛み合う第三ギヤ61のギヤ幅よりも狭く設定されている。これにより、第一ギヤ51のギヤ幅が狭くなる分だけ、第一ギヤ機構50が占有する空間の軸方向長さを短縮することができる。その結果、軸方向に見て第一ギヤ機構50と重複する位置に配置される第二回転電機40を、さらに内燃機関E側に寄せて配置することが可能となっている。
また、上述したように、入力ギヤ71のギヤ幅B3が、図6に示す仮想構造における入力ギヤ71のギヤ幅B4よりも狭く設定されている。これに合わせて、入力ギヤ71に噛み合う第二ギヤ52及び第四ギヤ62のギヤ幅も狭くすることができ、第一ギヤ機構50の軸方向長さをさらに短く抑えることができると共に、第二ギヤ機構60の軸方向長さも短く抑えることができる。よって、第二回転電機40を、さらに内燃機関E側に寄せて配置することが可能となっている。
よって、装置全体の第二軸X2に沿った軸方向長さを短く抑えることができる。或いは、上述したように、装置全体の第二軸X2に沿った軸方向長さを拡大させることなく大型の第二回転電機40を用いることができる。
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る車両用駆動装置の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記の実施形態では、第一ギヤ機構50の第一ギヤ51が、第二ギヤ52に対して軸方向で内燃機関E側に配置されている構成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。例えば図7に示すように、第二ギヤ52が第一ギヤ51に対して軸方向で内燃機関E側に配置されていても良い。図7の例では、装置全体の収まりを考慮して、第一出力ギヤ26は、差動出力部材25における中央位置よりも内燃機関E及びダンパD側とは反対側(第一回転電機30側)の部分に形成されている。
(2)上記の実施形態では、第二ギヤ機構60(具体的には、第二連結軸63の内燃機関E側の端部)が、径方向に見てダンパ収容室3a及びダンパDと重複するように配置されている構成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。例えば第二ギヤ機構60が、径方向に見てダンパ収容室3aのみと重複し、ダンパDとは重複しないように配置されていても良い。或いは、第二ギヤ機構60が、径方向に見てダンパ収容室3a及びダンパDの双方と重複しないように、軸方向でダンパ収容室3aよりも差動歯車装置20側に配置されていても良い。また、第二連結軸63だけでなく第一ギヤ61も、径方向に見てダンパ収容室3a及びダンパDの少なくとも一方と重複するように配置されていても良い。
(3)上記の実施形態では、第一ギヤ機構50の回転軸心となる第四軸X4が、3つの基準面P1〜P3によって囲まれる三角柱状空間の内部に配置されている構成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。第四軸X4が3つの基準面P1〜P3によって囲まれる三角柱状空間の外部に配置されていても良い。例えば図8に示すように、第四軸X4が、第一基準面R1に対して第二軸X2側とは反対側(下側)に位置するように配置されていても良い。
(4)上記の実施形態では、出力装置70の本体部72が、入力ギヤ71に対して軸方向で内燃機関E側に配置されている構成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。例えば本体部72が、入力ギヤ71に対して軸方向で内燃機関E側とは反対側(第一回転電機30及び第二回転電機40側)に配置されていても良い。
(5)上記の実施形態では、第一軸X1に対して水平方向の一方側に配置された第二軸X2及び第三軸X3が、図3等に示すように軸方向に見て水平方向の同程度の位置に配置されている構成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。3軸(第一軸X1、第二軸X2、及び第三軸X3)の配置関係は、任意に設定することができる。
(6)上記の実施形態では、差動歯車装置20がシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成された例について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。差動歯車装置20としては、任意の具体的構成を採用することができる。例えば図9に示すように、差動歯車装置20がダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されても良い。このような構成では、差動歯車装置20の3つの回転要素は、回転速度の順に、サンギヤ21、リングギヤ23、及びキャリヤ22となる(速度線図は省略)。差動歯車装置20のサンギヤ21に第一回転電機30が駆動連結され、リングギヤ23に入力軸10が駆動連結され、キャリヤ22と一体回転する第一出力ギヤ26に出力装置70が駆動連結される。或いは、例えば図10に示すように、差動歯車装置20が段付ピニオンを有する遊星歯車機構によって構成されても良い。
(7)上記の実施形態では、動力分配装置として機能する差動歯車装置20を備える車両用駆動装置1に本発明を適用した例について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、いわゆる電気式トルクコンバータとして機能する差動歯車装置20を備える車両用駆動装置1にも、本発明を適用することは可能である。なお、差動歯車装置20の3つの回転要素のうち、出力装置70に駆動連結される回転要素が回転速度の順で中間となる場合に、差動歯車装置20が電気式トルクコンバータとして機能する。シングルピニオン型の差動歯車装置20であれば、例えばサンギヤ21に第一回転電機30が駆動連結され、キャリヤ22と一体回転する第一出力ギヤ26に出力装置70が駆動連結され、リングギヤ23に入力軸10が駆動連結されれば良い。ダブルピニオン型の差動歯車装置20であれば、例えばサンギヤ21に第一回転電機30が駆動連結され、リングギヤ23と一体回転する第一出力ギヤ26に出力装置70が駆動連結され、キャリヤ22に入力軸10が駆動連結されれば良い。
(8)その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
本発明は、ハイブリッド車両用の駆動装置に利用することができる。
1 車両用駆動装置
3a ダンパ収容室
10 入力軸(入力部材)
20 差動歯車装置
21 サンギヤ
22 キャリヤ
23 リングギヤ(出力要素)
26 第一出力ギヤ
30 第一回転電機
40 第二回転電機
45 第二出力ギヤ
50 第一ギヤ機構
51 第一ギヤ
52 第二ギヤ
60 第二ギヤ機構
61 第三ギヤ
62 第四ギヤ
70 出力装置
71 出力装置の入力ギヤ
E 内燃機関
D ダンパ
W 車輪
X1 第一軸
X2 第二軸
X3 第三軸
X4 第四軸
X5 第五軸
P2 第二基準面(基準面)
F1 第一最大接線力
F2 第二最大接線力
T1 第一出力ギヤの想定最大伝達トルク
T2 第二出力ギヤの想定最大伝達トルク
R26 第一出力ギヤの基準ピッチ円半径(第一出力ギヤの径)
R45 第二出力ギヤの基準ピッチ円半径(第二出力ギヤの径)
B1 第一出力ギヤのギヤ幅
B2 第二出力ギヤのギヤ幅

Claims (8)

  1. ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、3つの回転要素を有する差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、
    前記差動歯車装置の前記3つの回転要素のうち、1つの回転要素に前記入力部材が駆動連結され、別の1つの回転要素に前記第一回転電機が駆動連結され、残余の回転要素である出力要素が前記出力装置に駆動連結されるとともに、前記第二回転電機が前記出力装置に駆動連結された車両用駆動装置であって、
    前記出力要素と一体回転する第一出力ギヤに噛み合う第一ギヤと、前記第一ギヤとは軸方向の異なる位置で前記出力装置の入力ギヤに噛み合う第二ギヤと、を有する第一ギヤ機構と、
    前記第二回転電機の第二出力ギヤに噛み合う第三ギヤと、前記第三ギヤとは軸方向の異なる位置で前記入力ギヤに噛み合う第四ギヤと、を有する第二ギヤ機構と、を備え、
    前記ダンパ、前記差動歯車装置、及び前記第一回転電機が、これらに共通の第一軸上に並んで配置され、
    前記第二回転電機が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸とは異なる第二軸上に配置され、
    前記出力装置が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸及び前記第二軸とは異なる第三軸上に配置され、
    前記第一ギヤ機構が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸及び前記第二軸及び前記第三軸とは異なる第四軸上に配置され、
    前記第二ギヤ機構が、前記第一軸に平行であり、かつ、前記第二軸及び前記第三軸の双方を含む平面である基準面に対して前記第一軸側とは反対側に位置する第五軸上に配置され、
    前記第三ギヤが、前記第四ギヤに対して軸方向で前記第二回転電機側とは反対側に配置され、
    前記第一出力ギヤに想定最大伝達トルクが伝達される場合の接線力である第一最大接線力が、前記第二出力ギヤに想定最大伝達トルクが伝達される場合の接線力である第二最大接線力よりも小さくなるように、前記第一出力ギヤ及び前記第二出力ギヤのそれぞれの想定最大伝達トルク及び径が設定されている車両用駆動装置。
  2. 前記第一出力ギヤ及び前記第一ギヤのギヤ幅が、前記第二出力ギヤ及び前記第三ギヤのギヤ幅よりも狭い請求項1に記載の車両用駆動装置。
  3. 前記第一ギヤ機構及び前記第二ギヤ機構に代えて、前記第一出力ギヤ及び前記第二出力ギヤの双方が噛み合う第五ギヤと、前記第五ギヤとは軸方向の異なる位置で前記入力ギヤに噛み合う第六ギヤと、を有する仮想ギヤ機構を備えた仮想構造を仮定し、
    前記入力ギヤのギヤ幅が、前記仮想構造において前記第六ギヤに想定最大伝達トルクが伝達される場合の前記入力ギヤの接線力に応じて設定された前記入力ギヤのギヤ幅よりも狭く設定されている請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。
  4. ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、3つの回転要素を有する差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、
    前記差動歯車装置の前記3つの回転要素のうち、1つの回転要素に前記入力部材が駆動連結され、別の1つの回転要素に前記第一回転電機が駆動連結され、残余の回転要素である出力要素が前記出力装置に駆動連結されるとともに、前記第二回転電機が前記出力装置に駆動連結された車両用駆動装置であって、
    前記出力要素と一体回転する第一出力ギヤに噛み合う第一ギヤと、前記第一ギヤとは軸方向の異なる位置で前記出力装置の入力ギヤに噛み合う第二ギヤと、を有する第一ギヤ機構と、
    前記第二回転電機の第二出力ギヤに噛み合う第三ギヤと、前記第三ギヤとは軸方向の異なる位置で前記入力ギヤに噛み合う第四ギヤと、を有する第二ギヤ機構と、を備え、
    前記ダンパ、前記差動歯車装置、及び前記第一回転電機が、これらに共通の第一軸上に並んで配置され、
    前記第二回転電機が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸とは異なる第二軸上に配置され、
    前記出力装置が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸及び前記第二軸とは異なる第三軸上に配置され、
    前記第一ギヤ機構が、前記第一軸に平行でありかつ前記第一軸及び前記第二軸及び前記第三軸とは異なる第四軸上に配置され、
    前記第二ギヤ機構が、前記第一軸に平行であり、かつ、前記第二軸及び前記第三軸の双方を含む平面である基準面に対して前記第一軸側とは反対側に位置する第五軸上に配置され、
    前記第三ギヤが、前記第四ギヤに対して軸方向で前記第二回転電機側とは反対側に配置され、
    前記第一出力ギヤ及び前記第一ギヤのギヤ幅が、前記第二出力ギヤ及び前記第三ギヤのギヤ幅よりも狭い車両用駆動装置。
  5. 前記第一ギヤ機構及び前記第二ギヤ機構に代えて、前記第一出力ギヤ及び前記第二出力ギヤの双方が噛み合う第五ギヤと、前記第五ギヤとは軸方向の異なる位置で前記入力ギヤに噛み合う第六ギヤと、を有する仮想ギヤ機構を備えた仮想構造を仮定し、
    前記入力ギヤのギヤ幅が、前記仮想構造において前記第六ギヤに想定最大伝達トルクが伝達される場合の前記入力ギヤの接線力に応じて設定された前記入力ギヤのギヤ幅よりも狭く設定されている請求項4に記載の車両用駆動装置。
  6. 前記第二ギヤ機構が、軸方向に見て前記ダンパを収容するダンパ収容室と重複することなく、かつ、径方向に見て前記ダンパ収容室と重複するように配置されている請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
  7. 前記第一ギヤが、前記第二ギヤに対して軸方向で前記ダンパ側に配置されている請求項1から6のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
  8. 車載状態で、前記第一軸に対して水平方向の一方側に前記第二軸及び前記第三軸が配置されているとともに、前記第二軸が前記第三軸に対して上方に配置されている請求項1から7のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
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