JP6166181B2

JP6166181B2 - ハイブリッド車両の動力伝達装置

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Publication number: JP6166181B2
Application number: JP2013546888A
Authority: JP
Inventors: 恵太今井; 弘一奥田; 光洋豊田; 田端　淳; 淳田端; 翔水篠
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2031-11-29
Also published as: JPWO2013080311A1

Description

本発明は、ハイブリッド車両の動力伝達装置に関し、特にそのハイブリッド車両の燃費を向上させる技術に関するものである。

例えば、特許文献１乃至４に示すようなハイブリッド車両の動力伝達装置がある。このようなハイブリッド車両の動力伝達装置は、特許文献１に示すように、機関例えばエンジンの出力および回転機の出力が選択的に駆動輪に伝達されるものである。

また、特許文献１のハイブリッド車両の動力伝達装置は、その特許文献１の図１に示すように、前記エンジン、第１回転機、および前記回転機としての第２回転機にそれぞれ連結される第１回転要素、第２回転要素、および第３回転要素を有する電気式差動部を備え、その電気式差動部の第３回転要素すなわち出力軸は駆動輪に連結されており、前記電気式差動部から駆動輪に至る動力伝達経路の一部を構成する回転部材に前記第２回転機のロータ軸が噛合機構を介して連結され、第２回転機のロータ軸からの出力が駆動輪に伝達されるようになっている。

ところで、上記のようなハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記第２回転機の出力が無いか或いは小さいときには、前記第２回転機のロータ軸がフローティング状態となり、エンジンからの回転変動を含む動力が伝達されると、ロータ軸の噛合歯とそれに噛み合う回転部材側の噛合歯との歯面同士が互いに打ち合うことで所謂歯打ち音或いはガラ音が発生する場合があるという問題があった。

これに対して、特許文献５に示すようなハイブリッド車両の動力伝達装置がある。このハイブリッド車両の動力伝達装置は、ハイブリッド車両のドライブトレーンでギヤの歯打ちが発生する条件を検出したら、エンジン回転数を変更して歯打ちを低減するものである。

特開２００７−２５３８２３号公報特開２００６−１９４２９９号公報特開２００７−１４５０号公報ＵＳ２００５／０２０４８６２Ａ１特開平１１−９３７２５号公報

しかしながら、上記のような特許文献５のハイブリッド車両の動力伝達装置において、歯打ちが発生する条件を検出した時、駆動軸の出力状態を保ったままエンジンの回転数を上げると、エンジンの動作点が予め設定された最適曲線から外れて、車両燃費が悪化するという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、第２回転機のトルクがゼロ付近となっても、機関の動作点を変更することなく歯打ち音を抑制できるハイブリッド車両の動力伝達装置を提供することにある。

かかる目的を達成するための本第１発明の要旨とするところは、(a) 機関に連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と第２回転機に連結された第３回転要素とを有する電気式差動部を備え、該第２回転機は該第３回転要素を経由する前記機関と駆動輪との間の動力伝達経路に配設されたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、(b) 前記ハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記第３回転要素に動力伝達可能に接続された第１伝達部材と、前記駆動輪と動力伝達可能に接続され、且つ前記第１伝達部材とは別体に形成された第２伝達部材とを備え、(c) 前記第２回転機のロータ軸は前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とにそれぞれ接続されると共に、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とは相互に離隔しており、(d) 前記第２回転機のロータ軸は、その両端部に一対の内周スプライン歯がそれぞれ形成され、(e) その一対の内周スプライン歯は、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とにそれぞれスプライン嵌合されていることにある。
また、第２発明の要旨とするところは、(a) 機関に連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と第２回転機に連結された第３回転要素とを有する電気式差動部を備え、該第２回転機は該第３回転要素を経由する前記機関と駆動輪との間の動力伝達経路に配設されたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、(b) 前記ハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記第３回転要素に動力伝達可能に接続された第１伝達部材と、前記駆動輪と動力伝達可能に接続され、且つ前記第１伝達部材とは別体に形成された第２伝達部材とを備え、(c) 前記第２回転機のロータ軸は前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とにそれぞれ接続されると共に、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とは相互に離隔しており、(d) 前記第２回転機のロータ軸は、その一軸端部に一対の内周スプライン歯および外周スプライン歯が形成され、(e) その一対の内周スプライン歯および外周スプライン歯は、前記動力伝達経路においてその第２回転機の上流側に位置する部材とその第２回転機の下流側に位置する部材とにそれぞれスプライン嵌合されていることにある。

本第１発明のハイブリッド車両の動力伝達装置によれば、(b) 前記ハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記第３回転要素に動力伝達可能に接続された第１伝達部材と、前記駆動輪と動力伝達可能に接続され、且つ前記第１伝達部材とは別体に形成された第２伝達部材とを備え、(c) 前記第２回転機のロータ軸は前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とにそれぞれ接続されると共に、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とは相互に離隔している。このため、前記機関の出力が前記第２回転機のロータ軸を介して前記駆動輪へ伝達されている状態では、前記第２回転機のトルクがゼロ付近になる状態でも、前記機関の運転中は前記第２回転機のロータ軸の噛合歯が常に一方に押し付けられていてその第２回転機の連結部分にガタが発生しない。従って、前記第２回転機のトルクがゼロ付近になる状態でも、前記機関の動作点が変更することなく歯打ち音が抑制されると共に、前記ハイブリッド車両の燃費が向上する。また、(d) 前記第２回転機のロータ軸は、その両端部に一対の内周スプライン歯がそれぞれ形成され、(e) その一対の内周スプライン歯は、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とにそれぞれスプライン嵌合されている。このため、前記第２回転機のロータ軸に形成された一対の内周スプライン歯によって、そのロータ軸の軸心方向における前記動力伝達装置の全長を好適に短くすることができる。
また、第２発明のハイブリッド車両の動力伝達装置によれば、(b) 前記ハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記第３回転要素に動力伝達可能に接続された第１伝達部材と、前記駆動輪と動力伝達可能に接続され、且つ前記第１伝達部材とは別体に形成された第２伝達部材とを備え、(c) 前記第２回転機のロータ軸は前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とにそれぞれ接続されると共に、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とは相互に離隔している。このため、前記機関の出力が前記第２回転機のロータ軸を介して前記駆動輪へ伝達されている状態では、前記第２回転機のトルクがゼロ付近になる状態でも、前記機関の運転中は前記第２回転機のロータ軸の噛合歯が常に一方に押し付けられていてその第２回転機の連結部分にガタが発生しない。従って、前記第２回転機のトルクがゼロ付近になる状態でも、前記機関の動作点が変更することなく歯打ち音が抑制されると共に、前記ハイブリッド車両の燃費が向上する。また、(d) 前記第２回転機のロータ軸は、その一軸端部に一対の内周スプライン歯および外周スプライン歯が形成され、(e) その一対の内周スプライン歯および外周スプライン歯は、前記動力伝達経路においてその第２回転機の上流側に位置する部材とその第２回転機の下流側に位置する部材とにそれぞれスプライン嵌合されている。このため、前記動力伝達経路においてその第２回転機の下流側に位置する部材は、前記動力伝達経路においてその第２回転機の上流側に位置する部材よりも前記第２回転機の出力トルクが加算される為、その第２回転機の下流側に位置する部材の必要強度を比較的に大きくする必要があるが、前記第２回転機の下流側に位置する部材を前記第２回転機のロータ軸の外周側に配置させることで、好適にその第２回転機の下流側に位置する部材の径を大きくして強度を確保できる共に、前記第２回転機の上流側に位置する部材を前記第２回転機のロータ軸の内周側に配置させることで、不必要にその部材の径を大きくしなくて済むので小型化できる。

ここで、好適には、前記機関の出力は、前記第２回転機のロータ軸を通して前記駆動輪に伝達される。このため、前記機関の出力が前記第２回転機のロータ軸を介して前記駆動輪へ伝達されている状態では、前記第２回転機のトルクがゼロ付近になる状態でも、前記機関の運転中は前記第２回転機のロータ軸の噛合歯が常に一方に押し付けられていてその第２回転機の連結部分にガタが発生しない。

また、好適には、前記第２回転機のロータ軸の両端部に形成された内周スプライン歯は、相互に同径とされている。このため、前記第２回転機のロータ軸の両端部に形成される内周スプライン歯を、同一の加工設備・刃具を使用して成形することができ、前記第２回転機のロータ軸の生産性が向上する。

また、好適には、前記第２回転機のロータ軸は、円筒軸であって、その両端部に形成された内周スプライン歯は、軸方向に連続している。このため、前記第２回転機のロータ軸の両端部に形成される内周スプライン歯を、そのロータ軸の軸方向に一度のブローチ加工で作製でき、前記第２回転機のロータ軸の生産性が好適に向上する。

本発明の一実施例のハイブリッド車両の動力伝達装置を説明する骨子図である。図１の動力伝達装置の一部を拡大して示す断面図である。本発明の他の実施例であるハイブリッド車両の動力伝達装置を説明する骨子図である。図３の動力伝達装置の一部を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は理解を容易とするために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド車両(以下、車両１０という)１０の動力伝達装置１２を説明する骨子図である。この動力伝達装置１２は、例えは車両１０において縦置きされるＦＲ(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものである。

図１において、動力伝達装置１２は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１４（以下、ケース１４という）内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての動力伝達装置入力軸(以下、入力軸１６という)１６と、この入力軸１６に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーなどを介して間接的に連結された差動機構としての動力分配機構(電気式差動部)１８と、その動力分配機構１８と動力伝達装置出力軸(以下、出力軸２０という)２０との間で伝達部材２２を介して直列に連結されている有段式の自動変速機２４と、この自動変速機２４に連結されている出力回転部材としての出力軸２０とを備えている。

動力伝達装置１２は、走行用の駆動力源としてのエンジン(機関)８と図示しない一対の駆動輪２５との間に設けられて、エンジン８の出力を差動歯車装置および一対の車軸等を順次介してその一対の駆動輪２５へ伝達する。

動力分配機構１８は、入力軸１６に入力されたエンジン８の出力を機械的に合成し或いは分配する機械的機構であって、エンジン８の出力を第１電動機(第１回転機)ＭＧ１および伝達部材２２に分配し、或いはエンジン８の出力とその第１電動機ＭＧ１の出力とを合成して伝達部材２２へ出力する。本実施例の第１電動機ＭＧ１および第２電動機(第２回転機)ＭＧ２は、発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第１電動機ＭＧ１は反力を発生させるためのジェネレータ（発電）機能を少なくとも備え、第２電動機ＭＧ２は駆動力を出力するためのモータ（電動機）機能を少なくとも備える。

エンジン８は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関であり、マイクロコンピュータを主体とする図示しない電子制御装置によって吸入空気量、燃料供給量、および点火時期等が電気的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ように構成されている。上記電子制御装置は、例えばエンジン回転速度とエンジントルクとで構成される二次元座標において車両の運転性とエンジン８の燃費性とが両立するように予め実験的に求められて記憶された最適曲線に沿うようにエンジン８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８を制御すると共に第１電動機ＭＧ１を制御する。

動力分配機構１８は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２６を備えている。この第１遊星歯車装置２６は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素として備えている。なお、第１遊星歯車装置２６において、第１キャリアＣＡ１は第１回転要素ＲＥ１に対応しており、第１サンギヤＳ１は第２回転要素ＲＥ２に対応しており、第１リングギヤＲ１は第３回転要素ＲＥ３に対応している。

動力分配機構１８においては、第１キャリヤＣＡ１は入力軸１６すなわちエンジン８に連結され、第１サンギヤＳ１は第１電動機ＭＧ１に連結され、第１リングギヤＲ１は第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８を介して伝達部材２２に連結されている。

動力分配機構１８では、第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、第１リングギヤＲ１がそれぞれ相互に相対回転可能であることから、エンジン８の出力が第１電動機ＭＧ１と伝達部材２２とに分配され、第１電動機ＭＧ１に分配されたエンジン８の出力で第１電動機ＭＧ１が発電され、その発電された電気エネルギや、蓄電されていた電気エネルギで第２電動機ＭＧ２が回転駆動されるので、例えば無段変速状態とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材２２の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構１８は、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を介して運転状態が制御されることにより、入力回転速度（入力軸１６の回転速度）と出力回転速度（伝達部材２２の回転速度）の差動状態が制御される電気式差動部として機能する。

自動変速機２４は、複数の遊星歯車装置、すなわち、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置３０、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置３２、およびシングルピニオン型の第４遊星歯車装置３４を備えている。第２遊星歯車装置３０は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えている。第３遊星歯車装置３２は、第３サンギヤＳ３、第３遊星歯車Ｐ３、その第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３遊星歯車Ｐ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を備えている。第４遊星歯車装置３４は、第４サンギヤＳ４、第４遊星歯車Ｐ４、その第４遊星歯車Ｐ４を自転および公転可能に支持する第４キャリヤＣＡ４、第４遊星歯車Ｐ４を介して第４サンギヤＳ４と噛み合う第４リングギヤＲ４を備えている。

自動変速機２４では、第２サンギヤＳ２と第３サンギヤＳ３とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材２２に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１４に選択的に連結され、第２キャリヤＣＡ２は第２ブレーキＢ２を介してケース１４に選択的に連結され、第４リングギヤＲ４は第３ブレーキＢ３を介してケース１４に選択的に連結され、第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣＡ３と第４キャリヤＣＡ４とが一体的に連結されて出力軸２０に連結され、第３リングギヤＲ３と第４サンギヤＳ４とが一体的に連結されて第１クラッチＣ１を介して伝達部材２２に選択的に連結されている。

以上のように構成された動力伝達装置１２では、例えば、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３のうちのいずれか２つが選択的に係合作動させられることにより、複数の変速段が選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎ_ＩＮ／出力軸回転速度Ｎ_ＯＵＴ）が各ギヤ段毎に得られるようになっている。

図２は、動力伝達装置１２の一部を示す断面図である。この図２によれば、動力伝達装置１２は、電気式差動部である動力分配機構１８の第１リングギヤＲ１に連結された電気式差動部出力軸(以下、出力軸３６という)３６と、その出力軸３６に一端部が連結された第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８と、そのロータ軸２８の他端部に連結された軸状の伝達部材２２とを備えており、エンジン８の出力および第２電動機ＭＧ２の出力が選択的に伝達部材２２を介して一対の駆動輪２５に伝達されるようになっている。

第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８は、図２に示すように、一対の軸受３８によってその回転軸心Ｄ１回りに回転可能に支持された円筒状の円筒軸である。また、図２に示すように、エンジン８から一対の駆動輪２５に至る動力伝達経路において、第２電動機ＭＧ２の上流側に位置する部材は出力軸３６であり、第２電動機ＭＧ２の下流側に位置する部材は伝達部材２２である。このため、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８が上記動力伝達経路内に直列に介在させられてその動力伝達経路の一部を構成している。

第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８には、図２に示すように、そのロータ軸２８の回転軸心Ｄ１方向に貫通する略円柱形状の嵌合穴２８ａが形成されており、そのロータ軸２８の出力軸３６側の端部の嵌合穴２８ａに、出力軸３６のロータ軸２８側の端部に形成された円筒形状の軸部３６ａが相対回転不能に嵌め入れられ、そのロータ軸２８の伝達部材２２側の端部の嵌合穴２８ａに、伝達部材２２のロータ軸２８側の端部に形成された円筒形状の軸部２２ａが相対回転不能に嵌め入れられている。このため、エンジン８の出力は、出力軸３６から第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８をその軸方向に通して伝達部材２２に伝達され、その伝達部材２２によって一対の駆動輪２５が駆動させられる。

ロータ軸２８の内周部に形成された内周スプライン歯２８ｂに、出力軸３６の軸部３６ａの先端部の外周に形成された外周スプライン溝３６ｂが嵌め入れられており、ロータ軸２８が出力軸３６と相対回転不能に連結されている。また、ロータ軸２８の内周スプライン歯２８ｂに、伝達部材２２の軸部２２ａの先端部の外周に形成された外周スプライン溝２２ｂが嵌め入れられており、ロータ軸２８が伝達部材２２と相対回転不能に連結されている。

図２に示すように、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８の両端部に形成された内周スプライン歯２８ｂは相互に同径とされており、そのロータ軸２８の両端部に形成された内周スプライン歯２８ｂがそのロータ軸２８の回転軸心Ｄ１方向に連続して例えばブローチ加工によって成形されている。

本実施例のハイブリッド車両１０の動力伝達装置１２によれば、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８は、エンジン８から一対の駆動輪２５に至る動力伝達経路の一部を構成している。このため、エンジン８の出力が第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８を介して前記一対の駆動輪２５へ伝達されている状態では、第２電動機ＭＧ２のトルクがゼロ付近になる状態でも、エンジン８の運転中は第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８の内周スプライン歯２８ｂが常に一方に押し付けられていてその第２電動機ＭＧ２の連結部分にガタが発生しない。従って、第２電動機ＭＧ２のトルクがゼロ付近になる状態でも、エンジン８の動作点が変更することなく歯打ち音が抑制されると共に、ハイブリッド車両１０の燃費が向上する。

また、本実施例のハイブリッド車両１０の動力伝達装置１２によれば、エンジン８の出力は、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８を通して一対の駆動輪２５に伝達される。このため、エンジン８の出力が第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８を介して一対の駆動輪２５へ伝達されているとき、第２電動機ＭＧ２のトルクがゼロ付近になる状態でも、エンジン８の運転中は第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８の内周スプライン歯２８ｂが常に一方に押し付けられていてその第２電動機ＭＧ２の連結部分にガタが発生しない。

また、本実施例のハイブリッド車両１０の動力伝達装置１２によれば、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８は、その両端部に内周スプライン歯２８ｂがそれぞれ形成され、その内周スプライン歯２８ｂは、エンジン８から一対の駆動輪２５に至る動力伝達経路においてその第２電動機ＭＧ２の上流側に位置する出力軸３６とその第２電動機ＭＧ２の下流側に位置する伝達部材２２とにそれぞれ相対回転不能にスプライン嵌合されている。このため、第２電送機ＭＧ２のロータ軸２８に形成された内周スプライン歯２８ｂによって、そのロータ軸２８の回転軸心Ｄ１方向における動力伝達装置１２の全長を好適に短くすることができる。

また、本実施例のハイブリッド車両１０の動力伝達装置１２によれば、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８の両端部に形成された内周スプライン歯２８ｂは、相互に同径とされている。このため、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８の両端部に形成される内周スプライン歯２８ｂを、同一の加工設備・刃具を使用して成形することができ、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８の生産性が向上する。

また、本実施例のハイブリッド車両１０の動力伝達装置１２によれば、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８は、円筒軸であって、その両端部に形成された内周スプライン歯２８ｂは、そのロータ軸２８の回転軸心Ｄ１方向に連続している。このため、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８の両端部に形成される内周スプライン歯２８ｂを、そのロータ軸２８の回転軸心Ｄ１方向に一度のブローチ加工で作製でき、第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８の生産性が好適に向上する。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互間で共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例のハイブリッド車両(以下、車両４０という)４０の動力伝達装置４２は、前述の実施例１の動力伝達装置１２に比較して、動力伝達装置４２が、例えは車両４０において横置きされるＦＦ(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両に好適に用いられる点で相違している。

図３に示すように、動力伝達装置４２は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスアクスルケース(以下、ケース４４という)４４内において、エンジン８側から順番にそのエンジン８の出力軸(例えばクランク軸)に作動的に連結されてエンジン８からのトルク変動等による脈動を吸収するダンパー４６、そのダンパー４６を介してエンジン８によって回転駆動させられる入力軸４８、第１電動機(第１回転機)ＭＧ１、差動機構として機能する動力分配機構(電気式差動部)５０、第２電動機(第２回転機)ＭＧ２、および図示しない一対の駆動輪２５に動力伝達可能に連結された出力歯車５２を備えている。

動力分配機構５０は、シングルピニオン型の遊星歯車装置５４を備えている。この遊星歯車装置５４は、第１ピニオンギヤＰ１’、その第１ピニオンギヤＰ１’を自転および公転可能に支持する第１回転要素ＲＥ１’としての第１キャリヤＣＡ１’、第２回転要素ＲＥ２’としての第１サンギヤＳ１’、および、第１ピニオンギヤＰ１’を介して第１サンギヤＳ１’と噛み合う第３回転要素ＲＥ３’としての第１リングギヤＲ１’を備えている。

動力分配機構５０においては、第１キャリヤＣＡ１’は入力軸４８すなわちエンジン８に連結され、第１サンギヤＳ１’は第１電動機ＭＧ１に連結され、第１リングギヤＲ１’は第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６を介して出力歯車５２に連結されている。

動力分配機構５０では、第１サンギヤＳ１’、第１キャリヤＣＡ１’、第１リングギヤＲ１’がそれぞれ相互に相対回転可能であることから、エンジン８の出力が第１電動機ＭＧ１と出力歯車５２とに分配され、第１電動機ＭＧ１に分配されたエンジン８の出力で第１電動機ＭＧ１が発電され、その発電された電気エネルギや、蓄電されていた電気エネルギで第２電動機ＭＧ２が回転駆動されるので、例えば無段変速状態とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず出力歯車５２の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構５０は、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を介して運転状態が制御されることにより、入力回転速度（入力軸４８の回転速度）と出力回転速度（出力歯車５２の回転速度）の差動状態が制御される電気式差動部として機能する。

図４は、動力伝達装置４２の一部を示す断面図である。この図４によれば、動力伝達装置４２は、電気式差動部である動力分配機構５０の第１リングギヤＲ１’に連結された電気式差動部出力軸(以下、出力軸５８という)５８と、その出力軸５８に連結された第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６と、そのロータ軸５６に連結された出力歯車５２とを備えており、エンジン８の出力および第２電動機ＭＧ２の出力が選択的に出力歯車５２を介して一対の駆動輪２５に伝達されるようになっている。なお、動力伝達装置４２では、エンジン８の出力や第２電動機ＭＧ２の出力が出力歯車５２へ伝達されると、その出力歯車５２からカウンタギヤ６０、ファイナルギヤ、差動歯車装置、一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪２５へ伝達されるようになっている。

第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６は、図４に示すように、一対の軸受６２、６４によってその回転軸心Ｄ２回りに回転可能に支持されている。また、ロータ軸５６には、そのロータ軸５６の第１電動機ＭＧ１側の軸端部が円筒形状に成形された円筒部５６ａが備えられている。また、図４に示すように、エンジン８から前記一対の駆動輪２５に至る動力伝達経路において、第２電動機ＭＧ２の上流側に位置する部材は出力軸５８であり、第２電動機ＭＧ２の下流側に位置する部材は出力歯車５２である。このため、第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６が上記動力伝達経路内に直列に介在させられてその動力伝達経路の一部を構成している。

第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６には、図４に示すように、そのロータ軸５６の回転軸心Ｄ２方向に貫通する略円柱形状の嵌合穴５６ｂが形成されており、そのロータ軸５６の円筒部５６ａの嵌合穴５６ｂに、出力軸５８のロータ軸５６側の端部に形成された略円筒形状の軸部５８ａが相対回転不能に嵌め入れられ、そのロータ軸５６の円筒部５６ａの外周が、出力歯車５２の中央部から回転軸心Ｄ２方向の第１電動機ＭＧ１とは反対側に突き出した円筒形状の円筒部５２ａの嵌合穴５２ｂ内に相対回転不能に嵌め入れられている。このため、エンジン８の出力は、第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６をその径方向に通して出力歯車５２に伝達され、その出力歯車５２によって一対の駆動輪２５が駆動させられる。

図４に示すように、ロータ軸５６および出力軸５８は、ロータ軸５６の円筒部５６ａの内周に形成された内周スプライン歯５６ｃに、出力軸５８の軸部５８ａの先端部の外周に形成された外周スプライン溝５８ｂが嵌め入れられており、ロータ軸５６が出力軸５８と相対回転不能に連結されている。また、図４に示すように、ロータ軸５６および出力歯車５２は、ロータ軸５６の円筒部５６ａの外周に形成された外周スプライン歯５６ｄに、出力歯車５２の円筒部５２ａの内周に形成された内周スプライン溝５２ｃが嵌め入れられており、ロータ軸５６が出力歯車５２と相対回転不能に連結されている。

本実施例のハイブリッド車両４０の動力伝達装置４２によれば、第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６は、エンジン８から一対の駆動輪２５に至る動力伝達経路の一部を構成している。これにより、実施例１のハイブリッド車両１０の動力伝達装置１２と同様に、第２電動機ＭＧ２のトルクがゼロ付近になる状態でも、エンジン８の動作点を変更することなく歯打ち音が抑制されると共に、ハイブリッド車両４０の燃費が向上する。

また、本実施例のハイブリッド車両４０の動力伝達装置４２によれば、エンジン８の出力は、第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６を通して一対の駆動輪２５に伝達される。これにより、実施例１のハイブリッド車両１０の動力伝達装置１２と同様に、第２電動機ＭＧ２のトルクがゼロ付近になる状態でも、エンジン８の運転中は第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６の内周スプライン歯５６ｃおよび外周スプライン歯５６ｄが常に一方に押し付けられその第２電動機ＭＧ２の連結部分にガタが発生しない。

また、本実施例のハイブリッド車両４０の動力伝達装置４２によれば、第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６は、その円筒部５６ａに一対の内周スプライン歯５６ｃおよび外周スプライン歯５６ｄが形成され、その一対の内周スプライン歯５６ｃおよび外周スプライン歯５６ｄは、エンジン８から一対の駆動輪２５に至る動力伝達経路においてその第２電動機ＭＧ２の上流側に位置する部材すなわち出力軸５８とその第２電動機ＭＧ２の下流側に位置する部材すなわち出力歯車５２とにそれぞれスプライン嵌合されている。このため、前記動力伝達経路において出力歯車５２は、前記動力伝達経路において出力軸５８よりも第２電動機ＭＧ２の出力トルクが加算される為、その出力歯車５２の必要強度を比較的に大きくする必要があるが、出力歯車５２を第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６の外周側に配置させることで、好適にその出力歯車５２の径を大きくして強度を確保できる共に、出力軸５８の軸部５８ａを第２電動機ＭＧ２のロータ軸５６の内周側に配置させることで、不必要にその出力軸５８の軸部５８ａの径を大きくしなくて済むので小型化できる。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、本実施例のハイブリッド車両１０、４０の動力伝達装置１２、４２において、その動力伝達装置１２、４２の駆動源としてエンジン８である内燃機関が使用されたが、一対の駆動輪２５に駆動力を発生させるものであればどのような機関が使用されても良い。

また、本実施例のハイブリッド車両１０、４０の動力伝達装置１２、４２において、第１キャリヤＣＡ１、ＣＡ１’はエンジン８と直接若しくは間接的に連結され、第１サンギヤＳ１、Ｓ１’は第１電動機ＭＧ１と直接若しくは間接的に連結され、第１リングギヤＲ１、Ｒ１’は第２電動機ＭＧ２のロータ軸２８、５６と直接若しくは間接的に連結されてもよい。

その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

８：エンジン(機関)
１０、４０：車両(ハイブリッド車両)
１２、４２：動力伝達装置
１８、５０：動力分配機構(電気式差動部)
２２：伝達部材
２５：駆動輪
２８：ロータ軸
２８ｂ：内周スプライン歯
５２：出力歯車
５６：ロータ軸
５６ｃ：内周スプライン歯
５６ｄ：外周スプライン歯
ＭＧ１：第１電動機(第１回転機)
ＭＧ２：第２電動機(第２回転機)
ＲＥ１、ＲＥ１’：第１回転要素
ＲＥ２、ＲＥ２’：第２回転要素
ＲＥ３、ＲＥ３’：第３回転要素

Claims

機関に連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と第２回転機に連結された第３回転要素とを有する電気式差動部を備え、該第２回転機は該第３回転要素を経由する前記機関と駆動輪との間の動力伝達経路に配設されたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
前記ハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記第３回転要素に動力伝達可能に接続された第１伝達部材と、前記駆動輪と動力伝達可能に接続され、且つ前記第１伝達部材とは別体に形成された第２伝達部材とを備え、
前記第２回転機のロータ軸は前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とにそれぞれ接続されると共に、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とは相互に離隔しており、
前記第２回転機のロータ軸は、その両端部に一対の内周スプライン歯がそれぞれ形成され、
該一対の内周スプライン歯は、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とにそれぞれスプライン嵌合されていることを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
機関に連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と第２回転機に連結された第３回転要素とを有する電気式差動部を備え、該第２回転機は該第３回転要素を経由する前記機関と駆動輪との間の動力伝達経路に配設されたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
前記ハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記第３回転要素に動力伝達可能に接続された第１伝達部材と、前記駆動輪と動力伝達可能に接続され、且つ前記第１伝達部材とは別体に形成された第２伝達部材とを備え、
前記第２回転機のロータ軸は前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とにそれぞれ接続されると共に、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材とは相互に離隔しており、
前記第２回転機のロータ軸は、その一軸端部に一対の内周スプライン歯および外周スプライン歯が形成され、
該一対の内周スプライン歯および外周スプライン歯は、前記動力伝達経路において該第２回転機の上流側に位置する部材と該第２回転機の下流側に位置する部材とにそれぞれスプライン嵌合されていることを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
前記機関の出力は、前記第２回転機のロータ軸を通して前記駆動輪に伝達されることを特徴とする請求項１または２のハイブリッド車両の動力伝達装置。
前記第２回転機のロータ軸の両端部に形成された内周スプライン歯は、相互に同径とされていることを特徴とする請求項１のハイブリッド車両の動力伝達装置。
前記第２回転機のロータ軸は、円筒軸であって、その両端部に形成された内周スプライン歯は、軸方向に連続していることを特徴とする請求項４のハイブリッド車両の動力伝達装置。