JP6302294B2

JP6302294B2 - 車両用駆動装置

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Publication number: JP6302294B2
Application number: JP2014047553A
Authority: JP
Inventors: 尚悟沖
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: JP2015171828A

Description

本発明は、車体に縦置きに搭載される車両用駆動装置に関する。

ハイブリッド車両のパワーユニット（車両用駆動装置）として、車体に縦置きに搭載されるパワーユニットが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のパワーユニットには、エンジン、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータおよび動力分割機構等が同軸上に配置されている。

特開２０１３−６４５６号公報

ところで、前輪駆動用や四輪駆動用のパワーユニットには、モータジェネレータ等が組み込まれるだけでなく、前輪用のデファレンシャル機構が組み込まれることになる。デファレンシャル機構をパワーユニットに組み込むことは、デファレンシャル機構の寸法分だけ、パワーユニットを前後方向に拡大する要因となっていた。さらに、ハイブリッド車両のパワーユニットには、軸受潤滑やモータ冷却等に使用されるオイルポンプが組み込まれている。このオイルポンプを組み込む際には、ポンプ駆動用のギヤ列等を併せて組み込む必要があるため、オイルポンプの組み込みはパワーユニットの大型化を招く要因であった。

本発明の目的は、車両用駆動装置の小型化を達成することにある。

本発明の車両用駆動装置は、車体に縦置きに搭載される車両用駆動装置であって、機関出力軸を備えるエンジンと、前記機関出力軸よりも上方に配置される第１モータ軸に連結され、前記エンジンよりも後方に配置される第１電動モータと、前記第１モータ軸よりも下方に配置される第２モータ軸に連結され、前記第１電動モータよりも後方に配置される第２電動モータと、前記第２モータ軸よりも下方に配置されるピニオン軸に連結され、前記第１電動モータの下方に配置される差動機構と、前記第１モータ軸よりも下方かつ前記第２モータ軸よりも上方に配置されるポンプ軸に連結され、前記第１電動モータよりも後方かつ前記第２電動モータよりも前方に配置されるオイルポンプと、前記第１モータ軸と同軸上に配置される動力分割機構と、を有し、前記動力分割機構は、前記機関出力軸に連結される第１回転要素と、前記ピニオン軸に連結される第２回転要素と、前記第１モータ軸に連結される第３回転要素と、を備え、前記ポンプ軸と前記第１回転要素とは、第１一方向クラッチを備えた第１動力伝達経路を介して連結され、前記ポンプ軸と前記第２回転要素とは、第２一方向クラッチを備えた第２動力伝達経路を介して連結され、前記ポンプ軸と前記第２モータ軸とは、第３一方向クラッチを備えた第３動力伝達経路を介して連結され、前記第３動力伝達経路は、前記ポンプ軸に設けられる第１ギヤと、前記第２モータ軸に設けられて前記第１ギヤに噛み合う第２ギヤと、を備え、前記第２回転要素と前記ピニオン軸とは、前記第２回転要素に連結される回転軸と、前記回転軸と前記第２モータ軸とを連結する第１ギヤ列と、前記第２モータ軸と前記ピニオン軸とを連結する第２ギヤ列と、を介して連結され、前記第１ギヤと前記第２ギヤとからなる第３ギヤ列は、前記第１ギヤ列および前記第２ギヤ列よりも前方に配置される。
本発明の車両用駆動装置は、車体に縦置きに搭載される車両用駆動装置であって、機関出力軸を備えるエンジンと、前記機関出力軸よりも上方に配置される第１モータ軸に連結され、前記エンジンよりも後方に配置される第１電動モータと、前記第１モータ軸よりも下方に配置される第２モータ軸に連結され、前記第１電動モータよりも後方に配置される第２電動モータと、前記第２モータ軸よりも下方に配置されるピニオン軸に連結され、前記第１電動モータの下方に配置される差動機構と、前記第１モータ軸よりも下方かつ前記第２モータ軸よりも上方に配置されるポンプ軸に連結され、前記第１電動モータよりも後方かつ前記第２電動モータよりも前方に配置されるオイルポンプと、前記第１モータ軸と同軸上に配置される動力分割機構と、を有し、前記動力分割機構は、前記機関出力軸に連結される第１回転要素と、前記ピニオン軸に連結される第２回転要素と、前記第１モータ軸に連結される第３回転要素と、を備え、前記ポンプ軸と前記第１回転要素とは、第１一方向クラッチを備えた第１動力伝達経路を介して連結され、前記ポンプ軸と前記第２回転要素とは、第２一方向クラッチを備えた第２動力伝達経路を介して連結され、前記ポンプ軸と前記第２モータ軸とは、第３一方向クラッチを備えた第３動力伝達経路を介して連結され、前記第３動力伝達経路は、前記ポンプ軸に設けられる第１ギヤと、前記第２モータ軸に設けられて前記第１ギヤに噛み合う第２ギヤと、前記ピニオン軸に設けられて前記第２ギヤに噛み合う第３ギヤと、を備える。

本発明によれば、機関出力軸よりも上方の第１モータ軸に連結される第１電動モータの下方に差動機構を配置し、第１モータ軸よりも下方かつ第２モータ軸よりも上方にポンプ軸を配置したので、車両用駆動装置の小型化を達成することが可能となる。

本発明の一実施の形態であるパワーユニットを搭載したハイブリッド車両を示す概略図である。パワーユニットの構造を示すスケルトン図である。図２の矢印Ａ方向からパワーユニットの構造を示す説明図である。（ａ）〜（ｆ）はポンプ軸を駆動する第１〜第３動力伝達経路の動力伝達状態を示すイメージ図である。比較例として、エンジン、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータが同軸上に配置されたパワーユニットを示すスケルトン図である。本発明の他の実施の形態であるパワーユニットを示すスケルトン図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用駆動装置（以下、パワーユニットと記載する。）を搭載したハイブリッド車両を示す概略図である。また、図２はパワーユニット１０の構造を示すスケルトン図である。なお、図１および図２において、矢印で示した前方とは車両前方を意味し、矢印で示した後方とは車両後方を意味し、矢印で示した上方とは車両上方を意味し、矢印で示した下方とは車両下方を意味している。

図１に示すように、車体１１のエンジンルーム１２からフロアトンネル１３にかけて、車体１１にはパワーユニット１０が縦置きに搭載されている。パワーユニット１０の前部にはエンジン１４が設けられており、パワーユニット１０の後部には第２モータジェネレータ（第２電動モータ）ＭＧ２が設けられている。また、エンジン１４と第２モータジェネレータＭＧ２との間には、第１モータジェネレータ（第１電動モータ）ＭＧ１が設けられている。さらに、第１モータジェネレータＭＧ１の下方には、差動機構であるデファレンシャル機構１５が設けられている。このデファレンシャル機構１５には、図示しないドライブシャフト等を介して前輪１６が連結されている。なお、第１および第２モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、電動機として機能させることが可能であり、発電機として機能させることが可能である。

図２に示すように、エンジン１４のクランク軸（機関出力軸）１７には、ダンパ機構１８を介して第１入力軸２１が連結されている。また、パワーユニット１０には、第１入力軸２１よりも上方に配置される第２入力軸２２が設けられている。第１入力軸２１には駆動ギヤ２３ａが設けられており、第２入力軸２２には従動ギヤ２３ｂが設けられている。駆動ギヤ２３ａと従動ギヤ２３ｂとは、互いに噛み合ってギヤ列２３を構成している。第１モータジェネレータＭＧ１は、ステータ２４とこれの内側に回転自在に収容されるロータ２５とを有している。ロータ２５にはロータ軸（第１モータ軸）２６が連結されており、中空状のロータ軸２６には第２入力軸２２が挿入されている。また、パワーユニット１０には、第２入力軸２２に対して軸方向に対向する第１出力軸（回転軸）３１が設けられている。第２入力軸２２と第１出力軸３１との間には、遊星歯車列からなる動力分割機構３３が設けられている。すなわち、動力分割機構３３は、ロータ軸２６と同軸上に配置されている。動力分割機構３３は、第２入力軸２２に連結されるキャリア（第１回転要素）３４と、キャリア３４に回転自在に支持されるピニオンギヤ３５とを有している。また、動力分割機構３３は、第１出力軸３１に連結されるリングギヤ（第２回転要素）３６と、ロータ軸２６に連結されるサンギヤ（第３回転要素）３７とを有している。リングギヤ３６とサンギヤ３７とは、ピニオンギヤ３５に噛み合っている。

パワーユニット１０には、第１出力軸３１よりも下方に配置される第２出力軸３２が設けられている。第１出力軸３１には駆動ギヤ４０ａが設けられており、第２出力軸３２には従動ギヤ４０ｂが設けられている。駆動ギヤ４０ａと従動ギヤ４０ｂとは、互いに噛み合ってギヤ列（第１ギヤ列）４０を構成している。第２モータジェネレータＭＧ２は、ステータ４１とこれの内側に回転自在に収容されるロータ４２とを有している。ロータ４２にはロータ軸４３が連結されており、中空状のロータ軸４３には第２出力軸３２が挿入されている。また、第２モータジェネレータＭＧ２の隣には、遊星歯車列４４が配置されている。遊星歯車列４４は、パワーユニット１０のハウジング４５に固定されるキャリア４６と、キャリア４６に回転自在に支持されるピニオンギヤ４７とを有している。また、遊星歯車列４４は、第２出力軸３２に連結されるリングギヤ４８と、ロータ軸４３に連結されるサンギヤ４９とを有している。リングギヤ４８とサンギヤ４９とは、ピニオンギヤ４７に噛み合っている。このように、第２モータジェネレータＭＧ２にはロータ軸４３が連結されており、ロータ軸４３には遊星歯車列４４を介して第２出力軸３２が連結されている。すなわち、ロータ軸４３および第２出力軸３２は、第２モータジェネレータＭＧ２に連結される第２モータ軸として機能している。

また、パワーユニット１０には、第２出力軸３２よりも下方に配置される前輪出力軸（ピニオン軸）５０が設けられている。第２出力軸３２には駆動ギヤ５１ａが設けられており、前輪出力軸５０には従動ギヤ５１ｂが設けられている。駆動ギヤ５１ａと従動ギヤ５１ｂとは、互いに噛み合ってギヤ列（第２ギヤ列）５１を構成している。前輪出力軸５０の端部にはピニオンギヤ５２が設けられており、ピニオンギヤ５２はデファレンシャル機構１５を構成するクラウンギヤ５３に噛み合っている。また、第２出力軸３２には、トランスファクラッチ５４を介して後輪出力軸５５に連結されている。後輪出力軸５５には、図示しないプロペラシャフトやデファレンシャル機構等を介して後輪に連結されている。

なお、動力分割機構３３のキャリア３４は、第２入力軸２２、ギヤ列２３、第１入力軸２１およびダンパ機構１８を介してクランク軸１７に連結されている。すなわち、第１回転要素であるキャリア３４は、機関出力軸であるクランク軸１７に連結されている。また、動力分割機構３３のリングギヤ３６は、第１出力軸３１、ギヤ列４０、第２出力軸３２およびギヤ列５１を介して前輪出力軸５０に連結されている。すなわち、第２回転要素であるリングギヤ３６は、ピニオン軸である前輪出力軸５０に連結されている。

前述したように、第２モータジェネレータＭＧ２には、遊星歯車列４４を介して第２出力軸３２が連結されている。そして、第２出力軸３２には、ギヤ列５１を介して前輪出力軸５０が連結されるとともに、トランスファクラッチ５４を介して後輪出力軸５５が連結されている。これにより、第２モータジェネレータＭＧ２からの動力を、遊星歯車列４４および前輪出力軸５０を介して前輪１６に伝達することが可能となる。また、第２モータジェネレータＭＧ２からの動力を、遊星歯車列４４、トランスファクラッチ５４および後輪出力軸５５を介して後輪に伝達することが可能となる。また、駆動輪（前輪，後輪）に動力を伝達する第２出力軸３２には、ギヤ列４０を介して第１出力軸３１が連結されている。そして、第１出力軸３１には、動力分割機構３３を介して、エンジン１４および第１モータジェネレータＭＧ１が連結されている。このような動力分割機構３３を設けることにより、エンジン１４からの動力を、第１モータジェネレータＭＧ１と第１出力軸３１とに分割することが可能となる。また、動力分割機構３３によって、加速走行時等には第１モータジェネレータＭＧ１から第１出力軸３１に動力が伝達され、エンジン始動時には第１モータジェネレータＭＧ１からエンジン１４に動力が伝達される。なお、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度つまりサンギヤ３７の回転速度を調整することにより、動力分割機構３３の作動状態を制御することが可能となる。

また、パワーユニット１０には、潤滑用や冷却用のオイルを吐出するオイルポンプ６０が設けられている。オイルポンプ６０は、第１モータジェネレータＭＧ１よりも後方かつ第２モータジェネレータＭＧ２よりも前方に配置されている。また、オイルポンプ６０はアウタロータ６１とインナロータ６２とを備えており、インナロータ６２にはポンプ軸６３が連結されている。なお、図２には、パワーユニット構造の理解を容易にするため、オイルポンプ６０が展開された位置で示されている。ここで、図３は図２の矢印Ａ方向からパワーユニット１０の構造を示す説明図である。図３に示すように、オイルポンプ６０のポンプ軸６３は、ロータ軸（第１モータ軸）２６よりも下方かつロータ軸（第２モータ軸）４３よりも上方に配置されている。すなわち、図３に示すように、ポンプ軸６３の回転中心は、ロータ軸２６の回転中心よりも下方かつロータ軸４３の回転中心よりも上方の範囲α内に配置されている。また、一点鎖線Ｌ１で示すように、クランク軸１７、ロータ軸４３および前輪出力軸５０の回転中心は、車幅方向のほぼ同位置に配置されている。さらに、一点鎖線Ｌ２で示すように、ロータ軸２６の回転中心は、クランク軸１７等の回転中心に対して車幅方向にずらされている。すなわち、デファレンシャル機構１５の上方に配置される第１モータジェネレータＭＧ１は、矢印Ｗ１で示すように、クラウンギヤ５３から離れる方向にずらして配置されている。

続いて、オイルポンプ６０を駆動するための動力伝達経路７１〜７３について説明する。図２に示すように、オイルポンプ６０のポンプ軸６３には第１一方向クラッチ７４を介して従動ギヤ７５ｂが設けられており、キャリア３４には従動ギヤ７５ｂに噛み合う駆動ギヤ７５ａが設けられている。このように、ポンプ軸６３とキャリア３４とは、第１一方向クラッチ７４を備えた第１動力伝達経路７１を介して連結されている。つまり、ポンプ軸６３とキャリア３４とは、駆動ギヤ７５ａ、従動ギヤ７５ｂおよび第１一方向クラッチ７４からなる第１動力伝達経路７１によって連結されている。ここで、第１一方向クラッチ７４は、正転方向に回転する従動ギヤ７５ｂからポンプ軸６３に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断する機能を有している。なお、従動ギヤ７５ｂの正転方向とは、エンジン運転時における従動ギヤ７５ｂの回転方向である。

また、ポンプ軸６３には第２一方向クラッチ７６を介して従動ギヤ７７ｂが設けられており、リングギヤ３６には従動ギヤ７７ｂに噛み合う駆動ギヤ７７ａが設けられている。このように、ポンプ軸６３とリングギヤ３６とは、第２一方向クラッチ７６を備えた第２動力伝達経路７２を介して連結されている。つまり、ポンプ軸６３とリングギヤ３６とは、駆動ギヤ７７ａ、従動ギヤ７７ｂおよび第２一方向クラッチ７６からなる第２動力伝達経路７２によって連結されている。ここで、第２一方向クラッチ７６は、正転方向に回転する従動ギヤ７７ｂからポンプ軸６３に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断する機能を有している。なお、従動ギヤ７７ｂの正転方向とは、前進走行時における従動ギヤ７７ｂの回転方向である。

さらに、ポンプ軸６３には第３一方向クラッチ７８を介して従動ギヤ（第１ギヤ）７９ｂが設けられており、第２出力軸３２には従動ギヤ７９ｂに噛み合う駆動ギヤ（第２ギヤ）７９ａが設けられている。駆動ギヤ７９ａと従動ギヤ７９ｂとは、互いに噛み合ってギヤ列（第３ギヤ列）７９を構成している。このように、ポンプ軸６３と第２出力軸３２とは、第３一方向クラッチ７８を備えた第３動力伝達経路７３を介して連結されている。つまり、ポンプ軸６３と第２出力軸３２とは、駆動ギヤ７９ａ、従動ギヤ７９ｂおよび第３一方向クラッチ７８からなる第３動力伝達経路７３によって連結されている。ここで、第３一方向クラッチ７８は、逆転方向に回転する従動ギヤ７９ｂからポンプ軸６３に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断している。また、従動ギヤ７９ｂの逆転方向とは、後退走行時における従動ギヤ７９ｂの回転方向である。なお、図２に示した駆動ギヤ７９ａと従動ギヤ７９ｂとを結ぶ一点鎖線は、部材を示す線ではなくギヤの噛み合い関係を示す線である。

ここで、図４（ａ）〜（ｆ）はポンプ軸６３を駆動する第１〜第３動力伝達経路７１〜７３の動力伝達状態を示すイメージ図である。図４（ａ）および（ｂ）には第１動力伝達経路７１が示され、図４（ｃ）および（ｄ）には第２動力伝達経路７２が示され、図４（ｅ）および（ｆ）には第３動力伝達経路７３が示されている。なお、図４（ａ）〜（ｆ）には、図３と同様に、図２の矢印Ａ方向から見た第１〜第３動力伝達経路７１〜７３が示されている。

図４（ａ）に示すように、エンジン運転時には、エンジン動力によって第２入力軸２２および駆動ギヤ７５ａが矢印Ａ１方向に回転するため、駆動ギヤ７５ａに噛み合う従動ギヤ７５ｂが矢印Ａ２方向に回転する。これにより、第１一方向クラッチ７４が締結状態に切り替えられ、従動ギヤ７５ｂからポンプ軸６３に対して動力が伝達される。また、図４（ｃ）に示すように、前進走行時には、駆動輪に連結される第２出力軸３２および従動ギヤ４０ｂが矢印Ｃ１方向に回転するため、従動ギヤ４０ｂに噛み合う駆動ギヤ４０ａが矢印Ｃ２方向に回転する。そして、第１出力軸３１および駆動ギヤ７７ａが矢印Ｃ３方向に回転するため、駆動ギヤ７７ａに噛み合う従動ギヤ７７ｂが矢印Ｃ４方向に回転する。これにより、第２一方向クラッチ７６が締結状態に切り替えられ、従動ギヤ７７ｂからポンプ軸６３に対して動力が伝達される。

このように、エンジン運転時や前進走行時には、オイルポンプ６０に対して、エンジン１４側から第１動力伝達経路７１を介して動力が伝達され、駆動輪側から第２動力伝達経路７２を介して動力が伝達される。また、第１動力伝達経路７１には第１一方向クラッチ７４が設けられており、第２動力伝達経路７２には第２一方向クラッチ７６が設けられている。このため、従動ギヤ７５ｂの回転速度が従動ギヤ７７ｂよりも速い場合には、第２一方向クラッチ７６が解放状態に切り替えられ、第１動力伝達経路７１によってポンプ軸６３が駆動される。一方、従動ギヤ７７ｂの回転速度が従動ギヤ７５ｂよりも速い場合には、第１一方向クラッチ７４が解放状態に切り替えられ、第２動力伝達経路７２によってポンプ軸６３が駆動される。例えば、図４（ｂ）に矢印Ｂで示すように、前進走行時にエンジン回転数が低下することにより、従動ギヤ７５ｂの回転速度が従動ギヤ７７ｂよりもが低下した場合には、第１一方向クラッチ７４が解放状態に切り替えられる。また、図４（ｄ）に矢印Ｄ１で示すように、エンジン運転時に前進車速が低下したり、矢印Ｄ２で示すように、エンジン運転時に後退走行を開始したりすることにより、従動ギヤ７７ｂの回転速度が従動ギヤ７５ｂよりも低下した場合には、第２一方向クラッチ７６が解放状態に切り替えられる。すなわち、オイルポンプ６０を駆動する動力伝達経路として、第１動力伝達経路７１と第２動力伝達経路７２との何れが用いられるかについては、エンジン回転数や車速によって決定されることになる。

前述したように、エンジン運転時や前進走行時には、第１動力伝達経路７１または第２動力伝達経路７２を用いることにより、オイルポンプ６０を駆動することが可能となる。しかしながら、エンジン１４を停止させた後退走行時においては、第１一方向クラッチ７４と第２一方向クラッチ７６との双方が解放状態に切り替えられ、第１動力伝達経路７１または第２動力伝達経路７２を用いてオイルポンプ６０を駆動することが不可能である。このため、パワーユニット１０には第３動力伝達経路７３が設けられており、エンジン１４が停止する後退走行時においても、第３動力伝達経路７３を用いてオイルポンプ６０の駆動を可能にしている。

すなわち、図４（ｅ）に示すように、後退走行時には、駆動輪に連結される第２出力軸３２および駆動ギヤ７９ａが矢印Ｅ１方向に回転するため、駆動ギヤ７９ａに噛み合う従動ギヤ７９ｂが矢印Ｅ２方向に回転する。これにより、第３一方向クラッチ７８が締結状態に切り替えられ、従動ギヤ７９ｂからポンプ軸６３に対して動力が伝達される。一方、図４（ｆ）に示すように、前進走行時には、駆動輪に連結される第２出力軸３２および駆動ギヤ７９ａが矢印Ｆ１方向に回転するため、駆動ギヤ７９ａに噛み合う従動ギヤ７９ｂが矢印Ｆ２方向に回転する。これにより、第３一方向クラッチ７８が解放状態に切り替えられ、従動ギヤ７９ｂからポンプ軸６３に対する動力伝達が遮断される。

このように、パワーユニット１０に第３動力伝達経路７３を設けることにより、エンジン１４が停止する後退走行時においても、第３動力伝達経路７３を用いてオイルポンプ６０を駆動することが可能となる。これにより、後退走行時においても、積極的にエンジン１４を停止させることが可能となり、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。すなわち、後退走行時においてもオイルポンプ６０の運転状態を継続することができるため、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対する冷却オイルの供給を継続することが可能となり、エンジン１４を始動させることなくモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による後退走行を継続することが可能となる。また、後退走行時においてエンジン１４を始動することは、後退走行時の駆動トルクを低下させる要因となる。すなわち、クランク軸１７の回転方向は、後退走行時における第１出力軸３１の回転速度を低下させる方向であるため、後退走行時のエンジン始動を抑制することにより、後退走行時における駆動トルクの低下を回避することが可能となる。

続いて、エンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、デファレンシャル機構１５およびオイルポンプ６０の配置によって得られる効果について説明する。前述したように、パワーユニット１０には、クランク軸１７よりも上方に配置されるロータ軸２６に連結され、エンジン１４よりも後方に配置される第１モータジェネレータＭＧ１が設けられている。また、パワーユニット１０には、ロータ軸２６よりも下方に配置されるロータ軸４３に連結され、第１電動モータよりも後方に配置される第２モータジェネレータＭＧ２が設けられている。さらに、パワーユニット１０には、ロータ軸４３よりも下方に配置される前輪出力軸５０に連結され、第１モータジェネレータＭＧ１の下方に配置されるデファレンシャル機構１５が設けられている。さらに、パワーユニット１０には、ロータ軸２６よりも下方かつロータ軸４３よりも上方に配置されるポンプ軸６３に連結され、第１モータジェネレータＭＧ１よりも後方かつ第２モータジェネレータＭＧ２よりも前方に配置されるオイルポンプ６０が設けられている。

このように、クランク軸１７よりも上方にロータ軸２６を設けることにより、第１モータジェネレータＭＧ１の下方にデファレンシャル機構１５を配置することができ、パワーユニット１０の全長を抑制することが可能となる。ここで、図５は、比較例として、エンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２が同軸上に配置されたパワーユニット１００を示すスケルトン図である。すなわち、比較例のパワーユニット１００においては、ダンパ機構１８とキャリア３４とが１本の入力軸１０１を介して連結されており、動力分割機構３３のリングギヤ３６と遊星歯車列４４のリングギヤ４８とが１本の出力軸１０２を介して連結されている。なお、図５において、図２に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図５の比較例に示すように、エンジン１４と第１モータジェネレータＭＧ１とが同軸上に配置された場合には、エンジン１４と第１モータジェネレータＭＧ１との間にデファレンシャル機構１５が組み込まれる。このため、比較例のパワーユニット１００においては、デファレンシャル機構１５の大きさに相当する寸法Ｘ１だけ、パワーユニット１００の全長が拡大される。これに対し、図２に示すように、本発明の一実施の形態であるパワーユニット１０においては、ギヤ列２３の大きさに相当する寸法Ｘ２だけパワーユニット１０の全長が拡大するものの、デファレンシャル機構１５に比べてギヤ列２３は大幅に小さいことから、パワーユニット１００に比べてパワーユニット１０の全長を大幅に短縮することが可能となる。また、図２に示すように、パワーユニット１０においては、ロータ軸２６よりもクランク軸１７を下方に配置し、ロータ軸２６よりもロータ軸４３を下方に配置している。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１を上方にずらす一方、エンジン１４および第２モータジェネレータＭＧ２を下方にずらすようにしたので、パワーユニット１０の重心を下げることが可能となる。これにより、ハイブリッド車両の重心を下げることができ、ハイブリッド車両の走行性能を向上させることが可能となる。なお、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ軸４３は、クランク軸１７よりも下方に配置されている。

また、図３に示すように、パワーユニット１０においては、ポンプ軸６３がロータ軸２６とロータ軸４３との間の範囲α内に配置されている。これにより、パワーユニット１０における幅寸法の拡大を抑制しつつ、パワーユニット１０内にオイルポンプ６０を組み込むことが可能となる。すなわち、ポンプ軸６３を上下方向の範囲α内に配置することにより、ポンプ軸６３とロータ軸２６との軸間距離Ｄ１や、ポンプ軸６３とロータ軸４３との軸間距離Ｄ２が、過度に拡大されてしまうことがない。前述したように、ポンプ軸６３は、ロータ軸２６と回転中心が一致する駆動ギヤ７５ａや駆動ギヤ７７ａによって駆動されるとともに、ロータ軸４３と回転中心が一致する駆動ギヤ７９ａによって駆動される。このため、軸間距離Ｄ１が長くなった場合には、駆動ギヤ７５ａ，７７ａや従動ギヤ７５ｂ，７７ｂが径方向に拡大される虞があり、軸間距離Ｄ２が長くなった場合には、駆動ギヤ７９ａや従動ギヤ７９ｂが径方向に拡大される虞があるが、これらの問題を回避することが可能となる。このように、駆動ギヤ７５ａ，７７ａ，７９ａや従動ギヤ７５ｂ，７７ｂ，７９ｂの拡大を抑制することができるため、パワーユニット１０の大型化を抑制することが可能となる。

また、前述したように、エンジン１４が停止する後退走行時にオイルポンプ６０を駆動するため、ポンプ軸６３と第２出力軸３２とは第３動力伝達経路７３を介して連結されている。このように、第２出力軸３２からの動力によってポンプ軸６３を駆動することにより、パワーユニット１０の小型化、軽量化、低コスト化を達成することが可能となる。ここで、図５に示すように、比較例のパワーユニット１００において、エンジン１４が停止する後退走行時にオイルポンプ６０を駆動するためには、出力軸１０２に駆動ギヤ７９ａを設けてポンプ軸６３に従動ギヤ７９ｂを設けるとともに、駆動ギヤ７９ａと従動ギヤ７９ｂとをアイドラギヤ１０３を介して噛み合わせる必要がある。すなわち、本発明の一実施の形態であるパワーユニット１０においては、第１出力軸３１にギヤ列４０を介して連結される第２出力軸３２を用いてポンプ軸６３を駆動するため、回転方向を反転させるためのアイドラギヤ１０３を削減することが可能となる。これにより、パワーユニット１０の小型化、軽量化、低コスト化を達成することが可能となる。

また、図２に示すように、ギヤ列７９は、ギヤ列４０およびギヤ列５１よりも前方に配置されている。このように、ポンプ軸６３を駆動するギヤ列７９を前方に配置することにより、オイルポンプ６０を前方に配置することが可能となる。これにより、第２モータジェネレータＭＧ２をオイルポンプ６０に干渉させることなく、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を近づけることができるため、パワーユニット１０の全長を短縮することが可能となる。なお、図示する場合には、ギヤ列５１をギヤ列４０よりも前方に配置しているが、これに限られることはなく、ギヤ列４０をギヤ列５１よりも前方に配置しても良い。

前述の説明では、第３動力伝達経路７３を構成するため、第２出力軸３２に専用の駆動ギヤ７９ａを設けているが、これに限られることはない。ここで、図６は本発明の他の実施の形態である車両用駆動装置つまりパワーユニット８０を示すスケルトン図である。なお、図６において、図２に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、前輪出力軸５０には従動ギヤ５１ｂが設けられており、第２出力軸３２には従動ギヤ５１ｂに噛み合う駆動ギヤ５１ａが設けられている。また、ポンプ軸６３には第３一方向クラッチ７８を介して従動ギヤ７９ｂが設けられており、この従動ギヤ７９ｂは駆動ギヤ５１ａに対して噛み合っている。このように、駆動ギヤ５１ａを従動ギヤ５１ｂと従動ギヤ７９ｂとの双方に噛み合わせることにより、前後方向に並ぶギヤ列の１つを削減することができ、パワーユニット１０の全長を短縮することが可能となる。この場合には、従動ギヤ７９ｂがポンプ軸６３に設けられる第１ギヤとして機能し、駆動ギヤ５１ａが第２出力軸（第２モータ軸）３２に設けられる第２ギヤとして機能し、従動ギヤ５１ｂが前輪出力軸（ピニオン軸）５０に設けられる第３ギヤとして機能している。なお、図６に示した駆動ギヤ５１ａと従動ギヤ７９ｂとを結ぶ一点鎖線は、部材を示す線ではなくギヤの噛み合い関係を示す線である。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。図３に示す場合には、ポンプ軸６３をロータ軸２６，４３に対して矢印Ｗ１方向にずらして配置しているが、これに限られることはなく、ポンプ軸６３をロータ軸２６，４３に対して矢印Ｗ２方向にずらして配置しても良い。また、オイルポンプ６０としては、内接式のオイルポンプに限られることはなく、外接式のオイルポンプを用いても良い。また、前述の説明では、動力分割機構３３の第１回転要素としてキャリア３４が設けられ、第２回転要素としてリングギヤ３６が設けられ、第３回転要素としてサンギヤ３７が設けられているが、これに限られることはない。例えば、動力分割機構３３の第２回転要素としてサンギヤを設け、第３回転要素としてリングギヤを設けても良い。また、図示するパワーユニット１０，８０は、四輪駆動用のパワーユニットであるが、これに限られることはなく、前輪駆動用のパワーユニットに対して本発明を適用しても良い。

１０パワーユニット（車両用駆動装置）
１１車体
１４エンジン
１５デファレンシャル機構（差動機構）
１７クランク軸（機関出力軸）
２６ロータ軸（第１モータ軸）
３１第１出力軸（回転軸）
３２第２出力軸（第２モータ軸）
３３動力分割機構
３４キャリア（第１回転要素）
３６リングギヤ（第２回転要素）
３７サンギヤ（第３回転要素）
４０ギヤ列（第１ギヤ列）
４３ロータ軸（第２モータ軸）
５０前輪出力軸（ピニオン軸）
５１ａ駆動ギヤ（第２ギヤ）
５１ｂ従動ギヤ（第３ギヤ）
５１ギヤ列（第２ギヤ列）
６０オイルポンプ
６３ポンプ軸
７１第１動力伝達経路
７２第２動力伝達経路
７３第３動力伝達経路
７４第１一方向クラッチ
７６第２一方向クラッチ
７８第３一方向クラッチ
７９ギヤ列（第３ギヤ列）
７９ａ駆動ギヤ（第２ギヤ）
７９ｂ従動ギヤ（第１ギヤ）
８０パワーユニット（車両用駆動装置）
ＭＧ１第１モータジェネレータ（第１電動モータ）
ＭＧ２第２モータジェネレータ（第２電動モータ）

Claims

車体に縦置きに搭載される車両用駆動装置であって、
機関出力軸を備えるエンジンと、
前記機関出力軸よりも上方に配置される第１モータ軸に連結され、前記エンジンよりも後方に配置される第１電動モータと、
前記第１モータ軸よりも下方に配置される第２モータ軸に連結され、前記第１電動モータよりも後方に配置される第２電動モータと、
前記第２モータ軸よりも下方に配置されるピニオン軸に連結され、前記第１電動モータの下方に配置される差動機構と、
前記第１モータ軸よりも下方かつ前記第２モータ軸よりも上方に配置されるポンプ軸に連結され、前記第１電動モータよりも後方かつ前記第２電動モータよりも前方に配置されるオイルポンプと、
前記第１モータ軸と同軸上に配置される動力分割機構と、
を有し、
前記動力分割機構は、前記機関出力軸に連結される第１回転要素と、前記ピニオン軸に連結される第２回転要素と、前記第１モータ軸に連結される第３回転要素と、を備え、
前記ポンプ軸と前記第１回転要素とは、第１一方向クラッチを備えた第１動力伝達経路を介して連結され、
前記ポンプ軸と前記第２回転要素とは、第２一方向クラッチを備えた第２動力伝達経路を介して連結され、
前記ポンプ軸と前記第２モータ軸とは、第３一方向クラッチを備えた第３動力伝達経路を介して連結され、
前記第３動力伝達経路は、前記ポンプ軸に設けられる第１ギヤと、前記第２モータ軸に設けられて前記第１ギヤに噛み合う第２ギヤと、を備え、
前記第２回転要素と前記ピニオン軸とは、前記第２回転要素に連結される回転軸と、前記回転軸と前記第２モータ軸とを連結する第１ギヤ列と、前記第２モータ軸と前記ピニオン軸とを連結する第２ギヤ列と、を介して連結され、
前記第１ギヤと前記第２ギヤとからなる第３ギヤ列は、前記第１ギヤ列および前記第２ギヤ列よりも前方に配置される、車両用駆動装置。
車体に縦置きに搭載される車両用駆動装置であって、
機関出力軸を備えるエンジンと、
前記機関出力軸よりも上方に配置される第１モータ軸に連結され、前記エンジンよりも後方に配置される第１電動モータと、
前記第１モータ軸よりも下方に配置される第２モータ軸に連結され、前記第１電動モータよりも後方に配置される第２電動モータと、
前記第２モータ軸よりも下方に配置されるピニオン軸に連結され、前記第１電動モータの下方に配置される差動機構と、
前記第１モータ軸よりも下方かつ前記第２モータ軸よりも上方に配置されるポンプ軸に連結され、前記第１電動モータよりも後方かつ前記第２電動モータよりも前方に配置されるオイルポンプと、
前記第１モータ軸と同軸上に配置される動力分割機構と、
を有し、
前記動力分割機構は、前記機関出力軸に連結される第１回転要素と、前記ピニオン軸に連結される第２回転要素と、前記第１モータ軸に連結される第３回転要素と、を備え、
前記ポンプ軸と前記第１回転要素とは、第１一方向クラッチを備えた第１動力伝達経路を介して連結され、
前記ポンプ軸と前記第２回転要素とは、第２一方向クラッチを備えた第２動力伝達経路を介して連結され、
前記ポンプ軸と前記第２モータ軸とは、第３一方向クラッチを備えた第３動力伝達経路を介して連結され、
前記第３動力伝達経路は、前記ポンプ軸に設けられる第１ギヤと、前記第２モータ軸に設けられて前記第１ギヤに噛み合う第２ギヤと、前記ピニオン軸に設けられて前記第２ギヤに噛み合う第３ギヤと、を備える、車両用駆動装置。