KR20060035574A - 하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차 - Google Patents

하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차 Download PDF

Info

Publication number
KR20060035574A
KR20060035574A KR1020057007559A KR20057007559A KR20060035574A KR 20060035574 A KR20060035574 A KR 20060035574A KR 1020057007559 A KR1020057007559 A KR 1020057007559A KR 20057007559 A KR20057007559 A KR 20057007559A KR 20060035574 A KR20060035574 A KR 20060035574A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electric motor
planetary gear
power distribution
transmission
gear
Prior art date
Application number
KR1020057007559A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100815528B1 (ko
Inventor
세이고 가노
겐지 오모테
사토루 와쿠타
도모치카 이나가키
마사토시 아다치
마사히로 고지마
Original Assignee
도요타지도샤가부시키가이샤
아이신에이더블류 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타지도샤가부시키가이샤, 아이신에이더블류 가부시키가이샤 filed Critical 도요타지도샤가부시키가이샤
Publication of KR20060035574A publication Critical patent/KR20060035574A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100815528B1 publication Critical patent/KR100815528B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • F16H2037/0873—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft with switching, e.g. to change ranges
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/905—Combustion engine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/906—Motor or generator

Abstract

케이스부재(14) 내측의 1축(13) 상에, 앞쪽(내연엔진 측)에서부터 차례로, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)를 설치한다. 제1 전기모터(20)와 제2 전기모터(23)를 인접하도록 설치함으로써, 이들 제1 및 제2 전기모터(20, 23)를 수납하는 케이스부분을 일체화할 수 있어서, 유닛의 시리즈화에 대한 대응이 용이해진다.

Description

하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차{Hybrid drive device and automobile with device mounted thereon}
본 발명은, 자동차에 탑재되는 하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차에 관한 것으로서, 상세하게는 케이스부재 내에 있어서의 2개의 전기모터와 동력분배용 플래니터리 기어와 변속장치의 배치에 관한 것이다.
종래, 하이브리드 구동장치로서, 엔진, 제너레이터(제1 전기모터), 구동(어시스트)용 전기모터(제2 전기모터)를, 플래니터리 기어 유닛의 3개의 요소에 각각 접속함과 함께, 제2 전기모터를 출력축에 접속하고, 제1 전기모터를 제어하여 상술한 플래니터리 기어 유닛의 출력토크를 무단(無段)으로 제어하고, 더욱이 필요에 따라서 제2 전기모터의 토크가, 플래니터리 기어의 출력토크와 합성하여 출력축에 출력하는, 이른바 기계분배방식(스플릿 타입(split type) 또는 2모터 타입(two-motor type))의 하이브리드 구동장치를 자동차에 탑재하는 것이 알려져 있다.
상술한 바와 같은 하이브리드 구동장치는, 예컨대 FF(프론트 엔진ㆍ프론트 드라이브)용의 것으로서, 일본국 특허공개 평08-183347호 공보에 개시되고, 더욱이 전기모터와 출력축 사이에 변속기를 설치한 것으로서, 일본국 특허공개 2002-225578호 공보에 개시되어 있다.
그런데, 하이브리드 구동장치를, FR(프론트 엔진ㆍ리어 드라이브) 타입의 자동차에 탑재하는 경우, 그 탑재위치나 탑재방향이나 케이스부재의 형상은, FF용의 것과는 전혀 다른 것이 된다.
FR타입의 자동차에 있어서는, 차체의 전후방향으로 앞쪽에서부터 차례로 내연엔진, 하이브리드 구동장치, 및 프로펠러 샤프트가 정렬되어 배치된다. 즉 엔진의 크랭크축, 하이브리드 구동장치의 입력축 및 출력축, 프로펠러 샤프트가 거의 동일 축선 상에 배치되게 된다. 이 하이브리드 구동장치에 있어서는, 케이스부재의 내측에, 제1 전기모터, 제2 전기모터, 동력분배용 플래니터리 기어, 변속장치가 축방향으로 정렬하여 수납되어 있고, 이들 조립성을 향상시키기 위해서, 케이스부재를 전후방향으로 분할한 복수의 분할케이스를 접합할 필요가 있다.
한편, 유닛의 시리즈화나 하이브리드 구동장치의 차체에 대한 탑재성을 고려하면, 하이브리드 구동장치가 탑재되는 차량이나 조합되는 내연엔진의 사양에 따라서, 적절한 2개의 전기모터를 배치하는 것이, 코스트 퍼포먼스(cost performance)의 면에서 바람직하다.
그러나, 상술한 하이브리드 구동장치에서는, 케이스부재가 복수로 분할되므로, 케이스부재의 축심에 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 이것에 의해서, 특히 제1 전기모터, 제2 전기모터 각각의 로터의 지지 정밀도가 저하되고, 축의 떨림 회전에 따른 진동이 발생할 우려가 있다. 또한, 제1 및 제2 전기모터를 각각 다른 케이스부분에 수납하기 위해서, 2개의 전기모터에 대응하여, 각각 케이스부재를 신설하는 것이 필요하게 되어, 하이브리드 구동장치의 FR화에 있어서, 상기 유닛의 시리 즈화 등에는 불리하게 되어 있었다.
그래서, 본 발명은, 제1 전기모터와 제2 전기모터를 인접하여 배치함으로써 상기 과제를 해결한 하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
청구범위 제1항에 관련된 발명은, 내연(內燃)엔진(5)으로부터의 동력을 입력하는 입력축(10)과, 상기 입력축(10)과 1축(13) 상에 정렬하여 배치되며 또한 구동차륜(3, 3)에 연동하는 출력축(12)과, 상기 1축(13) 상에 배치되고, 스테이터(24)와 로터(25)를 가지는 제1 전기모터(20)와, 상기 1축(13) 상에 배치되고, 상기 입력축(10)에 연결하는 제1 회전요소(R0)와, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결하는 제2 회전요소(S0)와, 상기 출력축(12)에 연결하는 제3 회전요소(CR0)를 가지는 동력분배용 플래니터리 기어(21)와, 상기 1축(13) 상에 배치되고, 스테이터(28)와 로터(29)를 가지는 제2 전기모터(23)와, 상기 1축(13) 상에 배치되고, 상기 제2 전기모터(23)의 로터(29)의 회전을 변속하여 상기 출력축(12)에 전달하는 변속장치(22),를 구비하고, 상기 제1 전기모터(20), 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21), 상기 제2 전기모터(23), 및 상기 변속장치(22)를, 케이스부재(14)에 수납함과 함께, 상기 1축(13) 상에 정렬하여 배치하며, 또한 상기 케이스부재(14)에 상기 제1 전기모터(20) 및 상기 제2 전기모터(23)의 상기 스테이터(24, 28)를 고정하고, 상기 제1 전기모터(20)와 상기 제2 전기모터(23)가 상기 1축(13) 상에서 인접하도록, 상기 제1 전기모터(20), 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21), 상기 제2 전기모터(23), 및 상기 변속장치(22)를 상기 1축(13) 상에 설치하여 이루어지는, 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치(7A, 7B)에 있다.
청구범위 제2항에 관련된 발명은, 상기 케이스부재(14)를, 복수로 분할된 분할케이스를 축방향으로 접속하여 일체화하고, 상기 제1 및 제2 전기모터(20, 23)를 1개의 상기 분할케이스에 수납하여 이루어지는, 청구범위 제1항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A, 7B)에 있다.
청구범위 제3항에 관련된 발명은, 상기 케이스부재(14)는, 상기 변속장치(22) 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)를 수납하는 부분에 분할케이스(14A, 14B)의 접합부(H)를 가지는, 청구범위 제2항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A, 7B)에 있다.
청구범위 제4항에 관련된 발명은, 상기 제1, 제2 전기모터(20, 23)가 수납되는 상기 분할케이스(14A)를, 격벽(지지부재(B))에 의해서 상기 내연엔진(5)에 가까운 앞쪽 부분과, 뒷쪽 부분으로 분할함과 함께, 상기 앞쪽 부분에 있어서의 모터 수납부(14A1)의 직경방향의 치수를, 상기 뒷쪽 부분에 있어서의 모터 수납부(14A2)의 직경방향의 치수보다도 크게 설정하여 이루어지는, 청구범위 제2항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A, 7B)에 있다.
청구범위 제5항에 관련된 발명은, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25) 및 상기 제2 전기모터(23)의 로터(29)는 각각 양측을 상기 케이스부재(14)로부터 뻗은 격벽(지지부재(A, B, C))에 베어링부재(a, b, f, g)를 개재하여 지지되고, 상기 제1 전기모터(20)와 상기 제2 전기모터(23) 사이의 격벽(B)은 공통화됨과 함께, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25) 및 상기 제2 전기모터(23)의 로터(29)를 지지하는 베어링부재(b, h)를 각각 가지는, 청구범위 제4항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A, 7B)에 있다.
청구범위 제6항에 관련된 발명은, 상기 입력축(10)은 상기 입력축(10) 외주면에 설치된 베어링부재(c, d)를 개재하여 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25) 내주면에 지지된, 청구범위 제5항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A, 7B)에 있다.
청구범위 제7항에 관련된 발명(예컨대, 도 2 내지 도 6 참조)은, 상기 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 상기 제1 전기모터(20), 상기 제2 전기모터(23), 상기 변속장치(22), 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21),를 설치하여 이루어지는, 청구범위 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A)에 있다.
청구범위 제8항에 관련된 발명(예컨대 도 2 참조)은, 상기 입력축(10)을 상기 제1 전기모터(20), 상기 제2 전기모터(23), 상기 변속장치(22)의 내주를 통하여 상기 제1 회전요소에 연결하고, 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)를 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주를 통하여 상기 출력축(12)에 연결한, 청구범위 제7항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A)에 있다.
청구범위 제9항에 관련된 발명(예컨대 도 2 참조)은, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 싱글 피니언 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 입력축(10)을 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 캐리어(CR0)의 뒷쪽에 연결하고, 상기 출력축(12)을 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 링기어(R0)를 개재하여 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)에 연결하고, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25)를 상기 제2 전기모터(23), 및 상기 변속장치(22)의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 선기어(S0)에 연결한, 청구범위 제8항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A)에 있다.
청구범위 제10항에 관련된 발명(예컨대 도 4 참조)은, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 싱글 피니언 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 입력축(10)을 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(CR0)의 상기 변속장치(22) 측에 연결하고, 상기 출력축(12)을 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 선기어(S0)에 연결함과 함께, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주를 통하여 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)에 연결하고, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25)를 상기 제2 전기모터(23), 및 상기 변속장치(22)의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 링기어(R0)에 연결한, 청구범위 제8항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A)에 있다.
청구범위 제11항에 관련된 발명(예컨대 도 5 참조)은, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 더블 피니언 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 입력축(10)을 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 뒷쪽을 통하여 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(R0)에 연결하고, 상기 출력축(12)을 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 캐리어(CR0)의 상기 변속장치(22) 측, 및 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)에 연결하고, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25)를 상기 제2 전기모터(23), 및 상기 변속장치(22)의 내주를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 선기어(S0)에 연결한, 청구범위 제8항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A)에 있다.
청구범위 제12항에 관련된 발명(예컨대 도 6 참조)은, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 더블 피니언 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 입력축(10)을 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 뒷쪽을 통하여 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(R0)에 연결하고, 상기 출력축(12)을 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주, 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 상기 변속장치(22) 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 선기어(S0), 및 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)에 연결하고, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25)를 상기 제2 전기모터(23), 및 상기 변속장치(22)의 내주를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 캐리어(CR0)의 뒷쪽에 연결한, 청구범위 제8항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A)에 있다.
청구범위 제13항에 관련된 발명(예컨대, 도 7 내지 도 11 참조)은, 상기 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 상기 제1 전기모터(20), 상기 제2 전기모터(23), 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21), 상기 변속장치(22),를 설치하여 이루어지는, 청구범위 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 하이브리드 구동장치(7B)에 있다.
청구범위 제14항에 관련된 발명(예컨대 도 7 참조)은, 상기 입력축(10)을 상기 제1 전기모터(20), 상기 제2 전기모터(23)의 내주를 통하여 상기 제1 회전요소(CR0)에 연결하고, 상기 제2 전기모터(23)의 로터(29)를 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주를 통하여 상기 변속장치(22)에 연결하고, 상기 출력축(12)을 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)에 연결함과 함께, 상기 변속장치(22)의 내주를 통하여 상기 제3 회전요소(R0)에 연결한, 청구범위 제13항에 기재된 하이브리드 구동장치(7B)에 있다.
청구범위 제15항에 관련된 발명(예컨대 도 7 참조)은, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 싱글 피니언 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 입력축(10)을 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 캐리어(CR0)의 상기 변속장치(22) 측에 연결하고, 상기 출력축(12)을 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)에 연결함과 함께, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 상기 변속장치(22) 사이를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 링기어(R0)에 연결하고, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25)를 상기 제2 전기모터(23)의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 선기어(S0)에 연결하고, 상기 제2 전기모터(23)의 로터(29)를 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주를 통하여 상기 변속장치(22)의 입력요소(S1)에 연결한, 청구범위 제14항에 기재된 하이브리드 구동장치(7B)에 있다.
청구범위 제16항에 관련된 발명(예컨대 도 9 참조)은, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 싱글 피니언 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 입력축(10)을 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 캐리어(CR0)의 상기 제2 전기모터(23) 측에 연결하고, 상기 출력축(12)을 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)에 연결함과 함께, 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 선기어(S0)에 연결하고, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25)를 상기 제2 전기모터(23)와 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 링기어(R0)에 연결하고, 상기 제2 전기모터(23)의 로터(29)를 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주를 통하여 상기 변속장치(22)의 입력요소(S1)에 연결한, 청구범위 제14항에 기재된 하이브리드 구동장치(7B)에 있다.
청구범위 제17항에 관련된 발명(예컨대 도 10 참조)은, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 더블 피니언 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 입력축(10)을 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 상기 변속장치(22) 사이를 통하여 링기어(R0)에 연결하고, 상기 출력축(12)을 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)에 연결함과 함께, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 상기 변속장치(22) 측의 사이, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주, 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 제2 전기모터(23) 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 선기어(S0)에 연결하고, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25)를 상기 제2 전기모터(23)의 내주 측 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 상기 변속장치(22) 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 캐리어(CR0)의 상기 변속장치(22) 측에 연결하고, 상기 제2 전기모터(23)의 로터(29)를 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주를 통하여 상기 변속장치(22)의 입력요소(S1)에 연결한, 청구범위 제14항에 기재된 하이브리드 구동장치(7B)에 있다.
청구범위 제18항에 관련된 발명(예컨대 도 11 참조)은, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 더블 피니언 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 입력축(10)을 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 상기 변속장치(22) 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 캐리어(CR0)에 연결하고, 상기 출력축(12)을 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)에 연결함과 함께, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 상기 변속장치(22) 측의 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 링기어(R0)에 연결하고, 상기 제1 전기모터(20)의 로터(25)를 상기 제2 전기모터(23)의 내주 측을 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 선기어(S0)에 연결하고, 상기 제2 전기모터(23)의 로터(29)를 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하여 상기 변속장치(22)의 입력요소(S1)를 연결한, 청구범위 제14항에 기재된 하이브리드 구동장치(7B)에 있다.
청구범위 제19항에 관련된 발명은, 상기 변속장치(22)는, 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 이루어지는, 청구범위 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A, 7B)에 있다.
청구범위 제20항에 관련된 발명은, 상기 변속장치(22)는, 적어도 4개의 변속요소(S1, S2, R1, CR1)를 가짐과 함께, 제1 변속요소(S1)를 상기 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결하고, 제2 변속요소(CR1)를 상기 출력축(12)에 연결하고, 제3, 제4 변속요소(R1, S2)를 각각 케이스부재(14)에 고정 가능한 브레이크요소(B1, B2)를 가지는, 청구범위 제19항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A, 7B)에 있다.
청구범위 제21항에 관련된 발명은, 상기 변속장치(22)의 플래니터리 기어는, 라비뇨식 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 라비뇨식 플래니터리 기어의 캐리어(CR1)를 상기 출력축(12)에 연결한, 청구범위 제19항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A, 7B)에 있다.
청구범위 제22항에 관련된 발명(예컨대 도 12 참조)은, 상기 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21), 상기 제1 전기모터(20), 상기 제2 전기모터(23), 상기 변속장치(22)를 설치하여 이루어지는, 청구범위 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 하이브리드 구동장치(7C)에 있다.
청구범위 제23항에 관련된 발명(예컨대 도 12 참조)은, 상기 입력축(10)을 상기 제1 회전요소(R0)에 연결하고, 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)를, 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21), 상기 제1 전기모터(20), 상기 제2 전기모터(23), 상기 변속장치(22)의 내주를 통하여 설치된 상기 출력축(12)에 연결한, 청구범위 제22항에 기재된 하이브리드 구동장치에 있다.
청구범위 제24항에 관련된 발명(예컨대 도 13 참조)은, 상기 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 상기 변속장치(22), 상기 제2 전기모터(23), 상기 제1 전기모터(20), 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)를 설치하여 이루어지는, 청구범위 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 하이브리드 구동장치(7D)에 있다.
청구범위 제25항에 관련된 발명(예컨대 도 13 참조)은, 상기 입력축(10)을 상기 변속장치(22), 상기 제2 전기모터(23), 상기 제1 전기모터(20), 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주를 통하여 상기 제1 회전요소(R0)에 연결하고, 상기 변속장치(22)의 출력요소(CR1)를, 상기 변속장치(22) 및 상기 제2 전기모터(23) 및 상기 제1 전기모터(20) 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주와 상기 입력축(10) 사이를 통하여 상기 출력축(12)에 연결한, 청구범위 제24항에 기재된 하이브리드 구동장치(7D)에 있다.
청구범위 제26항에 관련된 발명은, 내연엔진(5)과, 하이브리드 구동수단과, 상기 하이브리드 구동수단으로부터의 구동력이 전달되는 구동차륜으로서의 후륜(3, 3),을 구비한 자동차(1)에 있어서, 상기 하이브리드 구동수단이, 청구범위 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 기재된 하이브리드 구동장치(7A, 7B)이고, 상기 하이브리드 구동장치(7A, 7B)는, 상기 내연엔진(5)의 출력축(12)에 상기 입력축(10)을 연결함과 함께, 상기 출력축(12)에 프로펠러 샤프트(propeller shaft)(16)를 연결하여, 상기 내연엔진의 출력축(6), 상기 입력축(10), 상기 출력축(12), 및 상기 프로펠러 샤프트(16)를 거의 동일 축선 상에 배치하여 이루어지는, 것을 특징으로 하는 자동차(1)에 있다.
그리고, 상기 괄호 안의 부호는, 도면과 대조하기 위한 것이지만, 이것에 의해서 청구범위의 구성에 하등 영향을 미치는 것은 아니다.
청구범위 제1항의 발명에 의하면, 제1 전기모터와 제2 전기모터를 1축 상에서 인접하도록 설치함으로써, 이들 제1 및 제2 전기모터를 1개의 부재(후술하는 분할케이스)에 수납하는 것이 가능해지고, 이로써, 유닛의 시리즈화에 대한 대응이 용이해진다.
청구범위 제2항의 발명에 의하면, 제1, 제2 전기모터를 1개의 분할케이스에 일체로 수납할 수 있으므로, 부품개수를 줄여서 코스트를 저감할 수 있고, 또한, 제1, 제2 전기모터의 지지 정밀도를 향상시킬 수 있다. 더욱이, 제1, 제2 전기모터의 케이블길이를 이들을 제어하는 컨트롤러의 위치에 상관없이 거의 동일하게 할 수 있다.
청구범위 제3항에 관련된 발명에 의하면, 케이스부재를, 변속장치 및 동력분배용 플래니터리 기어를 수납하는 부분에서 분할함으로써, 제1, 제2 전기모터를 1개의 분할케이스에 수납하면서, 변속장치 및 동력분배용 플래니터리 기어를 용이하게 조립할 수 있다.
청구범위 제4항의 발명에 의하면, 제1, 제2 전기모터가 수납되는 분할케이스는, 모터 수납부의 직경방향의 치수가, 내연엔진 측이 되는 앞쪽이 뒷쪽보다도 크게 설정되어 있으므로, FR타입 자동차의 차체에 대한 탑재성이 향상한다.
청구범위 제5항의 발명에 의하면, 제1 전기모터의 로터 및 제2 전기모터의 로터 각각의 양측을 케이스부재로부터 뻗은 지지부재(격벽부재)에 베어링부재를 개재하여 지지함으로써, 로터의 지지 정밀도가 향상되므로, 스테이터와 로터 사이의 갭을 작게 할 수 있어서, 전기모터의 출력을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 제1 전기모터와 제2 전기모터 사이의 지지부재(격벽부재)를 공통화함으로써, 하이브리드 구동장치의 전후방향 길이를 짧게 할 수 있음과 함께, 제1 전기모터의 로터 및 제2 전기모터의 로터를 지지하는 베어링부재를 각각 설치함으로써, 제1 전기모터의 로터 및 제2 전기모터의 로터를 확실하게 지지하는 것이 가능해진다.
청구범위 제6항의 발명에 의하면, 입력축은 입력축 외주면에 설치된 베어링을 개재하여 제1 전기모터의 로터의 내주면에 지지함으로써, 입력축이 2개의 전기모터의 내주를 통하게 함으로써, 축길이가 길어졌다 하더라도, 서포트부재에 의해서 확실하게 지지되는 로터에 의해서 지지할 수 있어서, 입력축의 지지를 확실하게 할 수 있으므로, 출력축의 강성 확보에 의한 대경(大徑)화를 억제할 수 있어서, 하이브리드 구동장치를 소경(小徑)화할 수 있다.
청구범위 제7항의 발명에 의하면, 내연엔진에 가까운 측에서부터 차례로, 제1 전기모터, 제2 전기모터, 변속장치, 동력분배용 플래니터리 기어를 설치함으로써, 제1 전기모터, 제2 전기모터를 1개의 분할케이스에 수납하면서, 제1 전기모터, 제2 전기모터의 앞쪽 배치에 의한 대경(大徑)화가 가능해지므로, 제1 전기모터, 제2 전기모터의 출력을 확보하면서, 축길이를 짧게 할 수 있다. 더욱이, 변속장치, 동력분배용 플래니터리 기어를 뒷쪽 배치함으로써, 변속장치, 동력분배용 플래니터리 기어는 전기모터와 비교하여 소경(小徑)화가 용이하므로, 하이브리드 구동장치의 후단부의 소경화가 가능해져서, 하이브리드 구동장치의 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있다. 또한, 동력분배용 플래니터리 기어를 최후단부(最後端部)에 설치함으로써, 동력분배용 플래니터리 기어가 변속장치보다 소경(小徑)화가 가능하기 때문에, 보다 한층 하이브리드 구동장치의 후단부의 소경(小徑)화가 가능해진다.
그리고, 청구범위 제8항 내지 제12항에 관련된 발명과 같이, 제1 전기모터, 동력분배용 플래니터리 기어, 제2 전기모터, 변속장치를 연결함으로써, 복잡하게 배치하지 않고, 청구범위 제7항의 발명을 달성할 수 있다.
청구범위 제13항의 발명에 의하면, 내연엔진에 가까운 측에서부터 차례로, 제1 전기모터, 제2 전기모터, 동력분배용 플래니터리 기어, 변속장치를 설치함으로써, 제1 전기모터, 제2 전기모터를 1개의 분할케이스에 수납하면서, 제1 전기모터, 제2 전기모터의 앞쪽 배치에 의한 대경(大徑)화가 가능해지므로, 제1 전기모터, 제2 전기모터의 출력을 확보하면서, 축길이를 짧게 할 수 있다. 더욱이, 동력분배용 플래니터리 기어, 변속장치를 뒷쪽 배치함으로써, 변속장치, 동력분배용 플래니터리 기어는 전기모터와 비교하여 소경(小徑)화가 용이하므로, 하이브리드 구동장치의 후단부의 소경(小徑)화가 가능해져서, 하이브리드 구동장치의 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있다. 또한, 동력분배용 플래니터리 기어를 변속장치보다 전방, 즉, 제1 전기모터, 제2 전기모터에 배치함으로써, 동력분배용 플래니터리 기어에 연결하는 입력축을, 동력분배용 플래니터리 기어를 최후단부에 설치하는 경우와 비교하여, 짧게 할 수 있으므로, 입력축의 가공이 용이해짐과 함께, 입력축의 정밀도도 향상시킬 수 있다.
그리고, 청구범위 제14항 내지 제18항에 관련된 발명과 같이, 제1 전기모터, 동력분배용 플래니터리 기어, 제2 전기모터, 변속장치를 연결함으로써, 복잡하게 배치하지 않고, 청구범위 제13항의 발명을 달성할 수 있다.
청구범위 제19항의 발명에 의하면, 변속장치를 플래니터리 기어 유닛으로 구성하고 있기 때문에, 1축 상에 변속장치를 설치할 수 있으므로, 하이브리드 구동장치를 소경(小徑)화할 수 있다.
청구범위 제20항의 발명에 의하면, 변속장치는 적어도 4개의 변속요소를 가지고, 제1 변속요소를 제2 전기모터의 로터에 연결하고, 제2 변속요소를 출력축에 연결하고, 제3, 제4 변속요소를 각각 케이스에 고정 가능한 브레이크 요소를 가지기 때문에, 브레이크만을 설치하기만 하면 적어도 제2 전기모터의 로터의 회전속도를 2단계로 감속할 수 있다. 여기서, 클러치를 이용하여 변속하는 경우, 클러치의 유압서보에 기름을 공급하므로, 일반적으로 클러치의 유압서보는 중심축 상에 설치되고, 더욱이 회전부재 사이의 기름누출 방지를 위해서 복수의 실 링(seal ring)이 이용된다. 이에 반하여, 브레이크의 유압서보는 케이스부재에 설치할 수 있기 때문에, 클러치와 같이 실 링은 불필요함과 함께, 중심축 상에 설치할 필요도 없다. 따라서, 브레이크만으로 2단의 변속단을 구성함으로써, 하이브리드 구동장치의 축길이가 단축 가능하므로, 케이스 강성이 향상됨과 함께, 실 링의 감소에 의해서 효율도 향상시킬 수 있다.
청구범위 제21항의 발명에 의하면, 변속장치의 플래니터리 기어는, 라비뇨식 플래니터리 기어로 구성된다. 라비뇨식 플래니터리 기어는 2개의 플래니터리 기어의 캐리어를 공통화할 수 있기 때문에, 변속장치의 축길이를 단축할 수 있다. 더욱이, 캐리어를 출력축에 연결함으로써, 2개의 플래니터리 기어의 캐리어를 공통화함으로써 캐리어가 대형화되지만, 캐리어를 출력축에 연결함으로써, 캐리어의 지지를 확실하게 할 수 있으므로, 변속장치의 떨림 회전에 따른 진동을 억제할 수 있다.
청구범위 제22항의 발명에 의하면, 내연엔진에 가까운 측에서부터 차례로, 동력분배용 플래니터리 기어, 제1 전기모터, 제2 전기모터, 변속장치를 설치함으로써, 제1 전기모터, 제2 전기모터를 1개의 분할케이스에 수납하는 것이 가능해진다. 또한, 2개의 전기모터가 인접하고 있으므로, 모터를 냉각하는 구성을 콤팩트하게 하는 것이 가능해진다.
청구범위 제23항에 관련된 발명과 같이, 동력분배용 플래니터리 기어, 제1 전기모터, 제2 전기모터, 변속장치를 연결함으로써, 복잡하게 배치하지 않고, 청구범위 제22항의 발명을 달성할 수 있다.
청구범위 제24항의 발명에 의하면, 내연엔진에 가까운 측에서부터 차례로, 변속장치, 제2 전기모터, 제1 전기모터, 동력분배용 플래니터리 기어를 설치함으로써, 제1 전기모터, 제2 전기모터를 1개의 분할케이스에 수납하는 것이 가능해진다. 또한, 2개의 전기모터가 인접하고 있으므로, 모터를 냉각하는 구성을 콤팩트하게 하는 것이 가능해진다.
청구범위 제25항에 관련된 발명과 같이, 변속장치, 제2 전기모터, 제1 전기모터, 동력분배용 플래니터리 기어를 연결함으로써, 복잡하게 배치하지 않고, 청구범위 제24항의 발명을 달성할 수 있다.
청구범위 제26항의 발명은, 본 발명에 관련된 하이브리드 구동장치를 탑재한 FR타입의 자동차에 대한 것이고, 본 자동차에 의하면, 하이브리드 구동장치의 탑재성이 향상된다.
도 1은, 본 발명에 관련된 하이브리드 구동장치가 탑재된, 본 발명에 관련된 자동차를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는, 실시형태 1의 하이브리드 구동장치를 나타낸 구조선도이다.
도 3은, 실시형태 1의 하이브리드 구동장치의 구성을 나타낸 종단면도이다.
도 4는, 실시형태 1의 하이브리드 구동장치의 변형예 1을 나타낸 구조선도이다.
도 5는, 실시형태 1의 하이브리드 구동장치의 변형예 2를 나타낸 구조선도이다.
도 6은, 실시형태 1의 하이브리드 구동장치의 변형예 3을 나타낸 구조선도이다.
도 7은, 실시형태 2의 하이브리드 구동장치를 나타낸 구조선도이다.
도 8은, 실시형태 2의 하이브리드 구동장치의 구성을 나타낸 종단면도이다.
도 9는, 실시형태 2의 하이브리드 구동장치의 변형예 1을 나타낸 구조선도이다.
도 10은, 실시형태 2의 하이브리드 구동장치의 변형예 2를 나타낸 구조선도이다.
도 11은, 실시형태 2의 하이브리드 구동장치의 변형예 3을 나타낸 구조선도이다.
도 12는, 실시형태 3의 하이브리드 구동장치를 나타낸 구조선도이다.
도 13은, 실시형태 4의 하이브리드 구동장치를 나타낸 구조선도이다.
이하, 도면을 따라서, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 그리고, 각 도면에 있어서 동일 부호를 부여한 것은, 동일 구성 또는 작용을 이루는 것이며, 이들에 대한 중복설명은 적절하게 생략하는 것으로 한다.
<실시형태 1>
도 1에, 본 발명에 관련된 자동차, 즉 본 발명에 관련된 하이브리드 구동장치를 탑재한 자동차(1)의 일례를 나타낸다. 동 도면에 나타낸 자동차(1)는, FR(프론트 엔진ㆍ리어 드라이브) 타입의 자동차이고, 동 도면은 그 개략 구성을 모식적으로 나타낸 평면도이다. 그리고, 실제 자동차에 있어서는, 동 도면 중 화살표 F방향이 앞쪽, 화살표 R방향이 뒷쪽이 된다.
동 도면에 나타낸 자동차(1)는, 좌우 전륜(2, 2) 및 구동차륜이 되는 좌우 후륜(3, 3)에 의해서 지지된 차체(4)를 구비하고 있다. 차체(4)에 있어서의 전방부에는, 내연엔진(5)이, 그 출력축인 크랭크축(6)을 전후방향을 향한 상태로 러버 마운트(rubber mount)(미도시)를 개재하여 탑재되어 있다. 그리고, 동 도면에서는, 크랭크축의 후방돌출부로 이루어지는 출력축을 크랭크축(6)으로서 도시하고 있다. 내연엔진(5)의 후단에는, 하이브리드 구동장치(7)가 연결되어 있다.
하이브리드 구동장치(7)는, 내연엔진(5)의 크랭크축(6)에 댐퍼장치(8)를 개재하여 접속된 입력축(10)과, 제1 전기모터(20), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22), 제2 전기모터(23)(도 2 참조)와, 구동력을 출력하는 출력축(12)을 가지고 있다. 여기서, 입력축(10)과 출력축(12)은, 입력축(10)이 앞쪽, 출력축(12)이 뒷쪽에 배치됨과 함께, 1축(13) 상에 설치되어 있다. 이들 입력축(10) 및 출력축(12)은, 차체(4)에 대하여 전후방향을 향하여 배치되어 있고, 상술한 제1 전기모터(20), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22), 제2 전기모터(23)와 함 께, 전후방향으로 긴 케이스부재(14) 내에 수납되어 있다. 그리고, 하이브리드 구동장치(7)에 대해서는 나중에 상술한다.
하이브리드 구동장치(7)의 출력축(12)은, 상술한 케이스부재(14)의 후단으로부터 돌출되어 더욱 후방으로 뻗고, 플랙시블 커플링(flexible coupling; 15) 및 공지(公知)의 프로펠러 샤프트(propeller shaft; 16)(실제로는 유니버설 조인트, 센터 베어링 등을 가지지만, 도시는 생략하고 있다)를 개재하여 차동장치(17)에 연결되어 있다. 더욱이, 이 차동장치(17)는 왼쪽의 구동축(18L), 오른쪽의 구동축(18R)을 개재하여 상술한 좌우 후륜(3, 3)에 연결되어 있다.
상술한 구성의 자동차(1)에 있어서는, 내연엔진(5)에서 발생된 동력은, 하이브리드 구동장치(7)의 입력축(10)에 입력되고, 후술하는 제1 전기모터(20), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22), 제2 전기모터(23)에 의해서 조정되어서 출력축(12)으로부터 출력된다. 그리고, 조정된 동력이 프로펠러 샤프트(16) 등을 개재하여 구동차륜인 좌우의 후륜(3, 3)에 전달되도록 되어 있다.
다음으로, 도 1에 나타낸 자동차(1)에 탑재되는 본 발명에 관련된 하이브리드 구동장치(7)의 일례로서, 본 실시형태에 관련된 하이브리드 구동장치(7A)에 대하여 설명한다. 우선, 도 2의 구조선도를 참조하여 하이브리드 구동장치(7A) 전체의 개략에 대하여 설명하고, 계속해서, 도 3을 참조하여 구체적인 구성에 대하여 상술한다. 그리고, 이들의 도면에 있어서는, 화살표 F방향이 차체의 앞쪽(내연엔진 측), 또한 화살표 R방향이 차체의 뒷쪽(차동장치 측)으로 되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 구동장치(7A)는, 도 1에 있어서의 내 연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐서 차례로 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)가 설치되어 있다. 이들은, 모두 케이스부재(도 1 참조)(14)의 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어서 설치되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 순으로 설명한다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측(그리고, 이하의 설명에서는, 케이스부재(14)의 직경방향의 위치에 대하여, 중심(1축(13))에 가까운 측을 내경 측, 먼 측을 외경측이라고 한다.)에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 선기어(S0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 상술한 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 그러나, 그 주된 기능은 다르다. 즉, 제2 전기모터(23)는, 제1 전기모터(20)가 주로 발전용으로 사용되는 것과는 달리, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(R0)를 개재하여 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있 다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1)를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1), 링기어(R0)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)에 대하여 동축 형상으로 배치된 싱글 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)을 지지하는 캐리어(제1 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P0)에 맞물리는 선기어(제2 회전요소)(S0)와, 피니언(P0)에 맞물리는 링기어(제3 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 캐리어(CR0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 선기어(S0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 링기어(R0)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 캐리어(CR0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 선기어(S0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 링기어(R0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
도 2에 나타낸 하이브리드 구동장치(7A)는, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21) 4개 중, 모두가 입력축(10) 상에 배치되어 있다. 이들 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 되어 있다.
입력축(10)은, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분 배용 플래니터리 기어(21)의 내주 측을 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(제1 회전요소)(CR0)의 뒷쪽에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 뒷쪽에서부터 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(제3 회전요소)(R0)에 연결됨과 함께, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하여 변속장치(22)의 캐리어(출력요소)(CR1)에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 입력축(10)의 외주 측과, 제2 전기모터(23) 및 변속장치(22) 내주 측 사이를 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(제2 회전요소)(S0)에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(입력요소)(S1)에 연결되어 있다.
여기서, 상술한 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 전후방향의 설치위치, 즉 1축(13)을 따른 설치위치에 대하여, 본 발명에 있어서는, 제1 전기모터(20)와 제2 전기모터(23)가 인접되어 배치되도록 구성되어 있다. 더욱이 본 실시형태에 있어서는, 제1 전기모터(20)가 제2 전기모터(23)보다도 앞쪽(내연엔진 측)이고 또한 가장 앞쪽에 위치하도록 구성되어 있다.
그리고, 도 2의 구조선도를 참조하여 설명한 하이브리드 구동장치(7A)의 작용ㆍ효과에 대해서는, 도 3을 참조하여, 하이브리드 구동장치(7A)의 구체적인 구성을 상술한 후에 설명한다.
도 3은, 하이브리드 구동장치(7A)의 1축(13)을 포함하는 종단면 중, 상반부를 나타내고 있다.
동 도면에 나타낸 하이브리드 구동장치(7A)는, 1축(13) 상에 배치된 입력축(10)과 출력축(12)과, 이 1축(13)의 주위(1축(13) 상)를 따라서 정렬되어 설치된 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)를 구비하고 있다. 이들은, 모두 케이스부재(14) 내에 수납되어 있다. 단, 출력축(12) 후단 측의 일부는, 케이스부재(14)로부터 후방으로 돌출되어 있다.
케이스부재(14)는, 조립성 등을 고려하여, 1축(13)을 따라서 전후방향으로 복수로 분할된 분할케이스를 각각 접합면에서 접합시켜서 일체로 구성되어 있다. 도 3에 나타낸 본 실시형태에서는, 앞쪽의 분할케이스(14A)와 뒷쪽의 분할케이스(14B)를, 접합면(H)에서 접속시켜서 일체화하여, 케이스부재(14)를 구성하고 있다. 그리고, 접합면(H)은, 변속장치(22)의 제2 브레이크(B2)와 제1 브레이크(B1) 사이의 근방에 위치하고 있다. 이 케이스부재(14)에는, 전후방향의 다른 위치에 복수의 격벽, 즉 앞쪽에서부터 차례로, 격벽(A, B, C, D)이 형성되어 있다. 이들 격벽(A∼D) 중, 격벽(A, D)은, 각각 케이스부재(14)의 전단 및 후단 근방에 배치된 것이고, 격벽(A, D) 사이의 케이스 내 공간은, 격벽(B, C)에 의해서, 1축(13)을 따라서 전후방향으로 3개의 공간으로 분할되어 있다. 이들 격벽(A∼D)은, 케이스부재(14)의 강도(强度) 멤버로서 작용하는 이외에, 각 베어링(a∼w)(후술)의 지지나, 유압실(40, 45)(후술)의 형성에 제공된다. 여기서, 격벽(A∼D) 중, 격벽(A, B)은, 별도부재인 거의 원판 형상의 격벽부재를 동 도면에 나타낸 위치에, 그 에지부 근방을 복수의 볼트(Ba, Bb)(단, 동 도면에서는 각각 1개씩을 도시)로 고정함으로써, 격벽(A, B)을 구성하고 있다. 또한, 분할케이스(14A)에 있어서의 격벽(B)의 앞쪽 부분 의 모터 수납부(14A1)의 직경방향의 치수는, 뒷쪽 부분의 모터 수납부(14A2)의 직경방향의 치수보다도 크게 설정되어 있다. 이것으로 인하여, 하이브리드 구동장치(7A)를 FR타입의 자동차(1)에 탑재할 때의 탑재성이 향상되게 된다.
상술한 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 각각 격벽(A∼D)에 의해서 3분할된 공간 내에 수납되어 있다. 즉, 제1 전기모터(20)는 격벽(A, B) 사이에, 또한 제2 전기모터(23)는 격벽(B, C) 사이에, 더욱이 변속장치(22) 및 동력분배용 플래니터리 기어(21)는 격벽(C, D) 사이에 각각 수납되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20)에서부터 차례로 상술한다.
제1 전기모터(20)는, 예컨대 교류 영구자석 동기형(브러시리스 DC 모터)에 의해서 구성되어 있고, 격벽(A, B) 사이에 수납됨과 함께, 입력축(10)의 외경 측에 이와 동축 형상으로 배치되어 있다. 제1 전기모터(20)는, 케이스부재(14)의 내주면에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 소정 에어 갭(G1)을 두고 회전 가능하게 설치된 로터(25)를 가지고 있다. 로터(25)는, 그 내경 측이 원통 형상으로 형성되어 있고, 이 원통 형상 부분에 있어서의 전방부의 외주면과 후방부의 외주면에는 각각 단부(段部)(30, 31)가 형성되어 있다. 로터(25)는, 이들 단부(30, 31)와 격벽(A, B) 사이에 전후방향으로 위치결정된 상태로 끼워진 베어링(a, b)을 개재하여, 케이스부재(14)에 의해서, 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한 원통 형상 부분의 후단에는, 후방으로 뻗는 슬리브(70)가 입력축(10)의 외주면에 끼워져 있다. 이 슬리브(70)는, 그 선단을 로터(25)의 후단에 연결하고, 후술하는 제2 전기모터(23) 및 변속장치(22) 내측을 경유하여, 그 후단이 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 연결되어 있다. 로터(25)의 원통 형상 부분과 슬리브(70)와 선기어(S0)는, 일체로 형성되어 있고, 입력축(10)의 외주면에 고정된 베어링(c, d, e)을 개재하여, 입력축(10)에 의해서 상대회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 전후방향의 설치위치에 대하여, 베어링(c, d)은 각각 베어링(a, b)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 입력축(10)은, 전단 측을, 베어링(a)에 축방향으로 겹치는 위치에 설치된 로터(25)와의 사이의 베어링(c) 및 상술한 로터(25)를 지지하는 베어링(a)을 개재하여, 또한 후단 측을, 출력축(12)의 전단 측의 중공(中空)원통부(12f)와의 사이에 설치된 베어링(w) 및 케이스부재(14)의 보스부(14b)에 베어링(u, v)에 의해서 회전 가능하게 지지된 출력축(12)을 개재하여, 각각 케이스부재(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이와 같이, 제1 전기모터(20)는, 로터(25)가 격벽(A, B)에 고정된 베어링(a, b)에 의해서 케이스부재(14) 및 입력축(10)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있으므로, 로터(25)의 전후방향 및 직경방향의 위치가 정밀도 좋게 확보되고, 따라서 예컨대, 케이스부재(14)를 상하방향 혹은 좌우방향으로 만곡(彎曲)시키려 하는 힘이 작용한 경우이더라도, 스테이터(24)와 로터(25) 사이에 소정의 에어 갭(G1)을 정밀도 좋게 유지할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 제1 전기모터(20)는, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 이와 같은 구성의 제1 전기모터(20)의 주된 기능은, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 분배된 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 충전하는 것에 있다.
제2 전기모터(23)는, 예컨대 교류 영구자석 동기형(브러시리스 DC 모터)에 의해서 구성되어 있고, 입력축(10)의 외경 측에 이와 동축 형상으로 배치되어 있다. 제2 전기모터(23)는, 케이스부재(14)의 내주면에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 소정 에어 갭(G2)을 두고 회전 가능하게 설치된 로터(29)를 가지고 있다. 로터(29)는, 그 내경 측이 원통 형상으로 형성되어 있고, 이 원통 형상 부분에 있어서의 전방부의 외주면과 후방부의 외주면에는 각각 단부(段部)(48, 50)가 형성되어 있다. 로터(29)는, 이들 단부(48, 50)와 격벽(B, C) 사이에 전후방향으로 위치결정된 상태로 끼워진 베어링(f, g)을 개재하여, 케이스부재(14)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한 원통 형상 부분의 후단에는, 상술한 로터(25)와 일체인 슬리브(70)의 외주면에 끼워진 슬리브(63)를 개재하여 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 상호 일체로 형성된 로터(29)의 원통 형상 부분과 슬리브(63)와 선기어(S1)는, 슬리브(70)의 외주면에 고정된 베어링(h, i, j)을 개재하여, 슬리브(70)에 의해서 상대회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 베어링(h, i)은, 전후방향의 설치위치에 대하여 각각 베어링(f, g)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 이와 같이, 제2 전기모터(23)는, 로터(29)가 격벽(B, C)에 고정된 베어링(f, g)에 의해서 케이스부재(14)에 회전 가능하게 지지되어 있으므로, 로터(29)의 전후방향 및 직경방향의 위치가 정밀도 좋게 확보되고, 따라서 예컨대, 케이스부재(14)에 대하여 이를 상하방향 혹은 좌우방향으로 만곡(彎曲)시키려 하는 힘이 작용한 경우이더라도, 스테이터(28)와 로터(29) 사이에 소정의 에어 갭(G2)을 정밀도 좋게 유지할 수 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다.
변속장치(22)는, 케이스부재(14)의 격벽(C, D) 사이에 있어서의 앞쪽에 배치되어 있다. 변속장치(22)는, 내경 측에 설처된 라비뇨타입의 플래니터리 기어 유닛(27)과, 그 외경 측에 있어서의 뒷쪽과 앞쪽에 각각 설치된 제1 브레이크(B1), 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 제1 선기어(S1)(이하 단순히 「선기어(S1)」라고 한다.)와, 이 선기어(S1)의 전방이고 조금 외경 측에 배치된 제2 선기어(S2)(이하 단순히 「선기어(S2)」라고 한다.)와, 선기어(S1)의 외경 측에 배치된 링기어(R1)와, 선기어(S1) 및 링기어(R1)에 맞물리는 피니언(P1)과, 공통의 롱 피니언을 구성하여 선기어(S2) 및 피니언(P1)에 맞물리는 피니언(P2)과, 이들 피니언(P1, P2)을 지지하는 캐리어(CR1)를 가지고 있다. 이하, 선기어(S1)에서부터 차례로 설명한다.
선기어(S1)는, 상술한 슬리브(63)를 개재하여 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)의 후단에 연결되어 있다. 이 선기어(S1)는, 상술한 바와 같이 슬리브(63)와 함께, 입력축(10)의 외주면에 끼워진 베어링(i, j)을 개재하여, 슬리브(70)에 의해서 상대회전 가능하게 지지되어 있다.
선기어(S2)는, 그 전단 측으로부터 캐리어(CR1)의 앞쪽 캐리어 플레이트(CR1b)를 따라서 외경 측으로 뻗는 플랜지부(34) 및 이 플랜지부(34)의 외경 측 단부로부터 후방으로 뻗는 드럼부(35)가 일체로 형성되어 있다. 이 드럼부(35)의 외주면과 케이스부재(14) 내주면의 내주 스플라인(14a) 사이에 후술하는 제2 브레이크(B2)가 개재되어 장착되어 있다. 선기어(S2)는, 상술한 선기어(S1)와 일체인 슬 리브(63)의 외주면에 끼워진 베어링(k, l)과, 플랜지부(34) 내경 측(기단(基端) 측)의 전면 및 후면에 각각 끼워진 베어링(m, n)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 베어링(m)은 격벽(C)의 내경 측 후면과의 사이에 개재되어 장착된 것이고, 또한 베어링(n)은 후술하는 캐리어(CR1)의 앞쪽 캐리어 플레이트(CR1b)의 내경 측 전면(前面)과의 사이에 개재되어 장착된 것이다.
링기어(R1)는, 그 후단부에, 캐리어(CR1)의 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)를 따라서 내경 측으로 뻗는 플랜지부(36)가 고정되어 있고, 이 플랜지부(36)의 내경 측의 전면 및 후면에 끼워진 베어링(o, p)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 베어링(o)은, 캐리어(CR1)의 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)와의 사이에 개재되어 장착된 것이고, 베어링(p)은, 후술하는 연결부재(64)와의 사이에 개재되어 장착된 것이다. 링기어(R1)의 외주면과 케이스부재(14)의 내주면의 내주 스플라인(14a)과의 사이에는, 제1 브레이크(B1)가 개재되어 장착되어 있다.
피니언(P1)은, 캐리어(CR1)에 의해서 회전 가능하게 지지됨과 함께, 내경 측에 있어서 상술한 선기어(S1)에, 또한 외경 측에 있어서 상술한 링기어(R1)에 맞물려 있다.
피니언(P2)은, 앞쪽에 형성된 대경(大徑) 기어(P2a)와, 뒷쪽에 형성된 소경(小徑) 기어(P2b)가 일체로 구성된 공통의 롱 피니언이다. 피니언(P2)은, 그 대경 기어(P2a)를 상술한 선기어(S2)에, 또한 그 소경 기어(P2b)를 상술한 피니언(P1)에 맞물리게 하고 있다.
캐리어(CR1)는, 앞쪽 캐리어 플레이트(CR1b)와 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a) 에 의해서, 피니언(P1, P2)을 회전 가능하게 지지함과 함께, 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)가 연결부재(64)를 개재하여 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(R0)에 연결되어 있다. 이 연결부재(64)는, 캐리어(CR1)의 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)의 내경 측 후단에 접속되어 있고, 전단 측이 베어링(p)을 지지하기 위해서 조금 외경 측으로 뻗어, 굴곡되어 후방으로 뻗고, 더욱이 외경 측으로 뻗어 링기어(R0)의 전단에 연결되어 있다. 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)는, 그 내경 측 전단과 선기어(S1)의 후단면과의 사이에 끼워진 베어링(q), 상술한 슬리브(70)의 외주면과의 사이에 끼워진 베어링(r)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다.
제1 브레이크(B1)는, 여러장의 디스크 및 프릭션 플레이트(friction plate)(브레이크 판)를 가지고 있고, 상술한 링기어(R1)의 외주면에 형성된 외주 스플라인과, 케이스부재(14)의 내주면에 형성된 내주 스플라인(14a)의 사이에 스플라인 결합되어 있다. 제1 브레이크(B1)의 뒷쪽에는, 제1 브레이크용 유압 액츄에이터(37)가 설치되어 있다. 유압 액츄에이터(37)는, 제1 브레이크(B1)의 후방에 있어서 전후방향 이동 가능하게 배치된 피스톤(38)과, 케이스부재(14) 단부(段部)(14e)의 내주면 및 전면(前面)에 고정된 실린더부재(71)에 설치되어 피스톤(38)의 후단 측이 유밀(油密) 상태로 끼워지는 제1 유압실(40)과, 실린더부재(71)에 고정된 리테이너(41)와 피스톤(38)의 내경 측 전면(前面)과의 사이에 개재되어 장착되어 피스톤(38)을 후방을 향하여 힘을 가하는 리턴 스프링(압축 스프링)(42)을 가지고 있다.
제2 브레이크(B2)는, 상술한 제1 브레이크(B1)의 바로 전방에 배치되어 있다. 제2 브레이크(B2)는, 여러장의 디스크 및 프릭션 플레이트(브레이크 판)을 가 지고 있고, 상술한 선기어(S2)와 일체인 드럼부(35)의 외주면에 형성된 외주 스플라인과, 케이스부재(14)의 내주면에 형성된 내주 스플라인(14a)의 사이에 스플라인 결합되어 있다. 제2 브레이크(B2)의 앞쪽에는, 제2 브레이크용 유압 액츄에이터(43)가 설치되어 있다. 유압 액츄에이터(43)는, 제2 브레이크(B2)의 전방에 있어서 전후방향 이동 가능하게 배치된 피스톤(44)과, 격벽(C)의 외경 측 후면에 설치되어 피스톤(44)의 전단 측이 유밀(油密) 상태로 끼워지는 제2 유압실(45)과, 케이스부재(14)에 고정된 리테이너(46)와 피스톤(44)의 내경 측 후면과의 사이에 개재되어 장착되어 피스톤(44)을 전방을 향하여 힘을 가하는 리턴 스프링(압축 스프링)(47)을 가지고 있다.
상술한 구성의 변속장치(22)는, 제2 전기모터(23)로부터의 출력이 슬리브(63)를 개재하여 선기어(S1)에 전달된다. 로우(low) 상태에 있어서는, 제1 브레이크(B1)가 맞물리고, 또한 제2 브레이크(B2)가 해방된다. 따라서, 링기어(R1)가 고정상태, 선기어(S2)가 자유회전 상태에 있고, 상기 제1 선기어(S1)의 회전은, 피니언(P1)을 개재하여 크게 감속되어 캐리어(CR1)에 전달되고, 이 캐리어(CR1)의 회전이 출력축(12)에 전달된다.
또한, 변속장치(22)의 하이(high) 상태에서는, 제1 브레이크(B1)가 해방되고, 또한 제2 브레이크(B2)가 걸린다. 따라서, 선기어(S2)가 고정상태, 링기어(R1)가 자유회전 상태에 있다. 이 상태에서는, 선기어(S1)의 회전은, 피니언(P1)에 전달되고, 또한 피니언(P2)이 정지상태인 선기어(S2)에 맞물려서, 캐리어(CR1)가 규제된 소정 회전으로 공전(公轉)하고, 이때 출력축(12)에는 비교적 작게 감속된 캐 리어(CR1)의 회전이 전달된다.
이와 같이 변속장치(22)는, 로우 상태에 있어서는, 제1, 제2 브레이크(B1, B2)가 각각 맞물리고, 해방됨으로써, 크게 감속된 회전을 출력축(12)에 전달한다. 한편, 하이 상태에 있어서는, 제1, 제2 브레이크(B1, B2)가 각각 해방되고, 맞물림으로써, 비교적 작게 감속된 회전을 출력축(12)에 전달한다. 이와 같이, 변속장치(22)를 2단계로 변속할 수 있기 때문에, 제2 전기모터(23)의 소형화가 가능하게 된다. 즉, 소형의 전기모터를 사용하여, 예컨대 고(高) 토크가 필요한 자동차(1)의 발진시에는, 로우 상태에서 충분한 구동 토크를 출력축(12)에 전달하고, 또한 출력축(12)의 고(高)회전시에는 하이 상태로 하여, 로터(29)가 고회전이 되는 것을 방지할 수 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 케이스부재(14)의 격벽(C, D) 사이에 있어서의 후반(後半) 측, 즉 상술한 변속장치(22)의 뒷쪽에 설치되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 상술한 바와 같이, 입력축(10)에 대하여 동축 형상으로 배치된 싱글 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있고, 링기어(제3 회전요소)(R0)와, 선기어(제2 회전요소)(S0)와, 피니언(P0)을 지지하는 캐리어(제1 회전요소)(CR0)를 가지고 있다. 이 중 링기어(R0)는, 그 전단 측이 상술한 연결부재(64)에 연결되고, 또한 후단이 후방으로 연장되어, 출력축(12)의 전단 근방의 외주면으로부터 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR0a)를 따라서 외경 측으로 뻗는 플랜지부(61)의 외경 측 단부에 고정되어 있다. 또한, 캐리어(CR0)는, 그 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR0a)가 입력축(10)의 후단에 연결되어 있다. 더욱이 선기어(S0)는, 상술한 슬리 브(70)를 개재하여, 제1 전기모터(20)의 로터(25)의 후단에 연결되어 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 선기어(S0)가 입력축(10)의 후단 측 외주면과의 사이에 끼워진 베어링(e)에 의해서 회전 가능하게 지지되고, 또한 캐리어(CR0)가 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR0a)의 내경 측 전면(前面)과 선기어(S0)의 후단면과의 사이에 끼워진 베어링(s)과 내경 측 후면과 출력축(12)의 후단면과의 사이에 끼워진 베어링(t)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 이와 같이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력부가 되는 캐리어(CR0)가 입력축(10)에 고정되고, 또한 출력부(동력의 분배처)가 되는 선기어(S0) 및 링기어(R0)가 각각 제1 전기모터(20)의 로터(25)의 후단, 출력축(12)의 전단에 연결되어 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 캐리어(CR0)에 입력된 내연엔진(5)(도 1 참조)의 동력을, 선기어(S0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 링기어(R0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하도록 되어 있다. 이때의 동력의 분배 비율은, 상술한 제1 전기모터(20)의 회전상태에 근거하여 결정된다. 즉 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 의해서 큰 파워를 발생시킨 경우에는, 제1 전기모터(20)에 의한 발전량이 증가하고, 그만큼, 출력축(12)에 출력되는 동력이 적어진다. 이에 반하여, 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 작은 파워를 발생시킨 경우에는, 제1 전기모터(20)에 의한 발전량이 감소하고, 그만큼, 출력축(12)에 출력되는 동력이 많아진다.
상술한 바와 같이 하여 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)가 수납되어 있는 케이스부재(14)는, 최후부(最後部)인 격벽(D)의 내경 측에 있어서 후방으로 뻗는 원통부(14b)를 가지고 있어서, 이 원통부(14b)에 의해서, 베어링(u, v)을 개재하여 출력축(12)을 회전 가능하게 지지하고 있다. 이 출력축(12)의 전단 측은 중공(中空)원통부(12f)로 형성되어 있고, 이 중공원통부(12f)에는 입력축(10)의 후단에 돌출되어 설치된 보스부(10a)가 삽입되어 있다. 그리고, 중공원통부(12f)의 내주면과 보스부(10a)의 외주면 사이에는, 베어링(u)에 대응하는 베어링(w)이 끼워져 있다. 이 베어링(w)에 의해서, 입력축(10)은 그 후단 측을 출력축(12)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다.
또한, 케이스부재(14)는, 그 전단 측의 연결부(14d)가, 차체(4)(도 1 참조)에 러버 마운트된 내연엔진(5)에 접속되어 있고, 후단 측이 장착부(미도시)를 이용하여 차체의 일부에 러버 마운트되어 있다.
상술한 구성의 하이브리드 구동장치(7A)는, 도 2의 구조선도에 나타낸 바와 같이, 입력축(10)에 입력된 동력은, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(CR0)에 입력되고, 선기어(S0)와 링기어(R0)에 분배(분할)된다. 이 중 선기어(S0)에 분배된 동력은, 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 입력되고, 발전에 제공된다. 이렇게 하여 발전된 전기는, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 충전된다. 또한, 제2 전기모터(23)는, HV 배터리로부터 인버터를 개재하여 전력이 공급되고, 변속장치(22), 링기어(R0)를 개재하여 출력축(12)을 구동한다. 즉, 출력축(12)에는, 내연엔진(5)으로부터의 동력과, 제2 전기모터(23)로부터의 동력이 합성되어 출력된다. 그리고, 변속장치(22)는, 상술한 바와 같이 하이 상태와 로우 상태로 절환될 수 있도록 되어 있기 때문에, 출력축(12)에는, 하이 상태 또는 로우 상태에 따른 동력이 출력된다.
본 실시형태에 있어서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 전기모터(20)와 제2 전기모터(23)가 1축(13) 상에서 인접하도록 설치되어 있기 때문에, 이들 제1 및 제2 전기모터(20, 23)를 수납하는 케이스부분을 일체화할 수 있어서, 유닛의 시리즈화에 대한 대응이 용이해진다. 또한, 부품개수를 줄여서 코스트를 저감할 수 있고, 2개의 전기모터(20, 23)의 지지 정밀도가 향상되고, 2개의 전기모터(20, 23)의 케이블길이를 이들을 제어하는 컨트롤러의 위치에 상관없이 거의 동일하게 할 수 있고, 차량 앞쪽의 엔진 룸 내에 인버터가 배치되어 있는 경우에는, 가장 케이블길이를 짧게 할 수 있어서, 전기손실을 최소로 할 수 있는 등의 효과가 있다.
다음으로, 도 4의 구조선도를 참조하여, 본 실시형태의 하이브리드 구동장치(7A)의 변형예 1(청구범위 제10항에 대응)에 대하여 설명한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 구동장치(7A)는, 도 1에 있어서의 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐 차례로 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)가 설치되어 있다. 이들은, 모두 케이스부재(도 1 참조)(14)의 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어 설치되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 순으로 설명한다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어 (21)의 링기어(R0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 링기어(R0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 제2 전기모터(23)는, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물 려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가, 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1)를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 출력축(12)에 대하여 동축 형상으로 배치된 싱글 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)을 지지하는 캐리어(제1 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P0)에 맞물리는 선기어(제3 회전요소)(S0)와, 피니언(P0)에 맞물리는 링기어(제2 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 캐리어(CR0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 링기어(R0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 선기어(S0)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 캐리어(CR0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 링기어(R0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 선기어(S0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그 리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
도 4에 나타낸 하이브리드 구동장치(7A)는, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 4개 중, 앞의 3개가 입력축(10) 상에 배치되고, 나머지 동력분배용 플래니터리 기어(21)가 출력축(12) 상에 배치되어 있다. 이들 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 되어 있다.
입력축(10)은, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22)의 내주 측을 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(제1 회전요소)(CR0)의 앞쪽(변속장치(22) 측)에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 뒷쪽에서부터 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(제3 회전요소)(S0)에 연결됨과 함께, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하여 변속장치(22)의 캐리어(출력요소)(CR1)에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 입력축(10)의 외주 측과, 제2 전기모터(23) 및 변속장치(22) 내주 측 사이를 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(제2 회전요소)(R0)에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(입력요소)(S1)에 연결되어 있다.
다음으로, 도 5의 구조선도를 참조하여, 본 실시형태의 하이브리드 구동장치(7A)의 변형예 2(청구범위 제11항에 대응)에 대하여 설명한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 구동장치(7A)는, 도 1에 있어서의 내 연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐서 차례로 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)가 설치되어 있다. 이들은, 모두 케이스부재(도 1 참조)(14)의 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어서 설치되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 순으로 설명한다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 선기어(S0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 제2 전기모터(23)는, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가, 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1)를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)에 대하여 동축 형상으로 배 치된 더블 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)(P01 및 P02)을 지지하는 캐리어(제3 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P01)에 맞물리는 선기어(제2 회전요소)(S0)와, 피니언(P02)에 맞물리는 링기어(제1 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 링기어(R0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 선기어(S0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 캐리어(CR0)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 링기어(R0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 선기어(S0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 캐리어(CR0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
도 5에 나타낸 하이브리드 구동장치(7A)는, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 4개 중, 모두가 입력축(10) 상에 배치되어 있다. 이들 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 되어 있다.
입력축(10)은, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주 측을 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 뒷쪽을 통하여 그 링기어(제1 회전요소)(R0)에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하여 그 캐리어(제3 회전요소)(CR0)의 앞쪽(변속장치(22) 측)에 연결됨과 함께, 변속장치(22)의 캐리어(출력요 소)(CR1)에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 입력축(10)의 외주 측과, 제2 전기모터(23) 및 변속장치(22) 내주 측 사이를 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(제2 회전요소)(S0)에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(입력요소)(S1)에 연결되어 있다.
다음으로, 도 6의 구조선도를 참조하여, 본 실시형태의 하이브리드 구동장치(7A)의 변형예 3(청구범위 제12항에 대응)에 대하여 설명한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 구동장치(7A)는, 도 1에 있어서의 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐 차례로 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)가 설치되어 있다. 이들은, 모두 케이스부재(14)(도 1 참조)의 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어 설치되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 순으로 설명한다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(CR0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 캐리어(CR0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 제2 전기모터(23)는, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 상술한 제2 전기모터(23)의 로 터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가, 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1)를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)에 대하여 동축 형상으로 배치된 더블 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)(P01 및 P02)을 지지하는 캐리어(제2 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P01)에 맞물리는 선기어(제3 회전요소)(S0)와, 피니언(P02)에 맞물리는 링기어(제1 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 링기어(R0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 캐리어(CR0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 선기어(S0)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 링기어(R0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 캐리어(CR0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 선기어(S0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
도 6에 나타낸 하이브리드 구동장치(7A)는, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터 (23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 4개 중, 모두가 입력축(10) 상에 배치되어 있다. 이들 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 되어 있다.
입력축(10)은, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주 측을 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 뒷쪽을 통하여 그 링기어(제1 회전요소)(R0)에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하여, 더욱이 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 변속장치(22) 사이를 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(제3 회전요소)(S0)에 연결됨과 함께, 변속장치(22)의 캐리어(출력요소)(CR1)에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 입력축(10)의 외주 측과, 제2 전기모터(23) 및 변속장치(22) 및 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주 측과의 사이를 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(제2 회전요소)(CR0) 뒷쪽에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(입력요소)(S1)에 연결되어 있다.
<실시형태 2>
다음으로, 도 1에 나타낸 자동차(1)에 탑재되는 본 발명에 관련된 하이브리드 구동장치(7)의 일례로서, 본 실시형태에 관련된 하이브리드 구동장치(7B)에 대하여 설명한다. 우선, 도 7의 구조선도를 참조하여 하이브리드 구동장치(7B) 전체 의 개략에 대하여 설명하고, 이어서, 도 8을 참조하여 구체적인 구성에 대하여 상술한다. 그리고, 이들 도면에 있어서는, 화살표 F방향이 차체의 앞쪽(내연엔진 측), 또한 화살표 R방향이 차체의 뒷쪽(차동장치 측)으로 되어 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 구동장치(7B)는, 도 1에 있어서의 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐서 차례로 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)를 구비하고 있다. 이들은, 모두 케이스부재(14)(도 1 참조)의 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어서 설치되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22),의 순으로 설명한다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 선기어(S0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1) 에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 그러나, 그 주된 기능은 다르다. 즉, 제2 전기모터(23)는, 제1 전기모터(20)가 주로 발전용으로 사용되는 것과는 달리, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)에 대하여 동축 형상으로 배치된 싱글 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)을 지지하는 캐리어(제1 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P0)에 맞물리는 선기어(제2 회전요소)(S0)와, 피니언(P0)에 맞물리는 링기어(제3 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 캐리어(CR0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 선기어(S0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 링기어(R0)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 캐리어(CR0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 선기어(S0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 링기어(R0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1)를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
도 7에 나타낸 하이브리드 구동장치(7B)는, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)의 4개 중, 앞의 3개가 입력축(10) 상에 배치되고, 나머지 변속장치(22)는, 출력축(12) 상에 배치되어 있다. 이들 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 되어 있다.
입력축(10)은, 제1 전기모터(20) 및 제2 전기모터(23) 및 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주측을 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(제1 회전요소)(CR0)의 뒷쪽에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 변속장치(22)의 캐리어(출력요소)(CR1)에 연결됨과 함께, 변속장치(22)의 내주 측을 통하여, 더욱이 변속장치(22)와 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(제3 회전요소)(R0)에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 입력축(10)의 외주 측과 제2 전기모터(23)의 내주 측 사이를 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(제2 회전요소)(S0)에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 제2 전기모터(23)와 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하여, 또한 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하고, 더욱이 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 변속장치(22) 사이, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(입력요소)(S1)에 연결되어 있다.
여기서, 상술한 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)의 전후방향의 설치위치, 즉 1축(13)을 따른 설치위치에 대하여, 본 발명에 있어서는, 제1 전기모터(20)와 제2 전기모터(23)가 인접되어 배치되도록 구성되어 있다. 더욱이 본 실시형태에 있어서는, 제1 전기모터(20)가 제2 전기모터(23)보다도 앞쪽(내연엔진 측)이고 또한 가장 앞쪽에 위치하도록 구성되어있다.
그리고, 도 7의 구조선도를 참조하여 설명한 하이브리드 구동장치(7B)의 작 용ㆍ효과에 대해서는, 도 8을 참조하여, 하이브리드 구동장치(7B)의 구체적인 구성을 상술한 후에 설명한다.
도 8은, 하이브리드 구동장치(7B)의 1축(13)을 포함하는 종단면 중, 상반부를 나타내고 있다.
동 도면에 나타낸 하이브리드 구동장치(7B)는, 1축(13) 상에 배치된 입력축(10)과 출력축(12)과, 이 1축(13)의 주위(1축(13) 상)에, 또한 이 1축(13)을 따라서 정렬되어 설치된 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)를 구비하고 있다. 이들은, 모두 케이스부재(14) 내에 수납되어 있다. 단, 출력축(12) 후단 측의 일부는, 케이스부재(14)로부터 후방으로 돌출되어 있다.
케이스부재(14)는, 조립성 등을 고려하여, 1축(13)을 따라서 전후방향으로 복수로 분할된 분할케이스를 각각 접합면에서 접속시켜서 일체로 구성되어 있다. 도 8에 나타낸 본 실시형태에서는, 앞쪽의 분할케이스(14A)와 뒷쪽의 분할케이스(14B)를, 접합면(H)에서 접속시켜서 일체화하여, 케이스부재(14)를 구성하고 있다. 그리고, 접합면(H)은, 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 변속장치(22)를 수납하는 부분에 설치되고, 특히 변속장치(22)의 제2 브레이크(B2)와 제1 브레이크(B1) 사이의 근방에 위치하고 있다. 이 케이스부재(14)에는, 전후방향의 다른 위치에 복수의 격벽, 즉 앞쪽에서부터 차례로, 격벽(A, B, C, D)이 형성되어 있다. 이들 격벽(A∼D) 중, 격벽(A, D)은, 각각 케이스부재(14)의 전단 및 후단 근방에 배치된 것이고, 격벽(A, D) 사이의 케이스 내 공간은, 격벽(B, C)에 의해서, 1축(13)을 따라서 전 후방향으로 3개의 공간으로 분할되어 있다. 이들 격벽(A∼D)은, 케이스부재(14)의 강도(强度) 멤버로서 작용하는 이외에, 각 베어링(a∼z)(후술)의 지지나, 유압실(40, 45)(후술)의 형성에 제공된다. 여기서, 격벽(A∼D) 중, 격벽(A, B)은, 별도부재인 거의 원판 형상의 격벽부재를 동 도면에 나타낸 위치에, 그 에지부 근방을 복수의 볼트(Ba, Bb)(단 동 도면에서는 각각 1개씩을 도시)로 고정함으로써, 격벽(A, B)을 구성하고 있다. 또한, 분할케이스(14A)에 있어서의 격벽(B)의 앞쪽 부분의 모터 수납부(14A1)의 직경방향의 치수는, 뒷쪽 부분의 모터 수납부(14A2)의 직경방향의 치수보다도 크게 설정되어 있다. 이것으로 인하여, 하이브리드 구동장치(7A)를 FR타입의 자동차(1)에 탑재할 때의 탑재성이 향상되게 된다.
상술한 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)는, 각각 격벽(A∼D)에 의해서 3분할된 공간 내에 수납되어 있다. 즉, 제1 전기모터(20)는 격벽(A, B) 사이에, 또한 제2 전기모터(23)는 격벽(B, C) 사이에, 더욱이 동력분배용 플래니터리 기어(21) 및 변속장치(22)는 격벽(C, D) 사이에 각각 수납되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20)에서부터 차례로 상술한다.
제1 전기모터(20)는, 예컨대 교류 영구자석 동기형(브러시리스 DC 모터)에 의해서 구성되어 있고, 격벽(A, B) 사이에 수납됨과 함께, 입력축(10)의 외경 측에 이와 동축 형상으로 배치되어 있다. 제1 전기모터(20)는, 케이스부재(14)의 내주면에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 소정 에어 갭(G1)을 두고 회전 가능하게 설치된 로터(25)를 가지고 있다. 로터(25)는, 그 내경 측이 원통 형상으로 형성되어 있고, 이 원통 형상 부분에 있어서의 전방부의 외주면과 후방부의 외주면에는 각각 단부(段部)(30, 31)가 형성되어 있다. 로터(25)는, 이들 단부(30, 31)와 격벽(A, B) 사이에 전후방향으로 위치결정된 상태로 끼워진 베어링(a, b)을 개재하여, 케이스부재(14)에 의해서, 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한 원통 형상 부분의 후단에는, 후방으로 뻗는 슬리브(70)가 입력축(10)의 외주면에 끼워져 있다. 이 슬리브(70)는, 그 선단을 로터(25)의 후단에 연결하고, 후술하는 제2 전기모터(23)의 내측을 경유하여, 그 후단이 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 연결되어 있다. 슬리브(70)는, 입력축(10)의 외주면에 고정된 베어링(d, x)을 개재하여, 또한 선기어(S0)는, 입력축(10)의 외주면에 고정된 베어링(y)을 개재하여, 입력축(10)에 의해서 상대회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 전후방향의 설치위치에 대하여, 베어링(d)은 베어링(b)에 대응하는 위치에 배치되어 있고, 또한 베어링(x)은, 격벽(C)의 베어링(g)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 또한 입력축(10)은, 전단 측을, 베어링(a)에 축방향으로 겹치는 위치에 설치된 로터(25)와의 사이의 베어링(c) 및 상술한 로터를 지지하는 베어링(a)을 개재하여, 또한 후단 측을, 베어링(g)과 축방향으로 겹치는 위치에 설치된 슬리브(70)와의 사이의 베어링(x), 슬리브(70)와 제2 전기모터(23)의 로터(29)와의 사이의 베어링(i) 및 제2 전기모터(23)의 로터(29)를 지지하는 격벽(C)의 베어링(g)을 개재하여, 양단을 케이스부재(14)에 의해서 지지되고 있다. 더욱이 입력축(10)의 후단에는, 중공(中空)원통부가 형성되어 있고, 이 중공원통부에는 출력축(12)의 전단(前端)연결부(12b)의 전단에 돌출되어 설치된 보스부가 삽입되어 있다. 그리고, 중공원통부의 내주면과 보스부의 외주면 사이에는, 베어링(z)이 끼워져 있다. 이 베어링(z)은, 후술하 는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(CR0)의 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR0a)를 지지하게 된다. 이와 같이, 제1 전기모터(20)는, 로터(25)가 격벽(A, B)에 고정된 베어링(a, b)과, 입력축(10)의 외주면에 고정된 베어링(c, d)에 의해서 끼워넣어지도록 하여 케이스부재(14) 및 입력축(10)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있기 때문에, 로터(25)의 전후방향 및 직경방향의 위치가 정밀도 좋게 확보되고, 따라서 예컨대, 케이스부재(14)를 상하방향 혹은 좌우방향으로 만곡(彎曲)시키려 하는 힘이 작용한 경우이더라도, 스테이터(24)와 로터(25) 사이에 소정의 에어 갭(G1)을 정밀도 좋게 유지할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 제1 전기모터(20)는, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 이와 같은 구성의 제1 전기모터(20)의 주된 기능은, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 분배된 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 충전하는 것에 있다.
제2 전기모터(23)는, 예컨대 교류 영구자석 동기형(브러시리스 DC 모터)에 의해서 구성되어 있고, 입력축(10)의 외경 측에 이와 동축 형상으로 배치되어 있다. 제2 전기모터(23)는, 케이스부재(14)의 내주면에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 소정 에어 갭(G2)을 두고 회전 가능하게 설치된 로터(29)를 가지고 있다. 로터(29)는, 그 내경 측이 원통 형상으로 형성되어 있고, 이 원통 형상 부분에 있어서의 전방부의 외주면과 후방부의 외주면에는 각각 단부(段部)(48, 50)가 형성되어 있다. 로터(29)는, 이들 단부(48, 50)와 격벽(B, C) 사이에 전후방향으로 위치결정된 상태로 끼워진 베어링(f, g)을 개재하여, 케이스부재 (14)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한 원통 형상 부분의 후단은, 연결부재(72)를 개재하여 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 연결부재(72)는, 로터(29)의 후단에 연결되는 제1 슬리브부와 그 후단으로부터 동력분배용 플래니터리 기어(21)를 따라서 외경 측으로 뻗는 제1 플랜지부와 그 외경 측 단부로부터 후방으로 뻗는 드럼부와 그 후단으로부터 내경 측으로 뻗는 제2 플랜지부와 그 내경 측 단부로부터 후방으로 뻗는 제2 슬리브부를 가지고 있고, 이 제2 슬리브부가 선기어(S1)에 연결되어 있다. 상호 일체로 형성된 로터(29)와 연결부재(72)와 선기어(S1)는, 상술한 슬리브(70)의 외주면과의 사이에 끼워진 베어링(h, i), 격벽(C)의 내경 측 후면과의 사이에 끼워진 베어링(j), 후술하는 플랜지부(39)의 내경 측 후면과의 사이에 끼워진 베어링(l), 출력축(12)의 전단(前端)연결부(12b)의 외주면과의 사이에 끼워진 베어링(o, p) 등에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 베어링(h, i)은, 전후방향의 설치위치에 대하여 각각 베어링(f, g)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 이와 같이, 제2 전기모터(23)는, 로터(29)가 격벽(B, C)에 고정된 베어링(f, g)에 의해서 케이스부재(14)에 회전 가능하게 지지되어 있기 때문에, 로터(29)의 전후방향 및 직경방향의 위치가 정밀도 좋게 확보되고, 따라서 예컨대, 케이스부재(14)에 대하여 이를 상하방향 혹은 좌우방향으로 만곡시키려 하는 힘이 작용한 경우이더라도, 스테이터(28)와 로터(29) 사이에 소정의 에어 갭(G2)을 정밀도 좋게 유지할 수 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 케이스부재(14)의 격벽(C, D) 사이에 있어서의 전반 측의 내경 측에 설치되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 상술한 바와 같이, 입력축(10)에 대하여 동축 형상으로 배치된 싱글 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있고, 링기어(제3 회전요소)(R0)와, 선기어(제2 회전요소)(S0)와, 피니언(P0)을 지지하는 캐리어(제1 회전요소)(CR0)를 가지고 있다. 이 중 링기어(R0)는, 그 후단이 후방으로 연장되어, 출력축(12)의 전단(前端)연결부(12b)의 후단 근방으로부터 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR0a)를 따라서 외경 측으로 뻗는 플랜지부(39)의 외경 측 단부에 연결되어 있다. 또한, 캐리어(CR0)는, 그 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR0a)가 입력축(10)의 후단에 연결되어 있다. 더욱이 선기어(S0)는, 상술한 슬리브(70)를 개재하여, 제1 전기모터(20)의 로터(25)의 후단에 연결되어 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 캐리어(CR0)의 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR0b)의 내경 측 후면과 상술한 플랜지부(39)의 내경 측 전면(前面)과의 사이, 또한 이 플랜지부(39)의 내경 측 후면과 상술한 연결부재(72)의 사이에, 각각 베어링(k, l)이 끼워져 있다. 이와 같이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력부가 되는 캐리어(CR0)가 입력축(10)에 고정되고, 또한 출력부(동력의 분배처)가 되는 선기어(S0) 및 링기어(R0)가 각각 제1 전기모터(20)의 로터(25)의 후단, 출력축(12)의 전단(前端)연결부(12b)의 전단에 연결되어 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 캐리어(CR0)에 입력된 내연엔진(5)(도 1 참조)의 동력을, 선기어(S0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 링기어(R0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하도록 되어 있다. 이때의 동력의 분배 비율은, 상술 한 제1 전기모터(20)의 회전상태에 근거하여 결정된다. 즉 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 의해서 큰 파워를 발생시킨 경우에는, 제1 전기모터(20)에 의한 발전량이 증가하고, 그만큼, 출력축(12)에 출력되는 동력이 적어진다. 이에 반하여, 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 작은 파워를 발생시킨 경우에는, 제1 전기모터(20)에 의한 발전량이 감소하고, 그만큼, 출력축(12)에 출력되는 동력이 많아진다.
변속장치(22)는, 케이스부재(14)의 격벽(C, D) 사이에 있어서의 후반 측과, 전반 측의 외경 측에 걸쳐서 배치되어 있다. 변속장치(22)는, 내경 측에 설치된 라비뇨타입의 플래니터리 기어 유닛(27)과, 그 외경 측에 있어서의 뒷쪽과 앞쪽에 각각 설치된 제1 브레이크(B1), 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 제1 선기어(S1)(이하 단순히 「선기어(S1)」라고 한다.)와, 이 선기어(S1)의 전방이고 조금 외경 측에 배치된 제2선기어(S2)(이하 단순히 「선기어(S2)」라고 한다.)와, 선기어(S1)의 외경 측에 배치된 링기어(R1)와, 선기어(S1) 및 링기어(R1)에 맞물리는 피니언(P1)과, 공통의 롱 피니언을 구성하여 선기어(S2) 및 피니언(P1)에 맞물리는 피니언(P2)과, 이들 피니언(P1, P2)을 지지하는 캐리어(CR1)를 가지고 있다. 이하, 선기어(S1)에서부터 차례로 설명한다.
선기어(S1)는, 상술한 연결부재(72)를 개재하여 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)의 후단에 연결되어 있다. 이 선기어(S1)의 부분은, 상술한 바와 같이 출력축(12)의 전단(前端)연결부(12b)의 외주면에 끼워진 베어링(o, p)을 개재하여 회전 가능하게 지지되어 있다.
선기어(S2)는, 그 전단 측으로부터 캐리어(CR1)의 앞쪽 캐리어 플레이트(CR1b)를 따라서 외경 측으로 뻗는 플랜지부(34) 및 이 플랜지부(34)의 외경 측 단부로부터 후방으로 뻗는 드럼부(35)가 일체로 형성되어 있다. 이 드럼부(35)의 외주면과 케이스부재(14) 내주면의 내주 스플라인(14a) 사이에 후술하는 제2 브레이크(B2)가 개재되어 장착되어 있다. 선기어(S2)는, 상술한 선기어(S1)와 일체인 연결부재(72)의 제2 슬리브부의 외주면에 끼워진 베어링(q, r)과, 플랜지부(34)의 내경 측(기단(基端) 측)의 전면 및 후면에 각각 끼워진 베어링(m, n)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 베어링(m)은 연결부재(72)와의 사이에 개재되어 장착된 것이고, 또한 베어링(n)은 캐리어(CR1)의 앞쪽 캐리어 플레이트(CR1b)의 내경 측 전단과의 사이에 개재되어 장착된 것이다.
링기어(R1)는, 그 후단부에, 캐리어(CR1)의 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)를 따라서 내경 측으로 뻗는 플랜지부(36)가 고정되어 있고, 이 플랜지부(36)의 내경 측의 전면 및 후면에 끼워진 베어링(t, u)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 베어링(t)은, 캐리어(CR1)의 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)와의 사이에 개재되어 장착된 것이고, 베어링(u)은, 격벽(D)의 내경 측 전면(前面)과의 사이에 개재되어 장착된 것이다. 링기어(R1)의 외주면과 케이스부재(14) 내주면의 내주 스플라인(14a)과의 사이에는, 제1 브레이크(B1)가 개재되어 장착되어 있다.
피니언(P1)은, 캐리어(CR1)에 의해서 회전 가능하게 지지됨과 함께, 내경 측에 있어서 상술한 선기어(S1)에, 또한 외경 측에 있어서 상술한 링기어(R1)에 맞물려 있다.
피니언(P2)은, 앞쪽에 형성된 대경(大徑) 기어(P2a)와, 뒷쪽에 형성된 소경(小徑) 기어(P2b)가 일체로 구성된 공통의 롱 피니언이다. 피니언(P2)은, 그 대경 기어(P2a)를 상술한 선기어(S2)에, 또한 그 소경 기어(P2b)를 상술한 피니언(P1)에 맞물리게 하고 있다.
캐리어(CR1)는, 앞쪽 캐리어 플레이트(CR1b)와 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)에 의해서, 피니언(P1, P2)을 회전 가능하게 지지함과 함께, 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)가 출력축(12)의 전단에 연결되어 있다. 뒷쪽 캐리어 플레이트(CR1a)의 부분은, 그 내경 측 전면(前面)과 선기어(S1)의 후단 면과의 사이에 끼워진 베어링(s), 상술한 베어링(t)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다.
제1 브레이크(B1)는, 여러장의 디스크 및 프릭션 플레이트(friction plate)(브레이크 판)를 가지고 있고, 상술한 링기어(R1)의 외주면에 형성된 외주 스플라인과, 케이스부재(14)의 내주면에 형성된 내주 스플라인(14a)의 사이에 스플라인 결합되어 있다. 제1 브레이크(B1)의 뒷쪽에는, 제1 브레이크용 유압 액츄에이터(37)가 설치되어 있다. 유압 액츄에이터(37)는, 제1 브레이크(B1)의 후방에 있어서 전후방향 이동 가능하게 배치된 피스톤(38)과, 케이스부재(14)의 격벽(D)의 외경 측 전면(前面)에 설치되어 피스톤(38)의 후단 측이 유밀(油密) 상태로 맞물리는 제1 유압실(40)과, 격벽(D)의 일부에 고정된 리테이너(41)와 피스톤(38)의 내경 측 전면(前面)과의 사이에 개재되어 장착되어 피스톤(38)을 후방을 향하여 힘을 가하는 리턴 스프링(압축 스프링)(42)을 가지고 있다.
제2 브레이크(B2)는, 상술한 제1 브레이크(B1)의 바로 전방에 인접하여 배치 되어 있다. 제2 브레이크(B2)는, 여러장의 디스크 및 프릭션 플레이트(브레이크 판)을 가지고 있고, 상술한 선기어(S2)와 일체인 드럼부(35)의 외주면에 형성된 외주 스플라인과, 케이스부재(14)의 내주면에 형성된 내주 스플라인(14a)의 사이에 스플라인 결합되어 있다. 제2 브레이크(B2)의 앞쪽에는, 제2 브레이크용 유압 액츄에이터(43)가, 상술한 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외경 측에 위치하도록 설치되어 있다. 유압 액츄에이터(43)는, 제2 브레이크(B2)의 전방에 있어서 전후방향 이동 가능하게 배치된 피스톤(44)과, 격벽(C)의 외경 측 후면에 설치되어 피스톤(44)의 전단 측이 유밀(油密) 상태로 끼워지는 제2 유압실(45)과, 케이스부재(14) 내주면에 고정된 리테이너(46)와 피스톤(44)의 일부와의 사이에 개재되어 장착되어 피스톤(44)을 전방을 향하여 힘을 가하는 리턴 스프링(압축 스프링)(47)을 가지고 있다.
상술한 구성의 변속장치(22)는, 제2 전기모터(23)로부터의 출력이 연결부재(72)를 개재하여 선기어(S1)에 전달된다. 로우(low) 상태에 있어서는, 제1 브레이크(B1)가 맞물리고, 또한 제2 브레이크(B2)가 해방된다. 따라서, 링기어(R1)가 고정상태, 선기어(S2)가 자유회전 상태에 있고, 상기 제1 선기어(S1)의 회전은, 피니언(P1)을 개재하여 크게 감속되어 캐리어(CR1)에 전달되고, 이 캐리어(CR1)의 회전이 출력축(12)에 전달된다.
또한, 변속장치(22)의 하이(high) 상태에서는, 제1 브레이크(B1)가 해방되고, 또한 제2 브레이크(B2)가 걸린다. 따라서, 선기어(S2)가 고정상태, 링기어(R1)가 자유회전 상태에 있다. 이 상태에서는, 선기어(S1)의 회전은, 피니언(P1)에 전 달되고, 또한 피니언(P2)이 정지상태인 선기어(S2)에 맞물려서, 캐리어(CR1)가 규제된 소정 회전으로 공전(公轉)하고, 이때 출력축(12)에는 비교적 작게 감속된 캐리어(CR1)의 회전이 전달된다.
이와 같이 변속장치(22)는, 로우 상태에 있어서는, 제1, 제2 브레이크(B1, B2)가 각각 맞물리고, 해방됨으로써, 크게 감속된 회전을 출력축(12)에 전달한다. 한편, 하이 상태에 있어서는, 제1, 제2 브레이크(B1, B2)가 각각 해방되고, 맞물림으로써, 비교적 작게 감속된 회전을 출력축(12)에 전달한다. 이와 같이, 변속장치(22)를 2단계로 변속할 수 있기 때문에, 제2 전기모터(23)의 소형화가 가능하게 된다. 즉, 소형의 전기모터를 사용하여, 예컨대 고(高) 토크가 필요한 자동차(1)의 발진시에는, 로우 상태에서 충분한 구동 토크를 출력축(12)에 전달하고, 또한 출력축(12)의 고(高)회전시에는 하이 상태로 하여, 로터(29)가 고회전이 되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 하여 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)가 수납되어 있는 케이스부재(14)는, 최후부(最後部)인 격벽(D)의 내경 측에 있어서 후방으로 뻗는 보스부(14b)를 가지고 있어서, 이 보스부(14b)에 의해서, 베어링(v, w)을 개재하여 출력축(12)을 회전 가능하게 지지하고 있다.
또한, 케이스부재(14)는, 그 전단 측의 연결부(14d)가, 차체(4)(도 1 참조)에 러버 마운트된 내연엔진(5)에 접속되어 있고, 후단 측이 장착부(미도시)를 이용하여 차체의 일부에 러버 마운트되어 있다.
상술한 구성의 하이브리드 구동장치(7B)는, 도 7의 구조선도에 나타낸 바와 같이, 입력축(10)에 입력된 동력은, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(CR0)에 입력되고, 선기어(S0)와 링기어(R0)로 분배(분할)된다. 이 중 선기어(S0)에 분배된 동력은, 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 입력되고, 발전에 제공된다. 이렇게 하여 발전된 전기는, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 충전된다. 또한, 제2 전기모터(23)는, HV 배터리로부터 인버터를 개재하여 전력이 공급되고, 변속장치(22)를 개재하여 출력축(12)을 구동한다. 즉, 출력축(12)에는, 내연엔진(5)으로부터의 동력과, 제2 전기모터(23)로부터의 동력이 합성되어 출력된다. 그리고, 변속장치(22)는, 상술한 바와 같이 하이 상태와 로우 상태로 절환될 수 있도록 되어 있기 때문에, 출력축(12)에는, 하이 상태 또는 로우 상태에 따른 동력이 출력된다.
본 실시형태에 있어서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 전기모터(20)와 제2 전기모터(23)가 1축(13) 상에서 인접하도록 설치되어 있기 때문에, 이들 제1 및 제2 전기모터(20, 23)를 수납하는 케이스부분을 일체화할 수 있어서, 유닛의 시리즈화에 대한 대응이 용이해진다. 또한, 부품개수를 줄여서 코스트를 저감할 수 있고, 2개의 전기모터(20, 23)의 지지 정밀도가 향상되고, 2개의 전기모터(20, 23)의 케이블길이를 이들을 제어하는 컨트롤러의 위치에 상관없이 거의 동일하게 할 수 있고, 차량 앞쪽의 엔진 룸 내에 인버터가 배치되어 있는 경우에는, 가장 케이블길이를 짧게 할 수 있어서, 전기손실을 최소로 할 수 있는 등의 효과가 있다.
다음으로, 도 9의 구조선도를 참조하여, 본 실시형태의 하이브리드 구동장치(7B)의 변형예 1(청구범위 제16항에 대응)에 대하여 설명한다.
도 9에 나타낸 바와같이, 하이브리드 구동장치(7B)는, 도 1에 있어서의 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐 차례로 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)가 설치되어 있다. 이들은, 모두 케이스부재(14)(도 1 참조)의 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어 설치되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 순으로 설명한다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(R0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 링기어(R0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 제2 전기모터(23)는, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 출력축(12)에 대하여 동축 형상으로 배치된 싱글 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)을 지지하는 캐리어(제1 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P0)에 맞물리는 선기어(제3 회전요소)(S0)와, 피니언(P0)에 맞물리는 링기어(제2 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 캐리어(CR0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 링기어(R0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 선기어(S0)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 캐리어(CR0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 링기어(R0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 선기어(S0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구 성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가, 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1)를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
도 9에 나타낸 하이브리드 구동장치(7B)는, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)의 4개 중, 앞의 2개가 입력축(10) 상에 배치되고, 뒤의 2개가 출력축(12) 상에 배치되어 있다. 이들 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 되어 있다.
입력축(10)은, 제1 전기모터(20) 및 제2 전기모터(23)의 내주 측을 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(제1 회전요소)(CR0)의 앞쪽(제2 전기모터(23) 측)에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 변속장치(22)의 캐리어(출력요소)(CR1)에 연결됨과 함께, 변속장치(22)의 내주 측을 통하여 동력분배용 플래니터 리 기어(21)의 선기어(제3 회전요소)(S0)에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 입력축(10)의 외주 측과 제2 전기모터(23) 내주측과의 사이를 통하여, 더욱이 제2 전기모터(23)와 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(제2 회전요소)(R0)에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 제2 전기모터(23)와 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하고, 또한 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하고, 더욱이 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 변속장치(22) 사이, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(입력요소)(S1)에 연결되어 있다.
다음으로, 도 10의 구조선도를 참조하여, 본 실시형태의 하이브리드 구동장치(7B)의 변형예 2(청구범위 제17항에 대응)에 대하여 설명한다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 구동장치(7B)는, 도 1에 있어서의 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐서 차례로 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)를 구비하고 있다. 이들은, 모두 케이스부재(14)(도 1 참조)의 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어서 설치되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)의 순으로 설명한다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어 (21)의 캐리어(CR0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 캐리어(CR0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 즉, 제2 전기모터(23)는, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)에 대하여 동축 형상으로 배치된 더블 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)(P01 및 P02)을 지지하는 캐리어(제2 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P01)에 맞물리는 선기어(제3 회전요소)(S0)와, 피니언(P02)에 맞물리는 링기어(제1 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 링기어(R0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 캐리어(CR0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 선기어(S0)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 링기어 (R0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 캐리어(CR0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 선기어(S0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1) 를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
도 10에 나타낸 하이브리드 구동장치(7B)는, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)의 4개 중, 앞의 3개가 입력축(10) 상에 배치되고, 뒤의 1개가 출력축(12) 상에 배치되어 있다. 이들 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 되어 있다.
입력축(10)은, 제1 전기모터(20) 및 제2 전기모터(23) 및 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주 측을 통하여, 더욱이 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 변속장치(22) 사이를 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(제1 회전요소)(R0)에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 변속장치(22)의 캐리어(출력요소)(CR1)에 연결됨과 함께, 변속장치(22)의 내주 측을 통하여, 더욱이 변속장치(22)와 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하고, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하고, 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 제2 전기모터(23) 사이를 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(제3 회전요소)(S0)에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 입력축(10)의 외주 측과, 제2 전기모터(23) 및 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주 측과의 사이를 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(제2 회전요소)(CR0)의 뒷쪽(변속장치 측)에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 제2 전기모터(23)와 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하고, 또한 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하고, 더욱이 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 변속장치(22) 사이, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(입력요소)(S1)에 연결되어 있다.
다음으로, 도 11의 구조선도를 참조하여, 본 실시형태의 하이브리드 구동장치(7B)의 변형예 3(청구범위 제18항에 대응)에 대하여 설명한다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 구동장치(7B)는, 도 1에 있어서의 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐서 차례로 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)를 구비하고 있다. 이들은, 모두 케이스부재(14)(도 1 참조)의 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어서 설치되어 있다. 이하, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)의 순으로 설명한다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 선기어(S0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있 다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 제2 전기모터(23)는, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)에 대하여 동축 형상으로 배치된 더블 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)(P01 및 P02)을 지지하는 캐리어(제1 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P01)에 맞물리는 선기어(제2 회전요소)(S0)와, 피니언(P02)에 맞물리는 링기어(제3 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 캐리어(CR0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 선기어(S0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 링기어(R0)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 캐리어(CR0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 선기어(S0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 링기어(R0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1)를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
도 11에 나타낸 하이브리드 구동장치(7B)는, 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 동력분배용 플래니터리 기어(21), 변속장치(22)의 4개 중, 앞의 3개가 입력축(10) 상에 배치되고, 뒤의 1개가 출력축(12) 상에 배치되어 있다. 이들 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 된다.
입력축(10)은, 제1 전기모터(20) 및 제2 전기모터(23) 및 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주 측을 통하여 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(제1 회전요소)(CR0)의 뒷쪽(변속장치(22) 측)에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 변속장치(22)의 캐리어(출력요소)(CR1)에 연결됨과 함께, 변속장치(22)의 내주 측을 통하고, 더욱이 변속장치(22)와 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(제3 회전요소)(R0)에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 입력축(10)의 외주 측과 제2 전기모터(23)의 내주 측과의 사이를 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(제2 회전요소)(S0)에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 제2 전기모터(23)와 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하고, 또한 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하고, 더욱이 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 변속장치(22) 사이, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(입력요소)(S1)에 연결되어 있다.
<실시형태 3>
다음으로, 도 1에 나타낸 자동차(1)에 탑재되는 본 발명에 관련된 하이브리드 구동장치(7)의 일례로서, 본 실시형태에 관련된 하이브리드 구동장치(7C)에 대하여 도 12의 구조선도를 참조하여 설명한다. 그리고, 동 도면에 있어서는, 화살표 F방향이 차체의 앞쪽(내연엔진 측), 또한 화살표 R방향이 차체의 뒷쪽(차동장치 측)으로 되어 있다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 구동장치(7C)는, 도 1에 있어서의 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐서 차례로 동력분배용 플래니터리 기어(21), 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22)를 구비하고 있다. 이들은, 모두 케이스부재(14)(도 1 참조) 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어 설치되어 있다. 이하, 동력분배용 플래니터리 기어(21), 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22)의 순으로 설명한다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 출력축(12)에 대하여 동축 형상으로 배치된 더블 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)(P01 및 P02)을 지지하는 캐리어(제3 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P01)에 맞물리는 선기어(제2 회전요소)(S0)와, 피니언(P02)에 맞물리는 링기어(제1 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 링기어(R0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 선기어(S0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 캐리어(CR0)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 링기어(R0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 선기어(S0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 캐리어(CR0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 상술한 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 선기어(S0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 후술하는 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 상술한 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 제2 전기모터(23)는, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구 성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 상술한 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1)를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
상술한 구성의 변속장치(22)는, 로우(low) 상태에 있어서는, 제1 브레이크(B1)가 맞물리고, 또한 제2 브레이크(B2)가 해방된다. 따라서, 링기어(R1)가 고정상태, 선기어(S2)가 자유회전 상태에 있고, 상기 제1 선기어(S1)의 회전은, 피니언(P1)을 개재하여 크게 감속되어 캐리어(CR1)에 전달되고, 이 캐리어(CR1)의 회전이 출력축(12)에 전달된다.
또한, 변속장치(22)의 하이(high) 상태에서는, 제1 브레이크(B1)가 해방되고, 또한 제2 브레이크(B2)가 걸린다. 따라서, 선기어(S2)가 고정상태, 링기어(R1)가 자유회전 상태에 있다. 이 상태에서는, 선기어(S1)의 회전은, 피니언(P1)에 전 달되고, 또한 피니언(P2)이 정지상태인 선기어(S2)에 맞물려서, 캐리어(CR1)가 규제된 소정 회전으로 공전(公轉)하고, 이때 출력축(12)에는 비교적 작게 감속된 캐리어(CR1)의 회전이 전달된다.
이와 같이 변속장치(22)는, 로우 상태에 있어서는, 제1, 제2 브레이크(B1, B2)가 각각 맞물리고, 해방됨으로써, 크게 감속된 회전을 출력축(12)에 전달한다. 한편, 하이 상태에 있어서는, 제1, 제2 브레이크(B1, B2)가 각각 해방되고, 맞물림으로써, 비교적 작게 감속된 회전을 출력축(12)에 전달한다. 이와 같이 변속장치(22)를 2단계로 변속할 수 있기 때문에, 제2 전기모터(23)의 소형화가 가능하게 된다. 즉, 소형의 전기모터를 사용하여, 예컨대 고(高) 토크가 필요한 자동차(1)의 발진시에는, 로우 상태에서 충분한 구동 토크를 출력축(12)에 전달하고, 또한 출력축(12)의 고(高)회전시에는 하이 상태로 하여, 로터(29)가 고회전이 되는 것을 방지할 수 있다.
도 12에 나타낸 하이브리드 구동장치(7C)는, 동력분배용 플래니터리 기어(21), 제1 전기모터(20), 제2 전기모터(23), 변속장치(22)의 4개 중, 이 4개 모두가 출력축(12) 상에서 배치되어 있다. 이들의 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 되어 있다.
입력축(10)은, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(제1 회전요소)(R0)에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 변속장치(22)의 캐리어(출력요소)(CR1)에 연결됨과 함께, 변속장치(22) 및 제2 전기모터(23) 및 제1 전기모터(20) 및 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주 측을 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(CR0)(제3 회전요소)의 앞쪽에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)(제2 회전요소)에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 제2 전기모터(23)와 동력분배용 플래니터리 기어(21) 사이를 통하고, 또한 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측을 통하고, 더욱이 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 변속장치(22) 사이, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(입력요소)(S1)에 연결되어 있다.
상술한 구성의 하이브리드 구동장치(7C)는, 도 12의 구조선도에 나타낸 바와 같이, 입력축(10)에 입력된 동력은, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(R0)에 입력되고, 선기어(S0)와 캐리어(CR0)로 분배(분할)된다. 이 중 선기어(S0)에 분배된 동력은, 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 입력되고, 발전에 제공된다. 이렇게 하여 발전된 전기는, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 충전된다. 또한, 제2 전기모터(23)는, HV 배터리로부터 인버터를 개재하여 전력이 공급되고, 변속장치(22)를 개재하여 출력축(12)을 구동한다. 즉 출력축(12)에는, 내연엔진(5)으로부터의 동력과, 제2 전기모터(23)로부터의 동력이 합성되어 출력된다. 그리고, 변속장치(22)는, 상술한 바와 같이 하이 상태와 로우 상태로 절환될 수 있도록 되어 있기 때문에, 출력축(12)에는, 하이 상태 또는 로우 상태에 따른 동력이 출력된다.
본 실시형태에 있어서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제1 전기모터(20)와 제2 전기모터(23)가 1축(13) 상에서 인접하도록 설치되어 있기 때문에, 이들 제1 및 제2 전기모터(20, 23)를 수납하는 케이스부분을 일체화할 수 있어서, 유닛의 시리 즈화에 대한 대응이 용이해진다. 또한, 부품개수를 줄여서 코스트를 저감할 수 있고, 2개의 전기모터(20, 23)의 지지 정밀도가 향상되고, 2개의 전기모터(20, 23)의 케이블길이를 이들을 제어하는 컨트롤러의 위치에 상관없이 거의 동일하게 할 수 있고, 차량 앞쪽의 엔진 룸 내에 인버터가 배치되어 있는 경우에는, 가장 케이블길이를 짧게 할 수 있어서, 전기손실을 최소로 할 수 있는 등의 효과가 있다.
<실시형태 4>
다음으로, 도 1에 나타낸 자동차(1)에 탑재되는 본 발명에 관련된 하이브리드 구동장치(7)의 일례로서, 본 실시형태에 관련된 하이브리드 구동장치(7D)에 대하여 도 13의 구조선도를 참조하여 설명한다. 그리고, 동 도면에 있어서는, 화살표 F방향이 차체의 앞쪽(내연엔진 측), 또한 화살표 R방향이 차체의 뒷쪽(차동장치 측)으로 되어 있다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 구동장치(7D)는, 도 1에 있어서의 내연엔진(5)에 가까운 측에서부터 차례로, 즉 앞쪽에서부터 뒷쪽에 걸쳐 차례로 변속장치(22), 제2 전기모터(23), 제1 전기모터(20), 동력분배용 플래니터리 기어(21)를 구비하고 있다. 이들은, 모두 케이스부재(14)(도 1 참조)의 내측에 수납됨과 함께, 1축(13) 상(1축(13)의 주위)에, 이 1축(13)을 따라서 앞에서부터 차례로 정렬되어 설치되어 있다. 이하, 변속장치(22), 제2 전기모터(23), 제1 전기모터(20), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 순으로 설명한다.
변속장치(22)는, 1개의 더블 피니언 플래니터리 기어와, 그 1개의 피니언을 공통으로 하는 싱글 피니언 플래니터리 기어로 이루어지는, 이른바 라비뇨 타입의 플래니터리 기어 유닛(27)을 가지고 있고, 더욱이 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)를 가지고 있다.
이 중 플래니터리 기어 유닛(27)은, 2개의 선기어(S1, S2)와, 피니언(P1) 및 피니언(공통의 롱 피니언)(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)와, 링기어(R1)에 의해서 구성되어 있고, 2개의 피니언(P1, P2) 중, 피니언(P1)은 선기어(S1)와 링기어(R1)에 맞물리고, 또한 공통의 롱 피니언인 피니언(P2)은 선기어(S2)와 피니언(P1)에 맞물려 있다. 이 플래니터리 기어 유닛(27)은, 그 링기어(R1)가 제1 브레이크(B1)에 연결되고, 또한 선기어(S2)가 제2 브레이크(B2)에 연결되어 있다. 변속장치(22) 전체로서는, 입력부재(입력요소)가 되는 선기어(S1)가, 후술하는 제2 전기모터(23)의 로터(29)에 연결되고, 또한 출력부재(출력요소)가 되는 캐리어(CR1)가 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(CR0)를 개재하여 출력축(12)에 연결되어 있다. 이 변속장치(22)는, 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 브레이크(B1, B2) 중 한쪽을 맞물리고 또한 다른 쪽을 개방하고, 또한 이와 반대로 한쪽을 개방하고 또한 다른 쪽을 맞물림으로써, 감속비가 다른 2단의 감속단으로 절환될 수 있도록 되어 있다. 즉, 변속장치(22)는, 상술한 제2 전기모터(23)로부터 선기어(S1)를 개재하여 입력된 동력의 크기를 변경하여, 캐리어(CR1)를 개재하여 출력축(12)에 전달하도록 되어 있다.
상술한 구성의 변속장치(22)는, 로우(low) 상태에 있어서는, 제1 브레이크(B1)가 맞물리고, 또한 제2 브레이크(B2)가 해방된다. 따라서, 링기어(R1)가 고정 상태, 선기어(S2)가 자유회전 상태에 있고, 상기 제1 선기어(S1)의 회전은, 피니언(P1)을 개재하여 크게 감속되어 캐리어(CR1)에 전달되고, 이 캐리어(CR1)의 회전이 출력축(12)에 전달된다.
또한, 변속장치(22)의 하이(high) 상태에서는, 제1 브레이크(B1)가 해방되고, 또한 제2 브레이크(B2)가 걸린다. 따라서, 선기어(S2)가 고정상태, 링기어(R1)가 자유회전 상태에 있다. 이 상태에서는, 선기어(S1)의 회전은, 피니언(P1)에 전달되고, 또한 피니언(P2)이 정지상태인 선기어(S2)에 맞물려서, 캐리어(CR1)가 규제된 소정 회전으로 공전(公轉)하고, 이때 출력축(12)에는 비교적 작게 감속된 캐리어(CR1)의 회전이 전달된다.
이와 같이 변속장치(22)는, 로우 상태에 있어서는, 제1, 제2 브레이크(B1, B2)가 각각 맞물리고, 해방됨으로써, 크게 감속된 회전을 출력축(12)에 전달한다. 한편, 하이 상태에 있어서는, 제1, 제2 브레이크(B1, B2)가 각각 해방되고, 맞물림으로써, 비교적 작게 감속된 회전을 출력축(12)에 전달한다. 이와 같이, 변속장치(22)가 2단계로 변속 가능하기 때문에, 제2 전기모터(23)의 소형화가 가능하게 된다. 즉, 소형의 전기모터를 사용하여, 예컨대 고(高) 토크가 필요한 자동차(1)의 발진시에는, 로우 상태에서 충분한 구동 토크를 출력축(12)에 전달하고, 또한 출력축(12)의 고(高)회전시에는 하이 상태로 하여, 로터(29)가 고회전이 되는 것을 방지할 수 있다.
제2 전기모터(23)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(28)와, 이 스테이터(28)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(29),를 가지고 있 다. 이 제2 전기모터(23)는, 그 로터(29)가, 상술한 변속장치(22)의 선기어(S1)에 연결되어 있다. 이 제2 전기모터(23)는, 후술하는 제1 전기모터(20)와 마찬가지로, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 접속되어 있다. 제2 전기모터(23)는, 주로 자동차(1)의 동력(구동력)을 어시스트하도록 구동모터로서 기능한다. 단, 브레이크시 등에는 제너레이터로서 기능하여, 차량관성력을 전기에너지로서 회생하도록 되어 있다.
제1 전기모터(20)는, 케이스부재(도 1 참조)(14)에 고정된 스테이터(24)와, 이 스테이터(24)의 내경 측에 있어서 회전 가능하게 지지된 로터(25),를 가지고 있다. 이 제1 전기모터(20)는, 그 로터(25)가, 후술하는 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(S0)에 연결되어 있다. 이와 같은 제1 전기모터(20)는, 주로, 선기어(S0)를 개재하여 입력되는 동력에 근거하여 발전을 행하고, 인버터(미도시)를 개재하여 제2 전기모터(23)를 구동하거나, HV 배터리(하이브리드 구동용 배터리: 미도시)에 대하여 충전을 행하는 것이다.
동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)에 대하여 동축 형상으로 배치된 더블 피니언 플래니터리 기어에 의해서 구성되어 있다. 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 복수의 피니언(P0)(P01 및 P02)을 지지하는 캐리어(제3 회전요소)(CR0)와, 이 피니언(P01)에 맞물리는 선기어(제2 회전요소)(S0)와, 피니언(P02)에 맞물리는 링기어(제1 회전요소)(R0),를 가지고 있다. 이 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 그 링기어(R0)가 입력축(10)에 연결되고, 또한 선기어(S0)가 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 연결되며, 더욱이 캐리어(CR0)가 출력축(12)에 연결되어 있 다. 이와 같은 동력분배용 플래니터리 기어(21)는, 입력축(10)을 개재하여 링기어(R0)에 입력된 동력을, 제1 전기모터(20)의 회전제어에 근거하여, 선기어(S0)를 개재하여 제1 전기모터(20) 측과, 캐리어(CR0)를 개재하여 출력축(12) 측으로 분배하는 것이다. 그리고, 제1 전기모터(20)에 분배된 동력은 발전용으로, 한편, 출력축(12)에 분배된 동력은 자동차(1)의 구동용으로 제공된다.
도 13에 나타낸 하이브리드 구동장치(7D)는, 변속장치(22), 제2 전기모터(23), 제1 전기모터(20), 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 4개 중, 이 4개 모두가 입력축(10) 상에 배치되어 있다. 이들 연결관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 되어 있다.
입력축(10)은, 변속장치(22) 및 제2 전기모터(23) 및 제1 전기모터(20) 및 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 내주측, 더욱이 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 뒷쪽을 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(제1 회전요소)(R0)에 연결되어 있다. 또한, 출력축(12)은, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 외주 측, 동력분배용 플래니터리 기어(21)와 제1 전기모터(20) 사이를 통하여, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 캐리어(제3 회전요소)(CR0)의 앞쪽에 연결되어 있다. 더욱이, 제1 전기모터(20)의 로터(25)는, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 선기어(제2 회전요소)(S0)에 연결되어 있다. 그리고, 제2 전기모터(23)의 로터(29)는, 변속장치(22)의 선기어(S2)의 내주 측을 통하여 선기어(S1)에 연결되어 있다.
상술한 구성의 하이브리드 구동장치(7C)는, 도 13의 구조선도에 나타낸 바와 같이, 입력축(10)에 입력된 동력은, 동력분배용 플래니터리 기어(21)의 링기어(R0) 에 입력되고, 선기어(S0)와 캐리어(CR0)로 분배(분할)된다. 이 중 선기어(S0)에 분배된 동력은, 제1 전기모터(20)의 로터(25)에 입력되고, 발전에 제공된다. 이렇게 하여 발전된 전기는, 인버터를 개재하여 HV 배터리에 충전된다. 또한, 제2 전기모터(23)는, HV 배터리로부터 인버터를 개재하여 전력이 공급되고, 변속장치(22)를 개재하여 출력축(12)을 구동한다. 즉, 출력축(12)에는, 내연엔진(5)으로부터의 동력과, 제2 전기모터(23)로부터의 동력이 합성되어 출력된다. 그리고, 변속장치(22)는, 상술한 바와 같이 하이 상태와 로우 상태로 절환될 수 있도록 되어 있기 때문에, 출력축(12)에는, 하이 상태 또는 로우 상태에 따른 동력이 출력된다.
본 실시형태에 있어서는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 제1 전기모터(20)와 제2 전기모터(23)가 1축(13) 상에서 인접하도록 설치되어 있기 때문에, 이들 제1 및 제2 전기모터(20, 23)를 수납하는 케이스부분을 일체화할 수 있어서, 유닛의 시리즈화에 대한 대응이 용이해진다. 또한, 부품개수를 줄여서 코스트를 저감할 수 있고, 2개의 전기모터(20, 23)의 지지 정밀도가 향상되고, 2개의 전기모터(20, 23)의 케이블길이를 이들을 제어하는 컨트롤러의 위치에 상관없이 거의 동일하게 할 수 있고, 차량 앞쪽의 엔진 룸 내에 인버터가 배치되어 있는 경우에는, 가장 케이블길이를 짧게 할 수 있어서, 전기손실을 최소로 할 수 있는 등의 효과가 있다.
그리고, 상술한 실시형태 1 내지 4에서 설명한 제1, 제2 브레이크(B1, B2)는, 유압 액츄에이터에 한정되지 않고, 볼나사기구 및 전기모터를 이용한 전동 액츄에이터, 또는 기타 액츄에이터를 이용하여도 좋다. 더욱이, 마찰맞물림요소에 한정되지 않고, 예컨대 이빨 맞물림식의 것이어도 좋다.
그리고, 상술한 변속장치(22)는, 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 다른 2단, 3단 또는 그 이상의 단수의 자동변속장치나 증속단(O/D)을 가지는 자동변속장치를 이용하여도 좋은 것은 물론이고, 더욱이 무단변속장치(CVT)를 이용하여도 좋다. 더욱이, 변속장치(22)의 출력은, 출력축(12)에 한정되지 않고, 이 출력축(12)으로부터 구동차륜으로의 동력전달 시스템의 어디에 연결하여도 좋다.
상술한 본 발명의 하이브리드 구동장치는, 자동차에 적용할 수 있고, 특히 FR용 자동차에 적합하게 사용된다.

Claims (26)

  1. 내연(內燃)엔진으로부터의 동력을 입력하는 입력축과,
    상기 입력축과 1축 상에 정렬하여 배치되며 또한 구동차륜에 연동하는 출력축과,
    상기 1축 상에 배치되고, 스테이터와 로터를 가지는 제1 전기모터와,
    상기 1축 상에 배치되고, 상기 입력축에 연결하는 제1 회전요소와, 상기 제1 전기모터의 로터에 연결하는 제2 회전요소와, 상기 출력축에 연결하는 제3 회전요소를 가지는 동력분배용 플래니터리 기어와,
    상기 1축 상에 배치되고, 스테이터와 로터를 가지는 제2 전기모터와,
    상기 1축 상에 배치되고, 상기 제2 전기모터의 로터의 회전을 변속하여 상기 출력축에 전달하는 변속장치,를 구비하고,
    상기 제1 전기모터, 상기 동력분배용 플래니터리 기어, 상기 제2 전기모터, 및 상기 변속장치를, 케이스부재에 수납함과 함께, 상기 1축 상에 정렬하여 배치하며, 또한 상기 케이스부재에 상기 제1 전기모터 및 상기 제2 전기모터의 상기 스테이터를 고정하고,
    상기 제1 전기모터와 상기 제2 전기모터가 상기 1축 상에서 인접하도록, 상기 제1 전기모터, 상기 동력분배용 플래니터리 기어, 상기 제2 전기모터, 및 상기 변속장치를 상기 1축 상에 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스부재를, 복수로 분할된 분할케이스를 축방향으로 접속하여 일체화하고, 상기 제1 및 제2 전기모터를 1개의 상기 분할케이스에 수납하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 케이스부재는, 상기 변속장치 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어를 수납하는 부분에 분할케이스의 접합부를 가지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1, 제2 전기모터가 수납되는 상기 분할케이스를, 격벽부재에 의해서 상기 내연엔진에 가까운 앞쪽 부분과, 뒷쪽 부분으로 분할함과 함께, 상기 앞쪽 부분에 있어서의 모터 수납부의 직경방향의 치수를, 상기 뒷쪽 부분에 있어서의 모터 수납부의 직경방향의 치수보다도 크게 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 전기모터의 로터 및 상기 제2 전기모터의 로터는 각각 양측을 상기 케이스부재로부터 뻗은 격벽에 베어링부재를 개재하여 지지되고,
    상기 제1 전기모터와 상기 제2 전기모터 사이의 격벽은 공통화됨과 함께, 상기 제1 전기모터의 로터 및 상기 제2 전기모터의 로터를 지지하는 베어링부재를 각각 가지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 입력축은 상기 입력축 외주면에 설치된 베어링부재를 개재하여 상기 제1 전기모터의 로터 내주면에 지지된 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연엔진에 가까운 측에서부터 차례로, 상기 제1 전기모터, 상기 제2 전기모터, 상기 변속장치, 상기 동력분배용 플래니터리 기어를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 입력축을 상기 제1 전기모터, 상기 제2 전기모터, 상기 변속장치의 내주를 통하여 상기 제1 회전요소에 연결하고, 상기 변속장치의 출력요소를 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주를 통하여 상기 출력축에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 동력분배용 플래니터리 기어는, 싱글 피니언 플래니터리 기어로 구성되고,
    상기 입력축을 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 캐리어의 뒷쪽에 연결하고,
    상기 출력축을 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 링기어를 개재하여 상기 변속장치의 출력요소에 연결하고,
    상기 제1 전기모터의 로터를 상기 제2 전기모터, 및 상기 변속장치의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 선기어에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 동력분배용 플래니터리 기어는, 싱글 피니언 플래니터리 기어로 구성되고,
    상기 입력축을 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 캐리어의 상기 변속장치 측에 연결하고,
    상기 출력축을 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 선기어에 연결함과 함께, 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주를 통하여 상기 변속장치의 출력요소에 연결하고,
    상기 제1 전기모터의 로터를 상기 제2 전기모터, 및 상기 변속장치의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 링기어에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 동력분배용 플래니터리 기어는, 더블 피니언 플래니터리 기어로 구성되고,
    상기 입력축을 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 뒷쪽을 통하여 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 링기어에 연결하고,
    상기 출력축을 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 캐리어의 상기 변속장치 측, 및 상기 변속장치의 출력요소에 연결하고,
    상기 제1 전기모터의 로터를 상기 제2 전기모터, 및 상기 변속장치의 내주를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 선기어에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 동력분배용 플래니터리 기어는, 더블 피니언 플래니터리 기어로 구성되고,
    상기 입력축을 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 뒷쪽을 통하여 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 링기어에 연결하고,
    상기 출력축을 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주, 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어와 상기 변속장치 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 선기어, 및 상기 변속장치의 출력요소에 연결하고,
    상기 제1 전기모터의 로터를 상기 제2 전기모터, 및 상기 변속장치의 내주를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 캐리어의 뒷쪽에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  13. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연엔진에 가까운 측에서부터 차례로, 상기 제1 전기모터, 상기 제2 전기모터, 상기 동력분배용 플래니터리 기어, 상기 변속장치를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 입력축을 상기 제1 전기모터, 상기 제2 전기모터의 내주를 통하여 상기 제1 회전요소에 연결하고, 상기 제2 전기모터의 로터를 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주를 통하여 상기 변속장치에 연결하고, 상기 출력축을 상기 변속장치의 출력요소에 연결함과 함께, 상기 변속장치의 내주를 통하여 상기 제3 회전요소에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 동력분배용 플래니터리 기어는, 싱글 피니언 플래니터리 기어로 구성되고,
    상기 입력축을 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 캐리어의 상기 변속장치 측에 연결하고,
    상기 출력축을 상기 변속장치의 출력요소에 연결함과 함께, 상기 동력분배용 플래니터리 기어와 상기 변속장치 사이를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 링기어에 연결하고,
    상기 제1 전기모터의 로터를 상기 제2 전기모터의 내주를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 선기어에 연결하고,
    상기 제2 전기모터의 로터를 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주를 통하여 상기 변속장치의 입력요소에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 동력분배용 플래니터리 기어는, 싱글 피니언 플래니터리 기어로 구성되고,
    상기 입력축을 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 캐리어의 상기 제2 전기모터 측에 연결하고,
    상기 출력축을 상기 변속장치의 출력요소에 연결함과 함께, 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 선기어에 연결하고,
    상기 제1 전기모터의 로터를 상기 제2 전기모터와 상기 동력분배용 플래니터리 기어 사이를 통하여 상기 싱글 피니언 플래니터리 기어의 링기어에 연결하고,
    상기 제2 전기모터의 로터를 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주를 통하여 상기 변속장치의 입력요소에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 동력분배용 플래니터리 기어는, 더블 피니언 플래니터리 기어로 구성되고,
    상기 입력축을 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 상기 동력분배용 플래니터리 기어와 상기 변속장치 사이를 통하여 링기어에 연결하고,
    상기 출력축을 상기 변속장치의 출력요소에 연결함과 함께, 상기 동력분배용 플래니터리 기어와 상기 변속장치 측의 사이, 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주, 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어와 제2 전기모터 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 선기어에 연결하고,
    상기 제1 전기모터의 로터를 상기 제2 전기모터의 내주 측 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어와 상기 변속장치 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 캐리어의 상기 변속장치 측에 연결하고,
    상기 제2 전기모터의 로터를 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주 측을 통하여 상기 변속장치의 입력요소에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장 치.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 동력분배용 플래니터리 기어는, 더블 피니언 플래니터리 기어로 구성되고,
    상기 입력축을 상기 동력분배용 플래니터리 기어와 상기 변속장치 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 캐리어에 연결하고,
    상기 출력축을 상기 변속장치의 출력요소에 연결함과 함께, 상기 동력분배용 플래니터리 기어와 상기 변속장치 측의 사이를 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 링기어에 연결하고,
    상기 제1 전기모터의 로터를 상기 제2 전기모터의 내주 측을 통하여 상기 더블 피니언 플래니터리 기어의 선기어에 연결하고,
    상기 제2 전기모터의 로터를 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 외주 측을 통하여 상기 변속장치의 입력요소를 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  19. 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변속장치는, 플래니터리 기어 유닛을 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 변속장치는, 적어도 4개의 변속요소를 가짐과 함께, 제1 변속요소를 상기 제2 전기모터의 로터에 연결하고, 제2 변속요소를 상기 출력축에 연결하고, 제3, 제4 변속요소를 각각 케이스부재에 고정 가능한 브레이크요소를 가지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 변속장치의 플래니터리 기어는, 라비뇨식 플래니터리 기어로 구성되고, 상기 라비뇨식 플래니터리 기어의 캐리어를 상기 출력축에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  22. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연엔진에 가까운 측에서부터 차례로, 상기 동력분배용 플래니터리 기어, 상기 제1 전기모터, 상기 제2 전기모터, 상기 변속장치를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 입력축을 상기 제1 회전요소에 연결하고, 상기 변속장치의 출력요소를, 상기 동력분배용 플래니터리 기어, 상기 제1 전기모터, 상기 제2 전기모터, 상기 변속장치의 내주를 통하여 설치된 상기 출력축에 연결한 것을 특징으로 하는 하이 브리드 구동장치.
  24. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연엔진에 가까운 측에서부터 차례로, 상기 변속장치, 상기 제2 전기모터, 상기 제1 전기모터, 상기 동력분배용 플래니터리 기어를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 입력축을 상기 변속장치, 상기 제2 전기모터, 상기 제1 전기모터, 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 내주를 통하여 상기 제1 회전요소에 연결하고, 상기 변속장치의 출력요소를, 상기 변속장치 및 상기 제2 전기모터 및 상기 제1 전기모터 및 상기 동력분배용 플래니터리 기어의 내주와 상기 입력축 사이를 통하여 상기 출력축에 연결한 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동장치.
  26. 내연엔진과, 하이브리드 구동수단과, 상기 하이브리드 구동수단으로부터의 구동력이 전달되는 구동차륜으로서의 후륜(後輪),을 구비한 자동차에 있어서,
    상기 하이브리드 구동수단이, 청구항 1 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 기재된 하이브리드 구동장치이고,
    상기 하이브리드 구동장치는, 상기 내연엔진의 출력축에 상기 입력축을 연결함과 함께, 상기 출력축에 프로펠러 샤프트(propeller shaft)를 연결하여, 상기 내 연엔진의 출력축, 상기 입력축, 상기 출력축, 및 상기 프로펠러 샤프트를 거의 동일 축선 상에 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차.
KR1020057007559A 2003-06-30 2004-06-30 하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차 KR100815528B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00189115 2003-06-30
JP2003189115 2003-06-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060035574A true KR20060035574A (ko) 2006-04-26
KR100815528B1 KR100815528B1 (ko) 2008-10-27

Family

ID=33549775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057007559A KR100815528B1 (ko) 2003-06-30 2004-06-30 하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7426971B2 (ko)
EP (1) EP1657095B1 (ko)
JP (1) JP4319187B2 (ko)
KR (1) KR100815528B1 (ko)
CN (1) CN100358744C (ko)
DE (1) DE602004027262D1 (ko)
WO (1) WO2005000620A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100783892B1 (ko) * 2006-10-31 2007-12-26 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 자동차용 무단변속 동력전달장치

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10248715A1 (de) * 2002-10-18 2004-05-13 Compact Dynamics Gmbh Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug
JP4059876B2 (ja) * 2004-10-14 2008-03-12 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド駆動装置
JP4406883B2 (ja) * 2005-03-25 2010-02-03 スズキ株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
JP4337800B2 (ja) * 2005-06-27 2009-09-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の動力伝達装置
DE102005030420A1 (de) * 2005-06-30 2007-01-11 Daimlerchrysler Ag Hybridgetriebe
GB0600266D0 (en) * 2006-01-07 2006-02-15 Flack Roy E Electromagnetic torque converter
US7363995B2 (en) * 2006-05-01 2008-04-29 American Axle & Manufacturing, Inc. Overrunning clutch and method of controlling engagement of same
US7559390B2 (en) * 2006-05-01 2009-07-14 American Axle & Manufacturing, Inc. Electronic all-wheel drive module with overrunning clutch differential
US7364524B2 (en) * 2006-05-01 2008-04-29 American Axel & Manufacturing, Inc. Driveline coupling for electric module
US20070251742A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Adams Herbert L Iii Vehicle with hybrid power train providing part-time all-wheel drive
US7377343B2 (en) * 2006-05-01 2008-05-27 American Axle & Manufacturing, Inc. Centrifugal clutch
JP4898537B2 (ja) 2007-04-18 2012-03-14 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ステータ位置調整方法
US8062169B2 (en) * 2007-04-30 2011-11-22 Caterpillar Inc. System for controlling a hybrid energy system
DE102007042930A1 (de) * 2007-09-08 2009-03-12 Daimler Ag Serielles elektrisches Getriebe
US8091659B2 (en) * 2007-12-27 2012-01-10 Byd Co. Ltd. Hybrid vehicle having engageable clutch assembly coupled between engine and traction motor
JP2009190575A (ja) * 2008-02-14 2009-08-27 Toyota Motor Corp ハイブリッド車の駆動装置
IT1392278B1 (it) * 2008-12-18 2012-02-24 Ferrari Spa Veicolo stradale con propulsione ibrida
JP5260399B2 (ja) * 2009-04-24 2013-08-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両駆動用回転電機およびそれを用いた車両
US20110177900A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Means Industries, Inc. Hybrid electric vehicle drive system and control system for controlling a hybrid electric vehicle drive system
US8951025B2 (en) * 2010-09-30 2015-02-10 Gm Global Technology Operations, Llc Dual drive pump system
US8689759B2 (en) * 2010-10-01 2014-04-08 GM Global Technology Operations LLC Dual drive pump system using an engine starter motor
US9874252B2 (en) 2010-12-10 2018-01-23 Means Industries, Inc. Electronic, high-efficiency vehicular transmission, overrunning, non-friction coupling and control assembly and switchable linear actuator device for use therein
US9441708B2 (en) 2010-12-10 2016-09-13 Means Industries, Inc. High-efficiency drive system including a transmission for a hybrid electric vehicle
US9234552B2 (en) 2010-12-10 2016-01-12 Means Industries, Inc. Magnetic system for controlling the operating mode of an overrunning coupling assembly and overrunning coupling and magnetic control assembly having same
US9541141B2 (en) 2010-12-10 2017-01-10 Means Industries, Inc. Electronic vehicular transmission, controllable coupling assembly and coupling member for use in the assembly
EP2649339A4 (en) 2010-12-10 2018-03-14 Means Industries, Inc. Electromechanically actuated coupling and control assembly
US9255614B2 (en) 2010-12-10 2016-02-09 Means Industries, Inc. Electronic vehicular transmission and coupling and control assembly for use therein
US8888637B2 (en) 2010-12-10 2014-11-18 Means Industries, Inc. Vehicle drive system including a transmission
US9127724B2 (en) 2010-12-10 2015-09-08 Means Industries, Inc. Electromechanical apparatus for use with a coupling assembly and controllable coupling assembly including such apparatus
US9377061B2 (en) 2010-12-10 2016-06-28 Means Industries, Inc. Electromagnetic system for controlling the operating mode of an overrunning coupling assembly and overrunning coupling and control assembly including the system
US9638266B2 (en) 2010-12-10 2017-05-02 Means Industries, Inc. Electronic vehicular transmission including a sensor and coupling and control assembly for use therein
US9186977B2 (en) 2011-08-26 2015-11-17 Means Industries, Inc. Drive system including a transmission for a hybrid electric vehicle
US10677296B2 (en) 2010-12-10 2020-06-09 Means Industries, Inc. Electronic, high-efficiency vehicular transmission, overrunning, non-friction coupling and control assembly and switchable linear actuator device for use therein
US9435387B2 (en) 2010-12-10 2016-09-06 Means Industries, Inc. Device and apparatus for controlling the operating mode of a coupling assembly, coupling and control assembly and electric motor disconnect and pass through assemblies
US9033836B2 (en) * 2011-10-08 2015-05-19 Finemech Co., Ltd. Drive device for hybrid electric vehicle
US9933049B2 (en) 2012-10-04 2018-04-03 Means Industries, Inc. Vehicle drive system including a transmission
US9371868B2 (en) 2013-08-27 2016-06-21 Means Industries, Inc. Coupling member subassembly for use in controllable coupling assembly and electromechanical apparatus having a pair of simultaneously actuated elements for use in the subassembly
US10533618B2 (en) 2013-09-26 2020-01-14 Means Industries, Inc. Overrunning, non-friction coupling and control assembly, engageable coupling assembly and locking member for use in the assemblies
US10183570B2 (en) 2013-09-26 2019-01-22 Means Industries, Inc. Drive systems including transmissions for electric and hybrid electric vehicles
KR101459472B1 (ko) * 2013-10-14 2014-11-21 현대자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 동력전달장치
US9482294B2 (en) 2014-02-19 2016-11-01 Means Industries, Inc. Coupling and control assembly including a sensor
US9562574B2 (en) 2014-02-19 2017-02-07 Means Industries, Inc. Controllable coupling assembly and coupling member for use in the assembly
US9453572B2 (en) * 2014-04-16 2016-09-27 GM Global Technology Operations LLC Electro-mechanical drive system
US10619681B2 (en) 2014-09-16 2020-04-14 Means Industries, Inc. Overrunning, non-friction coupling and control assemblies and switchable linear actuator device and reciprocating electromechanical apparatus for use therein
US10781920B2 (en) 2014-09-16 2020-09-22 Means Industries, Inc. Drive systems including transmissions and magnetic coupling devices for electric and hybrid electric vehicles
US10781891B2 (en) 2014-09-16 2020-09-22 Means Industries, Inc. Drive system including a transmission and magnetic coupling device for an electric vehicle
US9482297B2 (en) 2015-04-01 2016-11-01 Means Industries, Inc. Controllable coupling assembly having forward and reverse backlash
FR3077537B1 (fr) * 2018-02-05 2020-01-10 Renault S.A.S Groupe motopropulseur pour vehicule automobile a propulsion electrique ou hybride
KR20210023387A (ko) * 2019-08-23 2021-03-04 현대자동차주식회사 전기자동차용 변속장치
US10933736B1 (en) 2019-11-14 2021-03-02 Means Industries, Inc. Drive system including a transmission having a plurality of different operating modes

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3620323A (en) * 1968-05-31 1971-11-16 Nissan Motor Electromechanical power train system for an automotive vehicle
US3623568A (en) * 1968-05-31 1971-11-30 Nissan Motor Electromechanical power train system for an automotive vehicle
JPS5325582Y2 (ko) 1971-04-29 1978-06-30
JPS62247924A (ja) * 1986-04-21 1987-10-29 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ４輪駆動車
JPH01112164A (ja) * 1987-10-26 1989-04-28 Fuji Heavy Ind Ltd スリップ検出装置
JP3223196B2 (ja) * 1992-03-17 2001-10-29 本田技研工業株式会社 ４輪駆動車両の動力伝達装置
JP3141262B2 (ja) 1992-11-04 2001-03-05 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド型車両
JP2967103B2 (ja) * 1993-05-24 1999-10-25 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリット車輌
JP3291871B2 (ja) * 1993-11-10 2002-06-17 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド型車両
JP3042342B2 (ja) 1994-12-28 2000-05-15 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド型車両
US5988307A (en) * 1995-05-19 1999-11-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power transmission apparatus, four-wheel drive vehicle with power transmission apparatus incorporated therein, method of transmitting power, and method of four-wheel driving
JP3350314B2 (ja) * 1995-09-29 2002-11-25 富士重工業株式会社 ハイブリッド自動車の駆動装置
JP3564863B2 (ja) * 1996-02-16 2004-09-15 日産自動車株式会社 車両の駆動力制御装置
US6155364A (en) * 1996-02-21 2000-12-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid drive system wherein planetary gear mechanism is disposed radially inwardly of stator coil of motor/generator
JP3214368B2 (ja) 1996-08-13 2001-10-02 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置
JP3257486B2 (ja) * 1997-11-12 2002-02-18 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置および内燃機関制御装置
JP4399116B2 (ja) 1998-12-01 2010-01-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 駆動装置及び車両
JP3543678B2 (ja) * 1998-12-16 2004-07-14 日産自動車株式会社 車両の駆動力制御装置
JP3402236B2 (ja) * 1999-01-13 2003-05-06 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびハイブリッド車両並びにその制御方法
JP3449277B2 (ja) * 1999-02-05 2003-09-22 株式会社日立製作所 ハイブリッド車両およびその制御装置
JP4370637B2 (ja) 1999-06-04 2009-11-25 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびその制御方法
JP2001001779A (ja) * 1999-06-22 2001-01-09 Honda Motor Co Ltd 前後輪駆動車両
JP3580257B2 (ja) 2001-02-05 2004-10-20 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車
US6378638B1 (en) * 2001-03-14 2002-04-30 New Venture Gear, Inc. Drive axle for hybrid vehicle
EP1253036A1 (de) 2001-04-24 2002-10-30 Voith Turbo GmbH & Co. KG Antriebseinheit mit integriertem Elektromotor
US6478705B1 (en) * 2001-07-19 2002-11-12 General Motors Corporation Hybrid electric powertrain including a two-mode electrically variable transmission
JP3578451B2 (ja) * 2001-07-23 2004-10-20 日産自動車株式会社 駆動装置
US6527659B1 (en) * 2001-09-24 2003-03-04 General Motors Corporation Two-mode input-compound split electromechanical transmission for front wheel drive vehicles
JP3707411B2 (ja) * 2001-09-28 2005-10-19 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびこれを備える自動車
ES2399998T3 (es) 2001-12-26 2013-04-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Aparato motriz para un vehículo híbrido
JP3536837B2 (ja) 2001-12-26 2004-06-14 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置
US7174978B2 (en) * 2002-03-29 2007-02-13 Aisin Aw Co., Ltd. Hybrid drive unit, and front-engine/rear-drive type automobile having the hybrid drive unit mounted thereon
JP3650089B2 (ja) * 2002-08-02 2005-05-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド駆動装置並びにそれを搭載した自動車

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100783892B1 (ko) * 2006-10-31 2007-12-26 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 자동차용 무단변속 동력전달장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP1657095A1 (en) 2006-05-17
JP4319187B2 (ja) 2009-08-26
JPWO2005000620A1 (ja) 2006-09-28
DE602004027262D1 (de) 2010-07-01
KR100815528B1 (ko) 2008-10-27
WO2005000620A1 (ja) 2005-01-06
CN1701000A (zh) 2005-11-23
EP1657095A4 (en) 2006-08-02
CN100358744C (zh) 2008-01-02
US20060201725A1 (en) 2006-09-14
US7426971B2 (en) 2008-09-23
EP1657095B1 (en) 2010-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100815528B1 (ko) 하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차
KR100824257B1 (ko) 하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차
KR100816674B1 (ko) 하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차
JP4059876B2 (ja) ハイブリッド駆動装置
JP4059877B2 (ja) ハイブリッド駆動装置
JP3998016B2 (ja) 車両用駆動装置
KR20040012583A (ko) 하이브리드 구동장치 및 이를 탑재한 자동차
JP2007153114A (ja) ハイブリッド車両の駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140220

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160219

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170221

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180220

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190219

Year of fee payment: 12