JP2008114811A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の運転モードを設定可能であって、ＦＦ車に対する車載性に優れたハイブリッド駆動装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１と発電機２と出力部材６とに連結された第１遊星歯車機構４と、電動機３と出力部材とに連結された第２遊星歯車機構５と、ブレーキ機構と、クラッチ機構Ｃとを備えたハイブリッド駆動装置において、第１遊星歯車機構４がダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、第２遊星歯車機構５がシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、さらにこれらの各遊星歯車機構４，５および前記発電機２ならびに電動機３が前記内燃機関１と同一の軸線上に、前記内燃機関１側から電動機３、第２遊星歯車機構５、第１遊星歯車機構４、発電機２の順に配列されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の走行のための動力源として複数種類の動力装置を備えているハイブリッド駆動装置に関し、特に内燃機関とモータ・ジェネレータなどの発電機もしくは電動機ならびに出力部材との間でのトルクの分配や合成あるいは伝達を、複数組の遊星歯車機構を介して行うように構成されたハイブリッド駆動装置に関するものである。

ハイブリッド駆動装置の形式として様々な形式が開発されており、その形式の一つとして、内燃機関であるエンジンと発電機とを差動機構からなる動力分配装置に連結し、内燃機関が出力した動力を発電機と出力部材とに分配することにより発電と動力の出力とを行い、得られた電力で電動機を動作させ、その動力を出力部材に伝達する形式が知られている。この種の構成では、発電機によってエンジンの回転数を制御でき、また得られた電力を駆動力として利用でき、さらにはエネルギ回生を行うことができるので、ハイブリッド車の燃費を向上させ、また排ガスを削減できる。

また、従来、上記の構成のハイブリッド駆動装置における電動機と出力部材との間に、遊星歯車機構からなる変速機構を設け、走行状態に合わせた駆動力を得るとともに、燃費を更に改善するように構成した装置が開発されている。その一例が特許文献１に記載されている。その構成を簡単に説明すると、エンジンの出力側に動力分配機構として機能する遊星歯車機構と、その遊星歯車機構に連結されてエンジンの動力で駆動される発電機と、変速機構として機能する他の遊星歯車機構と、該他の遊星歯車機構に連結された電動機とが、ここに挙げた順に配列され、さらに前記各遊星歯車機構における所定の要素同士を選択的に連結するクラッチと、前記他の遊星歯車機構における所定の要素を選択的に固定するブレーキとが、発電機と前記他の遊星歯車機構との間に配置されている。したがって、各遊星歯車機構は、それぞれの所定の要素が互いに連結されることにより、いわゆる四要素の複合遊星歯車機構を構成し、またブレーキによって前記所定の要素を固定した場合には、前記他の遊星歯車機構が減速機として機能するようになっている。そして、各遊星歯車機構を介して動力が伝達される出力軸が、エンジンの中心軸線の延長方向に向けて配置されている。

米国特許第６４７８７０５号明細書

上記の特許文献１に記載された装置では、動力分配機構として機能する遊星歯車機構から出力軸に動力を出力するとともにその出力軸に対して電動機によって動力を付加する運転モードと、各遊星歯車機構の所定の回転要素を連結して複合遊星歯車機構を構成し、エンジンの出力をその複合遊星歯車機構を介して出力軸に伝達する運転モードとが可能である。したがって走行状態に応じて運転モードを切り替えることにより、動力の伝達効率の悪化を抑制して燃費を向上させることができる。しかしながら、特許文献１に記載された構成では、エンジンの中心軸線を延長した方向に出力軸が延びているので、駆動輪がエンジンとは反対側にある形式の車両、具体的には前置きエンジン後輪駆動車（ＦＲ車）には適するが、エンジンを車両の幅方向に向けて配置する場合には、デファレンシャルなどの車軸側の部材と出力軸とを連結する箇所が車両の幅方向での中心から大きく外れてしまう。そのため、特許文献１に記載された構成では、前置きエンジン前輪駆動車（ＦＦ車）には搭載することが困難であった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、複数の運転モードを設定できるうえに、内燃機関を車両の幅方向に向けて搭載する車両への搭載性を向上させたハイブリッド駆動装置を提供することを目的とするものである。

上記の目標を達成するために、請求項１の発明は、内燃機関に連結された第１入力要素と発電機に連結された第１反力要素と出力部材に動力を出力する第１出力要素とを有する第１遊星歯車機構と、電動機に連結された第２入力要素と前記出力部材に動力を出力する第２出力要素とブレーキ機構によって選択的に固定されかつクラッチ機構によって前記発電機に選択的に連結される第２反力要素とを有する第２遊星歯車機構とを備えたハイブリッド駆動装置において、前記第１遊星歯車機構がダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、前記第２遊星歯車機構がシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、さらにこれらの各遊星歯車機構および前記発電機ならびに電動機が前記内燃機関と同一の軸線上に、前記内燃機関側から電動機、第２遊星歯車機構、第１遊星歯車機構、発電機の順に配列されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、内燃機関に連結された第１入力要素と発電機に連結された第１反力要素と出力部材に動力を出力する第１出力要素とを有する第１遊星歯車機構と、電動機に連結された第２入力要素と前記出力部材に動力を出力する第２出力要素とブレーキ機構によって選択的に固定されかつクラッチ機構によって前記発電機に選択的に連結される第２反力要素とを有する第２遊星歯車機構とを備えたハイブリッド駆動装置において、前記各遊星歯車機構がシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、前記電動機と前記第２入力要素との間に、前記電動機の出力を減速して第２入力要素に伝達する減速機構が設けられ、さらにこれらの各遊星歯車機構および前記発電機ならびに電動機が、前記内燃機関側から発電機、第１遊星歯車機構、第２遊星歯車機構、電動機の順に配列されていることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記出力部材は、軸線方向で前記発電機と電動機との間に配置され、かつ前記出力部材の中心軸線と平行な軸線を中心に回転する他の部材に動力を出力するように構成されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記ブレーキ機構と前記クラッチ機構とは、前記第２反力要素を所定の固定部に連結した状態と前記第２反力要素を前記発電機に連結した状態とに切り替わる一組のドグクラッチ機構によって構成されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置である。

請求項１の発明によれば、第１遊星歯車機構が動力分配機構として機能し、したがって発電機によって内燃機関の回転数を制御でき、燃費の良い状態で内燃機関を運転できる。また、発電機で得られた電力によって電動機を駆動することにより、内燃機関が出力した動力の一部を電力に変換した後に出力部材に伝達できる。さらに、各遊星歯車機構の所定の要素同士を連結することにより、各遊星歯車機構が複合遊星歯車機構を構成し、内燃機関の出力をこの複合遊星歯車機構を介して出力部材に伝達でき、したがって複数の運転モードを設定し、走行状態に応じて動力伝達効率の良い運転が可能になる。そして、外径を大きくすることが有利な発電機および電動機の間に各遊星歯車機構を配置することになるので、内燃機関を車幅方向に向けて配置する形式の車両、例えば前述したＦＦ車に対する車載性が良好になる。

また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様に、複数の運転モードを設定できることにより、走行状態に応じて動力伝達効率の良い運転が可能になり、内燃機関を車幅方向に向けて配置する形式の車両、例えば前述したＦＦ車に対する車載性が良好になる。

さらに、請求項３の発明によれば、上述した請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、同一軸線上で両端部側に配置されている発電機および電動機の中間位置からその軸線に対して平行な他の部材に動力を出力するので、内燃機関を車幅方向に向けて配置する形式の車両に搭載した場合には、車両の幅方向における中央部に近い位置で出力でき、その車載性が更に良好になる。

そして、請求項４の発明によれば、クラッチ機構やブレーキ機構の連結状態を維持するために特には動力を必要とすることがなく、また連結状態での滑りなどによる損失がないので、動力損失を抑制でき、また噛み合いによるトルク伝達が行われるため、大きいトルクを相対的に小さいドグクラッチ機構で伝達でき、それに伴って装置の全体としての構成を小型化することができる。

つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図１はこの発明の第１の具体例を示す図であって、ここに示す具体例では、内燃機関（エンジン：ＥＮＧ）１と、発電機あるいは電動機として二つのモータ・ジェネレータ（ＭＧ１、ＭＧ２）２，３とが動力装置として設けられ、また、二組の遊星歯車機構４，５が用いられている。その内燃機関１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、あるいは天然ガスエンジンなどの燃料を燃焼して動力を出力する動力装置である。好ましくはスロットル開度などの負荷を電気的に制御でき、また所定の負荷に対して回転数を制御することにより燃費が最も良好な最適運転点に設定できる内燃機関である。以下の説明では、内燃機関１をエンジン１と記す。

このエンジン１が第１の遊星歯車機構４に連結されている。第１遊星歯車機構４は、動力の合成もしくは分配の機能を有する三要素の差動歯車機構であり、動力分配用の遊星歯車機構である。図１に示す例では、第１遊星歯車機構４は、ダブルピニオン型遊星歯車機構を用いて構成されている。すなわち、ダブルピニオン型遊星歯車機構は、サンギヤ（以下、仮に第１サンギヤと記すことがある。）Ｓrと、そのサンギヤＳrに対して同心円上に配置されたリングギヤ（以下、仮に第１リングギヤと記すことがある。）Ｒrと、サンギヤＳrに噛み合っているピニオンギヤおよびそのピニオンギヤとリングギヤＲrとに噛み合っている他のピニオンギヤを自転および公転自在に保持しているキャリヤ（以下、仮に第１キャリヤと記すことがある。）Ｃrとを回転要素として差動作用を行う歯車機構である。

この第１の遊星歯車機構４は、前記エンジン１と同一軸線上（より具体的にはエンジン１の回転中心軸線上）に配置されており、そのキャリヤＣrにエンジン１のクランクシャフトなどの出力部が連結されている。したがってキャリヤＣrが入力要素となっている。この第１の遊星歯車機構４を挟んでエンジン１とは反対側に、この発明の発電機に相当する第１のモータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２が同軸上に配置され、そのロータがサンギヤＳrに連結されている。したがってサンギヤＳrが反力要素となっている。

一方、第２の遊星歯車機構５は、上記の第１の遊星歯車機構４に隣接してエンジン１側に同軸上に配置されている。この第２の遊星歯車機構５は、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成されており、サンギヤ（以下、仮に第２サンギヤと記すことがある。）Ｓfと、このサンギヤＳfに対して同心円上に配置されたリングギヤ（以下、仮に第２リングギヤと記すことがある。）Ｒfと、これらのサンギヤＳfおよびリングギヤＲfに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ（以下、仮に第２キャリヤと記すことがある。）Ｃfとを回転要素として備え、差動作用を行うように構成されている。

これらの各遊星歯車機構４，５を挟んで前記第１のモータ・ジェネレータ２とは反対側に、この発明の電動機に相当する第２のモータ・ジェネレータ３が同軸上に配置されている。この第２モータ・ジェネレータ３におけるロータが第２の遊星歯車機構５におけるサンギヤＳfに連結されており、したがってこのサンギヤＳfが第２の遊星歯車機構５における入力要素となっている。また、この第２の遊星歯車機構５におけるキャリヤＣfと前述した第１の遊星歯車機構４におけるリングギヤＲrとが連結され、これらがこの発明における出力部材に相当する出力ギヤ６に連結されている。したがって、第１の遊星歯車機構４におけるリングギヤＲrと第２の遊星歯車機構５におけるキャリヤＣfとが出力要素となっている。

出力ギヤ６は、図１に示すように、第２の遊星歯車機構５の外周側に配置され、かつ第２の遊星歯車機構５のキャリヤＣfに連結されており、大径中間ギヤ７に噛み合っている。この大径中間ギヤ７は、各遊星歯車機構４，５や出力ギヤ６の中心軸線と平行な中間軸８に取り付けられており、この中間軸８には小径中間ギヤ９が取り付けられ、これがデファレンシャル１０のリングギヤ１１に噛み合っている。そして、このデファレンシャル１０から左右の駆動輪（図示せず）に駆動トルクを出力するようになっている。したがって、図１に示す構成では、各モータ・ジェネレータ２，３の中間部から動力を出力するように構成されている。

図１に示すハイブリッド駆動装置は、複数の運転モードを設定するための係合機構を備えている。すなわち、上記の第２遊星歯車機構５を第２モータ・ジェネレータ３から出力ギヤ６に伝達する動力に対する減速機構として作用させるために、そのリングギヤＲfを選択的に固定するブレーキＢが設けられている。したがって、リングギヤＲfが反力要素となっている。また、各遊星歯車機構４，５の所定の回転要素同士、具体的にはサンギヤＳrとリングギヤＲfとを連結してこれらの遊星歯車機構４，５を例えば四要素の複合遊星歯車機構とするためのクラッチＣが設けられている。

これらのブレーキＢおよびクラッチＣは、要は、回転部材同士あるいは回転部材と固定部とを選択的に連結できるものであればよい。図１に示す例では、一組のドグクラッチ機構によってブレーキＢおよびクラッチＣが構成されている。その構成を図２に模式的に示してあり、第２の遊星歯車機構５におけるリングギヤＲfにハブ１２が一体化され、そのハブ１２は、前記出力ギヤ６との干渉を避けるように、第１の遊星歯車機構４の外周側に配置されている。このハブ１２を挟んだ両側に、二つのハブ１３，１４が配置されている。これらのハブ１３，１４は、前記リングギヤＲfとほぼ同一径の円筒状の部材であって、一方のハブ（以下、仮にクラッチハブと記す）１３は、第１の遊星歯車機構４におけるサンギヤＳrと一体となって回転するように構成されている。具体的には、このサンギヤＳrと第１モータ・ジェネレータ２とを連結している部材に連結されている。また、他方のハブ（以下、仮にブレーキハブと記す）１４は、ケーシングなどの固定部１５に一体化されている。

各ハブ１２，１３，１４の外周面には、スプライン歯が形成されており、ここにスリーブ１６が軸線方向（図１および図２での左右方向）に移動できるように嵌合させられている。このスリーブ１６は、その移動方向での中央に位置している状態で、各ハブ１２，１３，１４に同時に係合し、また図１および図２での左側に移動させられた状態では、ハブ１２とクラッチハブ１３とに係合してこれらをトルク伝達可能に連結し、さらに図１および図２の右側に移動させられた状態では、ハブ１２とブレーキハブ１４とを連結する長さを有している。したがって、スリーブ１６を図１および図２の左側に移動させることにより、第１の遊星歯車機構４におけるサンギヤＳrと第２の遊星歯車機構５におけるリングギヤＲfとが連結されるようになっている。また、スリーブ１６を図１および図２での中央に位置させることにより、これらのサンギヤＳrおよびリングギヤＲfとを固定するようになっている。さらに、スリーブ１６を図１および図２での右側に移動させることにより、第２の遊星歯車機構５におけるリングギヤＲfを固定するようになっている。

なお、上記のブレーキＢおよびクラッチＣの切換動作は、手動操作によって行うように構成してもよく、あるいは油圧や電気などで動作する適宜のアクチュエータ（図示せず）を使用して自動的に行うように構成してもよい。

つぎに上記のハイブリッド駆動装置の作用について説明する。上記のクラッチＣおよびブレーキＢの係合・解放の状態に応じて、動力の伝達経路が変化するので、その係合・解放の状態に応じた複数の運転モードを設定することができる。先ず、エンジン１の回転数を高くして駆動力を相対的に大きくする低速モードは、ブレーキＢを係合状態することにより設定される。すなわち、前述したスリーブ１６を図１および図２の右側に移動させて、ハブ１２とブレーキハブ１４とを連結し、これによって第２の遊星歯車機構５におけるリングギヤＲfを固定することにより設定される。この低速モードでの各遊星歯車機構４，５についての共線図を図３に示してある。

図３に示すように、各遊星歯車機構４，５の回転要素は、第１の遊星歯車機構４におけるリングギヤＲrと第２のキャリヤＣfとが連結されているのみであって、他の回転要素同士は連結されていないので、各遊星歯車機構４，５はそれぞれが単独で差動作用を行う。すなわち、エンジン１の動力が第１の遊星歯車機構４におけるキャリヤＣrに入力され、その動力が第１モータ・ジェネレータ２と出力要素であるリングギヤＲrとに分配される。その場合、第１モータ・ジェネレータ２を逆転回生すると、すなわちエンジン１とは反対方向に回転させて発電機として機能させると、リングギヤＲrがエンジン１よりも低速でエンジン１と同方向に回転する。また、第１モータ・ジェネレータ２の回転数に応じてエンジン回転数が変化するので、第１モータ・ジェネレータ２によってエンジン１の回転数を制御してエンジン１を最適燃費で運転することができる。

一方、前記第１モータ・ジェネレータ２と第２モータ・ジェネレータ３とは、インバータやバッテリ（それぞれ図示せず）などを介して相互に電力を授受できるように接続されている。したがって、第１モータ・ジェネレータ２で発電した電力を第２モータ・ジェネレータ３に供給することにより、第２モータ・ジェネレータ３が電動機として機能し、動力を出力する。すなわち、第２の遊星歯車機構５におけるサンギヤＳfに第２モータ・ジェネレータ３が出力したトルクが入力され、これに対してそのリングギヤＲfが固定されるので、キャリヤＣfおよびこれに連結されている出力ギヤ６が入力要素であるサンギヤＳfよりも低速で回転する。このように第２の遊星歯車機構５は第２モータ・ジェネレータ３が出力した動力を出力ギヤ６に伝達する減速機構として機能するので、第２モータ・ジェネレータ３が出力したトルクが増幅されて出力ギヤ６に伝達される。

したがって、出力ギヤ６のトルクは、エンジン１の出力トルクを第１モータ・ジェネレータ２の反力トルクで増幅したトルクと、第２モータ・ジェネレータ３が出力したトルクを第２の遊星歯車機構５で増幅したトルクとを合算したトルクとなる。すなわち、低速モードでは、大きい駆動力を得ることができる。そして、その出力ギヤ６のトルクが、大径中間ギヤ７などの出力側の部材に出力される。そのいわゆる出力位置は、図１に示すように、各モータ・ジェネレータ２，３の中間の位置であり、したがってエンジン１と共に車両の幅方向に向けて配置した場合には、ハイブリッド駆動装置からの出力位置が車両の幅方向で中央に近い位置となる。そのため、上記のハイブリッド駆動装置は、いわゆるＦＦ車などのエンジン１を車両の幅方向に向けて搭載する車両に適したものとなる。

一方、前記スリーブ１６を図１および図２での左側の位置に移動させることにより、高速モードが設定される。すなわち、第１モータ・ジェネレータ２および第１の遊星歯車機構４におけるサンギヤＳrならびに第２の遊星歯車機構５におけるリングギヤＲfの三者が互いに連結されることにより、運転モードが高速モードとなる。したがって、高速モードでは、第１の遊星歯車機構４におけるリングギヤＲrと第２の遊星歯車機構５におけるキャリヤＣfとが連結されていることに加えて、第１の遊星歯車機構４におけるサンギヤＳrと第２の遊星歯車機構５のリングギヤＲfとが連結されるので、各遊星歯車機構４，５は共同して複合遊星歯車機構を形成する。その共線図を図４に示してあり、この場合は、一本の線で表される。

高速モードにおいてもエンジン１が出力した動力は第１の遊星歯車機構４におけるキャリヤＣrに入力され、そのトルクと第１モータ・ジェネレータ２からサンギヤＳrに伝達されたトルクとが合成されてリングギヤＲrから第２の遊星歯車機構５におけるキャリヤＣfに伝達される。この第２の遊星歯車機構５におけるサンギヤＳfには第２モータ・ジェネレータ３によるトルクが作用されることができ、またリングギヤＲfには第１モータ・ジェネレータ２のトルクが作用しているので、これらの各トルクが合成されて出力ギヤ６から出力される。

その場合、図４に示すように、第１モータ・ジェネレータ２およびこれが連結されている第１の遊星歯車機構４のサンギヤＳrならびに第２の遊星歯車機構５におけるリングギヤＲfの回転数がエンジン回転数より低回転数であれば、出力要素となっいる第１の遊星歯車機構４におけるリングギヤＲrおよび第２の遊星歯車機構５におけるキャリヤＣfならびにこれらに連結されている出力ギヤ６の回転数がエンジン回転数より低回転数となるので、いわゆるアンダードライブ状態になる。これに対して第１モータ・ジェネレータ２およびこれが連結されている上記の各回転要素の回転数がエンジン回転数以上であれば、出力ギヤ６の回転数もエンジン回転数以上になるで、いわゆる直結段もしくはオーバードライブ状態になる。そして、各モータ・ジェネレータ２，３は、車両全体としての力行状態（駆動状態）および回生状態（コースト状態）に応じて、正転力行もしくは正転回生もしくは逆転力行のいずれかの状態に適宜制御される。

上述したようにこの発明に係る上記のハイブリッド駆動装置は、軸線方向での中央部に近い位置から他の出力側の部材に動力を出力することができ、またその出力位置は、外径の大きい二つのモータ・ジェネレータ２，３の間であるから、いわゆるＦＦ車に対する車載性の良好なものとすることができる。また、各運転モードを設定するためのクラッチＣやブレーキＢが、噛み合い式のドグクラッチ機構によって構成されているので、その係合状態を維持するために油圧などの動力を必要とすることがなく、そのため各運転モードでの動力損失が抑制されて車両の燃費を向上させることができる。また特に、クラッチＣおよびブレーキＢの両者を一組のドグクラッチ機構によって構成すれば、動力損失を抑制できることに加えて、部品点数を削減して装置の全体としての構成を小型化することができる。

この発明に係るハイブリッド駆動装置は、軸線方向での両端側に発電機と電動機とが配置されている構成を有していればよく、したがって図１に示す構成以外に、例えば図５に示すように構成することもできる。図５に示す構成は、図１に示す構成のうち、各モータ・ジェネレータ２，３および各遊星歯車機構４，５の位置を左右で入れ替え、また第２モータ・ジェネレータ３を第１モータ・ジェネレータ２に対してオフセットさせて配置した例である。したがって、図５に示す構成のうち前述した図１に示す構成と同一の部分には、図１と同一の符号を付してその説明を省略する。

図５に示す例では、エンジン１側から順に、第１モータ・ジェネレータ２、第１の遊星歯車機構４、第２の遊星歯車機構５が同一軸線上に配列されており、さらに半径方向にオフセットした位置に第２モータ・ジェネレータ３が配置されている。なお、第１の遊星歯車機構４は第１モータ・ジェネレータ２の内周側に僅かに入り込んでおり、これらが軸線方向で一部、オーバーラップしている。これは、径の大きい第１モータ・ジェネレータ２の内周側の空間を有効に利用して、装置の全体としての軸長を短縮化するための構成である。

第１および第２の遊星歯車機構４，５は、図５に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、その第１の遊星歯車機構４におけるリングギヤＲrにエンジン１が連結されている。したがってリングギヤＲrが入力要素となっている。そのリングギヤＲrの内周側にリングギヤＲrと同心円上に配置されたサンギヤＳrは反力要素であって、このサンギヤＳrに第１モータ・ジェネレータ２（より具体的にはそのロータ）が連結されている。さらに、これらサンギヤＳrとリングギヤＲrとに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤＣrが出力要素とになっており、そのキャリヤＣが、第１の遊星歯車機構４の回転中心軸線に貫通している出力軸６Ａに連結されている。

上記の第１の遊星歯車機構４に対してエンジン１とは反対側に第２の遊星歯車機構５が同一軸線上に配置され、そのキャリヤＣfが出力軸６Ａに連結されている。したがって、各遊星歯車機構４，５のキャリヤＣr，Ｃf同士が連結され、これらが出力要素になっている。また、第２の遊星歯車機構５におけるサンギヤＳfと第２モータ・ジェネレータ３とが、減速機構を介して連結されている。すなわち、第２モータ・ジェネレータ３は、前記出力軸６Ａに対して半径方向にオフセットした位置に配置されており、そのロータ軸３ＡとサンギヤＳfとが減速機構を介して連結されている。この減速機構は、要は、サンギヤＳfよりロータ軸３Ａが高速で回転する変速比を有する伝動機構であって、図５に示す例では、減速ギヤ対２０が設けられている。具体的に説明すると、ロータ軸３Ａに駆動ギヤ２０Ａが取り付けられ、これに噛み合っている相対的に大径の従動ギヤ２０ＢがサンギヤＳfに連結されている。

さらに、第２モータ・ジェネレータ３は、前記各遊星歯車機構４，５を挟んで前記第１モータ・ジェネレータ２とは反対側に配置されており、前記出力軸６Ａは各遊星歯車機構４，５および前記従動ギヤ２０Ｂを貫通して第２モータ・ジェネレータ３の近くにまで延びている。そして、その出力軸６Ａの端部に出力ギヤ６が取り付けられている。

図５に示す例においてもブレーキＢは第２の遊星歯車機構５におけるリングギヤＲfを選択的に固定するように構成され、またクラッチＣは第１の遊星歯車機構４におけるサンギヤＳrと第２の遊星歯車機構５におけるリングギヤＲfとを選択的に連結するように構成されている。これらのブレーキＢおよびクラッチＣは、前述した図１に示す例におけるものと同様の構成であって、スリーブ１６がスプライン嵌合しているハブ１２と、その左右両側に位置するブレーキハブ１４と、クラッチハブ１３とを有する一組のドグクラッチ機構によって構成されている。なお、ブレーキハブ１４とクラッチハブ１３との位置は、図１に示す例とは左右反対になっている。

図５に示す構成であっても、スリーブ１６を中央位置から移動させてブレーキハブ１４に係合させることにより、すなわちブレーキＢを係合状態とすることにより、前述した図１に示す例と同様に、低速モードを設定することができる。その低速モードでの共線図は、図３に示してあるとおりである。また、スリーブ１６を左側に位置させてクラッチＣを係合状態とすると、すなわち第１の遊星歯車機構４におけるサンギヤＳrおよび第１モータ・ジェネレータ２と第２の遊星歯車機構５におけるリングギヤＲfとを互いに連結すると、前述した図１に示す例と同様に高速モードを設定することができる。

これらいずれの運転モードであっても、出力ギヤ６から大径中間ギヤ７に動力が出力される。この出力位置は、各モータ・ジェネレータ２，３の中間の位置となるから、いわゆるＦＦ車に対する車載性の良好なハイブリッド駆動装置とすることができる。また、ブレーキＢおよびクラッチＣとして噛み合い式の係合機構を採用しているので、図１に示す例と同様に、動力損失を防止もしくは抑制でき、さらに一組のドグクラッチ機構が、ブレーキＢおよびクラッチＣを兼ねているので、装置の全体としての構成を小型化することができる。

なお、上記の各具体例では、出力部材を出力ギヤによって構成したが、この発明では、巻き掛け伝動機構などによって出力部材を構成してもよい。また、この発明におけるクラッチ機構やブレーキ機構は、噛み合い式のものであればよく、したがってスリーブおよびスプラインを使用した構成以外に、円板の対向面に形成した歯を互いに噛み合わせる形式など、適宜の構成の噛み合い係合機構であればよい。

この発明に係るハイブリッド駆動装置の一例を模式的に示すスケルトン図である。 そのブレーキおよびクラッチを構成しているドグクラッチ機構の一部を示す模式図である。 その低速モードにおける運転状態を示す共線図である。 その高速モードにおける運転状態を示す共線図である。 この発明に係るハイブリッド駆動装置の他の例を模式的に示すスケルトン図である。

符号の説明

１…内燃機関（エンジン）、 ２…第１モータ・ジェネレータ、 ３…第２モータ・ジェネレータ、 ４，５…遊星歯車機構、 ６…出力ギヤ、 ７…大径中間ギヤ、 １２…ハブ、 １３…クラッチハブ、 １４…ブレーキハブ、 １６…スリーブ、 ２０…減速ギヤ対。

Claims (4)

1. 内燃機関に連結された第１入力要素と発電機に連結された第１反力要素と出力部材に動力を出力する第１出力要素とを有する第１遊星歯車機構と、電動機に連結された第２入力要素と前記出力部材に動力を出力する第２出力要素とブレーキ機構によって選択的に固定されかつクラッチ機構によって前記発電機に選択的に連結される第２反力要素とを有する第２遊星歯車機構とを備えたハイブリッド駆動装置において、
   前記第１遊星歯車機構がダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、
   前記第２遊星歯車機構がシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、
   さらにこれらの各遊星歯車機構および前記発電機ならびに電動機が前記内燃機関と同一の軸線上に、前記内燃機関側から電動機、第２遊星歯車機構、第１遊星歯車機構、発電機の順に配列されていること
   を特徴とするハイブリッド駆動装置。
2. 内燃機関に連結された第１入力要素と発電機に連結された第１反力要素と出力部材に動力を出力する第１出力要素とを有する第１遊星歯車機構と、電動機に連結された第２入力要素と前記出力部材に動力を出力する第２出力要素とブレーキ機構によって選択的に固定されかつクラッチ機構によって前記発電機に選択的に連結される第２反力要素とを有する第２遊星歯車機構とを備えたハイブリッド駆動装置において、
   前記各遊星歯車機構がシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、
   前記電動機と前記第２入力要素との間に、前記電動機の出力を減速して第２入力要素に伝達する減速機構が設けられ、
   さらにこれらの各遊星歯車機構および前記発電機ならびに電動機が、前記内燃機関側から発電機、第１遊星歯車機構、第２遊星歯車機構、電動機の順に配列されていること
   を特徴とするハイブリッド駆動装置。
3. 前記出力部材は、軸線方向で前記発電機と電動機との間に配置され、かつ前記出力部材の中心軸線と平行な軸線を中心に回転する他の部材に動力を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド駆動装置。
4. 前記ブレーキ機構と前記クラッチ機構とは、前記第２反力要素を所定の固定部に連結した状態と前記第２反力要素を前記発電機に連結した状態とに切り替わる一組のドグクラッチ機構によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。

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