Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2019001206A - Drive unit of hybrid vehicle - Google Patents

Drive unit of hybrid vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2019001206A
JP2019001206A JP2017115193A JP2017115193A JP2019001206A JP 2019001206 A JP2019001206 A JP 2019001206A JP 2017115193 A JP2017115193 A JP 2017115193A JP 2017115193 A JP2017115193 A JP 2017115193A JP 2019001206 A JP2019001206 A JP 2019001206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
engine
output
input
side sprocket
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2017115193A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6888432B2 (en
Inventor
駒田 英明
Hideaki Komada
英明 駒田
明子 西峯
Akiko Nishimine
明子 西峯
建正 畑
Takemasa Hata
建正 畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2017115193A priority Critical patent/JP6888432B2/en
Publication of JP2019001206A publication Critical patent/JP2019001206A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6888432B2 publication Critical patent/JP6888432B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)

Abstract

To provide a drive unit of a hybrid vehicle which can improve mountability to the vehicle.SOLUTION: A power division mechanism 6 is constituted so that an output element 6C is rotated at a low-rotation number lower than that of an input element 6R when a rotation number of a reaction element 6S connected with a first motor 4 is a low-rotation number lower than a rotation number of the input element 6R connected with an engine 2. A chain mechanism 9 functioning as a reduction gear is connected to the output element 6C, and the power division mechanism comprises a reduction mechanism 15 for transmitting the torque of a second motor 5 to an input-side sprocket 10 by increasing it. The engine 2, the power division mechanism 6, the input-side sprocket 10, the second motor 5, the reduction mechanism 15 and the first motor 4 are arranged on the same axial line with a rotation center axial line of the engine 2, and at least a part of the reduction mechanism 15 is arranged inside a coil end part 24 of the second motor 5.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、駆動力源としてのエンジンと二つのモータとを備えたハイブリッド車両の駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle including an engine as a drive force source and two motors.

特許文献1には、エンジンが出力した動力を第1モータと出力部材とに分割する動力分割装置を備えたハイブリッド車両が記載されている。この動力分割装置は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、そのキャリヤにエンジンが連結され、サンギヤに第1モータが連結され、リングギヤに出力部材が連結されている。また、出力部材から駆動輪にトルクを伝達する経路内に、第2モータの出力トルクが伝達されるように構成されている。さらに、リングギヤには、出力部材としての外歯歯車が連結されている。この外歯歯車は、チェーン機構の入力側スプロケットとして機能するものであって、そのチェーン機構およびギヤ列で構成された減速機構を介してデファレンシャルギヤユニットにトルクを伝達するように構成されている。   Patent Literature 1 describes a hybrid vehicle including a power split device that splits power output from an engine into a first motor and an output member. This power split device is constituted by a single pinion type planetary gear mechanism, an engine is connected to the carrier, a first motor is connected to the sun gear, and an output member is connected to the ring gear. In addition, the output torque of the second motor is transmitted in a path for transmitting torque from the output member to the drive wheels. Furthermore, an external gear as an output member is connected to the ring gear. The external gear functions as an input-side sprocket of the chain mechanism, and is configured to transmit torque to the differential gear unit via a speed reduction mechanism configured by the chain mechanism and a gear train.

特開平9−226392号公報JP-A-9-226392

特許文献1に記載された駆動装置は、高車速時には、第1モータの回転数を0付近で運転することによってシステム効率が高くなる。その場合、動力分割機構は、増速機として機能する。したがって、動力分割機構の出力から駆動輪に到るトルクの伝達経路内で適切な回転数まで減速するためにギヤ列などの減速機構が設けられており、その減速機構を設けるための搭載スペースを確保する必要があった。   The driving device described in Patent Document 1 has high system efficiency by driving the first motor at a rotation speed of around 0 at high vehicle speeds. In that case, the power split mechanism functions as a speed increaser. Therefore, a speed reduction mechanism such as a gear train is provided in order to reduce the speed to an appropriate rotational speed in the torque transmission path from the output of the power split mechanism to the drive wheels, and the mounting space for providing the speed reduction mechanism is reduced. It was necessary to secure.

また、上記の減速機構をチェーン機構のみで構成する場合には、要求される減速比を確保するために入力側スプロケットを小型化するか、出力側スプロケットを大型化することになる。出力側スプロケットは、デファレンシャルギヤユニットのケースに形成されていることにより、最低地上高などの要求から出力側スプロケットの大型化には限界があった。さらに、スプロケットの径が小さくなるほど小ピッチのチェーンとなってチェーンの剛性が低下する可能性があり、入力側スプロケットの小型化にも限界があった。すなわち、特許文献1に記載されたように動力分割機構を構成した場合にチェーン機構で確保することができない減速比を得るために、ギヤ列を搭載せざるを得ない可能性がある。   Further, when the speed reduction mechanism is composed of only a chain mechanism, the input-side sprocket is downsized or the output-side sprocket is upsized to ensure the required reduction ratio. Since the output side sprocket is formed in the case of the differential gear unit, there is a limit to increasing the size of the output side sprocket due to requirements such as minimum ground clearance. Furthermore, the smaller the sprocket diameter, the smaller the chain becomes, and the rigidity of the chain may be reduced, and there is a limit to the miniaturization of the input side sprocket. That is, when a power split mechanism is configured as described in Patent Document 1, there is a possibility that a gear train must be mounted in order to obtain a reduction ratio that cannot be secured by the chain mechanism.

この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、車両への搭載性を向上することができるハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been conceived by paying attention to the technical problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a drive device for a hybrid vehicle capable of improving mountability on a vehicle.

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、第1モータと、第2モータと、前記エンジンの動力を駆動輪と前記第1モータとに分割する動力分割機構とを備え、前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータと前記動力分割機構とが、前記エンジンの回転中心軸線と同一軸線上に配置されたハイブリッド車両の駆動装置において、前記動力分割機構は、前記エンジンが連結された入力要素と、前記第1モータが連結された反力要素と、出力要素とを備えるとともに、前記反力要素の回転数が前記入力要素の回転数よりも低回転数の場合に、前記出力要素が前記入力要素よりも低回転数で回転するように構成されており、前記出力要素には、入力側スプロケットと、前記駆動輪に連結されたデファレンシャルギヤユニットに形成された出力側スプロケットと、チェーンとで構成されるとともに、前記入力側スプロケットの回転数が前記出力側スプロケットの回転数よりも高回転数となるチェーン機構が連結され、前記第2モータは、円筒状のステータと、前記ステータに巻き掛けられたコイルと、前記コイルのうちの前記ステータの軸線方向に突出したコイルエンド部と、前記ステータの半径方向における内側に設けられたロータとを有し、前記第2モータのトルクを増大させて前記入力側スプロケットに伝達する減速機構を備え、前記エンジンの回転中心軸線と同一軸線上に、前記エンジン、前記動力分割機構、前記入力側スプロケット、前記第2モータ、前記減速機構、前記第1モータが配置され、前記減速機構の少なくとも一部が、前記コイルエンド部の内側に配置されていることを特徴とするものである。   To achieve the above object, the present invention includes an engine, a first motor, a second motor, and a power split mechanism that splits the power of the engine into drive wheels and the first motor, In the hybrid vehicle drive device in which the engine, the first motor, the second motor, and the power split mechanism are arranged on the same axis as the rotation center axis of the engine, the power split mechanism is connected to the engine. An input element, a reaction force element to which the first motor is connected, and an output element, and when the rotational speed of the reaction force element is lower than the rotational speed of the input element, The output element is configured to rotate at a lower rotational speed than the input element, and the output element is formed in an input side sprocket and a differential gear unit connected to the drive wheel. A chain mechanism in which the rotational speed of the input-side sprocket is higher than the rotational speed of the output-side sprocket, and the second motor is a cylinder. A stator, a coil wound around the stator, a coil end portion protruding in the axial direction of the stator of the coils, and a rotor provided on the inner side in the radial direction of the stator, A reduction mechanism that increases the torque of the second motor and transmits the torque to the input-side sprocket, the engine, the power split mechanism, the input-side sprocket, the second on the same axis as the rotation center axis of the engine; A motor, the speed reduction mechanism, and the first motor are disposed, and at least a part of the speed reduction mechanism is located inside the coil end portion. And it is characterized in that it is location.

この発明によれば、エンジンの出力トルクを駆動輪に伝達して走行するために第1モータから反力トルクを出力し、その第1モータの回転数を低回転数に制御した場合に、動力分割機構が減速機として機能する。そのため、ギヤ列などのチェーン機構以外の減速機構を設けることなく、動力分割機構から出力された動力を適切に減速して駆動輪に伝達することができる。したがって、駆動装置は、エンジンの出力軸の回転中心軸線とデファレンシャルギヤユニットの出力軸の回転中心軸線との二軸の構成とすることができる。その結果、駆動装置を小型化することができる。また、減速機構の少なくとも一部を、第2モータのコイルエンド部の内側に配置することにより、減速機構を設けることによる軸長の伸張を抑制することができる。   According to the present invention, in order to travel by transmitting the output torque of the engine to the drive wheels, the reaction force torque is output from the first motor, and when the rotational speed of the first motor is controlled to a low rotational speed, The dividing mechanism functions as a speed reducer. Therefore, the power output from the power split mechanism can be appropriately decelerated and transmitted to the drive wheels without providing a speed reduction mechanism other than the chain mechanism such as a gear train. Therefore, the drive device can have a biaxial configuration of the rotation center axis of the output shaft of the engine and the rotation center axis of the output shaft of the differential gear unit. As a result, the drive device can be reduced in size. Further, by disposing at least a part of the speed reduction mechanism inside the coil end portion of the second motor, extension of the axial length due to provision of the speed reduction mechanism can be suppressed.

この発明の実施形態における駆動装置の一例を説明するためのスケルトン図である。It is a skeleton figure for demonstrating an example of the drive device in embodiment of this invention. 減速機構の配置を説明するための部分断面図である。It is a fragmentary sectional view for demonstrating arrangement | positioning of the deceleration mechanism. 駆動装置を収容するケースの外形を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the external shape of the case which accommodates a drive device. シングルピニオン型の遊星歯車機構を減速機構として備えた構成の一例を説明するための部分断面図である。It is a fragmentary sectional view for explaining an example of composition provided with a single pinion type planetary gear mechanism as a speed-reduction mechanism.

この発明の実施形態における駆動装置の一例を図1に示している。図1に示す駆動装置1は、エンジン(ENG)2の出力軸3が車幅方向と平行に配置された、いわゆる横置きタイプのものであり、フロントエンジン・フロントドライブ式のFF車両や、リヤエンジン・リヤドライブ式のRR車両に搭載される。この駆動装置1は、エンジン2と、二つのモータ4,5とを駆動力源として備えている。それらのモータ4,5は、発電機能のある、いわゆるモータジェネレータであって、その一例として、永久磁石形の同期モータである。   An example of a drive device according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. A drive device 1 shown in FIG. 1 is of a so-called horizontal type in which an output shaft 3 of an engine (ENG) 2 is arranged in parallel to the vehicle width direction, and includes a front engine / front drive type FF vehicle, Installed in engine / rear drive type RR vehicles. The driving device 1 includes an engine 2 and two motors 4 and 5 as driving force sources. The motors 4 and 5 are so-called motor generators having a power generation function, and as an example, are permanent magnet type synchronous motors.

エンジン2の出力軸3には、シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成された動力分割機構6が連結されている。この動力分割機構6は、従来知られているものと同様に構成することができ、そのリングギヤ6Rにエンジン2の出力軸3が連結され、サンギヤ6Sに第1モータ(MG1)3が連結され、キャリヤ6Cに中空状の出力軸7が連結されている。出力軸7は、エンジン2とは反対に向けて形成されており、その中空部に、第1モータ4の出力軸8が相対回転可能に挿入されている。すなわち、エンジン2の回転中心軸線と同一軸線上に、動力分割機構6および第1モータ4が配置されるとともに、動力分割機構6を挟んでエンジン2とは反対側に第1モータ4が配置されている。上記のリングギヤ6Rがこの発明の実施形態における「入力要素」に相当し、サンギヤ6Sがこの発明の実施形態における「反力要素」に相当し、キャリヤ6Cがこの発明の実施形態における「出力要素」に相当する。   A power split mechanism 6 composed of a single pinion type planetary gear mechanism is connected to an output shaft 3 of the engine 2. The power split mechanism 6 can be configured in the same manner as conventionally known, and the output shaft 3 of the engine 2 is connected to the ring gear 6R, the first motor (MG1) 3 is connected to the sun gear 6S, A hollow output shaft 7 is connected to the carrier 6C. The output shaft 7 is formed opposite to the engine 2, and the output shaft 8 of the first motor 4 is inserted into the hollow portion so as to be relatively rotatable. That is, the power split mechanism 6 and the first motor 4 are disposed on the same axis as the rotation center axis of the engine 2, and the first motor 4 is disposed on the opposite side of the engine 2 across the power split mechanism 6. ing. The ring gear 6R described above corresponds to the “input element” in the embodiment of the present invention, the sun gear 6S corresponds to the “reaction element” in the embodiment of the present invention, and the carrier 6C corresponds to the “output element” in the embodiment of the present invention. It corresponds to.

なお、この動力分割機構6は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成してもよく、その場合には、サンギヤ6Sとキャリヤ6Cとのいずれか一方にエンジン2を連結し、サンギヤ6Sとキャリヤ6Cとの他方に第1モータ4を連結し、リングギヤ6Rに出力軸7を連結すればよい。すなわち、第1モータ4を低回転数で駆動している場合に、出力軸7に連結された回転要素が、エンジン2に連結された回転要素よりも低回転数で回転するように構成されていればよい。なおまた、エンジン2の出力軸3と、リングギヤ6Rとの間に、エンジン2のトルクの脈動を低減するためのダンパ機構を備えていてもよい。   The power split mechanism 6 is not limited to a single pinion type planetary gear mechanism but may be a double pinion type planetary gear mechanism. In that case, either the sun gear 6S or the carrier 6C is provided. The engine 2 may be connected, the first motor 4 may be connected to the other of the sun gear 6S and the carrier 6C, and the output shaft 7 may be connected to the ring gear 6R. That is, when the first motor 4 is driven at a low rotational speed, the rotational element connected to the output shaft 7 is configured to rotate at a lower rotational speed than the rotational element connected to the engine 2. Just do it. A damper mechanism for reducing torque pulsation of the engine 2 may be provided between the output shaft 3 of the engine 2 and the ring gear 6R.

上記の出力軸7における第1モータ4と動力分割機構6との間には、チェーン機構9が連結されている。このチェーン機構9は、出力軸7に連結された入力側スプロケット10と、入力側スプロケット10よりも大径の出力側スプロケット11と、それらのスプロケット10,11に巻き掛けられてトルクを伝達するチェーン12とにより構成された、減速機構である。すなわち、チェーン機構9は、入力側スプロケット10が出力側スプロケット11よりも高回転数となるように構成されている。この出力側スプロケット11は、従来知られているものと同様に構成されたデファレンシャルギヤユニット13のケースに形成されており、その出力側スプロケット11およびデファレンシャルギヤユニット13を介して駆動輪14にトルクが伝達される。また、チェーン12は、従来知られているものと同様に構成することができ、チェーン12の回転方向に直列に配置され、また必要に応じてチェーン12の幅方向に積層された複数のリンクと、直列に配置された隣り合うリンク同士を揺動可能に連結するピンとにより構成されている。なお、図1では、チェーン12を二点鎖線で示している。   A chain mechanism 9 is connected between the first motor 4 and the power split mechanism 6 in the output shaft 7. The chain mechanism 9 includes an input-side sprocket 10 connected to the output shaft 7, an output-side sprocket 11 having a diameter larger than that of the input-side sprocket 10, and a chain that is wound around the sprockets 10 and 11 and transmits torque. 12 is a speed reduction mechanism. That is, the chain mechanism 9 is configured such that the input side sprocket 10 has a higher rotational speed than the output side sprocket 11. The output side sprocket 11 is formed in a case of a differential gear unit 13 configured in the same manner as conventionally known, and torque is applied to the drive wheels 14 via the output side sprocket 11 and the differential gear unit 13. Communicated. The chain 12 can be configured in the same manner as conventionally known, and is arranged in series in the rotation direction of the chain 12 and, if necessary, a plurality of links stacked in the width direction of the chain 12. , And a pin that connects adjacent links arranged in series so as to be swingable. In FIG. 1, the chain 12 is indicated by a two-dot chain line.

出力軸7は、入力側スプロケット10が連結された箇所から更に第1モータ4側に向けて形成されており、その先端に減速機構15が連結されている。この減速機構15は、第2モータ(MG2)5の出力トルクを増大させて出力軸7に伝達するためのものであって、減速機構15と入力側スプロケット10との間に第2モータ5が配置されている。   The output shaft 7 is formed from the portion where the input side sprocket 10 is connected toward the first motor 4 side, and the speed reduction mechanism 15 is connected to the tip thereof. The speed reduction mechanism 15 is for increasing the output torque of the second motor (MG2) 5 and transmitting it to the output shaft 7, and the second motor 5 is interposed between the speed reduction mechanism 15 and the input side sprocket 10. Has been placed.

ここで、減速機構15の具体的な構成について説明する。図1に示す減速機構15は、ステップドピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。具体的には、第2モータ5の出力軸16に連結されたサンギヤ15Sと、そのサンギヤ15Sに噛み合う大径の第1ピニオンギヤ15P1と、第1ピニオンギヤ15P1と一体に回転するとともに、第1ピニオンギヤ15P1よりも小径の第2ピニオンギヤ15P2と、第2ピニオンギヤ15P2に噛み合うとともにケースなどの固定部17に一体化されたリングギヤ15Rと、第1ピニオンギヤ15P1と第2ピニオンギヤ15P2とを自転および公転可能に保持するキャリヤ15Cとにより構成されており、そのキャリヤ15Cが出力軸7に連結されている。なお、第1ピニオンギヤ15P1は、その径を小型化するために第2ピニオンギヤ15P2よりもモジュールが小さく形成されている。   Here, a specific configuration of the speed reduction mechanism 15 will be described. The speed reduction mechanism 15 shown in FIG. 1 is composed of a stepped pinion type planetary gear mechanism. Specifically, the sun gear 15S connected to the output shaft 16 of the second motor 5, the large-diameter first pinion gear 15P1 meshing with the sun gear 15S, and the first pinion gear 15P1 rotate together with the first pinion gear 15P1. Smaller diameter second pinion gear 15P2, ring gear 15R meshing with second pinion gear 15P2 and integrated with fixing portion 17 such as a case, and first pinion gear 15P1 and second pinion gear 15P2 are held so as to be capable of rotating and revolving. The carrier 15 </ b> C is connected to the output shaft 7. The first pinion gear 15P1 has a smaller module than the second pinion gear 15P2 in order to reduce the diameter.

図2には、減速機構15の配置を具体的に説明するための部分断面図を示してある。図2に示す例では、第2モータ5と入力側スプロケット10との間から第2モータ5側に向けて円筒軸18が形成されている。この円筒軸18は、ケースと一体に形成されたものであって、その外周面に第2モータ5のロータ5Rを回転自在に保持するためのボールベアリング19が嵌合しており、そのボールベアリング19のアウターレースに比較的軸長が短い、円筒状の保持軸20が嵌合している。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view for specifically explaining the arrangement of the speed reduction mechanism 15. In the example shown in FIG. 2, a cylindrical shaft 18 is formed from between the second motor 5 and the input-side sprocket 10 toward the second motor 5 side. The cylindrical shaft 18 is formed integrally with the case, and a ball bearing 19 for rotatably holding the rotor 5R of the second motor 5 is fitted on the outer peripheral surface thereof. A cylindrical holding shaft 20 having a relatively short axial length is fitted to the 19 outer races.

この保持軸20の軸線方向における中央部にはフランジ部21が形成されており、そのフランジ部21の外周に円筒状のロータ軸22が一体に形成されている。ロータ軸22は、保持軸20よりも軸長が長く形成されており、そのロータ軸22に、積層鋼板が嵌合して一体化されている。この積層鋼板がロータ5Rとして機能する。そのロータ軸22の内面には、環状に形成された連結プレート23がスプライン係合しており、その連結プレート23の内周部にサンギヤ15Sが一体化されている。そして、サンギヤ15Sとロータ軸22との間の空間に、サンギヤ15Sに噛み合う第1ピニオンギヤ15P1が設けられている。   A flange portion 21 is formed at a central portion of the holding shaft 20 in the axial direction, and a cylindrical rotor shaft 22 is integrally formed on the outer periphery of the flange portion 21. The rotor shaft 22 is formed to have a longer shaft length than the holding shaft 20, and laminated steel plates are fitted and integrated with the rotor shaft 22. This laminated steel plate functions as the rotor 5R. An annular connection plate 23 is spline-engaged with the inner surface of the rotor shaft 22, and a sun gear 15 </ b> S is integrated with an inner peripheral portion of the connection plate 23. A first pinion gear 15P1 that meshes with the sun gear 15S is provided in a space between the sun gear 15S and the rotor shaft 22.

さらに、第2モータ5は、ロータ5Rの軸線方向の長さと同一の長さに形成された円筒状のステータ5Sを備えている。このステータ5Sは、ケースに固定されている。ステータ5Sには、内側に突出した複数のティース部が形成されており、それぞれのティース部にコイルが巻き掛けられている。そのコイルの一部が、ステータ5Sから軸線方向に突出している。この突出した部分は、コイルエンド部24と称されており、そのコイルエンド部24およびロータ軸22の内側に、上記の第2ピニオンギヤ15P2やリングギヤ15Rが配置されている。すなわち、上記の減速機構15の一部、または全部が第2モータ5のコイルエンド部24やロータ軸22の内側に配置されている。ここで、コイルエンド部24またはロータ軸22の内側とは、回転中心軸線方向の位置で、コイルエンド部24やロータ軸22と重なる位置であることを意味する。なお、減速機構15のキャリヤ15Cに出力軸7がスプライン係合しており、その出力軸7が、上記円筒軸18の中空部に挿入されている。すなわち、上記の第2モータ5および減速機構15は、エンジン2の回転中心軸線と同一軸線を中心として回転するように、入力側スプロケット10と第1モータ4との間に、第2モータ5、減速機構15の順に配置されている。なお、図2に示す例では、減速機構15の全てをコイルエンド部24やロータ軸22の内側に配置した例を示しているものの、減速機構15の少なくとも一部がコイルエンド部24の内側となるように減速機15が配置されていればよい。   Further, the second motor 5 includes a cylindrical stator 5S formed to have the same length as the axial length of the rotor 5R. The stator 5S is fixed to the case. The stator 5S is formed with a plurality of teeth portions protruding inward, and a coil is wound around each of the teeth portions. A part of the coil protrudes from the stator 5S in the axial direction. The protruding portion is called a coil end portion 24, and the second pinion gear 15 </ b> P <b> 2 and the ring gear 15 </ b> R are arranged inside the coil end portion 24 and the rotor shaft 22. That is, part or all of the speed reduction mechanism 15 is disposed inside the coil end portion 24 and the rotor shaft 22 of the second motor 5. Here, the inner side of the coil end portion 24 or the rotor shaft 22 means a position overlapping the coil end portion 24 and the rotor shaft 22 at a position in the rotation center axis direction. The output shaft 7 is spline-engaged with the carrier 15 </ b> C of the speed reduction mechanism 15, and the output shaft 7 is inserted into the hollow portion of the cylindrical shaft 18. That is, the second motor 5 and the speed reduction mechanism 15 are arranged between the input side sprocket 10 and the first motor 4 so as to rotate about the same axis as the rotation center axis of the engine 2. The speed reduction mechanism 15 is arranged in this order. In the example shown in FIG. 2, an example in which all of the speed reduction mechanism 15 is arranged inside the coil end portion 24 and the rotor shaft 22 is shown. However, at least a part of the speed reduction mechanism 15 The speed reducer 15 should just be arrange | positioned so that it may become.

上記のように構成された駆動装置1は、エンジン2の駆動力を駆動輪14に伝達して走行するHV走行モードと、第2モータ5の駆動力を駆動輪14に伝達して走行する第1EV走行モードとを選択することができる。   The drive device 1 configured as described above is configured to travel by transmitting the driving force of the engine 2 to the driving wheels 14 and traveling by transmitting the driving force of the second motor 5 to the driving wheels 14. The 1EV traveling mode can be selected.

HV走行モードは、エンジン2から要求駆動力を出力するとともに、第1モータ4は、エンジン2の出力トルクを動力分割機構6から出力するための反力トルクを出力する。その場合、第1モータ4の出力トルクは、エンジン2から伝達されるトルクで回転させられる第1モータ4の回転数を低下させるように作用する。そのため、第1モータ4は発電機として機能し、エンジン2から出力された動力の一部を電気エネルギーに変換する。   In the HV traveling mode, the required driving force is output from the engine 2, and the first motor 4 outputs a reaction force torque for outputting the output torque of the engine 2 from the power split mechanism 6. In that case, the output torque of the first motor 4 acts to reduce the rotational speed of the first motor 4 that is rotated by the torque transmitted from the engine 2. Therefore, the first motor 4 functions as a generator, and converts a part of the power output from the engine 2 into electric energy.

上記のように第1モータ4から反力トルクを出力することにより、エンジン2から出力された動力の一部は、出力軸7に伝達される。すなわち、上記の動力分割機構6は、エンジン2の出力を第1モータ4と出力軸7とに分割して伝達するように機能する。   By outputting the reaction torque from the first motor 4 as described above, a part of the power output from the engine 2 is transmitted to the output shaft 7. That is, the power split mechanism 6 functions to split the output of the engine 2 to the first motor 4 and the output shaft 7 for transmission.

そして、動力分割機構6を介して出力軸7に伝達された動力に、第2モータ5の動力を加算して、チェーン機構9に動力が伝達されて走行する。なお、その際には、第1モータ4により回生(発電)された電力に加えて、図示しないバッテリなどの蓄電装置から電力を出力して第2モータ5に通電してもよい。   Then, the power of the second motor 5 is added to the power transmitted to the output shaft 7 via the power split mechanism 6, and the power is transmitted to the chain mechanism 9 to travel. At that time, in addition to the electric power regenerated (generated) by the first motor 4, electric power may be output from a power storage device such as a battery (not shown) to energize the second motor 5.

上記の第1EV走行モードは、第2モータ5の動力のみで走行するモードであって、エンジン2と第1モータ4とからは駆動トルクを出力しない。すなわち、第2モータ5から要求駆動力を出力して、その駆動力をチェーン機構9やデファレンシャルギヤユニット13を介して駆動輪14に伝達して走行する。その場合、フリクションにより、エンジン2は停止して、第1モータ4が空回りする。   The first EV travel mode is a mode in which the vehicle travels only with the power of the second motor 5 and does not output drive torque from the engine 2 and the first motor 4. That is, the required driving force is output from the second motor 5, and the driving force is transmitted to the driving wheel 14 via the chain mechanism 9 or the differential gear unit 13 to travel. In that case, the engine 2 is stopped by the friction and the first motor 4 is idling.

一方、第1EV走行モードで出力可能な駆動力には、第2モータ5の特性に応じた限界があるため、図1に示す駆動装置1は、第1モータ4と第2モータ5との駆動力により走行することができるように構成されている。具体的には、エンジン2の出力軸3に、エンジン2が逆回転することを防止するためのワンウェイクラッチ25が設けられている。したがって、第1モータ4からトルクを出力した場合には、リングギヤ6Rが反力要素として機能して、第1モータ4の出力トルクが出力軸7に伝達されて、第2モータ5の出力トルクに加算される。この走行モードを、第2EV走行モードと記す。   On the other hand, since the driving force that can be output in the first EV traveling mode has a limit corresponding to the characteristics of the second motor 5, the driving device 1 shown in FIG. 1 drives the first motor 4 and the second motor 5. It is comprised so that it can drive | work with force. Specifically, a one-way clutch 25 for preventing the engine 2 from rotating in the reverse direction is provided on the output shaft 3 of the engine 2. Therefore, when torque is output from the first motor 4, the ring gear 6 </ b> R functions as a reaction force element, and the output torque of the first motor 4 is transmitted to the output shaft 7, so that the output torque of the second motor 5 is converted. Is added. This travel mode is referred to as a second EV travel mode.

さらに、HV走行モード、第1EV走行モード、および第2EV走行モードのいずれの走行モードであっても、動力分割機構6や減速機構15に潤滑オイルを供給することができるオイルポンプ(O/P)26が設けられている。このオイルポンプ26は、リングギヤ6Rにワンウェイクラッチ27を介して連結され、かつキャリヤ6Cにワンウェイクラッチ28を介して連結された駆動軸29を備えている。したがって、HV走行モードでは、リングギヤ6Rの回転数がキャリヤ6Cの回転数よりも高回転数となることにより、ワンウェイクラッチ27が係合してリングギヤ6Rから駆動軸29にトルクが伝達されてオイルポンプ26が駆動する。その場合、ワンウェイクラッチ28は解放されてキャリヤ6Cと駆動軸29とは相対回転する。一方、第1EV走行モードや第2EV走行モードでは、エンジン2が停止していることにより、キャリヤ6Cの回転数がリングギヤ6Rの回転数よりも高回転数になり、ワンウェイクラッチ28が係合してキャリヤ6Cから駆動軸29にトルクが伝達されてオイルポンプ26が駆動する。その場合、ワンウェイクラッチ27は解放されてリングギヤ6Rと駆動軸29とは相対回転する。   Furthermore, an oil pump (O / P) that can supply lubricating oil to the power split mechanism 6 and the speed reduction mechanism 15 in any of the HV travel mode, the first EV travel mode, and the second EV travel mode. 26 is provided. The oil pump 26 includes a drive shaft 29 connected to the ring gear 6R via a one-way clutch 27 and connected to the carrier 6C via a one-way clutch 28. Therefore, in the HV traveling mode, the rotation speed of the ring gear 6R becomes higher than the rotation speed of the carrier 6C, whereby the one-way clutch 27 is engaged and torque is transmitted from the ring gear 6R to the drive shaft 29, so that the oil pump 26 is driven. In this case, the one-way clutch 28 is released and the carrier 6C and the drive shaft 29 rotate relative to each other. On the other hand, in the first EV traveling mode and the second EV traveling mode, since the engine 2 is stopped, the rotational speed of the carrier 6C becomes higher than the rotational speed of the ring gear 6R, and the one-way clutch 28 is engaged. Torque is transmitted from the carrier 6C to the drive shaft 29, and the oil pump 26 is driven. In this case, the one-way clutch 27 is released and the ring gear 6R and the drive shaft 29 rotate relative to each other.

上述したように駆動装置1を構成することにより、HV走行モードが設定されて比較的高車速で走行している場合のシステム効率を向上させるために、第1モータ5を低回転数で制御するとしても、動力分割機構6が減速機として機能することになるため、ギヤ列などのチェーン機構9以外の減速機構を設けることなく、動力分割機構6から出力された動力を適切に減速して駆動輪14に伝達することができる。具体的には、図3に示すようにエンジン2の出力軸3の回転中心軸線(エンジン軸)L1と、デファレンシャルギヤユニット13の出力軸であるドライブシャフト30の回転中心軸線(駆動輪軸)L2との二軸の構成とすることができる。その結果、駆動装置1を小型化することができる。なお、図3には、この発明の実施形態における駆動装置1のケースの外形を実線で示し、特許文献1に記載されたように減速機構として機能するギヤ列を設けた場合における駆動装置のケースの外形を破線で示している。   By configuring the drive device 1 as described above, the first motor 5 is controlled at a low rotational speed in order to improve system efficiency when the HV traveling mode is set and the vehicle is traveling at a relatively high vehicle speed. However, since the power split mechanism 6 functions as a speed reducer, the power output from the power split mechanism 6 is appropriately decelerated and driven without providing a speed reduction mechanism other than the chain mechanism 9 such as a gear train. It can be transmitted to the wheel 14. Specifically, as shown in FIG. 3, the rotation center axis (engine shaft) L1 of the output shaft 3 of the engine 2 and the rotation center axis (drive wheel shaft) L2 of the drive shaft 30 which is the output shaft of the differential gear unit 13 The two-axis configuration can be adopted. As a result, the drive device 1 can be reduced in size. FIG. 3 shows the outline of the case of the drive device 1 according to the embodiment of the present invention by a solid line, and the case of the drive device when a gear train that functions as a speed reduction mechanism is provided as described in Patent Document 1. The outline of is shown by a broken line.

また、上記のように動力分割機構6が減速機として機能することにより、チェーン機構9の減速比を低減することができる。その結果、入力側スプロケット10が過度に小型化することを抑制することができる。したがって、入力側スプロケット10の歯厚が過度に薄くなることや、チェーン12を構成するピンが過度に細くなることなどを抑制でき、チェーン機構9の強度が低下することを抑制することができる。   In addition, the power split mechanism 6 functions as a speed reducer as described above, whereby the reduction ratio of the chain mechanism 9 can be reduced. As a result, it is possible to suppress the input side sprocket 10 from being excessively downsized. Therefore, it is possible to suppress the tooth thickness of the input-side sprocket 10 from being excessively thin, the pins constituting the chain 12 from being excessively thin, and the like, and it is possible to suppress the strength of the chain mechanism 9 from being lowered.

さらに、第2モータ5のトルクを増大させる減速機構15を設けることにより、第2モータ5を高回転数、低トルク型のモータとすることができる。すなわち、第2モータ5のロータ5Rやステータ5Sの軸長を短縮することができる。そして、減速機構15の一部または全部を第2モータ5のコイルエンド部24の内側に配置することにより、減速機構15を設けることによる軸長の伸張を抑制することができる。   Furthermore, by providing the speed reduction mechanism 15 that increases the torque of the second motor 5, the second motor 5 can be a high-speed, low-torque motor. That is, the axial length of the rotor 5R and the stator 5S of the second motor 5 can be shortened. Then, by arranging a part or all of the speed reduction mechanism 15 inside the coil end portion 24 of the second motor 5, it is possible to suppress the extension of the axial length due to the provision of the speed reduction mechanism 15.

またさらに、減速機構15をステップドピニオン型の遊星歯車機構で構成することにより、減速機構15が大型化することを抑制しつつ高減速比を得ることができる。また、第1ピニオンギヤ15P1のモジュールを第2ピニオンギヤ15P2のモジュールよりも小さくすることにより、第1ピニオンギヤ15P1を小型化することができるため、第2モータ5のコイルエンド部24やロータ軸22の内側に容易に配置することができる。この場合、第1ピニオンギヤ15P1の歯厚が小さくなるものの、第1ピニオンギヤ15P1を第2ピニオンギヤ15P2よりも大径に形成することで、第1ピニオンギヤ15P1の各歯に作用する接線力を低減することができる。そのため、第2ピニオンギヤ15P2の強度を基準として第1ピニオンギヤ15P1の強度を定めればよく、モジュールを同一とした場合からの強度設計の変更に要する工数を低減することができる。   Furthermore, by configuring the speed reduction mechanism 15 with a stepped pinion type planetary gear mechanism, it is possible to obtain a high speed reduction ratio while suppressing an increase in size of the speed reduction mechanism 15. Further, since the first pinion gear 15P1 can be reduced in size by making the module of the first pinion gear 15P1 smaller than the module of the second pinion gear 15P2, the inner side of the coil end portion 24 of the second motor 5 and the rotor shaft 22 can be reduced. Can be easily arranged. In this case, although the tooth thickness of the first pinion gear 15P1 is reduced, the tangential force acting on each tooth of the first pinion gear 15P1 can be reduced by forming the first pinion gear 15P1 to have a larger diameter than the second pinion gear 15P2. Can do. Therefore, it is only necessary to determine the strength of the first pinion gear 15P1 on the basis of the strength of the second pinion gear 15P2, and it is possible to reduce the man-hours required for changing the strength design when the modules are made the same.

そして、上記のように動力分割機構6の入力要素(リングギヤ)6Rと出力要素(キャリヤ)6Cとの回転数が高い要素からトルクが伝達されてオイルポンプ26が駆動するように構成することにより、電動オイルポンプなどの他の装置を設けることなく、いずれの走行モードで走行したとしても、動力分割機構6や減速機構15を潤滑することができる。   Then, as described above, the oil pump 26 is driven by transmitting torque from elements having high rotational speeds of the input element (ring gear) 6R and the output element (carrier) 6C of the power split mechanism 6, The power split mechanism 6 and the speed reduction mechanism 15 can be lubricated regardless of the travel mode without providing other devices such as an electric oil pump.

なお、この発明の実施形態における減速機構15は、図1および図2に示す構成に限らず、シングルピニオン型の遊星歯車機構など他の構成のものであってもよい。図4には、シングルピニオン型の遊星歯車機構を減速機構31として備えた構成の一例を示している。図4に示す例では、連結プレート23がサンギヤ31Sに連結され、リングギヤ31Rがケースに固定され、キャリヤ31Cが出力軸7に連結されている。このように構成された減速機構31であっても、第2モータ5のトルクを増大させて出力軸7に伝達することができる。なお、図4に示す例では、減速機構31が、コイルエンド部24の内側に配置されている。   The speed reduction mechanism 15 in the embodiment of the present invention is not limited to the configuration shown in FIGS. 1 and 2, and may be of other configurations such as a single pinion type planetary gear mechanism. FIG. 4 shows an example of a configuration provided with a single pinion type planetary gear mechanism as the speed reduction mechanism 31. In the example shown in FIG. 4, the connecting plate 23 is connected to the sun gear 31 </ b> S, the ring gear 31 </ b> R is fixed to the case, and the carrier 31 </ b> C is connected to the output shaft 7. Even with the speed reduction mechanism 31 configured as described above, the torque of the second motor 5 can be increased and transmitted to the output shaft 7. In the example shown in FIG. 4, the speed reduction mechanism 31 is disposed inside the coil end portion 24.

1…駆動装置、 2…エンジン、 4…第1モータ、 5…第2モータ、 5S…ステータ、 5R…ロータ、 6…動力分割機構、 6R,15R,31R…リングギヤ、 6S,15S,31S…サンギヤ、 6C,15C,31C…キャリヤ、 9…チェーン機構、 10…入力側スプロケット、 11…出力側スプロケット、 12…チェーン、 13…デファレンシャルギヤユニット、 14…駆動輪、 15…減速機構、 15P1,15P2…ピニオンギヤ、 24…コイルエンド部、 L1,L2…回転中心軸線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drive device, 2 ... Engine, 4 ... 1st motor, 5 ... 2nd motor, 5S ... Stator, 5R ... Rotor, 6 ... Power split mechanism, 6R, 15R, 31R ... Ring gear, 6S, 15S, 31S ... Sun gear 6C, 15C, 31C ... carrier, 9 ... chain mechanism, 10 ... input side sprocket, 11 ... output side sprocket, 12 ... chain, 13 ... differential gear unit, 14 ... drive wheel, 15 ... speed reduction mechanism, 15P1, 15P2 ... Pinion gear, 24 ... coil end, L1, L2 ... rotation center axis.

Claims (1)

エンジンと、第1モータと、第2モータと、前記エンジンの動力を駆動輪と前記第1モータとに分割する動力分割機構とを備え、前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータと前記動力分割機構とが、前記エンジンの回転中心軸線と同一軸線上に配置されたハイブリッド車両の駆動装置において、
前記動力分割機構は、前記エンジンが連結された入力要素と、前記第1モータが連結された反力要素と、出力要素とを備えるとともに、前記反力要素の回転数が前記入力要素の回転数よりも低回転数の場合に、前記出力要素が前記入力要素よりも低回転数で回転するように構成されており、
前記出力要素には、入力側スプロケットと、前記駆動輪に連結されたデファレンシャルギヤユニットに形成された出力側スプロケットと、チェーンとで構成されるとともに、前記入力側スプロケットの回転数が前記出力側スプロケットの回転数よりも高回転数となるチェーン機構が連結され、
前記第2モータは、円筒状のステータと、前記ステータに巻き掛けられたコイルと、前記コイルのうちの前記ステータの軸線方向に突出したコイルエンド部と、前記ステータの半径方向における内側に設けられたロータとを有し、
前記第2モータのトルクを増大させて前記入力側スプロケットに伝達する減速機構を備え、
前記エンジンの回転中心軸線と同一軸線上に、前記エンジン、前記動力分割機構、前記入力側スプロケット、前記第2モータ、前記減速機構、前記第1モータが配置され、
前記減速機構の少なくとも一部が、前記コイルエンド部の内側に配置されている
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
An engine, a first motor, a second motor, and a power split mechanism that splits the power of the engine into drive wheels and the first motor, the engine, the first motor, the second motor, and the In the drive device for a hybrid vehicle, wherein the power split mechanism is disposed on the same axis as the rotation center axis of the engine,
The power split mechanism includes an input element to which the engine is connected, a reaction force element to which the first motor is connected, and an output element, and the rotation speed of the reaction force element is the rotation speed of the input element. The output element is configured to rotate at a lower rotational speed than the input element when the rotational speed is lower than
The output element includes an input side sprocket, an output side sprocket formed in a differential gear unit connected to the drive wheel, and a chain, and the rotational speed of the input side sprocket is the output side sprocket. Chain mechanism that is higher than the rotation speed of
The second motor is provided on the inner side in the radial direction of the stator, a cylindrical stator, a coil wound around the stator, a coil end portion of the coil protruding in the axial direction of the stator. And a rotor
A reduction mechanism that increases the torque of the second motor and transmits the torque to the input-side sprocket;
The engine, the power split mechanism, the input side sprocket, the second motor, the speed reduction mechanism, and the first motor are disposed on the same axis as the rotation center axis of the engine.
At least a part of the speed reduction mechanism is disposed inside the coil end portion.
JP2017115193A 2017-06-12 2017-06-12 Hybrid vehicle drive Active JP6888432B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017115193A JP6888432B2 (en) 2017-06-12 2017-06-12 Hybrid vehicle drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017115193A JP6888432B2 (en) 2017-06-12 2017-06-12 Hybrid vehicle drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019001206A true JP2019001206A (en) 2019-01-10
JP6888432B2 JP6888432B2 (en) 2021-06-16

Family

ID=65007085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017115193A Active JP6888432B2 (en) 2017-06-12 2017-06-12 Hybrid vehicle drive

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6888432B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004330847A (en) * 2003-05-06 2004-11-25 Aisin Aw Co Ltd Split type driving device
JP2007331718A (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Toyota Motor Corp Vibration suppression control apparatus
JP2008273381A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Toyota Motor Corp Power output unit of hybrid vehicle
US20100210388A1 (en) * 2009-02-16 2010-08-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-speed transmission with axis transfer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004330847A (en) * 2003-05-06 2004-11-25 Aisin Aw Co Ltd Split type driving device
JP2007331718A (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Toyota Motor Corp Vibration suppression control apparatus
JP2008273381A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Toyota Motor Corp Power output unit of hybrid vehicle
US20100210388A1 (en) * 2009-02-16 2010-08-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-speed transmission with axis transfer

Also Published As

Publication number Publication date
JP6888432B2 (en) 2021-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100704788B1 (en) Hybrid vehicles
JP4873264B2 (en) Drive device
JP5252122B1 (en) Hybrid vehicle drive device
US20140194238A1 (en) Hybrid vehicle driving apparatus
JP5811267B2 (en) Vehicle drive device
JP2019050706A (en) Drive unit for electric vehicle
JP6468245B2 (en) Hybrid vehicle drive device
JP4352269B2 (en) Hybrid drive device
JP5794322B2 (en) Vehicle drive device
JP6083475B2 (en) Vehicle drive device
JP5783365B2 (en) Oil pump drive
JP2013184487A (en) Drive device of hybrid vehicle
KR102121717B1 (en) Drive device for hybrid vehicle
JP2009248825A (en) Hybrid drive unit
JP2009286367A (en) Hybrid drive unit
JP2019131031A (en) Hybrid vehicle driving device
JP6888432B2 (en) Hybrid vehicle drive
JP5093601B2 (en) Hybrid drive unit
JP2019073158A (en) Transaxle of hybrid vehicle
JP2007069632A (en) Controller for hybrid vehicle
JP2017081316A (en) Planetary gear mechanism
JP2019077304A (en) Hybrid driving device
KR102663982B1 (en) Power transmission system of hybrid electric vehicle
KR20070014332A (en) Hybrid vehicles
JP2021115944A (en) Power division mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200317

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210304

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20210304

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20210304

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210420

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210503

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6888432

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151