JP4900693B2 - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源としてエンジン（ガソリンエンジン・ディーゼルエンジン等の内燃機関）と回転電機（電力の供給を受けて駆動力（回転駆動力）を発生するモータとして働くもの、駆動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータとして働くもの、あるいは、動作状態により択一的にモータ若しくはジェネレータとして働くものを含む）とを備え、エンジンと回転電機とのいずれか一方もしくは両方から駆動力を得、変速機で変速して駆動輪に伝達する構成のハイブリッド駆動装置に関する。

以下、変速機として無段変速機（ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission））を備えたハイブリッド駆動装置を例にとって説明する。
無段変速機を備えたハイブリッド駆動装置は、比較的小型に構成できるために、例えば、ＦＦ車に採用される。
２種の駆動源と無段変速機とを備えて構成されるハイブリッド駆動装置は、特許文献１あるいは特許文献２に紹介されている。

特許文献１に開示の技術
特許文献１に開示のハイブリッド駆動装置は、当該明細書の図１に示すように、エンジン２と回転電機３とを備えて構成されており、回転電機３のロータは無段変速機５の入力軸５１に連結されている。一方、エンジン２は、第一のクラッチ４を介して無段変速機５の入力軸５１に連結されている。そして、無段変速機５からの出力は、第二のクラッチ７、駆動輪１１Ｒ、１１Ｌに伝達される。
この文献１に開示のハイブリッド駆動装置では、第二のクラッチ４を備えることにより、急制動、駆動輪のロック等により、無段変速機の回転数比が固定された場合でも、第二のクラッチを切断することにより無段変速機の駆動輪による固定状態が解除され、当該無段変速機構を発進時の変速比に戻すことができる。

この文献に開示の技術では、両方の駆動源から駆動力を得て走行する場合、両者の駆動力はそのまま無段変速機ＣＶＴの入力とされる。また、この文献に示す図１の構成では、無段変速機（具体的には駆動プーリ）と回転電機との間に第一のクラッチ４が配設されている。

さて、同明細書の従来技術として示されている図４に開示の技術では、エンジン１１１、回転電機１１２及び無段変速機ＣＶＴ１１４を備え、無段変速機ＣＶＴ１１４の入力軸に回転電機１１２が設けられた構成において、エンジン１１１と回転電機１１２との間に設けられたクラッチ１１３により、エンジン１１１からＣＶＴ１１２への駆動力の伝達を実現する。

特許文献２
特許文献２に開示のハイブリッド駆動装置は、特許文献１の図４に示される従来技術の構成を踏襲するものであり、エンジン出力軸１０と無段変速機１３の入力軸１２との間に電磁クラッチ１１を設けている。回転電機１５は、無段変速機１３の入力軸１２に直結されており、電磁クラッチ１１が係合した状態にあっては、両駆動源からの駆動力の全てが、そのまま無段変速機１３に入力される。

特開２０００−２３３１３号公報 特開２０００−０９２１５号公報

２種の駆動源（エンジン及び単一の回転電機のみ）と無段変速機とを備えたハイブリッド駆動装置は、元来、その搭載に必要となる占有空間をできるだけ小さくできるように開発された装置である。しかしながら、これまで示してきた従来技術のように、駆動源（特に回転電機）の出力をそのまま無段変速機に入力して変速して駆動輪に伝達する構成を採用すると、走行に必要となる駆動力によっては、回転電機自体が大型化しやすく、装置を小型化したいという目的に反する場合もある。

さらに、エンジンと回転電機との両方からの回転を無段変速機で減速する構成を採用する場合、無段変速機を大きなものとせざるを得ず、この点からも改良の余地がある。

本願の目的は、駆動源としてエンジンと回転電機との両方を備え、これらの一方若しくは両方から回転駆動を得て、変速機で変速して駆動輪に伝達する構成のハイブリッド駆動装置において、回転電機として比較的小型のものを採用する場合にも十分な走行駆動力を得ることが可能であるとともに、ハイブリッド駆動装置をできるだけ小型にすることができるハイブリッド駆動装置を得ることにある。

上記目的を達成するための本発明に係る、エンジンに接続された駆動装置入力軸と、回転電機と、変速機入力軸から入力される回転を変速して変速機出力軸に出力可能な変速機と、前記変速機出力軸と駆動輪を接続する出力機構とを備えたハイブリッド駆動装置の第１の特徴構成は、
前記回転電機のロータと前記変速機入力軸とを連結する駆動伝動機構を備えるとともに、
前記駆動装置入力軸と前記変速機入力軸との駆動伝動を断続可能とするクラッチを備え、
前記駆動伝動機構に、前記回転電機からの回転を減速して前記変速機入力軸に伝える減速機構を備え、
第１軸心上に、前記駆動装置入力軸と前記変速機入力軸とを同心に配設して備え、前記第１軸心の軸方向において、前記変速機と前記回転電機との間に、前記クラッチ及び前記減速機構を備え、
エンジン側から前記変速機に向かうに従って、前記回転電機、前記減速機構、前記クラッチ、前記変速機が配設され、
前記クラッチが、クラッチ出力部材としてのクラッチドラムと、クラッチ入力部材としてのクラッチハブとを備えて構成され、
前記クラッチドラムが前記変速機入力軸に接続され、
前記クラッチドラムを介して、前記減速機構からの減速回転が前記変速機入力軸に伝えられ、前記クラッチハブが前記駆動装置入力軸と一体回転するように接続され、
前記減速機構が、前記クラッチドラムの開口側に配設されていることにある。

ここで、「接続」とは、接続の対象となっている部材間で相互に駆動力の伝達が可能となっている状態をいい、両部材が直接連結されている状態の他、他の部材を介して間接的に連結されている状態も含む。
このハイブリッド駆動装置では、回転電機のロータと変速機入力軸との間においては、駆動伝動機構を介して駆動力が伝達される。即ち、回転電機がモータとして働く状態では、発生する駆動力は無段変速機に伝達される。一方、駆動輪へ制動をかける状態では、回転電機はジェネレータとして働くこととなる。さらに、クラッチを係合することにより、主にはエンジンからの駆動力が変速機に伝達される状態を実現することとなる。さらに、エンジンブレーキをかける状態も実現できる。
以上の動作説明は、従来からのハイブリッド駆動装置にあっても同様である。

本願に係るハイブリッド駆動装置では、駆動伝動機構に減速機構を備え、回転電機からの回転を減速して変速機入力軸に伝える。従って、変速機入力軸に伝達されるトルクを従来構成のものと同一でよいとするならば、必要となる回転電機は小型のもので済む。逆に、実質的に同容量（大きさがほぼ等しい）ものを採用すると、大きなトルクを駆動伝動下流側で得ることができる。

さらに、この構成では、回転電機からの回転をそのまま変速機の入力とするのではなく、減速機構により減速された状態の駆動を変速機に入力するため、速度域が制限され変速機自体を小型のものとすることができ、コンパクトでありながら、充分な走行駆動範囲をカバーできるハイブリッド駆動装置を得ることができる。

さらに、上記の構成では、クラッチ、減速機構を変速機と回転電機との間に配設することにより、回転電機の位置を変速機から軸方向で最も離れた位置とすることができる。即ち、クラッチ、減速機構の配設位置に変速機出力ギヤを配設することが可能となり、このギヤの位置と回転電機の位置との干渉を避けることができ、回転電機の外径を稼ぐことができる。
また、変速機と回転電機との間に形成される空間をクラッチ及び減速機構により占有させて、無駄なく各機器を収納できコンパクトな構成を実現できる。
さらに、回転電機と変速機との間における駆動伝動においても、回転電機−減速機構−変速機の順に配設することで、シンプルな構成で信頼性の高い駆動伝動を実現できる。
変速機が無断変速機ＣＶＴの場合は、以下の作用・効果を奏する。
即ち、一般に、無段変速機ＣＶＴは、駆動プーリが配設される第１軸心と従動プーリが配設される第２軸心との一対の軸心間に所要の機器を備えて構成されており、エンジン側から駆動プーリへ駆動を伝達する構成を採用した場合、従動プーリ（第２軸心）側は、エンジン側（従動プーリに対してエンジン側）に変速機出力軸を突出させる構成となる。従って、第２軸心側には、従動プーリとその付属機器及び変速機出力ギヤが位置することとなり、これら付属機器及び変速機出力ギヤは、エンジン側に位置する。そして、この構成において、駆動プーリに対して、そのエンジン側に回転電機を配設し、さらに、そのエンジン側にクラッチ、減速機構を配設すると、回転電機の径方向最外径位置は、変速機出力ギヤに制約される。また、回転電機から無段変速機への駆動伝動は、一度エンジン側へ出力してから無段変速側へ戻すこととなる。
このような構成に対して、クラッチ、減速機構を駆動プーリと回転電機との間に配設することにより、回転電機の位置を無段変速機から軸方向で最も離れた位置とすることができ、結果的に回転電機を変速機出力ギヤから軸方向で避けた位置に配設することが可能となり、回転電機の外径を稼ぐことができる。

さらに、上記の構成では、回転電機と減速機構とを近接させることで、減速出力までの構成をシンプル且つ無駄のない機構で小型に構成できる。また、クラッチ出力部材を減速機構からの出力の変速機への伝達にも使用でき、構成を簡略化して信頼性を高めることが可能であるともに、部品点数を低減できる。

さらに、前記出力機構に、前記変速機出力軸に接続されるカウンタ機構と、前記カウンタ機構に接続されるディファレンシャル機構とを備え、前記ディファレンシャル機構と前記駆動輪とが接続される構成で、
前記第１軸心の軸方向において、前記回転電機のステータ鉄心の位置が、前記カウンタ機構に備えられるカウンタギヤの位置及び前記ディファレンシャル機構に備えられるディファレンシャルリングギヤの位置よりエンジン側に配設されていることが好ましい。
この構成にあっては、回転電機のステータ鉄心の位置を、カウンタギヤ（換言すると変速機出力ギヤ）及びディファレンシャルリングギヤの位置よりエンジン側とすることにより、ステータ鉄心の外径を大きく取ることが可能となり、回転電機としての出力が比較的大きなものを採用する場合にあっても、軸心方向の厚みを抑えることが可能となる。

さて、前記減速機構がプラネタリギヤ機構であり、プラネタリギヤ機構の出力回転要素と前記クラッチドラムとが接続されていることが好ましい。

また、前記減速機構がプラネタリギヤ機構であり、プラネタリギヤ機構を構成するギヤが前記クラッチドラムの外径部位より内径側に配設されていることが好ましい。
この構成の場合、減速機構を比較的簡便なプラネタリギヤ機構で構成し、さらに、このプラネタリギヤ機構を構成するギヤを、クラッチドラムの外径部位より内径側に位置させることで、クラッチの外径部位を最外径位置とするコンパクトな駆動伝動系を実現できる。

さて、これまで説明してきたハイブリッド駆動装置において、前記減速機構が、サンギヤ、キャリア、リングギヤを備えたシングルプラネタリギヤであり、前記サンギヤに前記回転電機のロータが接続されるとともに、前記キャリアが非回転部材に連結され、前記リングギヤが出力回転要素であることが好ましい。
ここで、「非回転部材に連結」とは、非回転部材に直接連結されて回転が止められることを意味する他、非回転部材に間接的に連結されて回転が止められることを意味する。
減速機構としてシングルプラネタリギヤを採用することで、減速に必要とされる占有空間の容積を最小限に抑えながら、充分な減速を行える。さらに、キャリアを非回転部材に連結して、その回転を止めることで、サンギヤとリングギヤとの回転方向は逆となるものの、キャリア以外のギヤの回転数（正回転及び逆回転における回転数の絶対値）を比較的制限された範囲とでき、潤滑等の点で有利である。

一方、これまで説明してきたハイブリッド駆動装置において、前記減速機構が、サンギヤ、キャリア、リングギヤを備えたシングルプラネタリギヤであり、前記サンギヤに前記回転電機のロータが接続されるとともに、前記リングギヤが非回転部材に連結され、前記キャリアが出力回転要素であることが好ましい。
減速機構としてシングルプラネタリギヤを採用することで、減速に必要とされる占有空間の容積を最小限に抑えながら、充分な減速を行える。さらに、リングギヤを非回転部材に連結して、その回転を止めることで、サンギヤとキャリアの回転方向を同一としたまま大幅な減速を行え、最外径部位のギヤを容易に固定できる構成を実現できる。

さて、これまで説明してきた構成において、
組付け状態で、前記回転電機を内部に収納し、エンジン側に開口するエンジン側開口を備えた回転電機収納ケースと、前記回転電機収納ケースの前記エンジン側開口を前記駆動装置入力軸が貫通した状態でカバーする回転電機カバーとを備え、
前記回転電機カバーに、前記駆動装置入力軸から駆動力を得て作動するメカニカルオイルポンプが設けられていることが好ましい。
駆動装置入力軸から駆動力を得て働くメカニカルポンプを、回転電機カバーに備えることができる。また、このメカニカルポンプは、回転電機に対してその、ステータコイルの内径側に位置させるものとできるので、ステータコイルの介在により形成される空間を有効に利用することができる。

さらに、前記回転電機カバーに、前記メカニカルオイルポンプの一部を成すオイルポンプケースが取付けられるとともに、前記オイルポンプケースに前記駆動装置入力軸内を介して前記クラッチに作動油を送る作動油供給路が設けられていることが好ましい。
このように構成することで、作動油供給路をオイルポンプケースを使用して実現できる。
さらに、当該オイルポンプケースに関して、このオイルポンプケースが、前記第１軸心の軸方向において、前記回転電機の少なくとも一部とオーバーラップしていることが好ましい。
回転電機において、その出力を得ようとすると、ロータ及びステータの径は、比較的大きくなる。結果、この構成では、回転電機の内径側で、駆動装置入力軸より外径側に空き空間が形成されるが、この部位にオイルポンプケースを侵入させて、作動油供給路を設けることで、空き空間を有効に使用できる。

さらに具体的には、前記回転電機のロータに対して、そのロータの内径側部位に作動油供給路が設けられている構成も採用することができる。

以下、本願に係るハイブリッド駆動装置ＨＶに関して、その実施の形態を、図面に基づいて説明する。
第一実施形態
図１、図２は、ハイブリッド駆動装置ＨＶの構成を示す断面図であり、図３は、軸方向視でのハイブリッド駆動装置ＨＶを構成する主要機器の配置構成を示した図であり、図４は、このハイブリッド駆動装置ＨＶが採用している駆動伝動系の模式図である。

このハイブリッド駆動装置ＨＶを備えた車両は、駆動源として、エンジンＥＧ及び回転電機ＭＧを備えるとともに、これらから得られる駆動力が変速機（無段変速機ＣＶＴ）に入力される。そして無段変速機ＣＶＴでは、入力回転を無段変速し、変速後の回転駆動を、カウンタギヤＣＧ、ディファレンシャルギヤＤＧを介して、駆動輪Ｗに伝達する。

図４に模式的に示すように、回転電機ＭＧは減速機構ＲＳを介して無段変速機ＣＶＴに駆動連結される構成が採用されており、エンジンＥＧは、ダンパＤ、クラッチＣを介して無段変速機ＣＶＴに駆動連結される構成が採用されている。従って、この駆動伝動系にあっては、クラッチＣが切断状態にある場合は、回転電気ＭＧがモータとして働いてモータ走行を実現できるとともに、制動時には回転電機ＭＧがジェネレータとして働いて、回転電機ＭＧに電気的に接続されているバッテリーＢの充電を行うことができる。一方、クラッチＣが接続状態の場合は、モータＭＧ及びエンジンＥＧからの駆動力が無段変速機ＣＶＴに伝達され、両方の駆動源から駆動力を得て走行することができる。

図１は、本願に係るハイブリッド駆動装置ＨＶの詳細を示したものであり、回転電機ＭＧ、減速機構ＲＳ、クラッチＣ、無段変速機ＣＶＴ、カウンタギヤＣＧ、ディファレンシャルギヤＤＧの配置及び接続構成を示したものである。図２は、回転電機ＭＧ、減速機構ＲＳ、クラッチＣ近傍の詳細を示す図である。

このハイブリッド駆動装置ＨＶは、エンジンＥＧに駆動連結された駆動装置入力軸Ｉｅｇと、回転電機ＭＧと、ＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔ（変速機入力軸）から入力される回転を無段に変速してＣＶＴ出力軸Ｏｃｖｔ（変速機出力軸）に出力可能な無段変速機ＣＶＴと、ＣＶＴ出力軸Ｏｃｖｔと駆動輪Ｗを駆動連結する出力機構とを備えている。出力機構は、ＣＶＴ出力軸Ｏｃｖｔに備えられる変速機出力ギヤＯＧ、カウンタギギヤＣＧを備えたカウンタ軸ＣＡ、カウンタ軸ＣＡに設けられるピニオンＣＰと噛合するディファレンシャルリングギヤＤＧｒを備えたディファレンシャルギヤＤＧを備えて構成されている。
そして、回転電機ＭＧのロータＭＧｒとＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔとの間には、両者を連結し駆動力の伝動が可能な駆動伝動機構ＴＤが備えられ、駆動装置入力軸ＩｅｇとＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔとの間に、両者間で駆動伝動を断続可能とするクラッチＣが備えられ、駆動伝動機構ＴＤに、回転電機ＭＧからの回転を減速してＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔに伝える減速機構ＲＳが備えられている。図示する例にあっては、前記減速機構ＲＳとして、シングルプラネタリギヤＳＰＧが採用されており、さらに、クラッチＣの一部を成すクラッチドラムＣｄが駆動伝動機構ＴＤの一部を成すように構成されている。

ＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔの軸心を第１軸心Ｚ１と呼ぶと、第１軸心Ｚ１上に、駆動装置入力軸Ｉｅｇ、ＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔが同心に配設されるとともに、エンジン側から、回転電機ＭＧ、減速機構ＲＳ（シングルプラネタリギヤＳＰＧ）、クラッチＣ、無段変速機ＣＶＴの駆動プーリＣＶＴｄが同心に配設されている。

さらに、このハイブリッド駆動装置ＨＶでは、駆動装置ケースは、無段変速機ＣＶＴを収納するためのＣＶＴケースＣｃｖｔと、回転電機ＭＧを収納するためのＭＧケース（回転電機収納ケース）Ｃｍｇと、ＣＶＴケースＣｃｖｔの開口（図１において左側に設けられる開口）をカバーするためのＣＶＴケースカバーＣＣｃｖｔと、ＭＧケースＣｍｇの開口（図１において右側に設けられる開口）をカバーし、回転電機ＭＧとダンパＤ及びエンジンＥＧ間とを仕切るＭＧケースカバーＣＣｍｇとを備えている。図示するように、ＣＶＴケースＣｃｖｔのエンジン側にＭＧケースＣｍｇが接続される。

以上が、本願に係るハイブリッド駆動装置ＨＶの概略であるが、以下、詳細に説明する。
回転電機ＭＧ
ＭＧケースＣｍｇ内に配設される回転電機ＭＧは、よく知られているように、ロータＭＧｒと、該ロータＭＧｒの径方向外側に位置すると共に軸方向に該ロータＭＧｒより突出するコイルＭＧｃを有するステータＭＧｓとからなる。ロータＭＧｒは、永久磁石が埋め込まれた多数の積層板ｐｒと、これらの積層板ｐｒを軸方向に並べた状態で固定・支持するロータ支持部材ｒｓとにより構成されている。

図１、図２に示すように、当該ロータＭＧｒは、ＭＧケースＣｍｇ及びＭＧケースカバーＣＣｍｇとによりベアリングＢＲＧを介して、第１軸心Ｚ１周りに回転可能に支持されている。さらに、このロータＭＧｒには、減速機構ＲＳ側に伸びるロータ駆動伝動部材Ｔｒが設けられ、当該減速機構ＲＳを構成するシングルプラネタリギヤＳＰＧのサンギヤｓの内径側延出部とスプラインｓｐにより接続され、ロータＭＧｒの駆動力がサンギヤｓに伝達されるように構成されている。

また、積層板ｐｒに僅かの間隔を存して対向するように多数のステータ鉄心ｓｆがＭＧケースＣｍｇに固定されており、これらのステータ鉄心ｓｆにはコイルＭＧｃが巻回されてステータＭＧｓが構成されている。

図１、図２からも判明するように、本願にあっては、ロータＭＧｒを構成する多数の積層板ｐｒ及びステータ鉄心ｓｆは、共に、その断面形状において第１軸心Ｚ１方向の幅が小さく、径方向の厚みが大きく取られている。結果、両者ともにその容積を稼ぐことで、回転電機出力を比較的大きなものと出来ている。

前記ＭＧケースＣｍｇにはレゾルバ・ステータＲｓが、ロータ駆動伝動部材Ｔｒにはレゾルバ・ロータＲｒが設けられており、両者Ｒｓ、Ｒｒにより、レゾルバが構成されて、回転電機ＭＧの回転位置を検出可能に構成されている。

減速機構ＲＳ
本例では、減速機構ＲＳとしてサンギヤｓ、ピニオンｐを回転可能に支持するキャリアｃ、及びリングギヤｒを備えたシングルプラネタリギヤＳＰＧを採用している。
この例では、サンギヤｓには、回転電機ＭＧのロータ駆動がロータ駆動伝動部材Ｔｒを介して伝達される。キャリアｃはＭＧケースＣｍｇから支持されるとともに、その回転が止められる構成が採用されている。即ち、ＭＧケースＣｍｇは、本願における非回転部材に相等する。リングギヤｒは、後述するクラッチＣのクラッチドラムＣｄのエンジン側端を延出した延出部に設けられている。即ち、リングギヤｒの外径部位とクラッチドラムＣｄとの内径部位とをスプラインｓｐにより一体回転するように接続している。従って、シングルプラネタリギヤＳＰＧのギヤｒ、ｐ、ｓは、クラッチドラムＣｄの外径部位より内径側に配設されるとともに、第１軸心Ｚ１の軸方向において、リングギヤｒ、キャリアｃ、サンギヤｓが、クラッチドラムＣｄの延出部と一部においてオーバーラップする構成となっている。結果、クラッチＣ及び減速機構ＲＳを無段変速機ＣＶＴと回転電機ＭＧとの間に備える構成において、充分な小型化が達成されている。各ギヤｒ、ｐ、ｓのギヤ比の関係は、入力回転要素であるサンギヤｓの回転を出力回転要素であるリングギヤｒの回転として、減速して取り出せるように設定されている。
結果、回転電機ＭＧで発生される駆動力は、この減速機構ＲＳで減速され、クラッチドラムＣｄに伝達され、当該クラッチドラムＣｄと一体回転するＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔに伝達される。即ち、本願に係る駆動伝動機構ＴＤは、ロータ駆動伝動部材Ｔｒ，減速機構ＲＳ及びクラッチドラムＣｄから構成されている。

また、図１、図２からも判明するように、ＭＧケースＣｍｇからキャリヤｃ内に連通され、ピニオンｐとキャリアｃとの間に設けられるベアリング収納空間に連通する油路ｏ１が設けられており、ＭＧケースＣｍｇから良好にベアリングｂｒｇを潤滑できるように構成されている。

駆動装置入力軸Ｉｅｇ
回転電機ＭＧ及び減速機構ＲＳの軸心部位には、エンジンＥＧからの駆動力が伝達される駆動装置入力軸Ｉｅｇが配設されている。この駆動装置入力軸Ｉｅｇが本願に係るハイブリッド駆動装置ＨＶの入力部材とされている。エンジンＥＧと駆動装置入力軸Ｉｅｇとの間にダンパＤを備えることにより、この入力軸Ｉｅｇで入力の変動が抑えられる。
図１に示すように、この駆動装置入力軸Ｉｅｇは、ＭＧケースカバーＣＣｍｇ、減速機構ＲＳであるシングルプラネタリギヤＳＰＧのサンギヤｓ、及びＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔにより回転可能に支持される構成が採用されている。ＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔとの関係について説明すると、駆動装置入力軸Ｉｅｇの無段変速機ＣＶＴ側端は、ＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔ内に侵入する構成が採用されており、ベアリングｂｒｇを介してＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔにより外径側から回転可能に支持されている。軸方向も、ＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔによりベアリングを介して位置決めされる構成が採用されている。

さらに、駆動装置入力軸ＩｅｇのＣＶＴ入力軸側端近傍には、クラッチハブ接続部Ｉｃｈが設けられており、先端に複数の摩擦板ｆｐを備えたクラッチハブＣｈが、当該入力軸Ｉｅｇと一体に回転するように構成されている。

クラッチＣ
クラッチＣは、ＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔと一体回転するクラッチドラムＣｄと、駆動装置入力軸Ｉｅｇと一体回転するクラッチハブＣｈとを備えて構成されており、クラッチハブＣｈの外径側部位に複数の摩擦板をｆｐ、クラッチドラムＣｄの先端内径側部位に複数の摩擦相手板ｆｏを備えて構成されている。そして、クラッチＣ内に備えられるピストンＣｐが油圧の供給により軸方向に移動することで、クラッチＣの係合、係合解除を実現する。ピストンスプリングＣｓは、その一端がピストンＣｐに当接し、他端がＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔに軸方向移動を阻止されたスプリングリテーナＣｒに当接されており、所定の付勢力を発生できるように構成されている。このクラッチドラムＣｄは、クラッチ出力部材に相当する。

係合は、クラッチドラムＣｄとピストンＣｐとの間に作動油が供給され、ピストンＣｐがピストンスプリングＣｓの付勢力に抗してクラッチハブＣｈ側に移動した状態で、摩擦相手板ｆｏが摩擦板ｆｐに押圧されることで実現する。一方、係合解除は、作動油の供給圧が断たれ、ピストンスプリングＣｓの付勢力によりピストンＣｐがクラッチハブＣｈから離間する方向に移動されることで実現する。
この構成から、クラッチＣの係合状態で、駆動装置入力軸Ｉｅｇから駆動力がクラッチＣを介してＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔに伝達される。

係合・係合解除用に油圧は、ＣＶＴケースＣｃｖｔに設けられる油路ｏ２、クラッチドラムＣｄに設けられた導入路ｏ３を介して、クラッチドラムＣｄとピストンＣｐとの間に供給される。

無段変速機ＣＶＴ
図１に示すように、無段変速機ＣＶＴは、駆動プーリＣＶＴｄと従動プーリＣＶＴｒと、駆動プーリＣＶＴｄの回転力を従動プーリＣＶＴｒに伝達するＶベルトｖなどからなっている。
駆動プーリＣＶＴｄは、ＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔである駆動軸と一体に回転する固定円錐板ＣＰｆと、固定円錐板ＣＰｆに対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共に駆動プーリシリンダ室ＳＲｄに作用する油圧によってＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔの軸方向に移動可能である可動円錐板ＣＰｍからなっている。当該駆動プーリシリンダ室ＳＲｄは、駆動軸Ｉｃｖｔの軸端に固定されているプランジャｐｕと可動円錐板ＣＰｍとの間に形成される構成が採用され、油圧は、駆動軸Ｉｃｖｔの内部に設けられた油路ｏ５から可動円錐板ＣＰｍの支持部に設けられた油圧供給口ｏ６を介して駆動プーリシリンダ室ＳＲｄに供給される構成が採用されている。

従動プーリＣＶＴｒは、ＣＶＴ出力軸Ｏｃｖｔである従動軸上に設けられている。この従動プーリＣＶＴｒもまた、従動軸Ｏｃｖｔと一体に回転する固定円錐板ＣＰｆと、固定円錐板ＣＰｆに対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共に従動プーリシリンダ室ＳＲｒに作用する油圧によって従動軸Ｏｃｖｔの軸方向に移動可能である可動円錐板ＣＰｍとからなっている。当該従動プーリシリンダ室ＳＲｒは、従動軸Ｏｃｖｔの中間部に固定されているプランジャｐｕと可動円錐板ＣＰｍとの間に形成される構成が採用され、プランジャｐｕと可動円錐板ＣＰｍの背面（図１において右側の面）との間に復帰スプリングｒｓが介装される構成が採用されている。この従動プーリＣＶＴｒの場合も、油圧は、従動軸Ｏｃｖｔの内部に設けられた油路ｏ７から可動円錐板Ｃｐｍの支持部に設けられた油圧供給口ｏ８を介して従動プーリシリンダ室ＳＲｒに供給される構成が採用されている。
さらに、従動プーリシリンダ室ＳＲｒを形成するプランジャｐｕに背面側には、可動円錐板ＣＰｍの背面で、その外径側部位には、従動プーリシリンダ室ＳＲｒを形成するための円筒状のシリンダＳｍが備えられているとともに、このシリンダＳｍの先端から概略円筒状のプランジャカバーＰＣが設けられている。
この構成から、従動プーリＣＶＴｒはエンジン側に向かうに従って、その従動軸周りの外径が小さくなる。

上記構成を採用することにより、駆動プーリＣＶＴｄの可動円錐板ＣＰｍおよび従動プーリＣＶＴｒの可動円錐板ＣＰｍを軸方向に移動させてＶベルトｖとの接触位置半径を変えることにより、駆動プーリＣＶＴｄと従動プーリＣＶＴｒとのあいだの回転比つまり減速比を変えることができる。例えば、駆動プーリＣＶＴｄのＶ字状プーリ溝の幅を拡大すると共に従動プーリＣＶＴｒのＶ字状プーリ溝の幅を縮小すれば、駆動プーリＣＶＴｄ側のＶベルトｖの接触位置半径は小さくなり、従動プーリＣＶＴｒ側のＶベルト接触位置半径は大きくなるので、大きな変速比が得られることになる。可動円錐板ＣＰｍ、ＣＰｍを前記とは逆方向に移動させれば減速比は小さくなる。このような駆動プーリＣＶＴｄと従動プーリＣＶＴｒのＶ字状プーリ溝の幅を変化させる制御は、図示しない制御系統を介して油圧制御回路ＣＯＰによる駆動プーリシリンダ室ＳＲｄまたは従動プーリシリンダ室ＳＲｒへの油圧制御により行われる。

従動軸Ｏｃｖｔはエンジン側（図１の右側）に延出されてＣＶＴ出力軸とされており、その延出部位に変速機出力ギヤＯＧが固着されている。この変速機出力ギヤＯＧはカウンタ軸ＣＡ上のカウンタギヤＣＧとかみ合っている。カウンタ軸ＣＡに設けられたピニオンＣＰはディファレンシャルギヤＤＧのディファレンシャルリングギヤＤＧｒとかみ合っている。ディファレンシャルギヤＤＧからドライブシャフトＤＳを介して駆動輪Ｗに駆動が伝達される。本願にあっては、カウンタ軸ＣＡ、カウンタギヤＣＧ及びピニオンＣＰがカウンタ機構を構成し、ディファレンシャルリングギヤＤＧｒを備えたディファレンシャルギヤＤＧがディファレンシャル機構を成す。

無段変速機ＣＶＴ、クラッチＣ、減速機構ＲＳ、回転電機ＭＧと、変速機出力ギヤＯＧ
、カウタギヤＣＧ及びディファレンシャルリングギヤＤＧｒとの位置関係
図１に示すように、本願に係るハイブリッド駆動装置ＨＶにあっては、駆動装置入力軸ＩｅｇとＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔが配設される第１軸心Ｚ１については、エンジン側から回転電機ＭＧ、減速機構ＲＳ、クラッチＣ、駆動プーリＣＶＴｄが配設される。一方、ＣＶＴ出力軸Ｏｃｖｔが配設される第２軸心Ｚ２については、エンジン側から変速機出力ギヤＯＧ、従動プーリＣＶＴｒが配設される。
そして、第１軸心Ｚ１の軸方向において、クラッチＣ及び減速機構ＲＳは、従動プーリＣＶＴｒにおいて、その外径が小径化し始める従動プーリＣＶＴｒのプランジャｐｕから変速機出力ギヤＯＧに到る中間部位においてオーバーラップする位置に配設されており、装置の小型化に大きく寄与している。さらに、回転電機ＭＧとカウンタギヤＣＧ及びディファレンシャルリングギヤＤＧｒとの関係について述べると、回転電機ＭＧのステータＭＧｓを構成するステータ鉄心ｓｆの位置が、カウンタ軸ＣＡに備えられるカウンタギヤＣＧの位置及びディファレンシャルギヤＤＧに備えられるディファレンシャルリングギヤＤＧｒの位置よりエンジンＥＧ側に配設されている。

図３は、ＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔ、ＣＶＴ出力軸Ｏｃｖｔの軸端側から見た（図１において左側から見た）、本願に係るハイブリッド駆動装置ＨＶに備えられる主要な機器（駆動プーリＣＶＴｄ、回転電機ＭＧ、従動プーリＣＶＴｒ、カウンタギヤＣＧ、ディファレンシャルリングギヤＤＧｒ、変速機出力ギヤＯＧ）の位置関係を示した図面である。この図にあっては、これまで説明してきた第１軸心Ｚ１、第２軸心Ｚ２とともに、カウンタ軸ＣＡの軸心を第３軸心Ｚ３、ディファレンシャルリングギヤＤＧｒの軸心を第４軸心Ｚ４として示している。
この図からも判るように、左右方向において第１軸心Ｚ１と第３軸心Ｚ３との間に第２軸心Ｚ２及び第４軸心Ｚ４が位置し、上下方向において、第４軸心Ｚ４と第２軸心Ｚ２との間に第１軸心Ｚ１、第３軸心Ｚ３が位置する構成が採用されている。さらに、回転電機ＭＧに備えられるステータ鉄心ｓｆの外径位置は、変速機出力ギヤＯＧの外径位置に近接するが、図１に示すように、第１軸心Ｚ１の軸方向において位置を異ならせることにより、回転電機ＭＧの外径を大きく取って出力の得られる回転電機を採用しながら、変速機出力ギヤＯＧ、カウンタギヤＣＧ、ディファレンシャルリングギヤＤＧｒとは干渉の起こらない小型のものを得ることができている。

さらに、図１に、オイルパンＯＰから電動オイルポンプＥＯＰ、油圧制御回路ＣＯＰを介して、作動油、潤滑油の供給系統を示した。

第二実施形態
以下、本願に係るハイブリッド駆動装置ＨＶの第二実施形態に関し説明する。
この実施形態にあっても、単一の回転電機ＭＧを備えるとともに、シングルプラネタリギヤＳＰＧからなる減速機構ＲＳにより減速された駆動回転がＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔに入力される。またエンジンＥＧからの駆動力は、クラッチＣによる断続を受ける状態で、同じくＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔに入力される。この例にあっても、クラッチＣのクラッチドラムＣｄが、回転電機ＭＧからの駆動力の伝動の用に供される構成が採用されている。そして、無段変速機ＣＶＴによる変速後の駆動が、カウンタ軸ＣＡ及びディファレンシャルギヤＤＧを介して駆動輪Ｗに伝達される。

第二実施形態においては、回転電機ＭＧの軸心側にメカニカルオイルポンプＭＯＰを備える構成を採用するとともに、クラッチＣに対する作動油、その他の駆動装置入力軸Ｉｅｇ周りの所要部位に潤滑油を供給する作動油供給路ｏ１０を設けている。さらに、シングルプラネタリギヤＳＰＧからなる減速機構ＲＳにおける、キャリアｃ及びリングギヤｒの連結相手が異なる。以下、これらの相違点に関して説明する。

メカニカルオイルポンプＭＯＰ及び作動油供給路ｏ１０
図５、６に示すように、この実施形態におけるＭＧケースカバーＣＣｍｇの回転電機ＭＧ側（エンジンＥＧとは反対側）に凹部を穿つとともに、この凹部を覆うオイルポンプカバーＯＰｃをＭＧケースカバーＣＣｍｇに固定する構成とし、ＭＧケースカバーＣＣｍｇとオイルポンプカバーＯＰｃとの間にポンプ室ＯＰｒが形成されている。さらに、このポンプ室ＯＰｒに、駆動装置入力軸Ｉｅｇと一体回転するロータＲｏｐを備え、メカニカルオイルポンプＭＯＰとしてある。

さらに、前記オイルポンプカバーＯＰｃの無段変速機ＣＶＴ側を円筒状に延出させて、この延出部ＥＡと駆動装置入力軸Ｉｅｇとの間にオイルを分配供給する作動油供給路ｏ１０を形成してある。このようにして、回転電機ＭＧの軸心側に位置する空間を有用に利用して、コンパクトな構成としている。
前記オイルポンプカバーＯＰｒに駆動装置入力軸Ｉｅｇ内を介してクラッチＣに作動油を良好に送ることができる。

減速機構ＲＳ
本例にあっても、減速機構ＲＳとしてサンギヤｓ、ピニオンｐを回転可能に支持するキャリアｃ、及びリングギヤｒを備えたシングルプラネタリギヤＳＰＧを採用している。
この例でも、サンギヤｓには、回転電機ＭＧのロータ駆動がロータ駆動伝動部材Ｔｒを介して伝達される。これに対して、リングギヤｒはスプラインｓｐによりＭＧケースＣｍｇに、その回転が止められた状態で支持される構成が採用されている。即ち、ＭＧケースＣｍｇは、この例でも非回転部材となる。一方、キャリアｃは、クラッチＣのクラッチドラムＣｄのエンジン側端を延出した延出部に連結されている。即ち、キャリアｃの外径部位とクラッチドラムＣｄとの内径部位とをスプラインｓｐにより一体回転するようにしている。
従って、この例でも、シングルプラネタリギヤＳＰＧのギヤｒ、ｐ、ｓは、クラッチドラムＣｄの外径部位より内径側に配設されるとともに、第１軸心Ｚ１の軸方向において、リングギヤｒ、キャリアｃ、サンギヤｓが、クラッチドラムＣｄの延出部と一部においてオーバーラップする構成となって、クラッチＣ及び減速機構ＲＳを備える構成において、充分な小型化が達成されている。各ギヤのギヤ比の関係は、入力回転要素であるサンギヤｓの回転を出力回転要素であるキャリアｃの回転として、減速して取り出せるように設定されている。
結果、回転電機ＭＧで発生される回転は、この減速機構ＲＳで減速され、クラッチドラムＣｄに伝達され、当該クラッチドラムＣｄと一体回転するように設けられているＣＶＴ入力軸Ｉｃｖｔに伝達される。

また、減速機構ＲＳを構成するピニオンｐとキャリアｃとの間に設けられるベアリングｂｒｇの潤滑は、駆動装置入力軸Ｉｅｇ側から遠心力により送られてくるオイルによるものとしている。

図５に、オイルパンＯＰから電動オイルポンプＥＯＰ、メカニカルオイルポンプＭＯＰ、油圧制御回路ＣＯＰを介した、作動油、潤滑油の供給系統を示した。
〔別実施の形態〕
（１） これまで説明してきた実施の形態にあっては、変速機が無断変速機ＣＶＴである例を示したが、本願構成を変速機として、変速比が段階的に変更される有段変速機を使用する場合にも適用できる。
（２） 先に説明した実施の形態は、本願に係るハイブリッド駆動装置をＦＦ車に採用する例をしめしたが、ＦＲ車に採用することもできる。
（３） 上記の実施の形態にあっては、エンジンと変速機入力軸との間の駆動伝動を断続するクラッチのクラッチドラムを、変速機入力軸への入力部材として共通に使用したが、エンジンからクラッチを介した変速機入力軸へのエンジン側の入力系統と、回転電機から減速機構を介した変速機入力軸への入力系統を、変速機入力軸まで別系統としておいてもよい。
（４） 上記の実施の形態にあっては、回転電機から無段変速機に到る機器の配設において、回転電機−減速機構−クラッチ−駆動プーリとしたが、減速機構とクラッチの位置関係は、逆転していてもよい。
（５） 上記の実施の形態にあっては、減速機構を構成するに、シングルプラネタリギヤを採用したが、減速できれば如何なる機構を採用してもよい。但し、シングルプラネタリギヤにより代表されるプラネタリギヤ機構が小型であり好適である。
（６） 上記のメカニカルオイルポンプに関しては、第二実施形態に示すように回転電機カバーに設けるのが好適であるが、伝動系の任意の位置にこれを配設することができる。
また、上記の第二実施の形態にあっては、図６に示すようにＭＧケースカバーＣＣｍｇに凹部を穿ち、その凹部をロータＲｏｐが配設されるポンプ室ＯＰｒとした。即ち、この例では、ＭＧケースカバーＣＣｍｇが、ロータＲｏｐを収納するオイルポンプボディＯＰｂとして、この凹部が覆うカバーがオイルポンプカバーＯＰｃとされる。これに対して、図７に示すように、ＭＧケースカバーＣＣｍｇに対して、その無断変速機側に配設される対となる部材を設け、この部材に凹部を設けポンプ室ＯＰｒとしてもよい。この構成の場合、対となる部材がオイルポンプボディＯＰｂとなる。
そこで、本願にあっては、オイルポンプカバー或はオイルポンプボディをオイルポンプケースと呼ぶ。図６の例にあっては、オイルポンプケースとしてのオイルポンプカバーが、第１軸心の軸方向において、回転電機の少なくとも一部とオーバラップし、回転電機のロータに対して、その内径側部位に作動油供給路が設けられることとなる。図７の例にあっては、オイルポンプケースとしてのオイルポンプボディが、第１軸心の軸方向において、回転電機の少なくとも一部とオーバラップし、回転電機のロータに対して、その内径側部位に作動油供給路が設けられることとなる。

駆動源としてのエンジンと回転電機との備え、これらの一方若しくは両方から駆動力を得て、変速機で変速して駆動輪に伝達するハイブリッド駆動装置において、回転電機として比較的小型のものを採用する場合にも十分な駆動力を得ることが可能であるとともに、ハイブリッド駆動装置をできるだけ小型なものとすることができた。

第一実施形態のハイブリッド駆動装置の構成を示す断面図 第一実施形態のハイブリッド駆動装置の要部構成を示す断面図 第一実施形態のハイブリッド駆動装置の主要機器の配置を示す側面図 本願に係るハイブリッド駆動装置の駆動伝動系の概略を示す図 第二実施形態のハイブリッド駆動装置の構成を示す断面図 第二実施形態のハイブリッド駆動装置の要部構成を示す断面図 第二実施形態のハイブリッド駆動装置の要部別構成例を示す断面図

符号の説明

Ｃ クラッチ
Ｃｄ クラッチドラム
Ｃｈ クラッチハブ
ＣＧ カウンタギヤ
ＣＶＴ 無段変速機
Ｄ ダンパ
ＤＧ ディファレンシャルギヤ
ＤＧｒ ディファレンシャルリングギヤ
ＥＧ エンジン
ＨＶ ハイブリッド駆動装置
Ｉｅｇ 駆動装置入力軸
Ｉｃｖｔ ＣＶＴ入力軸
ＭＧ 回転電機
Ｏｃｖｔ ＣＶＴ出力軸
ＯＧ 変速機出力ギヤ
ＲＳ 減速機構
ＳＰＧ シングルプラネタリギヤ

Claims (10)

1. エンジンに接続された駆動装置入力軸と、回転電機と、変速機入力軸からの回転を変速して変速機出力軸に出力可能な変速機と、前記変速機出力軸と駆動輪を接続する出力機構とを備えたハイブリッド駆動装置であって、
   前記回転電機のロータと前記変速機入力軸とを連結する駆動伝動機構を備えるとともに、
   前記駆動装置入力軸と前記変速機入力軸との駆動伝動を断続可能とするクラッチを備え、
   前記駆動伝動機構に、前記回転電機からの回転を減速して前記変速機入力軸に伝える減速機構を備え、
   第１軸心上に、前記駆動装置入力軸と前記変速機入力軸とを同心に配設して備え、前記第１軸心の軸方向において、前記変速機と前記回転電機との間に、前記クラッチ及び前記減速機構を備え、
   エンジン側から前記変速機に向かうに従って、前記回転電機、前記減速機構、前記クラッチ、前記変速機が配設され、
   前記クラッチが、クラッチ出力部材としてのクラッチドラムと、クラッチ入力部材としてのクラッチハブとを備えて構成され、
   前記クラッチドラムが前記変速機入力軸に接続され、
   前記クラッチドラムを介して、前記減速機構からの減速回転が前記変速機入力軸に伝えられ、前記クラッチハブが前記駆動装置入力軸と一体回転するように接続され、
   前記減速機構が、前記クラッチドラムの開口側に配設されているハイブリッド駆動装置。
2. 前記出力機構に、前記変速機出力軸に接続されるカウンタ機構と、前記カウンタ機構に接続されるディファレンシャル機構とを備え、前記ディファレンシャル機構と前記駆動輪とが接続される構成で、
   前記第１軸心の軸方向において、前記回転電機のステータ鉄心の位置が、前記カウンタ機構に備えられるカウンタギヤの位置及び前記ディファレンシャル機構に備えられるディファレンシャルリングギヤの位置よりエンジン側に配設されている請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
3. 前記減速機構がプラネタリギヤ機構であり、プラネタリギヤ機構の出力回転要素と前記クラッチドラムとが接続されている請求項１又は２記載のハイブリッド駆動装置。
4. 前記減速機構がプラネタリギヤ機構であり、プラネタリギヤ機構を構成するギヤが前記クラッチドラムの外径部位より内径側に配設されている請求項１又は２記載のハイブリッド駆動装置。
5. 前記減速機構が、サンギヤ、キャリア、リングギヤを備えたシングルプラネタリギヤであり、前記サンギヤに前記回転電機のロータが接続されるとともに、前記キャリアが非回転部材に連結され、前記リングギヤが出力回転要素である請求項１〜４のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
6. 前記減速機構が、サンギヤ、キャリア、リングギヤを備えたシングルプラネタリギヤであり、前記サンギヤに前記回転電機のロータが接続されるとともに、前記リングギヤが非
   回転部材に連結され、前記キャリアが出力回転要素である請求項１〜４のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
7. 組付け状態で、前記回転電機を内部に収納し、エンジン側に開口するエンジン側開口を備えた回転電機収納ケースと、前記回転電機収納ケースの前記エンジン側開口を前記駆動装置入力軸が貫通した状態でカバーする回転電機カバーとを備え、
   前記回転電機カバーに、前記駆動装置入力軸から駆動力を得て作動するメカニカルオイルポンプが設けられている請求項１〜６のいずれか一項記載のハイブリッド駆動装置。
8. 前記回転電機カバーに、前記メカニカルオイルポンプの一部を成すオイルポンプケースが取付けられるとともに、前記オイルポンプケースに前記駆動装置入力軸内を介して前記クラッチに作動油を送る作動油供給路が設けられている請求項７記載のハイブリッド駆動装置。
9. 前記オイルポンプケースが、前記第１軸心の軸方向において、前記回転電機の少なくとも一部とオーバーラップしている請求項８記載のハイブリッド駆動装置。
10. 前記回転電機のロータに対して、当該ロータの内径側部位に前記作動油供給路が設けられている請求項９記載のハイブリッド駆動装置。

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