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公開番号2021054319
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019180632
出願日20190930
発明の名称車両用駆動装置
出願人アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
代理人特許業務法人R&C
主分類B60K 6/442 20071001AFI20210312BHJP(車両一般)
要約【課題】シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置の大型化を抑制する技術を提供する。
【解決手段】車両用駆動装置は、内燃機関EGに駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2と、回転電機MG1,MG2と接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置STと、入力部材と第1回転電機MG1とを駆動連結する第1伝達系と、第1回転電機MG1と出力部材とを駆動連結する第2伝達系と、第2回転電機MG2と出力部材とを駆動連結する第3伝達系と、第1伝達系における動力伝達を断接する第1係合装置と、第2伝達系における動力伝達を断接する第2係合装置と、を備え、第1回転電機MG1の出力能力と第2回転電機MG2の出力能力との合計が、蓄電装置STの出力以下である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
第1回転電機及び第2回転電機と、
前記第1回転電機及び前記第2回転電機と電気的に接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置と、
前記入力部材と前記第1回転電機とを駆動連結する第1伝達系と、
前記第1回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第2伝達系と、
前記第2回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第3伝達系と、
前記第1伝達系における動力伝達を断接する第1係合装置と、
前記第2伝達系における動力伝達を断接する第2係合装置と、を備え、
前記第1回転電機の出力能力と前記第2回転電機の出力能力との合計が、前記蓄電装置の出力以下である、車両用駆動装置。
続きを表示(約 430 文字)【請求項2】
前記第1回転電機の定格回転速度は、最高車速での前記出力部材の回転速度に、前記第2伝達系の変速比を乗じて算出される値以上である、請求項1に記載の車両用駆動装置。
【請求項3】
前記第1回転電機の出力能力と前記第2回転電機の出力能力との合計が、前記蓄電装置の出力と同等である、請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。
【請求項4】
前記第1回転電機の出力能力と、前記内燃機関の出力能力とが同等である、請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
【請求項5】
前記第1回転電機の出力能力と、前記第2回転電機の出力能力とが同等である、請求項1から4のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
【請求項6】
前記内燃機関から前記出力部材までの動力伝達経路に、前記第1回転電機のロータと一体的に回転する回転部材が配置されている、請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置に関する。
続きを表示(約 6,300 文字)【背景技術】
【0002】
このような車両用駆動装置の一例が、下記の特許文献1に開示されている。以下、この背景技術の説明では、特許文献1における符号を括弧内に引用する。
【0003】
特許文献1の車両用駆動装置は、内燃機関(22)に駆動連結される入力部材(31)と、車輪に駆動連結される出力部材(63a,63b)と、第1回転電機(MG1)及び第2回転電機(MG2)と、これらの回転電機と電気的に接続された蓄電装置(50)と、入力部材(31)と第1回転電機(MG1)とを駆動連結する第1伝達系(34)と、入力部材(31)と出力部材(63a,63b)とを駆動連結する第2伝達系(33,32,62)と、第2回転電機(MG2)と出力部材(63a,63b)とを駆動連結する第3伝達系(36,32,62)と、第2伝達系(33,32,62)における動力伝達を断接する第1係合装置(CL1)と、内燃機関(22)と入力部材(31)との間での動力伝達を断接する第2係合装置(CL2)と、を備えている。
【0004】
特許文献1の車両用駆動装置は、所謂、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置である。特許文献1の車両用駆動装置では、要求トルク等に基づいて、第1係合装置(CL1)及び第2係合装置(CL2)の係合の状態を制御すると共に、第1回転電機(MG1)、第2回転電機(MG2)、及び内燃機関(22)の動作を制御することにより、5つの走行モードのうちのいずれかが選択される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2016−88385号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1の車両用駆動装置では、当該特許文献1の図3に示されているように、低速かつ高トルクでの車両の走行を行う場合にのみ、2モータEVモードが選択される。2モータEVモードは、第1回転電機(MG1)及び第2回転電機(MG2)の双方の駆動力を出力部材(63a,63b)に伝達するモードであり、第2回転電機(MG2)に加えて第1回転電機(MG1)も力行状態となる。
【0007】
一方、2モータEVモード以外の走行モードでは、第1回転電機(MG1)は力行状態とならない。つまり、2モータEVモード以外の走行モードでは、第1回転電機(MG1)は発電状態又は空転状態(駆動力を出力しない状態)とされ、内燃機関(22)及び第2回転電機(MG2)の駆動力が車両の走行に利用される。このような車両用駆動装置では、特に高速域での車輪駆動力を確保するために、第2回転電機(MG2)の出力を十分に確保する必要がある。そのため、第2回転電機(MG2)が大型化し、延いては車両用駆動装置が大型化し易いという課題があった。
【0008】
そこで、このようなシリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置の大型化を抑制することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記に鑑みた、車両用駆動装置の特徴構成は、
内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
第1回転電機及び第2回転電機と、
前記第1回転電機及び前記第2回転電機と電気的に接続され、車両の外部から充電可能に構成された蓄電装置と、
前記入力部材と前記第1回転電機とを駆動連結する第1伝達系と、
前記第1回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第2伝達系と、
前記第2回転電機と前記出力部材とを駆動連結する第3伝達系と、
前記第1伝達系における動力伝達を断接する第1係合装置と、
前記第2伝達系における動力伝達を断接する第2係合装置と、を備え、
前記第1回転電機の出力能力と前記第2回転電機の出力能力との合計が、前記蓄電装置の出力以下である点にある。
【0010】
この特徴構成によれば、蓄電装置から第1回転電機と第2回転電機との双方に同時に電力を供給して、それらの双方を出力能力に応じた出力で同時に力行させることができる。これにより、様々な車速域において、第1回転電機と第2回転電機との双方を力行させて、その駆動力を車両の走行に利用することができる。したがって、第2回転電機の出力を大きく確保する必要性を低減でき、第2回転電機の大型化を抑制できる。その結果、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両用の駆動装置の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトン図
実施形態に係る車両用駆動装置の制御ブロック図
内燃機関、第1回転電機、第2回転電機、及び蓄電装置の性能の一例を示す図
走行モードを決定するための制御マップの一例を示す図
各走行モードにおける、第1係合装置、第2係合装置、第1回転電機、第2回転電機、及び内燃機関の作動状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下では、実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。図1に示すように、車両用駆動装置100は、内燃機関EG、並びに第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2を車輪Wの駆動力源とする、シリーズ・パラレル型のプラグインハイブリッド車両を駆動するための装置である。車両用駆動装置100は、入力部材1と、出力部材2と、第1回転電機MG1と、第2回転電機MG2と、第1係合装置CL1と、第2係合装置CL2と、を備えている。本実施形態では、車両用駆動装置100は、カウンタギヤ機構3と、差動歯車機構4と、第1ギヤG1と、第2ギヤG2と、第3ギヤG3と、第4ギヤG4と、第5ギヤGと、を更に備えている。
【0013】
本実施形態では、入力部材1と第1ギヤG1と第4ギヤG4とのそれぞれは、その回転軸心としての第1軸X1上に配置されている。そして、第1回転電機MG1と第2ギヤG2と第3ギヤG3とのそれぞれは、その回転軸心としての第2軸X2上に配置されている。更に、カウンタギヤ機構3は、その回転軸心としての第3軸X3上に配置されている。第2回転電機MG2と第5ギヤGとのそれぞれは、その回転軸心としての第4軸X4上に配置されている。また、出力部材2と差動歯車機構4とのそれぞれは、その回転軸心としての第5軸X5上に配置されている。第1軸X1〜第5軸X5は、互いに異なる仮想軸であり、互いに平行に配置されている。
【0014】
以下の説明では、上記の軸X1〜X5に平行な方向を、車両用駆動装置100の「軸方向L」とする。そして、軸方向Lにおいて、入力部材1に対して第1回転電機MG1が配置される側を「軸方向第1側L1」とし、その反対側を「軸方向第2側L2」とする。また、上記の軸X1〜X5のそれぞれに直交する方向を、各軸を基準とした「径方向R」とする。なお、どの軸を基準とするかを区別する必要がない場合やどの軸を基準とするかが明らかである場合には、単に「径方向R」と記す場合がある。
【0015】
入力部材1は、内燃機関EGに駆動連結される。本実施形態では、入力部材1は、ダンパ装置DPを介して内燃機関EGの出力軸(クランクシャフト等)に駆動連結されている。内燃機関EGは、燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等)である。ダンパ装置DPは、伝達されるトルクの変動を減衰する装置である。本実施形態では、ダンパ装置DPには、出力側から過大なトルクが入力される等した場合に、内燃機関EGへの駆動力の伝達を制限するトルクリミッタが設けられている。
【0016】
ここで、本願において「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が1つ又は2つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。なお、伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等が含まれていても良い。
【0017】
出力部材2は、車輪Wに駆動連結される。本実施形態では、出力部材2は、一対の出力軸21を有している。一対の出力軸21のそれぞれは、車輪Wに駆動連結されている。
【0018】
第1回転電機MG1は、非回転部材(例えば、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2等を収容するケース)に固定された第1ステータSt1と、当該第1ステータSt1に対して回転自在に支持された第1ロータRo1と、を備えている。本実施形態では、第1ロータRo1は、第1ステータSt1に対して径方向Rの内側に配置されている。第1ロータRo1には、軸方向Lに沿って延在する第1ロータ軸Ros1が、一体的に回転するように連結されている。
【0019】
第1ギヤG1と第2ギヤG2とは、互いに噛み合っている。本実施形態では、第1ギヤG1は、第1係合装置CL1を介して、入力部材1と連結されている。また、本実施形態では、第2ギヤG2は、第1ロータ軸Ros1と一体的に回転するように連結されている。こうして、本実施形態では、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが、入力部材1と第1回転電機MG1とを駆動連結する「第1伝達系T1」を構成している。
【0020】
第1係合装置CL1は、第1伝達系T1における動力伝達を断接する係合装置である。本実施形態では、第1係合装置CL1は、入力部材1と第1ギヤG1との間での動力伝達を断接する。また、本実施形態では、第1係合装置CL1は、ソレノイドや電動機等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。第1係合装置CL1が係合状態である場合、入力部材1と第1ギヤG1との間で動力が伝達される。一方、第1係合装置CL1が解放状態である場合、入力部材1と第1ギヤG1との間での動力伝達が遮断される。
【0021】
第3ギヤG3と第4ギヤG4とは、互いに噛み合っている。本実施形態では、第3ギヤG3は、第2係合装置CL2を介して、第1ロータ軸Ros1と連結されている。また、本実施形態では、第4ギヤG4は、入力部材1に対して相対的に回転可能に支持されている。
【0022】
カウンタギヤ機構3は、カウンタ入力ギヤ31と、カウンタ出力ギヤ32と、を備えている。
【0023】
カウンタ入力ギヤ31は、カウンタギヤ機構3の入力要素である。カウンタ入力ギヤ31は、第4ギヤG4と噛み合っている。カウンタ出力ギヤ32は、カウンタギヤ機構3の出力要素である。カウンタ出力ギヤ32は、カウンタ入力ギヤ31と一体的に回転するように連結されている。本実施形態では、カウンタ出力ギヤ32は、軸方向Lに沿って延在するカウンタ軸33を介して、カウンタ入力ギヤ31と連結されている。図示の例では、カウンタ出力ギヤ32は、カウンタ入力ギヤ31よりも軸方向第1側L1に配置されている。また、図示の例では、カウンタ出力ギヤ32は、カウンタ入力ギヤ31よりも小径に形成されている。
【0024】
差動歯車機構4は、差動入力ギヤ41を備えている。差動入力ギヤ41は、差動歯車機構4の入力要素である。差動入力ギヤ41は、カウンタギヤ機構3のカウンタ出力ギヤ32と噛み合っている。なお、図1において、差動入力ギヤ41とカウンタ出力ギヤ32とを接続する破線は、それらのギヤ同士が噛み合っていることを示している。
【0025】
本実施形態では、差動歯車機構4は、傘歯車型の差動歯車機構である。具体的には、差動歯車機構4は、中空の差動ケースと、当該差動ケースと一体的に回転するように支持されたピニオンシャフトと、当該ピニオンシャフトに対して回転可能に支持された一対のピニオンギヤと、当該一対のピニオンギヤと噛み合って分配出力要素として機能する一対のサイドギヤと、を備えている。差動ケースには、ピニオンシャフト、一対のピニオンギヤ、及び一対のサイドギヤが収容されている。本実施形態では、差動ケースには、差動入力ギヤ41が当該差動ケースの径方向Rの外側に突出するように連結されている。そして、一対のサイドギヤのそれぞれには、出力部材2の出力軸21が一体的に回転可能に連結されている。こうして、差動歯車機構4は、差動入力ギヤ41の回転を一対の出力軸21に分配する。
【0026】
本実施形態では、第3ギヤG3、第4ギヤG4、カウンタギヤ機構3、及び差動歯車機構4が、第1回転電機MG1と出力部材2とを駆動連結する「第2伝達系T2」を構成している。
【0027】
第2係合装置CL2は、第2伝達系T2における動力伝達を断接する係合装置である。本実施形態では、第2係合装置CL2は、第1ロータ軸Ros1と第3ギヤG3との間での動力伝達を断接する。また、本実施形態では、第2係合装置CL2は、ソレノイドや電動機等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。第2係合装置CL2が係合状態である場合、第1ロータ軸Ros1と第3ギヤG3との間で動力が伝達される。一方、第2係合装置CL2が解放状態である場合、第1ロータ軸Ros1と第3ギヤG3との間での動力伝達が遮断される。
【0028】
第2回転電機MG2は、非回転部材(例えば、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2等を収容するケース)に固定された第2ステータSt2と、当該第2ステータSt2に対して回転自在に支持された第2ロータRo2と、を備えている。本実施形態では、第2ロータRo2は、第2ステータSt2に対して径方向Rの内側に配置されている。第2ロータRo2には、軸方向Lに沿って延在する第2ロータ軸Ros2が、一体的に回転するように連結されている。
【0029】
第5ギヤG5は、第2ロータ軸Ros2と一体的に回転するように連結されている。第5ギヤG5は、カウンタギヤ機構3のカウンタ入力ギヤ31の周方向における第4ギヤG4とは異なる位置で、カウンタ入力ギヤ31と噛み合っている。
【0030】
本実施形態では、第5ギヤG5、カウンタギヤ機構3、及び差動歯車機構4が、第2回転電機MG2と出力部材2とを駆動連結する「第3伝達系T3」を構成している。本実施形態では、カウンタギヤ機構3及び差動歯車機構4が、第2伝達系T2と第3伝達系T3とで共用されている。
(【0031】以降は省略されています)

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