JP2003191761A

JP2003191761A - ハイブリッド車両用駆動装置

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Publication number: JP2003191761A
Application number: JP2001394459A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Motoike; 一利本池; Yutaka Taga; 豊多賀; Masahiro Kojima; 昌洋小嶋; Masatoshi Adachi; 昌俊足立; Jiro Kaneko; 二郎金子
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-09
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP3536837B2; CN100469612C; CN1703334A

Abstract

(57)【要約】【課題】装置全体のコンパクト化を図りつつ減速機構を
組込むことのできるハイブリッド車両用駆動装置を提供
する。【解決手段】ハイブリッド車両用の駆動装置１４はＭＧ
１（第１モータジェネレータ）、動力分割機構２７及び
ＭＧ２（第２モータジェネレータ）を備える。ＭＧ１は
主に発電機として機能する。動力分割機構２７はエンジ
ンで発生する動力をＭＧ１及び駆動輪に分割する。ＭＧ
２は、ＭＧ１の外径よりも小さな外径を有し、そのＭＧ
１に対しエンジンの反対側に配置される。ＭＧ２は主に
電動機として機能し、エンジンの動力とは別に駆動輪を
駆動するための補助動力を発生する。さらに、駆動装置
１４において、ＭＧ２よりも外径が小さく、かつＭＧ２
の回転を減速させるための減速機構２８を、ＭＧ２に対
しエンジンの反対側に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンと電動機
という特性の異なる２種類の動力源を備え、状況に応じ
駆動力を最適に組合わせて走行するようにしたハイブリ
ッド車両に採用して好適なハイブリッド車両用駆動装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンと電動機という特性の異
なる２種類の動力源を備えたハイブリッド車両が開発・
実用化されている。このハイブリッド車両では、前述し
た２種類の動力源の駆動力を状況に応じて最適に組合わ
せることで、各動力源の長所を活かし短所を補うように
している。このため、車両の動力性能を十分に確保しつ
つ、燃料消費率やエミッション性能の大幅な改善を図る
ことができる。

【０００３】このようなハイブリッド車両に採用される
駆動装置としては、従来から種々提案されている。その
１つに、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）、動力分割
機構及び第２モータジェネレータ（ＭＧ２）を備えたも
のがある。ＭＧ１は主に発電機として機能する。動力分
割機構は遊星歯車機構からなり、エンジンで発生する動
力をＭＧ１及び駆動輪に分割する。ＭＧ２は主に電動機
として機能し、エンジンの動力とは別に駆動輪を駆動す
るための補助動力を発生する。この駆動装置では、動力
分割機構によって分割された動力の一方が機械的に駆動
輪に伝達されて、その駆動輪が回転される。また、分割
された動力の他方がＭＧ１に伝達される。この伝達に応
じてＭＧ１が発電機として機能し、発電された電力がＭ
Ｇ２に供給される。この供給に応じてＭＧ２が電動機と
して機能すると、そのＭＧ２で発生した動力が、前述し
た動力分割機構によって分割された一方の動力に加わ
り、エンジンの出力がアシストされる。

【０００４】また、前述したハイブリッド車両用駆動装
置における各構成部品の配置（レイアウト）に関連する
技術として、例えば特開平６−１４４０２０号公報に
は、ＭＧ１、ＭＧ２、遊星歯車機構を直列に配置するも
のが開示されている。この配置によると、エンジンに近
い箇所から遠ざかるにつれて順に体格、特に外径が小さ
くなって、装置全体をコンパクトにできるメリットがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイブリッ
ド車両用の駆動装置としては、ＭＧ２（電動機）の回転
速度を減速するための減速機構を追加することが考えら
れる。しかしながら、前述した公報に記載された駆動装
置では、この減速機構を前記遊星歯車機構に加えて配置
させる場合の具体的なレイアウトについて示されていな
い。そのため、この減速機構を含めて、装置全体をコン
パクトにすることのできる駆動装置の出現が望まれてい
る。

【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、装置全体のコンパクト化を
図りつつ減速機構を組込むことのできるハイブリッド車
両用駆動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明では、電動機あるいは発電機として機
能する第１モータジェネレータと、エンジンで発生する
動力を前記第１モータジェネレータ及び駆動輪に分割す
る動力分割機構と、前記第１モータジェネレータに対し
前記エンジンの反対側に配置されるとともに、電動機あ
るいは発電機として機能し、前記エンジンの動力とは別
に前記駆動輪を駆動するための動力を発生する第２モー
タジェネレータとを備え、前記第２モータジェネレータ
の外径を前記第１モータジェネレータの外径よりも小さ
くしたハイブリッド車両用駆動装置において、前記第２
モータジェネレータよりも外径が小さく、かつ前記第２
モータジェネレータの回転を減速させるための減速機構
を、同第２モータジェネレータに対し前記エンジンの反
対側に配置している。

【０００８】上記の構成によれば、エンジンで発生した
動力は、動力分割機構により２つに分割される。この分
割された動力の一方が機械的に駆動輪に伝達されて、そ
の駆動輪が回転される。また、分割された動力の他方が
第１モータジェネレータに伝達される。この伝達に応じ
て第１モータジェネレータが発電機として機能すると、
発電された電力は第２モータジェネレータに供給され
る。この供給に応じて第２モータジェネレータが電動機
として機能すると、その第２モータジェネレータで発生
した動力が、前述した動力分割機構によって分割された
一方の動力に加わり、エンジンの出力がアシストされ
る。

【０００９】ところで、駆動装置では、その構成部分の
うち少なくとも両モータジェネレータ及び減速機構につ
いては、エンジンに近い側から遠ざかる側へ向けて、第
１モータジェネレータ、第２モータジェネレータ及び減
速機構の順に配列されている。そして、第２モータジェ
ネレータの外径が第１モータジェネレータの外径よりも
小さいうえに、減速機構の外径が第２モータジェネレー
タの外径よりも小さい。そのため、動力分割機構の外径
が第１モータジェネレータの外径よりも小さければ、駆
動装置は、エンジンから遠ざかるにつれて外径の小さく
なる先細り形状となる。このように、請求項１に記載の
発明では、装置全体のコンパクト化を図りつつ駆動装置
に減速機構を組込むことが可能となる。

【００１０】前記のようにコンパクトにまとめられた駆
動装置は、ハイブリッド車両への搭載性に優れる。特
に、前述した駆動装置全体の形状は、トルクコンバータ
及び変速機構を備えた一般的な自動変速機の形状と略同
じである。このため、駆動装置を、前記自動変速機と略
同じ大きさとなるように設計すれば、その駆動装置は自
動変速機が収容される車両の既存のフロアトンネルに収
まる。従って、このフロアトンネルを利用し、自動変速
機に代えて駆動装置を配置することが可能となる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記エンジンから遠ざかるにつれて
細くなる外形形状を有し、かつ前記両モータジェネレー
タ及び前記動力分割機構が組込まれるコアケースと、前
記コアケースとは別に設けられ、かつ前記減速機構が組
込まれるケースと、前記ケースを前記コアケースに結合
するための結合手段とをさらに備えるとする。

【００１２】上記の構成によれば、駆動装置を種々のハ
イブリッド車両に展開する場合、減速機構のギヤ比等の
諸元をその車両に適合させることができれば、モータジ
ェネレータ、動力分割機構等は共通部品としてそのまま
用いることが可能である。ここで、減速機構が組込まれ
たケースは、両モータジェネレータ及び動力分割機構が
組込まれたコアケースから独立していて、両ケース同士
の結合及び分離が可能である。このため、減速機構がケ
ースに組込まれたユニット部分をハイブリッド車両の種
類毎に準備すれば、両モータジェネレータ及び動力分割
機構がコアケースに組込まれたユニット（コアユニッ
ト）は、ハイブリッド車両の種類にかかわらず１種類で
すむ。そして、組立工場等において、複数種類の駆動装
置を組立てる際には、その種類に適した減速機構が組込
まれたユニット部分を選択して共通のコアユニットに取
付けることで対処できる。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、前記動力分割機構は、前記両
モータジェネレータよりも外径の小さなリングギヤを有
し、かつ前記両モータジェネレータ間に配置された遊星
歯車機構により構成されており、前記第１モータジェネ
レータに第１ケーブルを電気的に接続するための第１接
続部と、前記第２モータジェネレータに第２ケーブルを
電気的に接続するための第２接続部とが、前記両モータ
ジェネレータ間において前記リングギヤの径方向外方の
空間に設けられているとする。

【００１４】上記の構成によれば、動力分割機構が、両
モータジェネレータ間に配置された遊星歯車機構によっ
て構成されている。しかも、その遊星歯車機構全体の外
形形状を決定するリングギヤの外径が、両モータジェネ
レータの外径よりも小さい。このことから、両モータジ
ェネレータ間においてリングギヤの径方向外方には空間
が生ずる。請求項３に記載の発明では、第１モータジェ
ネレータに第１ケーブルを電気的に接続するための第１
接続部がこの空間に設けられている。加えて、第２モー
タジェネレータに第２ケーブルを電気的に接続するため
の第２接続部もまたこの空間に設けられている。このよ
うに、両モータジェネレータ間の空間に両接続部をまと
めて設けることで、スペースの有効利用を図り、もって
駆動装置のコンパクト化を損なうことなく両接続部を配
置することができる。

【００１５】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれか１つに記載の発明において、前記両モータジ
ェネレータは前記エンジンから遠ざかるにつれて細くな
る外形形状を有する駆動ケースに組込まれており、前記
駆動ケースには、前記第１モータジェネレータに接続さ
れた第１ケーブルを前記駆動ケース外へ取出すための第
１取出し部が設けられるとともに、前記駆動ケースにお
いて、前記第１取出し部に対し前記エンジンの反対側に
は、前記第２モータジェネレータに接続された第２ケー
ブルを前記駆動ケース外へ取出すための第２取出し部が
設けられており、前記第１取出し部及び前記第２取出し
部は、互いに平行状態で前記エンジンから遠ざかる方向
へ屈曲形成されているとする。

【００１６】上記の構成によれば、第１モータジェネレ
ータに接続された第１ケーブルは、第１取出し部を通じ
て駆動ケース外へ取出される。また、第２モータジェネ
レータに接続された第２ケーブルは、第２取出し部を通
じて駆動ケース外へ取出される。ここで、第１取出し部
及び第２取出し部は、ともに、エンジンから遠ざかるに
つれて細くなる駆動ケースに設けられている。また、第
２取出し部は、第１取出し部を挟んでエンジンとは反対
側、すなわち、駆動ケースにおいて第１取出し部よりも
径の小さな箇所に位置している。加えて、両取出し部は
互いに平行状態でエンジンから遠ざかる方向へ屈曲され
ている。このため、両ケーブルの接続先が駆動装置より
も反エンジン側に配置されている場合には、両ケーブル
を互いに干渉させることなく駆動ケース外へ取出し、前
記接続先に向けて配線することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、フロントエンジ
ンリヤドライブ（ＦＲ）式の駆動方式を有するハイブリ
ッド車両に具体化した一実施形態について、図面に従っ
て説明する。図１は、ハイブリッド車両１１を下方から
見た概略を示している。ここでのハイブリッド車両１１
は、エンジン１２及び電動機という特性の異なる２種類
の動力源を備え、状況に応じ駆動力を最適に組合わせて
駆動輪１３に伝達して走行するタイプの車両である。な
お、図１においては左方がハイブリッド車両１１の進行
方向前方であり、右方が進行方向後方である。

【００１８】エンジン１２と駆動輪１３との間には、駆
動装置１４、プロペラシャフト１５、ディファレンシャ
ル１６、一対のアクスルシャフト１７等が設けられてい
る。駆動装置１４の詳細については後述する。プロペラ
シャフト１５は、駆動装置１４の出力をディファレンシ
ャル１６に伝える軸である。ディファレンシャル１６
は、プロペラシャフト１５からの動力を両アクスルシャ
フト１７に分けて伝える作動装置である。各アクスルシ
ャフト１７は、ディファレンシャル１６によって分けら
れた動力を駆動輪１３に伝える軸である。これらの各構
成部品のうち、駆動装置１４及びプロペラシャフト１５
は、ハイブリッド車両１１のフロア（床部）１８に設け
られたフロアトンネル１９内に配置されている。フロア
トンネル１９において駆動装置１４が配置される部分で
は、エンジン１２に近い箇所で最も幅が広く、エンジン
１２から遠ざかるにつれて幅が狭くなっている。

【００１９】図２に示すように、駆動装置１４の外殻
（外層）部分は駆動ケース２１によって構成されてい
る。駆動ケース２１は、第１ケース２３及び第２ケース
２４からなるコアケース２２と、第３ケース２５とによ
って構成されている。第１ケース２３及び第２ケース２
４は略円筒状の外形形状をなしている（図３参照）。コ
アケース２２では、第２ケース２４の外径が、第１ケー
ス２３の外径よりも若干小さく設定されている。このた
め、コアケース２２は、エンジン１２から遠ざかるにつ
れて緩やかに細くなる外形形状を有している。コアケー
ス２２では、第１ケース２３及び第２ケース２４が相互
に結合されている。また、コアケース２２の第１ケース
２３は、エンジン１２の出力側に結合される。第３ケー
ス２５は、エンジン１２から遠ざかるにつれて外径が小
さくなる先細り形状をなしており、コアケース２２の第
２ケース２４に結合されている。

【００２０】前述したエンジン１２に対する第１ケース
２３の結合、第１ケース２３に対する第２ケース２４の
結合、及び第２ケース２４に対する第３ケース２５の結
合には、それぞれボルト等の締結部品２６が結合手段と
して用いられている。

【００２１】駆動ケース２１内の同一軸線上には、エン
ジン１２に近い側から遠ざかる側（駆動輪１３側）へ向
けて順に、第１モータジェネレータ（以下、ＭＧ１とい
う）、動力分割機構２７、第２モータジェネレータ（以
下、ＭＧ２という）及び減速機構２８が直列に配置され
ている。ＭＧ１，ＭＧ２は、電動機あるいは発電機とし
て機能し、かつそれらの機能が状況に応じて切替え可能
な電動機、例えば交流同期電動機によって構成されてい
る。ただし、車両の通常の走行時には、ＭＧ１はエンジ
ン１２の動力により発電を行う発電機としての役割を主
に担う。また、ＭＧ２はエンジン１２の補助動力を発生
する電動機としての役割を主に担う。別の表現をする
と、ＭＧ２は電動機として機能する場合、エンジン１２
の補助動力源としてエンジン１２の動力を必要に応じて
アシスト（補助）し、駆動力を高める。なお、ＭＧ１，
ＭＧ２は発電機と電動機の機能を併せ持つものでなく、
いずれか一方の機能を有するだけにしてもよいことはい
うまでもない。

【００２２】次に、これらＭＧ１，ＭＧ２について説明
する。図４に示すように、第１ケース２３内のエンジン
１２寄りの箇所には第１カバー２９が取付けられてい
る。また、第１ケース２３内において、第１カバー２９
よりも駆動輪１３側には第１支持壁３１が形成されてい
る。ＭＧ１は第１ステータ（固定子）３２及び第１ロー
タ（回転子）３３を備えている。第１ステータ３２は、
第１カバー２９と第１支持壁３１とによって挟まれた空
間に配置され、ボルト等の締結部品３４によって第１ケ
ース２３に固定されている。また、第１ロータ３３は、
第１カバー２９及び第１支持壁３１に対し軸受３５によ
って回転可能に支持されている。そして、前記のように
第１ケース２３内に組込まれたＭＧ１では、第１ステー
タ３２のステータコイル３６への通電により第１ロータ
３３が回転する。

【００２３】図５及び図６に示すように、第２ケース２
４内の第１ケース２３寄りの箇所には第２カバー３７が
取付けられている。また、第２ケース２４内において、
第２カバー３７よりも駆動輪１３側には第２支持壁３８
が形成されている。ＭＧ２は、ＭＧ１の第１ステータ３
２に比べ若干外径が小さく、かつ長さの長い第２ステー
タ３９と、ＭＧ１の第１ロータ３３に比べ若干外径が小
さく、かつ長さの長い第２ロータ４１とを備えている。
第２ステータ３９は、第２カバー３７と第２支持壁３８
とによって挟まれた空間に配置され、ボルト等の締結部
品４２によって第２ケース２４に固定されている。ま
た、第２ロータ４１は、前記ＭＧ１の第１ロータ３３と
同軸上に配置され、第２カバー３７及び第２支持壁３８
に対し、軸受４３によって回転可能に支持されている。
そして、前記のように第２ケース２４内に組込まれたＭ
Ｇ２では、第２ステータ３９のステータコイル４４への
通電により第２ロータ４１が回転する。

【００２４】図２に示すように、第１ロータ３３の軸心
部分には入力軸４５が相対回転可能に挿通されている。
入力軸４５は、トランスアクスルダンパ４６を介して、
エンジン１２の出力軸であるクランク軸４７に連結され
ている。同様に、第２ロータ４１の軸心部分には中間軸
４８が相対回転可能に挿通されている。一方、第３ケー
ス２５には、入力軸４５及び中間軸４８よりも太い出力
軸４９が挿通されており、この出力軸４９が軸受５１等
によって第３ケース２５に回転可能に支持されている。
出力軸４９は、前述したプロペラシャフト１５、ディフ
ァレンシャル１６、アクスルシャフト１７等を介して駆
動輪１３に連結されている。前記中間軸４８は、後述す
る減速機構２８を介して前記出力軸４９に連結されてい
る。

【００２５】動力分割機構２７は、エンジン１２の動力
を、駆動輪１３を直接駆動するための車両駆動力と、Ｍ
Ｇ１を作動させて発電を行わせるための発電駆動力とに
適切に分割するための機構である。動力分割機構２７
は、コアケース２２内において、ＭＧ１及びＭＧ２間の
空間に配置されている。図５に示すように動力分割機構
２７は、互いに同一の軸心を有するサンギヤ５２、リン
グギヤ５３及びプラネタリキャリヤ５４が回転可能に連
結された遊星歯車機構によって構成されている。サンギ
ヤ５２は入力軸４５上においてＭＧ１の第１ロータ３３
に一体回転可能に連結されている。リングギヤ５３は、
ＭＧ１及びＭＧ２のステータ３２，３９の外径よりも小
径をなしており、中間軸４８のエンジン１２側の端部に
設けられている。プラネタリキャリヤ５４は、入力軸４
５に一体回転可能に取付けられている。プラネタリキャ
リヤ５４にはピニオンギヤ５５が回転可能に軸支されて
いる。ピニオンギヤ５５はサンギヤ５２及びリングギヤ
５３間に位置し、両ギヤ５２，５３間に回転可能に噛み
合わされている。

【００２６】そして、このように構成された動力分割機
構２７では、エンジン１２で発生して入力軸４５に伝達
された動力が、プラネタリキャリヤ５４、ピニオンギヤ
５５及びサンギヤ５２を介してＭＧ１の第１ロータ３３
に伝達される。また、入力軸４５に伝達された前記動力
は、プラネタリキャリヤ５４及びピニオンギヤ５５を介
してリングギヤ５３（中間軸４８）に伝達される。

【００２７】前記したように動力分割機構２７では、リ
ングギヤ５３の外径がＭＧ１，ＭＧ２の外径よりも小さ
いことから、コアケース２２内において、ＭＧ１，ＭＧ
２によって挟まれ、かつ動力分割機構２７のリングギヤ
５３の径方向外方には、所定の大きさの空間Ｓ１，Ｓ２
が生ずることとなる。

【００２８】図６に示すように減速機構２８は、前述し
た動力分割機構２７と同様に、サンギヤ５６、リングギ
ヤ５７及びプラネタリキャリヤ５８が回転可能に連結さ
れた遊星歯車機構によって構成されており、その全体が
第３ケース２５内に配置されている。サンギヤ５６はＭ
Ｇ２の第２ロータ４１に一体回転可能に連結され、リン
グギヤ５７は中間軸４８及び出力軸４９に一体回転可能
に連結されている。プラネタリキャリヤ５８は、第２ケ
ース２４の第２支持壁３８に固定されている。プラネタ
リキャリヤ５８にはピニオンギヤ５９が回転可能に軸支
されている。ピニオンギヤ５９はサンギヤ５６及びリン
グギヤ５７間に位置し、両ギヤ５６，５７に回転（自
転）可能に噛み合わされている。そして、このように構
成された減速機構２８では、ＭＧ２の第２ロータ４１の
回転がサンギヤ５６、ピニオンギヤ５９及びリングギヤ
５７を介して出力軸４９に伝達される。この伝達の過程
で減速が行われる。減速によりトルクの増した回転が出
力軸４９に加わり、エンジン１２の駆動力が補助され
る。

【００２９】図２に示すように、前述したＭＧ１及びＭ
Ｇ２はともにインバータ６１を介して高電圧バッテリ６
２に接続される。これらのインバータ６１及び高電圧バ
ッテリ６２は、駆動装置１４よりも車両進行方向後方に
配置されている。インバータ６１は高電圧バッテリ６２
の高電圧直流電流と、ＭＧ１，ＭＧ２の交流電流とを変
換しながら電流を制御する装置である。

【００３０】ＭＧ１をインバータ６１に電気的に接続す
るために第１ケーブル６３が用いられている。また、Ｍ
Ｇ２をインバータ６１に電気的に接続するために第２ケ
ーブル６４が用いられている。これらのケーブル６３，
６４としては高電圧に耐え得るものが用いられている。
さらに、第１ケーブル６３及びＭＧ１間の接続と、第２
ケーブル６４及びＭＧ２間の接続のために、コアケース
２２内の前記空間Ｓ１が利用されている。

【００３１】詳しくは、図５に示すように、前記第１支
持壁３１には第１接続部６５が設けられている。ここで
は、第１接続部６５は、第１支持壁３１の上部からＭＧ
２側へ突出する突部によって構成されている。そして、
第１接続部６５において、ＭＧ１のステータコイル３６
と第１ケーブル６３の第１接続端子６８とが電気的に接
続されている。同様に、前述した第２カバー３７には第
２接続部６６が設けられている。ここでは、第２接続部
６６は、第２カバー３７の上部からＭＧ１側へ突出する
突部によって構成されている。そして、第２接続部６６
において、ＭＧ２のステータコイル４４と第２ケーブル
６４の第２接続端子７１とが電気的に接続されている。

【００３２】図３及び図５に示すように、コアケース２
２において、ＭＧ１よりも駆動輪１３側の箇所には第１
取出し部６７が取付けられている。そして、前記第１接
続端子６８が第１取出し部６７に通され、コアケース２
２の外部へ取出されている。また、コアケース２２にお
いて、第１取出し部６７よりも駆動輪１３側の箇所に
は、第１取出し部６７と同様の第２取出し部６９が取付
けられている。そして、前記第２接続端子７１が第２取
出し部６９に通され、コアケース２２の外部へ取出され
ている。第１取出し部６７及び第２取出し部６９は、互
いに平行状態でエンジン１２から遠ざかる方向へ屈曲形
成されている。

【００３３】さらに、図２に示すように、駆動ケース２
１内における可動部分、例えば、入力軸４５及び第１ロ
ータ３３間、中間軸４８及び第２ロータ４１間等、にオ
イルを供給するためにオイルポンプ７２が用いられてい
る。オイルポンプ７２は、コアケース２２内のＭＧ１，
ＭＧ２によって挟まれた空間のうち、動力分割機構２７
よりも下側の前記空間Ｓ２に配置されており、第２カバ
ー３７に取付けられている。また、第２ケース２４の下
部にはオイル溜め７３が設けられており、オイルポンプ
７２に吸入されるオイルをろ過するオイルストレーナ７
４が、このオイル溜め７３内に配置されている。

【００３４】上記のように構成された駆動装置１４は、
ハイブリッド車両１１の走行状況に応じて例えば次のよ
うに動作する。＜発進時、低速走行時＞発進時、低速走行時等、駆動輪
１３の回転が低速かつ高負荷となってエンジン効率が低
くなる領域では、エンジン１２の作動が停止され、高電
圧バッテリ６２からＭＧ２に電力が供給される。ＭＧ２
の第２ロータ４１が回転し、その回転が減速機構２８の
サンギヤ５６、ピニオンギヤ５９及びリングギヤ５７を
介して出力軸４９に伝達される。出力軸４９の回転はプ
ロペラシャフト１５等を通じて駆動輪１３に伝達され
る。このようにＭＧ２の動力のみによって駆動輪１３が
駆動される。このときＭＧ１では第１ロータ３３が空転
する。

【００３５】＜通常走行時＞通常走行時には、エンジン
１２が作動され、その動力が動力分割機構２７によって
２つの経路に分割された後、駆動輪１３に伝達される。
１つの経路は、入力軸４５に入力された動力をピニオン
ギヤ５５及びリングギヤ５３に伝達する経路である。こ
の経路に分割された動力は、中間軸４８及びリングギヤ
５７を介して出力軸４９に伝達される。もう１つの経路
は、発電機を駆動して発電する経路である。詳しくは、
入力軸４５に入力された動力を、ピニオンギヤ５５及び
サンギヤ５６を介してＭＧ１の第１ロータ３３に伝達す
る経路である。この動力伝達によってＭＧ１では第１ロ
ータ３３が回転して発電が行われる。発電された電力は
ＭＧ２に供給され、同ＭＧ２がエンジン１２の補助動力
源として使用される。すなわち、ＭＧ２の第２ロータ４
１が回転し、その回転が減速機構２８によって減速され
た後出力軸４９に伝達される。そして、両経路を通じて
伝達されて、最終的に出力軸４９から出力される動力に
よって駆動輪１３が駆動されることとなる。

【００３６】＜高負荷時＞高負荷時には、前述した通常
走行時に加え、ＭＧ２に対し高電圧バッテリ６２からも
電力が供給される。このため、ＭＧ２による補助動力が
さらに増大する。

【００３７】＜減速時、制動時＞減速時や制動時には駆
動輪１３の回転によってＭＧ２が駆動される。ＭＧ２が
発電機として機能し、回生発電が行われ、車両減速時の
運動エネルギが電気エネルギに変換されて高電圧バッテ
リ６２に回収（蓄電）される。

【００３８】以上詳述した本実施形態によれば、以下の
効果が得られる。（１）駆動装置１４では、エンジン１２に近い側から遠
ざかる側へ向けて、ＭＧ１、動力分割機構２７、ＭＧ２
及び減速機構２８の順に直列に配置している。そして、
ＭＧ２の外径をＭＧ１の外径よりも小さくし、動力分割
機構２７の外径をＭＧ１，ＭＧ２の外径よりも小さく
し、さらに減速機構２８の外径をＭＧ２の外径よりも小
さくしている。このため、駆動装置１４は、エンジン１
２から遠ざかるにつれて外径が小さくなる。駆動装置１
４は先細り形状を呈し、コンパクトになる。このよう
に、本実施形態では、装置全体のコンパクト化を図りつ
つ駆動装置１４に減速機構２８を組込むことができる。

【００３９】また、前記のようにコンパクトにまとめら
れた駆動装置１４は、ハイブリッド車両１１への搭載性
に優れる。特に、前述した形状は、従来のＦＲ式の駆動
方式を有する車両に搭載され、かつ流体式のトルクコン
バータ及び変速機構を備えた一般的な自動変速機の形状
と略同じである。このため、駆動装置１４を、さらに前
記自動変速機と略同じ大きさとなるように設計すれば、
その駆動装置１４は、自動変速機が収容（搭載）される
車両の既存のフロアトンネル１９に収まる。従って、こ
のフロアトンネル１９を利用し、自動変速機に代えて駆
動装置１４を配置することができる。別の表現をする
と、フロアトンネル１９を含む同一のフロア１８に対
し、自動変速機も駆動装置１４も搭載することができ、
フロア１８の共用化が実現できる。自動変速機が収容さ
れる既存のフロアトンネルとは別に、駆動装置１４が収
容されるフロアトンネルを新たに設計しなくてもよい。

【００４０】（２）駆動装置１４を種々のハイブリッド
車両１１に展開する場合、減速機構２８のギヤ比等の諸
元をその車両に適合させることができれば、ＭＧ１，Ｍ
Ｇ２、動力分割機構２７等は共通部品としてそのまま用
いることが可能である。ここで、減速機構２８が組込ま
れた第３ケース２５は、ＭＧ１，ＭＧ２及び動力分割機
構２７が組込まれたコアケース２２から独立していて、
両ケース２５，２２同士の結合及び分離が可能である。
このため、減速機構２８が第３ケース２５に組込まれた
ユニット部分を、ハイブリッド車両１１の種類毎に準備
すれば、ＭＧ１，ＭＧ２及び動力分割機構２７がコアケ
ース２２に組込まれたユニット（コアユニット）は、ハ
イブリッド車両１１の種類にかかわらず１種類ですむ。
そして、組立工場等において、複数種類の駆動装置１４
を組立てる際には、その種類に適した減速機構２８が組
込まれたユニット部分を選択して共通のコアユニットに
取付けるだけですむ。結果として、ギヤ比の異なる別の
減速機構２８に変更する作業がしやすくなる。

【００４１】（３）動力分割機構２７が遊星歯車機構に
よって構成されており、しかもその全体の大きさを決定
するリングギヤ５３がＭＧ１，ＭＧ２よりも外径が小さ
いことから、ＭＧ１，ＭＧ２間においてリングギヤ５３
の径方向外方には空間Ｓ１，Ｓ２が生ずる。このうち、
このような空間Ｓ１を利用し、ＭＧ１のステータコイル
３６に第１ケーブル６３を電気的に接続するための第１
接続部６５を同空間Ｓ１に設けている。加えて、ＭＧ２
のステータコイル４４に第２ケーブル６４を電気的に接
続するための第２接続部６６もまたこの空間Ｓ２に設け
ている。このように、ＭＧ１，ＭＧ２間の空間Ｓ１に両
接続部６５，６６をまとめることで、スペースの有効利
用を図ることができる。また、空間Ｓ２を利用してオイ
ルポンプ７２を配置している。この観点からもスペース
の有効利用を図ることができる。従って、これらの空間
Ｓ１，Ｓ２の利用により、駆動装置１４のコンパクト化
を損なうことなく接続部６５，６６及びオイルポンプ７
２を設けることができる。

【００４２】（４）ＭＧ１のステータコイル３６に接続
された第１接続端子６８を、第１取出し部６７を通じて
駆動ケース２１の外へ取出している。また、ＭＧ２に接
続された第２接続端子７１を、第２取出し部６９を通じ
て駆動ケース２１の外へ取出している。ここで、第１取
出し部６７及び第２取出し部６９は、ともに、エンジン
１２から遠ざかるにつれて細くなる駆動ケース２１に設
けられている。また、第２取出し部６９は、第１取出し
部６７に対しエンジン１２とは反対側、すなわち、駆動
ケース２１において、第１取出し部６７よりも外径の小
さな箇所に位置している。加えて、両取出し部６７，６
９を互いに平行状態でエンジン１２から遠ざかる方向へ
屈曲させている。このため、両ケーブル６３，６４の接
続先であるインバータ６１が、駆動装置１４よりも車両
進行方向後方に配置される本実施形態にあっては、両ケ
ーブル６３，６４を互いに干渉させることなくまとめて
駆動ケース２１の外部へ取出し、インバータ６１に向か
うように配線することが可能となる。

【００４３】（５）動力分割機構２７のリングギヤ５３
の回転を減速機構２８や出力軸４９に伝達するために、
ＭＧ２の外部に伝達機構を設けることも考えられる。こ
の場合、例えば、入力軸４５や出力軸４９とは別の軸を
それらに平行に配置するとともに各軸にギヤ等の回転伝
達部品を設ける。ここでの軸は、手動変速機において用
いられるカウンタ軸に相当するものである。このように
すると、入力軸４５の回転を軸（カウンタ軸）、ギヤ
等、減速機構２８を介して出力軸４９に伝達することが
可能となる。反面、ギヤを用いるため、ギヤ同士が噛み
合う際に音や振動が発生する不具合がある。

【００４４】これに対し、本実施形態では、リングギヤ
５３の回転を出力軸４９に伝達するための中間軸４８を
リングギヤ５３に一体に設けている。そして、この中間
軸４８をＭＧ２の第２ロータ４１に挿通し、減速機構２
８のリングギヤ５７に連結している。このため、前述し
たようなカウンタ軸が不要となる。ギヤの噛み合いに起
因する音や振動の発生がないため、振動や騒音に関する
特性が向上する。

【００４５】（６）減速機構２８による減速後のトルク
は、減速前よりも大きくなる。そのため、この増大した
トルクが伝達される部品には大きな強度が要求される。
本実施形態では、この要求を満たすために、出力軸４９
として、入力軸４５や中間軸４８よりも太いものが用い
られている。

【００４６】ここで、仮に、減速機構２８がＭＧ２より
もエンジン１２側に配置されるとすると、このような太
い出力軸４９が挿通されることから、それにともなって
ＭＧ２の径も大きくせざるを得ず、駆動装置１４全体が
大型化する。これに対し、本実施形態では、前述したよ
うに、減速機構２８をＭＧ２よりも駆動輪１３側に配置
している。このため、ＭＧ２に挿通される軸（中間軸４
８）を太くしなくてもすみ、ＭＧ２ひいては駆動装置１
４の大型化を回避できる。

【００４７】（７）ＭＧ２の外径をＭＧ１の外径よりも
小さくしたことにより、ＭＧ２の下方に空間が生ずる。
この空間を利用して、オイル溜め７３を組込んだため、
このオイル溜め７３の組込みにともなう駆動装置１４の
大型化を最小限に止めることができる。別の表現をする
と、駆動装置１４の搭載性を損なうことなく、オイル溜
め７３を設けることができる。

【００４８】なお、本発明は次に示す別の実施形態に具
体化することができる。・ＭＧ１，ＭＧ２は回生動作及び力行動作の双方が可能
なものであればよい。従って、前記実施形態で用いたタ
イプの交流同期電動機以外にも、ＶＲ型（可変リラクタ
ンス型）同期電動機、バーニアモータ、直流電動機、誘
導電動機、超電動モータ、ステップモータ等を用いるこ
とができる。

【００４９】・本発明の駆動装置は、ＦＲ式に限らず、
他の駆動方式、例えばフロントエンジンフロントドライ
ブ（ＦＦ）式等の駆動方式を有するハイブリッド車両に
も適用できる。

【００５０】・前記実施形態では、減速機構２８のプラ
ネタリキャリヤ５８を固定したが、これに代えてリング
ギヤ５７を第３ケース２５等に固定してもよい。その
他、前記各実施形態から把握できる技術的思想につい
て、それらの効果とともに記載する。

【００５１】（Ａ）請求項１〜４のいずれか１つに記載
のハイブリッド車両用駆動装置において、前記動力分割
機構は、前記両モータジェネレータよりも外径の小さな
リングギヤを有し、かつ前記両モータジェネレータ間に
配置された遊星歯車機構により構成されており、可動部
分にオイルを供給するためのオイルポンプが、前記両モ
ータジェネレータ間において前記リングギヤの径方向外
方の空間に設けられている。

【００５２】上記の構成によれば、モータジェネレータ
間の空間を有効利用するため、駆動装置のコンパクト化
を損なうことなくオイルポンプを組込むことができる。（Ｂ）請求項１〜４及び上記（Ａ）のいずれか１つに記
載のハイブリッド車両用駆動装置において、前記第２モ
ータジェネレータの下方にオイル溜めをさらに備える。

【００５３】上記の構成によれば、第２モータジェネレ
ータの下方に生ずる空間を利用するため、オイル溜めを
配置することにともなう駆動装置の大型化を最小限に止
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態について、駆動装置が搭載
されたハイブリッド車両の概略底面図。

【図２】駆動装置の断面図。

【図３】コアケースを出力軸側から見た状態を示す側面
図。

【図４】図２における駆動装置の部分拡大図。

【図５】図２における駆動装置の部分拡大図。

【図６】図２における駆動装置の部分拡大図。

【符号の説明】

１１…ハイブリッド車両、１２…エンジン、１３…駆動
輪、１４…駆動装置、２１…駆動ケース、２２…コアケ
ース、２５…第３ケース、２６…締結部品（結合手
段）、２７…動力分割機構、２８…減速機構、５３…リ
ングギヤ、６３…第１ケーブル、６４…第２ケーブル、
６５…第１接続部、６６…第２接続部、６７…第１取出
し部、６９…第２取出し部、ＭＧ１…第１モータジェネ
レータ、ＭＧ２…第２モータジェネレータ、Ｓ１…空
間。

フロントページの続き (72)発明者小嶋昌洋愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者足立昌俊愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者金子二郎愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3D039 AA03 AA05 AB26 AC24 AD11 3J027 FA36 FB02 GC13 GC22 GD04 GD07 GD13 GE27 GE29 5H115 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PO06 PO09 PO17 PU10 PU11 PU24 PU28 PV09 SE04 SE05 SE09 UI32 UI38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機あるいは発電機として機能する第１
モータジェネレータと、エンジンで発生する動力を前記第１モータジェネレータ
及び駆動輪に分割する動力分割機構と、前記第１モータジェネレータに対し前記エンジンの反対
側に配置されるとともに、電動機あるいは発電機として
機能し、前記エンジンの動力とは別に前記駆動輪を駆動
するための動力を発生する第２モータジェネレータとを
備え、前記第２モータジェネレータの外径を前記第１モ
ータジェネレータの外径よりも小さくしたハイブリッド
車両用駆動装置において、前記第２モータジェネレータよりも外径が小さく、かつ
前記第２モータジェネレータの回転を減速させるための
減速機構を、同第２モータジェネレータに対し前記エン
ジンの反対側に配置することを特徴とするハイブリッド
車両用駆動装置。
【請求項２】前記エンジンから遠ざかるにつれて細くな
る外形形状を有し、かつ前記両モータジェネレータ及び
前記動力分割機構が組込まれるコアケースと、前記コアケースとは別に設けられ、かつ前記減速機構が
組込まれるケースと、前記ケースを前記コアケースに結合するための結合手段
とをさらに備える請求項１に記載のハイブリッド車両用
駆動装置。
【請求項３】前記動力分割機構は、前記両モータジェネ
レータよりも外径の小さなリングギヤを有し、かつ前記
両モータジェネレータ間に配置された遊星歯車機構によ
り構成されており、前記第１モータジェネレータに第１ケーブルを電気的に
接続するための第１接続部と、前記第２モータジェネレ
ータに第２ケーブルを電気的に接続するための第２接続
部とが、前記両モータジェネレータ間において前記リン
グギヤの径方向外方の空間に設けられている請求項１又
は２に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項４】前記両モータジェネレータは前記エンジン
から遠ざかるにつれて細くなる外形形状を有する駆動ケ
ースに組込まれており、前記駆動ケースには、前記第１モータジェネレータに接
続された第１ケーブルを前記駆動ケース外へ取出すため
の第１取出し部が設けられるとともに、前記駆動ケース
において、前記第１取出し部に対し前記エンジンの反対
側には、前記第２モータジェネレータに接続された第２
ケーブルを前記駆動ケース外へ取出すための第２取出し
部が設けられており、前記第１取出し部及び前記第２取出し部は、互いに平行
状態で前記エンジンから遠ざかる方向へ屈曲形成されて
いる請求項１〜３のいずれか１つに記載のハイブリッド
車両用駆動装置。