JP2006082748A - Power output device and automobile equipped with the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power output device capable of being easily mounted in an automobile and constructed in a small size and provide the automobile equipped with it. <P>SOLUTION: The rotary shaft 45 of a motor 42 and the axle of rear wheels 26a and 26b as a drive shaft to output the power through a differential gear 68 are embodied on the same rotational axis 41, and the motor 42, the differential gear 68, and a transmission 50 are installed in such an arrangement that the rotation center of a sun gear 52 as the input shaft of the transmission 50, a rotational axis 48 as the center of a carrier 55 rotating as the output shaft of the transmission 50, and the above mentioned rotational axis 41 are positioned horizontal and parallel with one another and are mounted in the automobile in such a manner that the rotational axes 41 and 48 are positioned parallel to the automobile floor and perpendicularly intersecting the automobile advancing direction. Thereby the length in the axial direction of the power output device can be lessened and the size (height) of the device 40 relative to the plumb direction of the automobile be lessened, which enables taking large spaces for the cabin and luggage compartment. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車に関し、詳しくは、車軸に連結された駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載する自動車に関する。   The present invention relates to a power output device and a vehicle equipped with the same, and more particularly to a power output device that outputs power to a drive shaft connected to an axle and a vehicle equipped with the same.

従来、この種の動力出力装置としては、デファレンシャルギヤ機構に接続された駆動軸とは異なる回転中心軸に回転子が取り付けられた電動機と、この電動機の回転軸と駆動軸とは異なる回転中心軸を有し電動機と駆動軸とを連結するカウンタギヤ機構とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２２６３９号公報 Conventionally, as this type of power output device, an electric motor having a rotor attached to a rotation center shaft different from a drive shaft connected to a differential gear mechanism, and a rotation center shaft different from the rotation shaft and the drive shaft of the motor And a counter gear mechanism that connects an electric motor and a drive shaft has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-22639

車両に搭載される動力出力装置は、車両の限られたスペースに配置することを考えるとできる限り小型であることが好ましく、配置の自由度や車両の空力特性を考慮すれば車両に搭載したときに垂直方向の厚みが小さいことが好ましい。こうした課題は車両を４輪駆動車とするために、前後の車軸のうちの一方に走行用の駆動力を出力する内燃機関などの駆動力源の他に他方の車軸に補佐的に走行用の駆動力を出力する動力出力装置にも当然に成立する。   The power output device mounted on the vehicle is preferably as small as possible considering the arrangement in a limited space of the vehicle, and when mounted on the vehicle in consideration of the degree of freedom of arrangement and the aerodynamic characteristics of the vehicle It is preferable that the thickness in the vertical direction is small. In order to make a vehicle a four-wheel drive vehicle, such a problem is that a driving force source such as an internal combustion engine that outputs a driving force for driving to one of the front and rear axles is used as a driving aid for the other axle. Naturally, this also applies to a power output device that outputs a driving force.

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、装置の小型化を図ることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、車両への搭載性が良好な装置とすることを目的の一つとする。   The power output device of the present invention and the automobile on which the power output device is mounted have an object to reduce the size of the device. Another object of the power output device of the present invention and the automobile on which the power output device is mounted is to provide a device that can be easily mounted on a vehicle.

本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。   In order to achieve at least a part of the above-described object, the power output apparatus of the present invention and the automobile equipped with the same have adopted the following means.

本発明の動力出力装置は、
車両に搭載され、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
前記駆動軸と同軸上に回転子が配置された電動機と、
前記駆動軸とは異なる回転中心軸を入力軸および出力軸として前記電動機からの動力を変速して前記駆動軸に伝達する変速伝達手段と、
を備えることを要旨とする。 The power output apparatus of the present invention is
A power output device mounted on a vehicle and capable of outputting power to a drive shaft connected to an axle,
An electric motor having a rotor arranged coaxially with the drive shaft;
Shift transmission means for shifting the power from the electric motor and transmitting it to the drive shaft using a rotation center shaft different from the drive shaft as an input shaft and an output shaft;
It is a summary to provide.

この本発明の動力出力装置では、電動機の回転子が車軸に連結された駆動軸と同軸上となるよう配置すると共に電動機からの動力を変速して駆動軸に伝達する変速伝達手段の入力軸および出力軸を駆動軸とは異なる回転中心軸となるよう配置する。これにより、すべてを同軸上に配置するものに比して軸方向の長さを短くすることができ、すべてを異なる軸上に配置するものに比して回転軸に直交する方向の長さを短くすることができる。即ち、装置をコンパクトなものとすることができ、車両への搭載性の向上を図ることができる。ここで、駆動軸には、車軸に連結された軸が含まれる他、車軸自体も含まれる。なお、変速伝達手段は、入力軸および出力軸が駆動軸と平行に配置されてなる手段であるものとすることもできる。   In the power output apparatus of the present invention, the input shaft of the speed change transmission means for shifting the power from the motor and transmitting it to the drive shaft while arranging the rotor of the motor to be coaxial with the drive shaft connected to the axle, and The output shaft is arranged to be a rotation center axis different from the drive shaft. This makes it possible to shorten the length in the axial direction compared to the case where everything is arranged on the same axis, and the length in the direction perpendicular to the rotation axis as compared to the case where everything is arranged on a different axis. Can be shortened. That is, the apparatus can be made compact, and the mountability to the vehicle can be improved. Here, the drive shaft includes not only the shaft connected to the axle but also the axle itself. The shift transmission means may be a means in which the input shaft and the output shaft are arranged in parallel with the drive shaft.

こうした本発明の動力出力装置において、前記変速伝達手段は、変位可能な所定部材の変位量を調整することにより変更される複数の変速段をもって前記電動機からの動力を前記駆動軸に変速して伝達する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定部材の変位量を調整するだけで変速段を変更することができる。したがって、装置を簡易な構成とすることができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記変速伝達手段は、遊星歯車機構を有し、前記所定部材を第１の変位量とすることにより前記遊星歯車機構の３つの回転要素の一つをケースに固定して第１の変速段とし、前記所定部材を第２の変位量とすることにより前記遊星歯車機構の３つの回転要素のうちのいずれか二つを連結して第２の変速段とし、前記所定部材を第３の変位量とすることにより前記遊星歯車機構の３つの回転要素の一つを解放して前記電動機を前記車軸側から切り離す手段であるものとすることもできる。   In such a power output apparatus of the present invention, the shift transmission means shifts and transmits the power from the motor to the drive shaft with a plurality of shift stages that are changed by adjusting the amount of displacement of the displaceable predetermined member. It can also be a means to do. If it carries out like this, a gear stage can be changed only by adjusting the displacement amount of a predetermined member. Therefore, the apparatus can be configured simply. In this aspect of the power output apparatus of the present invention, the speed change transmission means includes a planetary gear mechanism, and the predetermined member is set to a first displacement amount to thereby change one of the three rotation elements of the planetary gear mechanism. The first shift stage is fixed to the case, and the second member is connected to any two of the three rotating elements of the planetary gear mechanism by setting the predetermined member as the second displacement amount. The predetermined member may be a third displacement amount to release one of the three rotating elements of the planetary gear mechanism to separate the electric motor from the axle side.

本発明の自動車は、
上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、車両に搭載され、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、前記駆動軸と同軸上に回転子が配置された電動機と、前記駆動軸とは異なる回転中心軸を入力軸および出力軸として前記電動機からの動力を変速して前記駆動軸に伝達する変速伝達手段と、を備える動力出力装置を、前記駆動軸と前記変速伝達手段の入力軸および出力軸の回転中心軸とに交差する直線が車両フロアと略平行となるよう搭載してなることを要旨とする。 The automobile of the present invention
The power output apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, a power output apparatus that can basically output power to a drive shaft mounted on a vehicle and connected to an axle, An electric motor having a rotor arranged on the same axis, and a transmission transmission means for shifting the power from the electric motor and transmitting it to the drive shaft by using a rotation center shaft different from the drive shaft as an input shaft and an output shaft. The gist is that the power output device is mounted so that a straight line intersecting the drive shaft and the rotation shaft of the input shaft and the output shaft of the transmission means is substantially parallel to the vehicle floor.

この本発明の自動車では、駆動軸と変速伝達手段の入力軸および出力軸の回転中心軸とに交差する直線が車両フロアと略平行となるよう動力出力装置を搭載するから、動力出力装置の二つの軸が車両フロアに略平行となるよう配置されることになり、こうした二つの軸が車両フロアに平行に配置されないものに比して、動力出力装置を搭載したときの車両フロアからの動力出力装置の厚みを薄くすることができる。この結果、車両の乗員室や荷物室の床を低くすることができる。   In the automobile of the present invention, the power output device is mounted so that the straight line intersecting the drive shaft and the rotation shaft of the input shaft and output shaft of the transmission means is substantially parallel to the vehicle floor. Power output from the vehicle floor when the power output device is installed, compared to one in which two shafts are arranged so as to be substantially parallel to the vehicle floor, and these two shafts are not arranged parallel to the vehicle floor. The thickness of the device can be reduced. As a result, the floor of the passenger compartment or luggage compartment of the vehicle can be lowered.

こうした本発明の自動車において、前記動力出力装置は、前記車両フロアと略平行な上面を有するケースを備えるものとすることともできる。こうすれば、搭載性を更に良好なものとすることができる。   In the automobile according to the present invention, the power output device may include a case having an upper surface substantially parallel to the vehicle floor. In this way, the mountability can be further improved.

また、本発明の自動車において、前記駆動軸に連結された車軸とは異なる車軸に走行用の駆動力を出力可能な駆動力源を搭載するものとすることもできる。   In the automobile of the present invention, a driving force source capable of outputting a driving force for traveling may be mounted on an axle different from the axle connected to the driving shaft.

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.

図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン３２と、エンジン３２からの動力を変速してデファレンシャルギヤ２２を介して前輪２４ａ，２４ｂに伝達するオートマチックトランスミッション３４と、エンジン３２からの動力の一部を用いて発電する発電機３８と、モータ４２と変速機５０とデファレンシャルギヤ６８とから構成されモータ４２からの動力を変速機５０により変速しデファレンシャルギヤ６８を介して後輪２６ａ，２６ｂに出力する動力出力装置４０と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus as an embodiment of the present invention. The hybrid vehicle 20 of the embodiment uses an engine 32, an automatic transmission 34 that shifts the power from the engine 32 and transmits the power to the front wheels 24 a and 24 b via the differential gear 22, and a part of the power from the engine 32. A power output device comprising a generator 38 for generating power, a motor 42, a transmission 50, and a differential gear 68, and shifting the power from the motor 42 by the transmission 50 and outputting it to the rear wheels 26a, 26b via the differential gear 68. 40 and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle.

エンジン３２はガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料や水素燃料などにより動力を出力する通常の内燃機関として抗せされており、オートマチックトランスミッション３４はトルクコンバータと複数の遊星歯車機構とブレーキやクラッチなどから構成される有段式の通常の自動変速装置として構成されている。エンジン３２とオートマチックトランスミッション３４は、共にエンジン変速機用電子制御ユニット（以下、ＥＧＡＴＥＣＵという）３６により駆動制御されている。   The engine 32 is resisted as a normal internal combustion engine that outputs power using hydrocarbon fuels such as gasoline and light oil, hydrogen fuel, and the like, and the automatic transmission 34 includes a torque converter, a plurality of planetary gear mechanisms, brakes, clutches, and the like. It is comprised as the stepped type normal automatic transmission comprised from these. Both the engine 32 and the automatic transmission 34 are driven and controlled by an engine transmission electronic control unit (hereinafter referred to as EGATECU) 36.

発電機３８は、例えば同期発電機として構成されており、インバータ３９ａにより駆動する。発電機３８により発電された電力は、インバータ３９ａを介してバッテリ３７を充放電したり、モータ４２を駆動するインバータ３９ｂを介してモータ４２に供給される。   The generator 38 is configured as a synchronous generator, for example, and is driven by an inverter 39a. The electric power generated by the generator 38 is supplied to the motor 42 via the inverter 39 b that charges or discharges the battery 37 or drives the motor 42.

図２は動力出力装置４０の構成の概略を示す構成図であり、図３は動力出力装置４０の構成の概略を模式的に示す構成図である。動力出力装置４０は、ロータ４３とステータ４４とからなる同期発電電動機として構成されたモータ４２と、このモータ４２からの動力を変速するプラネタリギヤ５１を中心として構成された変速機５０と、変速機５０により変速された動力を後輪２６ａ，２６ｂに伝達するデファレンシャルギヤ６８とにより構成されている。図２から解るように、モータ４２のロータ４３の回転中心軸４１は、デファレンシャルギヤ６８の出力側である後輪２６ａ，２６ｂの車軸の回転中心軸に一致しており、変速機５０は、その回転中心軸４８がモータ４２のロータ４３の回転中心軸４１に対して水平かつ平行になるよう配置されている。即ち、回転中心軸４１と回転中心軸４８は、車両のフロアに対して平行になるように且つ車両の進行方向に対して直行するように配置されているのである。   FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the power output apparatus 40, and FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing an outline of the configuration of the power output apparatus 40. The power output device 40 includes a motor 42 configured as a synchronous generator motor including a rotor 43 and a stator 44, a transmission 50 configured centering on a planetary gear 51 that shifts power from the motor 42, and a transmission 50. And a differential gear 68 for transmitting the power shifted by the rear wheels 26a and 26b. As can be seen from FIG. 2, the rotation center axis 41 of the rotor 43 of the motor 42 coincides with the rotation center axis of the axles of the rear wheels 26 a and 26 b on the output side of the differential gear 68. The rotation center shaft 48 is disposed so as to be horizontal and parallel to the rotation center shaft 41 of the rotor 43 of the motor 42. That is, the rotation center shaft 41 and the rotation center shaft 48 are arranged so as to be parallel to the vehicle floor and to be orthogonal to the traveling direction of the vehicle.

モータ４２の回転軸４５は、後輪２６ａ，２６ｂの車軸が貫通する中空軸として構成されており、伝達ギヤ４６を介してプラネタリギヤ５１のサンギヤ５２に連結されている。プラネタリギヤ５１の複数のピニオンギヤ５４を回転自在に連結するキャリア５５は、連絡ギヤ６４を介してデファレンシャルギヤ６８に連結されている。したがって、変速機５０の入力軸としてはサンギヤ５２の回転軸が相当し、変速機５０の出力軸としてはキャリア５５の回転軸が相当する。上述の回転中心軸４８はこの入力軸としてのサンギヤ５２や出力軸としてのキャリア５５の回転中心軸を意味する。プラネタリギヤ５１のリングギヤ５３は、スリーブ６０を介してキー５６に連結されている。キー５６には、ケースに取り付けられたケース側固定部５８と連結可能なリングギヤ側固定部５６ａと、伝達ギヤ４６に取り付けられた連絡部材５９の伝達ギヤ側固定部５９ａに連結可能なサンギヤ側固定部５６ｂとが形成されている。キー５６は、シフトフォーク５７を介してアクチュエータ６２に取り付けられており、アクチュエータ６２がシフトフォーク５７を図中左右に移動させることにより、図中左右に移動する。   The rotating shaft 45 of the motor 42 is configured as a hollow shaft through which the axles of the rear wheels 26 a and 26 b penetrate, and is connected to the sun gear 52 of the planetary gear 51 via the transmission gear 46. A carrier 55 that rotatably connects the plurality of pinion gears 54 of the planetary gear 51 is connected to a differential gear 68 via a connection gear 64. Therefore, the input shaft of the transmission 50 corresponds to the rotation shaft of the sun gear 52, and the output shaft of the transmission 50 corresponds to the rotation shaft of the carrier 55. The above-mentioned rotation center shaft 48 means the rotation center shaft of the sun gear 52 as the input shaft and the carrier 55 as the output shaft. The ring gear 53 of the planetary gear 51 is connected to the key 56 via the sleeve 60. The key 56 includes a ring gear side fixing portion 56a that can be connected to the case side fixing portion 58 attached to the case, and a sun gear side fixing that can be connected to the transmission gear side fixing portion 59a of the connecting member 59 attached to the transmission gear 46. A portion 56b is formed. The key 56 is attached to the actuator 62 via the shift fork 57. The actuator 62 moves to the left and right in the figure by moving the shift fork 57 to the left and right in the figure.

図４にニュートラルの状態のときの変速機５０の一部を示し、図５にＨｉギヤの状態のときの変速機５０の一部を示し、図６にＬｏギヤの状態のときの変速機５０の一部を示す。図４に示すように、キー５６のリングギヤ側固定部５６ａがケースのケース側固定部５８と連結しないようにすると共にサンギヤ側固定部５６ｂが伝達ギヤ４６側の伝達ギヤ側固定部５９ａに連結しないようにすることにより、リングギヤ５３を解放し、ニュートラルを形成する。また、図５に示すように、シフトフォーク５７を介してアクチュエータ６２により図４の状態からキー５６を図中左方向に移動させることにより、キー５６のサンギヤ側固定部５６ｂと伝達ギヤ４６側の伝達ギヤ側固定部５９ａと連結し、リングギヤ５３を伝達ギヤ４６を介してサンギヤ５２に連結する。このとき、プラネタリギヤ５１は、一体の回転体として回転する。したがって、Ｈｉギヤのギヤ比は、１：１となる。さらに、図６に示すように、シフトフォーク５７を介してアクチュエータ６２により図４の状態からキー５６を図中右方向に移動させることにより、キー５６のリングギヤ側固定部５６ａとケースのケース側固定部５８と連結し、リングギヤ５３をケースに固定する。このとき、プラネタリギヤ５１は、サンギヤ５２の動力を減速してキャリア５５に出力する減速ギヤとして作用する。プラネタリギヤ５１のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を用いれば、Ｌｏギヤのギヤ比は（１＋ρ）：ρとなる。   FIG. 4 shows a part of the transmission 50 in the neutral state, FIG. 5 shows a part of the transmission 50 in the Hi gear state, and FIG. 6 shows the transmission 50 in the Lo gear state. A part of As shown in FIG. 4, the ring gear side fixing portion 56a of the key 56 is not connected to the case side fixing portion 58 of the case, and the sun gear side fixing portion 56b is not connected to the transmission gear side fixing portion 59a on the transmission gear 46 side. By doing so, the ring gear 53 is released and a neutral is formed. Further, as shown in FIG. 5, by moving the key 56 leftward from the state of FIG. 4 by the actuator 62 via the shift fork 57, the sun gear side fixing portion 56b of the key 56 and the transmission gear 46 side are moved. The ring gear 53 is connected to the sun gear 52 via the transmission gear 46 while being connected to the transmission gear side fixing portion 59a. At this time, the planetary gear 51 rotates as an integral rotating body. Therefore, the gear ratio of the Hi gear is 1: 1. Further, as shown in FIG. 6, the key 56 is moved to the right in the figure by the actuator 62 through the shift fork 57, thereby fixing the ring gear side fixing portion 56a of the key 56 and the case side of the case. The ring gear 53 is fixed to the case by coupling with the portion 58. At this time, the planetary gear 51 acts as a reduction gear that decelerates the power of the sun gear 52 and outputs it to the carrier 55. If the gear ratio ρ of the planetary gear 51 (the number of teeth of the sun gear / the number of teeth of the ring gear) is used, the gear ratio of the Lo gear is (1 + ρ): ρ.

図７は、動力出力装置４０を収納するケース６５を回転中心軸４１、４８に沿って横から見た外観図である。図示するように、動力出力装置４０は、回転中心軸４１と回転中心軸４８とが略水平に配置された車両のフロアに対して平行に且つ車両の進行方向に対して直行するように車両に搭載されているから、動力出力装置４０を収納するケース６５の上面も車両のフロアと略水平なものとなる。したがって、動力出力装置４０およびそのケース６５の車両の鉛直方向に対する大きさ（高さ）を低くすることができ、乗員室や荷物室のスペースを大きく採ることができる。   FIG. 7 is an external view of the case 65 that houses the power output device 40 as viewed from the side along the rotation center axes 41 and 48. As shown in the figure, the power output device 40 is disposed on the vehicle so that the rotation center shaft 41 and the rotation center shaft 48 are parallel to the vehicle floor disposed substantially horizontally and perpendicular to the vehicle traveling direction. Since it is mounted, the upper surface of the case 65 that houses the power output device 40 is also substantially horizontal with the vehicle floor. Therefore, the size (height) of the power output device 40 and the case 65 in the vertical direction of the vehicle can be reduced, and a large space can be taken for the passenger compartment and the luggage compartment.

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、インバータ３９ａに取り付けられた図示しない電流センサからの発電機３８の相電流やインバータ３９ｂに取り付けられた図示しない電流センサからのモータ４２の相電流，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，モータ４２のロータ４３の回転位置を検出する図示しない回転位置センサからの回転位置などが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機５０への変速制御信号やインバータ３９ａやインバータ３９ｂのスイッチング素子をスイッチングするためのスイッチング制御信号などが出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、ＥＧＡＴＥＣＵ３６と通信ポートを介して接続されており、ＥＧＡＴＥＣＵ３６と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. The hybrid electronic control unit 70 includes a phase current of a generator 38 from a current sensor (not shown) attached to the inverter 39a, a phase current of a motor 42 from a current sensor (not shown) attached to the inverter 39b, and an ignition switch 80. Ignition signal, shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 that detects the depression amount of the accelerator pedal 83, and depression amount of the brake pedal 85 The brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 that detects the vehicle speed, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the rotational position from a rotational position sensor (not shown) that detects the rotational position of the rotor 43 of the motor 42, and the like are input. It is input via the over door. The hybrid electronic control unit 70 outputs a shift control signal for the transmission 50, a switching control signal for switching the switching elements of the inverter 39a and the inverter 39b, and the like. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the EGATECU 36 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the EGATECU 36.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるシフトレバー８１の操作やアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，車速センサ８８からの車速Ｖに基づいて、エンジン３２からの動力を前輪２４ａ，２４ｂに出力すると共にモータ４２からの動力を後輪２６ａ，２６ｂに出力して走行する４輪駆動走行（４ＷＤ走行）と、モータ４２の駆動を停止し、エンジン３２からの動力を前輪２４ａ，２４ｂに出力するだけで走行する２輪駆動走行（２ＷＤ走行）とを切り替えて走行する。４ＷＤ走行のときには、更に、変速機５０をＬｏギヤの状態として走行したり、変速機５０をＨｉギヤの状態として走行したりする。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this way receives the power from the engine 32 based on the operation of the shift lever 81 by the driver, the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88. Four-wheel drive traveling (4WD traveling) that travels by outputting the power from the motor 42 to the rear wheels 26a and 26b and outputting the power from the motor 42 to the front wheels 24a and 24b, and stopping the driving of the motor 42, and power from the engine 32 to the front wheels The vehicle travels by switching between two-wheel drive traveling (2WD traveling) that travels only by outputting to 24a and 24b. During the 4WD traveling, the vehicle further travels with the transmission 50 in the Lo gear state or travels with the transmission 50 in the Hi gear state.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載した動力出力装置４０によれば、モータ４２の回転軸４５とデファレンシャルギヤ６８を介して動力を出力する駆動軸としての後輪２６ａ，２６ｂの車軸とを同一の回転中心軸４１とすると共に変速機５０の入力軸としてサンギヤ５２の回転中心や変速機５０の出力軸としてのキャリア５５の回転中心である回転中心軸４８と回転中心軸４１とを水平かつ平行になるようモータ４２とデファレンシャルギヤ６８と変速機５０とを配置することにより、モータと変速機とデファレンシャルギヤのすべてを同軸上に配置するものに比して軸方向の長さを短くすることができ、モータと変速機とデファレンシャルギヤのすべてを異なる軸上に配置するものに比して回転軸に直交する方向の長さを短くすることができる。この結果、動力出力装置４０をコンパクトなものとすることができ、車両への搭載性の向上を図ることができる。しかも、回転中心軸４１と回転中心軸４８とが車両のフロアに対して平行に且つ車両の進行方向に対して直行するように車両に搭載されているから、動力出力装置４０を収納するケース６５の上面を車両のフロアと略水平にすることができる。したがって、動力出力装置４０およびそのケース６５の車両の鉛直方向に対する大きさ（高さ）を低くすることができ、乗員室や荷物室のスペースを大きく採ることができる。   According to the power output apparatus 40 mounted on the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the rotating shaft 45 of the motor 42 and the axles of the rear wheels 26a and 26b as drive shafts that output power via the differential gear 68 are used. The rotation center shaft 41 and the rotation center shaft 41, which are the rotation center of the sun gear 52 as the input shaft of the transmission 50 and the rotation center of the carrier 55 as the output shaft of the transmission 50, are set horizontally. By arranging the motor 42, the differential gear 68, and the transmission 50 so as to be parallel to each other, the axial length can be shortened as compared with the case where all of the motor, the transmission, and the differential gear are arranged coaxially. The length in the direction perpendicular to the rotational axis can be reduced compared to the case where all of the motor, transmission and differential gear are arranged on different axes. Can Kusuru. As a result, the power output device 40 can be made compact, and the mountability to the vehicle can be improved. Moreover, since the rotation center shaft 41 and the rotation center shaft 48 are mounted on the vehicle so as to be parallel to the vehicle floor and perpendicular to the traveling direction of the vehicle, the case 65 for housing the power output device 40 is mounted. The upper surface of the vehicle can be substantially horizontal with the vehicle floor. Therefore, the size (height) of the power output device 40 and the case 65 in the vertical direction of the vehicle can be reduced, and a large space can be taken for the passenger compartment and the luggage compartment.

また、実施例のハイブリッド自動車２０に搭載した動力出力装置４０によれば、キー５６を図２〜図６中左右方向に直線移動させることにより、変速機５０をＨｉギヤの状態とＬｏギヤの状態とニュートラルの状態に切り替えることができる。即ち、動力出力装置４０の変速機５０の変速段の変更を簡易な構成で容易に行なうことができる。   Further, according to the power output device 40 mounted on the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the key 56 is linearly moved in the left-right direction in FIGS. 2 to 6, so that the transmission 50 is in the Hi gear state and the Lo gear state. And can be switched to the neutral state. In other words, the shift stage of the transmission 50 of the power output device 40 can be easily changed with a simple configuration.

実施例のハイブリッド自動車２０の動力出力装置４０では、変速機５０をＨｉギヤの状態とＬｏギヤの状態とニュートラルの状態とに切り替えることができるよう構成したが、変速機５０をＨｉギヤの状態とＬｏギヤの状態とにだけ切り替えることができるよう構成するものとしてもよいし、変速機５０を３段以上の複数段に切り替えることができるよう構成するものとしてもよい。   In the power output device 40 of the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the transmission 50 can be switched between the Hi gear state, the Lo gear state, and the neutral state. However, the transmission 50 is set to the Hi gear state. It may be configured to be able to switch only to the state of the Lo gear, or may be configured to be able to switch the transmission 50 to a plurality of three or more stages.

実施例のハイブリッド自動車２０の動力出力装置４０では、変速機５０をＨｉギヤの状態とするのにキー５６により伝達ギヤ４６を介してサンギヤ５２とリングギヤ５３とが連結されるように構成したが、プラネタリギヤ５１はサンギヤ５２とリングギヤ５３とキャリア５５の３つの回転要素のうちいずれかを連結することにより一体の回転体となるから、Ｈｉギヤの状態とする際にサンギヤ５２とキャリア５５とが連結されるようにしてもよいし、リングギヤ５３とキャリア５５とが連結されるようにしてもよい。   In the power output device 40 of the hybrid vehicle 20 according to the embodiment, the sun gear 52 and the ring gear 53 are connected by the key 56 via the transmission gear 46 in order to place the transmission 50 in the Hi gear state. The planetary gear 51 becomes an integral rotating body by connecting any one of the three rotating elements of the sun gear 52, the ring gear 53, and the carrier 55. Therefore, when the Hi gear is set, the sun gear 52 and the carrier 55 are connected. Alternatively, the ring gear 53 and the carrier 55 may be connected.

実施例のハイブリッド自動車２０の動力出力装置４０では、アクチュエータ６２によりキー５６を図２〜図６中左右方向に直線移動させることにより、変速機５０をＨｉギヤの状態とＬｏギヤの状態とニュートラルの状態に切り替えるものとしたが、アクチュエータによる部材の直線移動によって変速機のギヤの状態を切り替えるものであれば、他の構成としてもよい。   In the power output apparatus 40 of the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the actuator 50 is moved linearly in the left-right direction in FIGS. 2 to 6 by the actuator 62, so that the transmission 50 is in the Hi gear state, the Lo gear state, and the neutral state. However, any other configuration may be used as long as the gear state of the transmission is switched by linear movement of the member by the actuator.

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン３２とオートマチックトランスミッション３４とからなる駆動源からの動力を前輪２４ａ，２４ｂに出力するよう構成したが、前輪２４ａ，２４ｂに動力を出力する駆動源はエンジン３２に限られず、エンジンとモータとからなるハイブリッドシステムでもよく、燃料電池と燃料電池からの電力で駆動するモータとからなる燃料電池システムでもよく、如何なる駆動源としてもよい。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the drive source including the engine 32 and the automatic transmission 34 is output to the front wheels 24a and 24b. However, the drive source that outputs the power to the front wheels 24a and 24b is supplied to the engine 32. Without limitation, it may be a hybrid system composed of an engine and a motor, a fuel cell system composed of a fuel cell and a motor driven by electric power from the fuel cell, or any drive source.

実施例のハイブリッド自動車２０では、前輪２４ａ，２４ｂに動力を出力するエンジン３２とオートマチックトランスミッション３４とからなる前輪用の駆動力装置と後輪２６ａ，２６ｂに動力を出力する動力出力装置４０とを搭載するものとしたが、動力出力装置４０だけを搭載し、前輪用の駆動力装置を搭載しないものとしてもよい。この場合、動力出力装置４０を前輪側に取り付けるものとしても差し支えない。   The hybrid vehicle 20 according to the embodiment includes a driving power device for a front wheel composed of an engine 32 and an automatic transmission 34 that output power to the front wheels 24a and 24b, and a power output device 40 that outputs power to the rear wheels 26a and 26b. However, only the power output device 40 may be mounted, and the front wheel driving force device may not be mounted. In this case, the power output device 40 may be attached to the front wheel side.

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.

本発明は、自動車製造産業などに利用可能である。   The present invention is applicable to the automobile manufacturing industry.

本発明の一実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus as an embodiment of the present invention. 動力出力装置４０の構成の概略を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a power output device 40. 動力出力装置４０の構成の概略を模式的に示す構成図である。2 is a configuration diagram schematically showing an outline of a configuration of a power output device 40. FIG. ニュートラルの状態のときの変速機５０の一部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part of transmission 50 in the state of a neutral. Ｈｉギヤの状態のときの変速機５０の一部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part of transmission 50 in the state of Hi gear. Ｌｏギヤの状態のときの変速機５０の一部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part of transmission 50 in the state of Lo gear. 動力出力装置４０を収納するケース６５を回転中心軸４１、４８に沿って横から見た外観図である。It is the external view which looked at the case 65 which accommodates the motive power output device 40 along the rotation center axes 41 and 48 from the side.

符号の説明Explanation of symbols

２０ ハイブリッド自動車、２２ デファレンシャルギヤ、２４ａ，２４ｂ 前輪、２６ａ，２６ｂ 後輪、３２ エンジン、３４ オートマチックトランスミッション、３６ ＥＧＡＴＥＣＵ、３８ 発電機、３９ａ，３９ｂ インバータ、４０ 動力出力装置、４１，４８ 回転中心軸、４２ モータ、４３ ロータ、４４ ステータ、４５ 回転軸、４６ 伝達ギヤ、５０ 変速機、５１ プラネタリギヤ、５２ サンギヤ、５３ リングギヤ、５４ ピニオンギヤ、５５ キャリア、５６ キー、５６ａ リングギヤ側固定部、５６ｂ サンギヤ側固定部、５７ シフトフォーク、５８ ケース側固定部、５９ 連絡部材、５９ａ 伝達ギヤ側固定部、６０ スリーブ、６２ アクチュエータ、６４ 連絡ギヤ、６５ ケース、６８ デファレンシャルギヤ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ。
20 hybrid vehicle, 22 differential gear, 24a, 24b front wheel, 26a, 26b rear wheel, 32 engine, 34 automatic transmission, 36 EGATECU, 38 generator, 39a, 39b inverter, 40 power output device, 41, 48 rotation center shaft, 42 Motor, 43 Rotor, 44 Stator, 45 Rotating shaft, 46 Transmission gear, 50 Transmission, 51 Planetary gear, 52 Sun gear, 53 Ring gear, 54 Pinion gear, 55 Carrier, 56 Key, 56a Ring gear side fixing part, 56b Sun gear side fixing part 57 Shift fork, 58 Case fixing part, 59 Connecting member, 59a Transmission gear side fixing part, 60 Sleeve, 62 Actuator, 64 Connecting gear, 65 Case, 68 Differential gear, 70 Hybrid electric Control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 an accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 a brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor.

Claims (7)

車両に搭載され、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
前記駆動軸と同軸上に回転子が配置された電動機と、
前記駆動軸とは異なる回転中心軸を入力軸および出力軸として前記電動機からの動力を変速して前記駆動軸に伝達する変速伝達手段と、
を備える動力出力装置。 A power output device mounted on a vehicle and capable of outputting power to a drive shaft connected to an axle,
An electric motor having a rotor arranged coaxially with the drive shaft;
Shift transmission means for shifting the power from the electric motor and transmitting it to the drive shaft using a rotation center shaft different from the drive shaft as an input shaft and an output shaft;
A power output device comprising: 前記変速伝達手段は、前記入力軸および前記出力軸が前記駆動軸と平行に配置されてなる手段である請求項１記載の動力出力装置。   2. The power output apparatus according to claim 1, wherein the transmission means is a means in which the input shaft and the output shaft are arranged in parallel with the drive shaft. 前記変速伝達手段は、変位可能な所定部材の変位量を調整することにより変更される複数の変速段をもって前記電動機からの動力を前記駆動軸に変速して伝達する手段である請求項１または２記載の動力出力装置。   The shift transmission means is means for shifting and transmitting the power from the electric motor to the drive shaft with a plurality of shift stages that are changed by adjusting the amount of displacement of the displaceable predetermined member. The power output apparatus described. 前記変速伝達手段は、遊星歯車機構を有し、前記所定部材を第１の変位量とすることにより前記遊星歯車機構の３つの回転要素の一つをケースに固定して第１の変速段とし、前記所定部材を第２の変位量とすることにより前記遊星歯車機構の３つの回転要素のうちのいずれか二つを連結して第２の変速段とし、前記所定部材を第３の変位量とすることにより前記遊星歯車機構の３つの回転要素の一つを解放して前記電動機を前記車軸側から切り離す手段である請求項３記載の動力出力装置。   The speed change transmission means has a planetary gear mechanism, and by setting the predetermined member as a first displacement amount, one of the three rotating elements of the planetary gear mechanism is fixed to the case to be a first speed stage. By setting the predetermined member as the second displacement amount, any two of the three rotating elements of the planetary gear mechanism are connected to form the second shift stage, and the predetermined member is set as the third displacement amount. 4. The power output device according to claim 3, wherein the power output device is means for releasing one of the three rotating elements of the planetary gear mechanism to separate the electric motor from the axle side. 請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置を前記駆動軸と前記変速伝達手段の入力軸および出力軸の回転中心軸とに交差する直線が車両フロアと略平行となるよう搭載してなる自動車。   An automobile comprising the power output device according to any one of claims 1 to 4 mounted so that a straight line intersecting the drive shaft and the rotation shaft of the input shaft and the output shaft of the speed change transmission means is substantially parallel to the vehicle floor. . 前記動力出力装置は、前記車両フロアと略平行な上面を有するケースを備える請求項５記載の自動車。   The automobile according to claim 5, wherein the power output device includes a case having an upper surface substantially parallel to the vehicle floor. 前記駆動軸に連結された車軸とは異なる車軸に走行用の駆動力を出力可能な駆動力源を搭載する請求項５または６記載の自動車。
The vehicle according to claim 5 or 6, wherein a driving force source capable of outputting a driving force for traveling is mounted on an axle different from the axle connected to the driving shaft.
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