JP5024277B2

JP5024277B2 - 車両用モーター取付け方法

Info

Publication number: JP5024277B2
Application number: JP2008327135A
Authority: JP
Inventors: 貴史馬場; 豊一山本; 繁石井; 治古谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2028-12-24
Also published as: JP2010154593A

Description

本発明は、駆動ユニット等に適用され、ロータとステータを有するモーターを、変速機入力軸と同軸に配置する車両用モーター取付け方法に関するものである。

エンジンとモータージェネレータと自動変速機とを直列に連結してハイブリッド駆動系を構成する従来の車両用モーター取付け方法として、サブアッセンブリ工程と、組み付け工程と、ボルト固定工程と、を有する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、サブアッセンブリ工程は、モータージェネレータケースに、モータージェネレータの単体を構成する第一モーターシャフトとロータとステータとレゾルバを予め組み付ける工程である。また、組み付け工程は、変速機ケースの内面とモータージェネレータケースの外面を嵌合面とし、あらかじめモータージェネレータの単体を構成する部材がサブアッセンブリされたモータージェネレータケースを、変速機ケースに対して二重円筒状に嵌合する工程である。また、ボルト固定工程は、変速機ケースに対して二重円筒状に嵌合されたモータージェネレータケースを、変速機ケースにケース固定ボルトにより固定する工程である。
特開2007-174783号公報

しかしながら、従来の車両用モーター取付け方法にあっては、サブアッセンブリ工程の工数が大きく、またモータージェネレータケースを変速機ケースに固定する際に、変速機ケースの前後方向のそれぞれから固定する必要があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モーターの取付け作業性を向上することができる車両用モーター取付け方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、ロータとステータを有するモーターを、変速機の変速機入力軸と同軸に配置すると共に、モーターの外周に配置されたモーターケースに取付ける車両用モーター取付け方法において、前記モーターケースの変速機側端部には、前記変速機入力軸に向かって延びる第一段差内面を形成し、前記ステータを有するステータカバーには、前記第一段差内面と対向するステータ突出支持面を設け、ケース連結手順と、ステータカバー固定手順と、ロータ取付け手順とを有する。そして、ケース連結手順は、変速機の変速機ケースにモーターケースの第一段差内面を取り付ける。また、ステータカバー固定手順は、ステータ突出支持面を第一段差内面に対向させた状態で、ステータカバーをモーターケースの開放端からモーターケースの内側に挿入し、モーターケースの開放端側からの締結によりステータ突出支持面を第一段差内面に固定することで、モーターケースにステータカバーを固定する。また、ロータ取付け手順は、ロータが固定されたロータ軸を、変速機入力軸とスプライン結合し、このスプライン結合に伴ってステータに囲まれた空間にロータをモーターケースの開放端から挿入する。

よって、本発明の車両用モーター取付け構造方法にあっては、モーターを複数に分割した状態で順に変速機に取付けることができると共に、ステータ及びロータの取付け作業がモーターケースの開放端側からの作業になるので、作業方向が一方向になる。この結果、モーターの取付け作業性を向上することができる。

以下、本発明の車両用モーター取付け方法を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両用モーター取付け方法によりモーターが取付けられた後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両を示す全体システム図である。

実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンEngと、フライホイールFWと、第一クラッチCL1と、モータージェネレータMG（モーター）と、第二クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RLと、右後輪RRと、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

前記エンジンEngは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御が行われる。なお、エンジン出力軸には、フライホイールFWが設けられている。

前記第一クラッチCL1は、前記エンジンEngとモータージェネレータMGの間に介装されたクラッチであり、第一クラッチコントローラ５からの第一クラッチ制御指令に基づいて、第一クラッチ油圧ユニット６により作り出された第一クラッチ制御油圧により、半クラッチ状態を含み締結・開放が制御される。

前記モータージェネレータMGは、永久磁石を埋設するとともにダンパーを介して自動変速機ATの変速機入力軸Inputに連結されるロータ３０と、積層板によるステータコアにステータコイルが巻き付けられたステータ３６と、を有する同期型モータージェネレータである。このモータージェネレータMGは、駆動機能と回生機能と発電機能を有する。前記駆動機能は、バッテリ充電容量が確保されている走行時等において、ステータコイルに三相交流の電流を印加することで回転駆動する機能をいう。前記回生機能は、制動時や減速時等において、前記変速機入力軸Inputに制動トルクを付与することで発生する発電エネルギー分を回生する機能をいう。前記発電機能は、バッテリ充電容量が不足している走行時等において、エンジンEngからの駆動力の一部によりロータ３０を回転駆動させることで発電する機能をいう。

前記第二クラッチCL2は、前記モータージェネレータMGと左右後輪RL,RRの間に介装されたクラッチであり、ＡＴコントローラ７からの第二クラッチ制御指令に基づいて、第二クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ開放を含み締結・開放が制御される。なお、第一クラッチ油圧ユニット６と第二クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ATに付設されるAT油圧コントロールバルブユニットCVUに内蔵している。

前記自動変速機ATは、例えば、前進７速/後退１速等の有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える有段変速機であり、前記第二クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、トルク伝達経路に配置される最適なクラッチやブレーキを選択している。そして、前記自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。

前記第一クラッチCL1としては、例えば、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４により締結・開放が制御される乾式単板クラッチが用いられる。前記第二クラッチCL2としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。このハイブリッド駆動系は、第一クラッチCL1の締結・開放状態に応じて、電気自動車走行モード（以下、「EVモード」という。）とハイブリッド車走行モード（以下、「HEVモード」という。）の２つの走行モードを有する。「EVモード」は、第一クラッチCL1を開放状態とし、モータージェネレータMGの動力のみで走行するモードである。「HEVモード」は、第一クラッチCL1を締結状態とし、エンジン走行モード・モータアシスト走行モード・走行発電モードの何れかにより走行するモードである。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第一クラッチコントローラ５と、第一クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第二クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第一クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

前記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、エンジンEngのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。

前記モータコントローラ２は、モータージェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報と、統合コントローラ１０からの目標MGトルク指令および目標MG回転数指令と、他の必要情報を入力する。そして、モータージェネレータMGのモータ動作点（Nm,Tm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電容量をあらわすバッテリSOCを監視していて、このバッテリSOC情報は、モータージェネレータMGの制御情報に用いられると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

前記第一クラッチコントローラ５は、油圧アクチュエータ１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第一クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの目標CL1トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第一クラッチCL1の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第一クラッチ油圧ユニット６に出力する。

前記ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と、車速センサ１７と、他のセンサ類１８（変速機入力回転数センサ、インヒビタースイッチ等）からの情報を入力する。そして、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVUに出力する。なお、シフトマップとは、アクセル開度と車速に応じてアップシフト線とダウンシフト線を書き込んだマップをいう。上記自動変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標CL2トルク指令を入力した場合、第二クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第二クラッチ油圧ユニット８に出力する第二クラッチ制御を行う。

前記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９と、ブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、回生協調ブレーキ制御を行う。

前記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モーター回転数Nmを検出するモーター回転数センサ２１や他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報およびＣＡＮ通信線１１を介して情報を入力する。そして、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク指令、モータコントローラ２へ目標MGトルク指令および目標MG回転数指令、第一クラッチコントローラ５へ目標CL1トルク指令、ＡＴコントローラ７へ目標CL2トルク指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。

図２は、実施例１の電動車両の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。図３は、ＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でのモード選択処理を行う際に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。以下、図２及び図３に基づき、実施例１の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を説明する。

前記統合コントローラ１０は、図２に示すように、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400とを有する。

前記目標駆動力演算部100では、目標駆動力マップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoOを演算する。

前記モード選択部200では、図３に示すEV-HEV選択マップを用いて、アクセル開度APOと車速VSPとから、「EVモード」または「HEVモード」を目標走行モードとして選択する。但し、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEVモード」を目標走行モードとする。

前記目標充放電演算部300では、目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。

前記動作点指令部400では、アクセル開度APOと、目標駆動力tFoOと、目標走行モードと、車速VSPと、目標充放電電力tP等の入力情報に基づき、動作点到達目標として、目標エンジントルクと目標MGトルクと目標MG回転数と目標CL1トルクと目標CL2トルクを演算する。そして、目標エンジントルク指令と目標MGトルク指令と目標MG回転数指令と目標CL1トルク指令と目標CL2トルク指令を、ＣＡＮ通信線１１を介して各コントローラ１，２，５，７に出力する。

図４は、実施例１の電動車両の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機ATの一例を示すスケルトン図である。

前記自動変速機ATは、前進７速後退１速の有段式自動変速機であり、エンジンEgとモータージェネレータMGのうち、少なくとも一方からの駆動力が変速機入力軸Inputから入力され、４つの遊星ギアと７つの摩擦締結要素とによって回転速度が変速されて変速機出力軸Outputから出力される。次に、変速機入力軸Inputと変速機出力軸Outputとの間の変速ギア機構（変速機構）について説明する。

変速機入力軸Input側から変速機出力軸Output側までの軸上に、順に第一遊星ギアG1と第二遊星ギアG2による第一遊星ギアセットGS1及び第３遊星ギアG3と第４遊星ギアG4による第二遊星ギアセットGS2が配置されている。また、摩擦締結要素として第一クラッチC1、第二クラッチC2、第３クラッチC3及び第一ブレーキB1、第二ブレーキB2、第３ブレーキB3、第４ブレーキB4が配置されている。また、第一ワンウェイクラッチF1と第二ワンウェイクラッチF2が配置されている。

前記第一遊星ギアG1は、第一サンギアS1と、第一リングギアR1と、両ギアS1,R1に噛み合う第一ピニオンP1を支持する第一キャリアPC1と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

前記第二遊星ギアG2は、第二サンギアS2と、第二リングギアR2と、両ギアS2,R2に噛み合う第二ピニオンP2を支持する第二キャリアPC2と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

前記第３遊星ギアG3は、第３サンギアS3と、第３リングギアR3と、両ギアS3,R3に噛み合う第３ピニオンP3を支持する第３キャリアPC3と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

前記第４遊星ギアG4は、第４サンギアS4と、第４リングギアR4と、両ギアS4,R4に噛み合う第４ピニオンP4を支持する第４キャリアPC4と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

前記変速機入力軸Inputは、第二リングギアR2に連結され、走行用駆動源（エンジンEgとモータージェネレータMG）からの回転駆動力を入力する。前記変速機出力軸Outputは、第３キャリアPC3に連結され、出力回転駆動力を、ファイナルギア等を介して駆動輪（左右後輪RL,RR）に伝達する。

前記第一リングギアR1と第二キャリアPC2と第４リングギアR4とは、第一連結メンバM1により一体的に連結される。前記第３リングギアR3と第４キャリアPC4とは、第二連結メンバM2により一体的に連結される。前記第一サンギアS1と第二サンギアS2とは、第３連結メンバM3により一体的に連結される。

前記第一遊星ギアセットGS1は、第一遊星ギアG1と第二遊星ギアG2とを、第一連結メンバM1と第３連結メンバM3とによって連結することで、４つの回転要素を有して構成される。また、第二遊星ギアセットGS2は、第３遊星ギアG3と第４遊星ギアG4とを、第二連結メンバM2によって連結することで、５つの回転要素を有して構成される。

前記第一遊星ギアセットGS1では、トルクが変速機入力軸Inputから第二リングギアR2に入力され、入力されたトルクは第一連結メンバM1を介して第二遊星ギアセットGS2に出力される。前記第二遊星ギアセットGS2では、トルクが変速機入力軸Inputから直接第二連結メンバM2に入力されると共に、第一連結メンバM1を介して第４リングギアR4に入力され、入力されたトルクは第３キャリアPC3から変速機出力軸Outputに出力される。

前記第一クラッチC1（インプットクラッチI/C）は、変速機入力軸Inputと第二連結メンバM2とを選択的に断接するクラッチである。前記第二クラッチC2（ダイレクトクラッチD/C）は、第４サンギアS4と第４キャリアPC4とを選択的に断接するクラッチである。前記第３クラッチC3（Ｈ＆ＬＲクラッチH&LR/C）は、第３サンギアS3と第４サンギアS4とを選択的に断接するクラッチである。

また、前記第二ワンウェイクラッチF2は、第３サンギアS3と第４サンギアS4の間に配置されている。これにより、第３クラッチC3が開放され、第３サンギアS3よりも第４サンギアS4の回転速度が大きい時、第３サンギアS3と第４サンギアS4とは独立した回転速度を発生する。よって、第３遊星ギアG3と第４遊星ギアG4が第二連結メンバM2を介して接続された構成となり、それぞれの遊星ギアが独立したギア比を達成する。

前記第一ブレーキB1（フロントブレーキFr/B）は、第一キャリアPC1の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。また、第一ワンウェイクラッチF1は、第一ブレーキB1と並列に配置されている。前記第二ブレーキB2（ローブレーキLOW/B）は、第３サンギアS3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。前記第３ブレーキB3（２３４６ブレーキ2346/B）は、第一サンギアS1及び第二サンギアS2を連結する第３連結メンバM3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。前記第４ブレーキB4（リバースブレーキR/B）は、第４キャリアPC4の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。

図５は、実施例１の車両用モーター取付け方法により取付けられた車両用モーター取付け構造を示す全体断面図である。以下、図５に基づいて、車両用モーター取付け構造Ａ１の構成を説明する。

この車両用モーター取付け構造Ａ１では、ロータ３０とステータ３６を有するモータージェネレータMGを、自動変速機ATの変速機入力軸Inputと同軸に配置すると共に、このモータージェネレータMGの外周に配置されたモーターケース５０に取付ける構造となっている。

前記自動変速機ATは、変速機ケース４０に内蔵されている。変速機ケース４０は、両端に開口を有する円筒形状を呈しており、モーター側端部４０ａにフランジ部４１を有している。また、変速機入力軸Inputは、変速機ケース４０のモーター側端部４０ａから突出し、先端部に後述するロータ軸３１の筒部３２に形成されたスプライン溝に嵌合するスプライン部（図示せず）が形成されている。

また、この変速機入力軸Inputは、第２遊星ギアＧ２の第２リングギアＲ２に連結されて径方向に支持されると共に、第３連結メンバＭ３との間に配置されたブッシュ（軸受）４２により径方向の傾きが規制される。これにより、変速機入力軸Inputは径方向において少なくとも二点で支持され、径方向の軸芯位置が固定されている。

なお、自動変速機ATのモーター側端部４０ａには変速機フロント部４３ａが設けられ、この変速機フロント部４３ａによりモーター空間と変速機空間とが区画されている。この変速機フロント部４３ａには変速機入力軸Inputが貫通する貫通孔４３ｂが形成されると共に、ダンパー４４を内蔵したダンパーカバー４４ａが設けられている。このダンパーカバー４４ａは変速機入力軸Inputが貫通し、先端部には後述するロータ軸３１の筒部３２を支持する軸受４５が設けられている。

モーターケース５０は、エンジンEngと自動変速機ATとの間に配置され、両端に開口を有する円筒形状を呈している。このモーターケース５０の自動変速機ATが連結される一端（以下、変速機側端部５０ａという）の開口には変速機入力軸Inputが挿入され、エンジンEngが連結される他端（以下、開放端５０ｂという）の開口にはエンジン出力軸EngOutが挿入されている。さらに、このモーターケース５０には、変速機側端部５０ａの開口径から開放端５０ｂの開口径に向かって段階的に拡径することで、第一段差内面５１と円筒内面５２と第二段差内面５３とが形成されている。

前記第一段差内面５１は、モーターケース５０の全周にわたって形成しており、変速機入力軸Inputに向かって、すなわちモーターケース５０の中心に向かって延びている。前記円筒内面５２は、ほぼ同一内径を保って形成している。第二段差内面５３は、モーターケース５０の周方向の複数箇所に等間隔をあけて部分的に形成しており、モーターケース５０の外方に向かって径方向に突出している。

そして、このモーターケース５０は、第一段差内面５１が変速機ケース４０のフランジ部４１と対向し、固定ボルトＢ１によりフランジ部４１に連結されることで、変速機ケース４０に対して連結される。ここで、固定ボルトＢ１は、周方向の複数箇所に等間隔をあけて配置されている。また、この固定ボルトＢ１は、モーターケース５０の内側において、開放端５０ｂ側から取付けられている。

モータージェネレータMGのロータ３０は、モータージェネレータMGの軸中心に位置するロータ軸３１に固定され、このロータ軸３１と一体的に回転可能になっている。

前記ロータ軸３１の変速機側端部には、変速機入力軸Inputが挿入されてスプライン結合する筒部３２が形成されている。この筒部３２の内周面には図示しないスプライン溝が形成され、外周面には径方向に延びるロータ支持部３３及びリング状突部３４が形成されている。そして、筒部３２の開放端部からリング状突部３４までの部分が、軸受４５を介してダンパーカバー４４ａに回動可能に支持されている。

さらに、このロータ軸３１の筒部３２には、軸受４６を介してフロントカバー部３５が設けられている。このフロントカバー部３５は、モーターケース５０の円筒内面５２を閉塞し、モーター空間とエンジン空間とを区画する。このフロントカバー部３５の周縁３５ａは、モーターケース５０の第二段差内面５３に対向すると共に、固定ボルトＢ２によりモーターケース５０の第２段差内面５３に取付けられている。この固定ボルトＢ２は、モーターケース５０の内側において、開放端５０ｂ側から取付けられている。

さらに、このロータ軸３１のエンジン側端部はフロントカバー部３５から突出すると共に、エンジン出力軸EngOutとの結合構造（図示せず）が設けられ、エンジン出力軸EngOutと結合している。

モータージェネレータMGのステータ３６は、ステータカバー３７の内側に設けられており、このステータ３６を有するステータカバー３７は、円筒部３８と、ステータ突出支持部３９とを有している。

円筒部３８は、モーターケース５０の円筒内面５２の内側に設定されると共に、ステータ３６のステータコアを支持する。また、円筒部３８は中空になっており、内部にモーター冷却媒体通路３８ａが形成されている。

ステータ突出支持部３９は、周方向の複数箇所に等間隔をあけて部分的に形成しており、円筒部３８の変速機側端部からモータージェネレータMGの中心に向かって延びている。このステータ突出支持部３９は、固定ボルトＢ１とは異なる周方向位相位置に設けられると共に、モーターケース５０の第一段差内面５１に対向する。そして、このステータ突出支持部３９は、固定ボルトＢ３によりモーターケース５０の第一段差内面５１に固定されている。ここで、固定ボルトＢ３とステータ突出支持部３９とが異なる周方向位相位置に設けられているので、固定ボルトＢ１と固定ボルトＢ３との周方向位相位置が互いに異なることになり、互いに干渉しないようになっている。また、この固定ボルトＢ３は、モーターケース５０の内側において、開放端５０ｂ側から取付けられている。

さらに、このモータージェネレータMGでは、ロータ軸３１と変速機入力軸Inputとのスプライン結合長さＴ_１が、ロータ３０とステータ３６とのエアギャップ空間の軸方向長さＴ_２よりも長くなっている。

次に、作用を説明する。
まず、「車両用モーター取付け方法」の説明を行い、実施例１の車両用モーター取付け方法における取付け作業性向上作用を説明する。

［車両用モーター取付け方法］
図６は、実施例１の車両用モーター取付け方法においてモーター取付け直前の自動変速機を示す説明図である。図７は、実施例１の車両用モーター取付け方法においてケース連結手順を示す説明図である。図８は、実施例１の車両用モーター取付け方法においてステータカバー固定手順を示す説明図である。図９は、実施例１の車両用モーター取付け方法においてロータ取付け手順を示す説明図である。図10は、実施例１の車両用モーター取付け方法においてロータのステータ内側への挿入開始状態を示す説明図である。図11は、実施例１の車両用モーター取付け方法においてフロントカバー部の固定状態を示す説明図である。以下、図６〜図11に基づき実施例１の車両用モーター取付け方法を説明する。

まず、変速機ケース４０に対して変速機入力軸Input、変速機出力軸Output、変速ギア機構（変速機構）を組み付けた後、保持治具を使用する等の所定の方法により変速機ケース４０を固定する（図６参照）。このとき、変速機入力軸Inputは、自動変速機ATの内部構造物（ここでは、第２遊星歯車Ｇ２の第２リングギアＲ２と、第３連結メンバＭ３との間に配置されたブッシュ４２）により二点支持され、径方向の軸芯位置が固定されている。

前記ケース連結手順では、図７に示すように、変速機ケース４０に対してモーターケース５０を連結する。このとき、このケース連結手順では、モーターケース５０の第一段差内面５１を変速機ケース４０のフランジ部４１に対向させると共に、モーターケース５０の開放端５０ｂ側から固定ボルトＢ１によりボルト締めすることで変速機ケース４０にモーターケース５０を連結する。

前記ステータカバー固定手順では、図８に示すように、ステータ３６を有するステータカバー３７を、モーターケース５０の開放端からこのモーターケース５０の内側に挿入し、モーターケース５０に固定する。このとき、このステータカバー固定手順では、ステータカバー３７のステータ突出支持面３９をモーターケース５０の第一段差内面５１に対向させると共に、モーターケース５０の開放端５０ｂ側から固定ボルトＢ２によりボルト締めすることでモーターケース５０にステータカバー３７を固定する。

前記ロータ取付け手順では、図９〜図11に示すように、ロータ３０が固定されたロータ軸３１を、変速機入力軸Inputに対しスプライン結合し、このスプライン結合に伴ってステータ３６に囲まれた空間にロータ３０をモーターケース５０の開放端から挿入する。このとき、このロータ取付け手順では、ロータ軸３１と変速機入力軸Inputとのスプライン結合に伴って、あらかじめロータ軸３１に設けたフロントカバー部３５の周縁３５ａを第二段差内面５３に対向させると共に、モーターケース５０の開放端５０ｂ側から固定ボルトＢ３によりボルト締めすることでフロントカバー部３５をモーターケース５０に取付ける。これによりロータ軸３１の抜け止めを行い、ロータ３０を取付ける。

また、このロータ取付け手順では、図９及び図10に示すように、まずロータ軸３１と変速機入力軸Inputとのスプライン結合を開始し、その後に、ロータ３０のステータ３６内側への挿入が開始される。

そして、この車両用モーター取付け方法により、モータージェネレータMGを、自動変速機ATの変速機入力軸Inputと同軸に配置すると共に、モータージェネレータMGの外周に配置されたモーターケース５０に一方向、つまりモーターケース５０の開放端５０ｂ側から順に取付けることとなる。

［取付け作業性向上作用］
図12は、モータージェネレータをサブアッセンブリする場合に支持用治具にモーターケースを固定した状態を示す説明図である。図13は、モータージェネレータをサブアッセンブリする場合にステータカバーを取付ける状態を示す説明図である。図14は、モータージェネレータをサブアッセンブリする場合にロータを取付ける状態を示す説明図である。図15は、モータージェネレータをサブアッセンブリする場合にフロントカバー部を固定した状態を示す説明図である。図16は、サブアッセンブリしたモータージェネレータが取付けられた車両用モーター取付け構造を示す全体断面図である。

エンジンEngと自動変速機ATとの間に配置するモータージェネレータMGをサブアッセンブリするには、まず、支持用治具100によりモーターケース101を支持する（図12参照）。このとき、支持用治具100は、モーターケース101の変速機側開口部101aから挿入される。

次に、あらかじめステータ102を固定したステータカバー103を、モーターケース101のエンジン側開口部101bからモーターケース101内に挿入し、このエンジン側開口部101bからのボルト締めにより、モーターケース101にステータカバー103を固定する（図13参照）。

次に、ロータ104を固定したロータ軸105を、モーターケース101のエンジン側開口部101bからモーターケース101内に挿入し、ロータ軸105と支持用治具100の先端部100ａとをスプライン結合する。そして、このスプライン結合に伴ってステータ102に囲まれた空間にロータ104を、モーターケース101のエンジン側開口部101bから挿入する（図14参照）。

次に、ロータ軸105にあらかじめ設けたフロントカバー部106を、モーターケース101のエンジン側開口部101bからのボルト締めにより、モーターケース101に固定する（図15参照）。最後に、支持用治具100をモーターカバー101の変速機側開口部101ａから引き抜いてモータージェネレータMGのサブアッセンブリを完了する。

このように組み立てられたモータージェネレータMGを自動変速機ATに取付けるには、自動変速機ATの変速機入力軸Inputと、ロータ軸105とをスプライン結合すると共に、変速機ケースとモーターケース101とをボルト固定する（図16参照）。

このとき、自動変速機ATの内部構造物（変速機構等）によりボルト位置によっては自動変速機AT側からのボルト締めが行えない。そのため、ボルト位置によって、モータージェネレータMG側からボルト固定可能にするためのスペースＳを確保し、モータージェネレータMG側からのボルト締めが必要になる（図16において下側ボルトＢ４）。一方、自動変速機AT側からボルト締めが可能な位置（図16において上側ボルトＢ５）においては、自動変速機AT側からのボルト締めになっていた。

そのため、ボルト締めの方向に一貫性がなく、モータージェネレータMGの自動変速機ATへの取付け作業性が悪いという問題があった。さらに、ボルト固定を可能にするためのスペース確保により、軸方向長さが長くなるという問題もあった。

これに対し、実施例１の車両用モーター取付け方法では、ケース連結手順と、ステータカバー固定手順と、ロータ取付け手順とを有している。すなわち、自動変速機ATの変速機ケース４０に対してモーターケース５０を連結し、この変速機ケース４０に連結されたモーターケース５０に対して、モーターケース５０の開放端５０ｂからステータ３６を有するステータカバー３７を挿入固定し、その後、変速機入力軸Inputとロータ軸３１とをモーターケース５０の開放端からスプライン結合し、このスプライン結合に伴ってステータ３６の内側にロータ３０を挿入する。

このため、モータージェネレータMGを自動変速機ATに取付ける際に、モータージェネレータMGを複数に分割した状態で順に自動変速機ATに取付けることができると共に、ステータ３６及びロータ３０の取付け作業がモーターケース５０の開放端５０ｂ側からの作業になるので作業方向が一方向になる。この結果、モータージェネレータMGの自動変速機ATへの取付け作業性を向上することができる。

特に、実施例１の車両用モーター取付け方法では、ロータ軸３１と変速機入力軸Inputとのスプライン結合長さＴ_１は、ロータ３０とステータ３６とのエアギャップ空間の軸方向長さＴ_２よりも長く、ロータ取付け手順において、ロータ軸３１と変速機入力軸Inputとのスプライン結合を開始した後に、ロータ３０のステータ３６内側への挿入が開始される。

そのため、変速機入力軸Inputがロータ３０の挿入時のガイドとなり、ロータ３０がステータ３６に干渉することなく容易に挿入することができる。この結果、取付け作業性をさらに向上することができる。

また、実施例１の車両用モーター取付け方法では、変速機ケース４０のモーター側端部４０ａにはフランジ部４１が形成され、モーターケース５０の変速機側端部５０ａには変速機入力軸Inputに向かって延びる第一段差内面５１が形成され、ケース連結手順において、第一段差内面５１がフランジ部４１に対向されると共に、モーターケース５０の開放端５０ｂ側からのボルト締めにより変速機ケース４０にモーターケース５０が連結される。

そのため、モーターケース５０を連結するためのボルト締めを容易に行うことができ、取付け作業性の向上をさらに図ることができる。また、ボルト締めがモーターケース５０の内側にて行うことになり、ボルト締めに要する軸方向スペースを確保する必要がなくなって、軸方向長さの短縮化を図ることができる。

また、実施例１の車両用モーター取付け方法では、モーターケース５０の変速機側端部５０ａには、変速機入力軸Inputに向かって延びる第一段差内面５１が形成され、ステータカバー３７には、モーターケース５０の第一段差内面５１と対向するステータ突出支持面３９が設けられ、ステータカバー固定手順において、ステータ突出支持面３９が第一段差内面５１に対向されると共に、モーターケース５０の開放端５０ｂ側からのボルト締めによりモーターケース５０にステータカバー３７が固定される。

そのため、ステータカバー３７を固定するためのボルト締めを容易に行うことができ、取付け作業性の向上をさらに図ることができる。

また、実施例１の車両用モーター取付け方法では、
モーターケース５０には、変速機側端部５０ａから開放端５０ｂ側に向けて段階的に拡径することで、第一段差内面５１と、円筒内面５２と、第二段差内面５３とが形成され、ロータ軸３１には、モーターケース５０の円筒内面５２を閉塞するフロントカバー部３５が設けられ、ロータ取付け手順において、ロータ軸３１と変速機入力軸Inputとのスプライン結合に伴ってフロントカバー部３５の周縁３５ａが第二段差内面５３に対向されると共に、モーターケース５０の開放端５０ｂ側からのボルト締めによりフロントカバー部３５がモーターケース５０に取付けられる。

そのため、ロータ３０及びロータ軸３１を取付けると共に、モーター室を区画する持論とカバー部３５を取付けるためのボルト締めを容易に行うことができ、取付け作業性の向上をさらに図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用モーター取付け構造Ａ１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) ロータ３０とステータ３６を有するモーター（モータージェネレータMG）を、変速機（自動変速機AT）の変速機入力軸Inputと同軸に配置すると共に、モーターMGの外周に配置されたモーターケース５０に取付ける車両用モーター取付け方法において、変速機ATの変速機ケース４０に対してモーターケース５０を連結するケース連結手順と、ステータ３６を有するステータカバー３７を、モーターケース５０の開放端５０ｂからモーターケース５０の内側に挿入し、モーターケース５０に固定するステータカバー固定手順と、ロータ３０が固定されたロータ軸３１を、変速機入力軸Inputに対しスプライン結合し、このスプライン結合に伴ってステータ３６に囲まれた空間にロータ３０をモーターケース５０の開放端５０ｂから挿入するロータ取付け手順と、を有する構成とした。このため、モーターMGの取付け作業性を向上することができる。

(2) 前記ロータ軸３１と前記変速機入力軸Inputとのスプライン結合長さＴ_１は、前記ロータ３０と前記ステータ３６とのエアギャップ空間の軸方向長さＴ_２よりも長く、前記ロータ取付け手順では、前記ロータ軸３１と前記変速機入力軸Inputとのスプライン結合を開始した後に、前記ロータ３０の挿入が開始される構成とした。このため、変速機入力軸Inputをロータ３０の挿入時のガイドとすることができ、取付け作業性をさらに向上することができる。

(3) 前記変速機ケース４０のモーター側端部４０ａには、フランジ部４１を形成し、前記モーターケース５０の変速機側端部５０ａには、前記変速機入力軸Inputに向かって延びる第一段差内面５１を形成し、前記ケース連結手順では、前記第一段差内面５１を前記フランジ部４１に対向すると共に、前記モーターケース５０の開放端５０ｂ側からのボルト締めにより前記変速機ケース４０に前記モーターケース５０を連結する構成とした。このため、モーターケース５０を連結するためのボルト締めを容易に行うことができて、取付け作業性の向上をさらに図ると共に、ボルト締めに要する軸方向スペースを確保する必要がなくなって、軸方向長さの短縮化を図ることができる。

(4) 前記モーターケース５０の変速機側端部５０ａには、前記変速機入力軸Inputに向かって延びる第一段差内面５１を形成し、前記ステータカバー３６には、前記モーターケース５０の前記第一段差内面５１と対向するステータ突出支持面３７を設け、前記ステータカバー固定手順では、前記ステータ突出支持面３７を前記第一段差内面５１に対向すると共に、前記モーターケース５０の開放端５０ｂ側からのボルト締めにより前記モーターケース５０に前記ステータカバー３７を固定する構成とした。このため、ステータカバー３７を固定するためのボルト締めを容易に行うことができて、取付け作業性の向上をさらに図ることができる。

(5) 前記モーターケース５０には、変速機側端部５０ａから開放端５０ｂ側に向けて段階的に拡径することで、第一段差内面５１と、円筒内面５２と、第二段差内面５３とを形成し、前記ロータ軸３１には、前記モーターケース５０の前記円筒内面５２を閉塞するフロントカバー部３５を設け、前記ロータ取付け手順では、前記ロータ軸３１と前記変速機入力軸Inputとのスプライン結合に伴って前記フロントカバー部３５の周縁３５ａを前記第二段差内面５２に対向すると共に、前記モーターケース５０の開放端５０ｂ側からのボルト締めにより前記フロントカバー部３５を前記モーターケース５０に取付ける構成とした。このため、ロータ３０を取付けるためのボルト締めを容易に行うことができて、取付け作業性の向上をさらに図ることができる。

実施例１では、本発明の車両用モーター取付け方法を、エンジンと自動変速機を備えたハイブリッド車両の駆動系への適用例を示したが、エンジンと無段変速機を備えたハイブリッド車両の駆動系に対しても適用することができる。さらに、電気自動車や燃料電池車等の他の車両の駆動系に対しても適用することができる。要するに、ロータとステータを有するモーターを、変速機と同軸に位置させると共にその外周に配置されたモーターケースに取付ける車両用モーター取付け方法であれば適用できる。

実施例１の車両用モーター取付け方法によりモーターが取付けられた後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両を示す全体システム図である。実施例１の電動車両の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。ＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でのモード選択処理を行う際に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。実施例１の電動車両の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両に搭載された自動変速機ATの一例を示すスケルトン図である。実施例１の車両用モーター取付け方法により取付けられた車両用モーター取付け構造を示す全体断面図である。実施例１の車両用モーター取付け方法においてモーター取付け直前の自動変速機を示す説明図である。実施例１の車両用モーター取付け方法においてケース連結手順を示す説明図である。実施例１の車両用モーター取付け方法においてステータカバー固定手順を示す説明図である。実施例１の車両用モーター取付け方法においてロータ取付け手順を示す説明図である。実施例１の車両用モーター取付け方法においてロータのステータ内側への挿入開始状態を示す説明図である。実施例１の車両用モーター取付け方法においてフロントカバー部の固定状態を示す説明図である。モータージェネレータをサブアッセンブリする場合に支持用治具にモーターケースを固定した状態を示す説明図である。モータージェネレータをサブアッセンブリする場合にステータカバーを取付ける状態を示す説明図である。モータージェネレータをサブアッセンブリする場合にロータを取付ける状態を示す説明図である。モータージェネレータをサブアッセンブリする場合にフロントカバー部を固定した状態を示す説明図である。サブアッセンブリしたモータージェネレータが取付けられた車両用モーター取付け構造を示す全体断面図である。

符号の説明

MG モータージェネレータ（モーター）
３０ロータ
３１ロータ軸
３６ステータ
３７ステータカバー
５０モーターケース
５０ａ変速機側端部
５０ｂ開放端
AT 自動変速機（変速機）
Input 変速機入力軸
４０変速機ケース

Claims

ロータとステータを有するモーターを、変速機の変速機入力軸と同軸に配置すると共に、前記モーターの外周に配置されたモーターケースに取付ける車両用モーター取付け方法において、
前記モーターケースの変速機側端部には、前記変速機入力軸に向かって延びる第一段差内面を形成し、前記ステータを有するステータカバーには、前記第一段差内面と対向するステータ突出支持面を設け、
前記変速機の変速機ケースに対して前記モーターケースの前記第一段差内面を取り付けるケース連結手順と、
前記ステータ突出支持面を前記第一段差内面に対向させた状態で、前記ステータカバーを前記モーターケースの開放端から該モーターケースの内側に挿入し、前記モーターケースの開放端側からの締結により前記ステータ突出支持面を前記第一段差内面に固定することで、前記モーターケースに前記ステータカバーを固定するステータカバー固定手順と、
前記ロータが固定されたロータ軸を、前記変速機入力軸に対しスプライン結合し、このスプライン結合に伴って前記ステータに囲まれた空間に前記ロータを前記モーターケースの開放端から挿入するロータ取付け手順と、
を有することを特徴とする車両用モーター取付け方法。
請求項１に記載された車両用モーター取付け方法において、
前記モーターケースには、変速機側端部から開放端側に向けて段階的に拡径することで、前記第一段差内面と、円筒内面と、第二段差内面とを形成し、
前記ロータ軸には、前記モーターケースの前記円筒内面を閉塞するフロントカバー部を設け、
前記ロータ取付け手順では、前記ロータ軸と前記変速機入力軸とのスプライン結合に伴って前記フロントカバー部の周縁を前記第二段差内面に対向させると共に、前記モーターケースの開放端側からのボルト締めにより前記フロントカバー部を前記モーターケースに取付けることを特徴とする車両用モーター取付け方法。
請求項１又は請求項２に記載された車両用モーター取付け方法において、
前記ロータ軸と前記変速機入力軸とのスプライン結合長さを、前記ロータと前記ステータとのエアギャップ空間の軸方向長さよりも長くし、
前記ロータ取付け手順では、前記ロータ軸と前記変速機入力軸とのスプライン結合を開始した後に、前記ロータの挿入が開始されることを特徴とする車両用モーター取付け方法。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された車両用モーター取付け方法において、
前記変速機ケースのモーター側端部には、フランジ部を形成し、
前記ケース連結手順では、前記第一段差内面を前記フランジ部に対向すると共に、前記モーターケースの開放端側からのボルト締めにより前記変速機ケースに前記モーターケースを連結することを特徴とする車両用モーター取付け方法。