JP2005119573A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンおよび電動機に連結された動力分配部を備えるハイブリッド車両において、エンジンの高出力化に対応するために電動機を小型化できるハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】 第１モータジェネレータＭＧ１が減速機（第１遊星歯車装置１２）を介して動力分配部（第２遊星歯車装置１４）に接続されたので、減速機が設けられない場合に比較して、動力分配部に連結されたエンジン６の動力に対して第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが小さくなって、第１モータジェネレータＭＧ１を小型に構成することができる。したがって、たとえエンジン出力が大きくなったとしても第１モータジェネレータＭＧ１を比較的小型に構成できる。すなわち、エンジン６の高出力化に対応するために第１モータジェネレータＭＧ１を小型化できるので、車両への搭載が有利となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえばエンジンおよびモータジェネレータに連結された動力分配部を備えるハイブリッド車両に係り、特に、モータジェネレータの小型化を可能とする技術に関するものである。

たとえば、特許文献１或いは非特許文献１に記載のハイブリッド車両のように、エンジンと２つのモータジェネレータと、エンジンの動力を一方のモータジェネレータと出力部材とに分配する動力分配部とを有し、その一方のモータジェネレータで発電された電力が出力部材に連結されている他方のモータジェネレータに供給されることで、上記出力部材にはエンジンの動力とともに他方のモータジェネレータの駆動力が加えられるように構成された動力伝達装置を備えるハイブリッド車両が知られている。通常、そのハイブリッド車両に備えられた動力伝達装置は、上記動力分配部が１組の遊星歯車装置から構成され、その遊星歯車装置の３つの回転要素がそれぞれエンジン、一方のモータジェネレータ、および他方のモータジェネレータが連結されている出力部材に連結されるように構成されている。そしてこのようなハイブリッド車両においても、エンジンのみを駆動力源とする車両と同様に、多種多様なエンジン或いはエンジンの高出力化に対応することが望まれている。

特開２００２−２８１６０７号公報 「プリウス 新型車解説書」トヨタ自動車株式会社サービス部 １９９７年１０月１４日発行

しかしながら、上記遊星歯車装置の３つの回転要素のうちの一方の回転要素は、その一方の回転要素に連結されている一方のモータジェネレータの発電量が制御されることによってその回転駆動トルクである反力が随時変化させられて、回転速度が制御されているので、上記３つの回転要素のうちの他方の回転要素に連結されているエンジンの高出力化に対応するためには上記一方のモータジェネレータを大型化する必要があり、多種多様なエンジンへの対応も含め前記動力伝達装置の車両への搭載が不利となる可能性があった。このような事情は上記モータジェネレータに替えて電動機が用いられる場合も同様であった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンおよび電動機に連結された動力分配部を備えるハイブリッド車両において、エンジンの高出力化に対応するために電動機を小型化できるハイブリッド車両を提供することにある。

かかる目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、エンジンおよび電動機に連結された動力分配部を備えるハイブリッド車両であって、前記電動機は減速機を介して前記動力分配部に接続されたことを特徴とするものである。

第２発明は、第１発明のハイブリッド車両において、前記電動機は第１遊星歯車装置を介して前記動力分配部に作動的に連結され、その動力分配部は第２遊星歯車装置から構成されたものである。

第３発明は、第２発明のハイブリッド車両において、前記第１遊星歯車装置の遊星歯車は前記第２遊星歯車装置の遊星歯車よりも大径であって、相互に一体化されたステップドピニオンである。

第４発明は、第１発明乃至第３発明のいずれかのハイブリッド車両において、前記減速機および動力分配部は、共線図上の一端側から他端側に向かって順に位置する第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素を備え、その第１回転要素は前記電動機に連結され、その第３回転要素は前記エンジンに連結され、その第４回転要素は出力部材に連結されたものである。

第５発明は、第４発明のハイブリッド車両において、前記第１遊星歯車装置の第１サンギヤは前記第１回転要素を構成し、前記第２遊星歯車装置の第２サンギヤは前記第２回転要素を構成し、その第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２キャリヤは相互に連結されて前記第３回転要素を構成し、その第２遊星歯車装置の第２リングギヤは前記第４回転要素を構成するものである。

第６発明は、第４発明のハイブリッド車両において、前記第１遊星歯車装置の第１サンギヤは前記第１回転要素を構成し、その第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２サンギヤは相互に連結されて前記第２回転要素を構成し、その第１遊星歯車装置の第１リングギヤおよびその第２遊星歯車装置の第２キャリヤは相互に連結されて前記第３回転要素を構成し、その第２遊星歯車装置の第２リングギヤは前記第４回転要素を構成するものである。

第７発明は、第４発明のハイブリッド車両において、前記第１遊星歯車装置の第１リングギヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２リングギヤは相互に連結されて前記第１回転要素を構成し、その第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２キャリヤは相互に連結されて前記第２回転要素を構成し、その第１遊星歯車装置の第１サンギヤは前記第３回転要素を構成し、その第２遊星歯車装置の第２サンギヤは前記第４回転要素を構成するものである。

第８発明は、第４発明のハイブリッド車両において、前記第１遊星歯車装置の第１サンギヤはおよび前記第２遊星歯車装置の第２サンギヤは相互に連結されて前記第１回転要素を構成し、その第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよびその第２遊星歯車装置の第２キャリヤは相互に連結されて前記第２回転要素を構成し、その第１遊星歯車装置の第１リングギヤは前記第３回転要素を構成し、その第２遊星歯車装置の第２リングギヤは前記第４回転要素を構成するものである。

第９発明は、第４発明のハイブリッド車両において、前記第１遊星歯車装置の第１サンギヤは前記第１回転要素を構成し、その第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２サンギヤは相互に連結されて前記第２回転要素を構成し、その第２遊星歯車装置の第２キャリヤは前記第３回転要素を構成し、その第１遊星歯車装置の第１リングギヤおよびその第２遊星歯車装置の第２リングギヤは相互に連結されて前記第４回転要素を構成するものである。

第１発明乃至第９発明のいずれかのハイブリッド車両は、前記電動機が減速機を介して前記動力分配部に接続されたので、その電動機が減速機を介さずに前記動力分配部に接続された場合つまり減速機が設けられない場合に比較して、その動力分配部に連結されたエンジンの動力に対して必要とされるその電動機のトルクつまり電動機で発生させるトルクが小さくて済み、その電動機を小型に構成することができる。したがって、たとえエンジン出力が大きくなったとしても電動機を比較的小型に構成できる。すなわち、エンジンの高出力化に対応するために電動機を小型化できるので、車両への搭載が有利となる。

また、第２発明では、更に、前記電動機は第１遊星歯車装置を介して第２遊星歯車装置から構成される前記動力分配部に作動的に連結されるので、この装置全体が簡単且つ小型に構成される。また、２組の遊星歯車装置を用いるので１組の遊星歯車装置を用いる場合に比較して２組の遊星歯車装置全体として設定できる１組の遊星歯車装置のギヤ比ρに相当する歯車比Ρの幅が大きくなり、各遊星歯車装置のギヤ比ρを設定することで簡単に電動機で発生させるトルクがより小さくて済むように設定することができる。

また、第３発明では、更に、前記第１遊星歯車装置の遊星歯車は前記第２遊星歯車装置の遊星歯車よりも大径であって、相互に一体化されたステップドピニオンであるので、装置全体が更に小型に構成される。

また、第４発明では、更に、電動機の回転速度に応じて第１回転要素の第３回転要素の回転速度に対する相対回転速度が変化させられると、第４回転要素の第３回転要素の回転速度に対する相対回転速度が変化させられる。しかも、電動機の回転速度が連続的に変化させられることから、出力部材のエンジン回転速度に対する相対回転速度が連続的に変化させられることになるので、前記減速機および動力分配部は無段変速機としての機能を有する。また、電動機が第１回転要素に連結されることで、エンジンの出力に対して電動機で発生させるトルクが最も小さくて済むように、第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素の各要素間の間隔が設定され得るので、電動機を小型化できる。

また、第５発明では、更に、２組の遊星歯車装置を用いることで１組の遊星歯車装置を用いる場合に比較して２組の遊星歯車装置全体として設定できる歯車比Ρの幅が大きくなり、１組の遊星歯車装置として適切とされるギヤ比ρたとえば「０．３〜０．６」程度の範囲でより小さな値の歯車比Ρを設定することができるので、前記電動機のトルクがより小さくて済むように設定することができる。また、第１遊星歯車装置の遊星歯車が前記第２遊星歯車装置の遊星歯車よりも大径であって相互に一体化されたステップドピニオンとされ得るので、装置全体が更に小型に構成される。

また、第６発明乃至第９発明のいずれかの発明では、更に、２組の遊星歯車装置を用いることで１組の遊星歯車装置を用いる場合に比較して２組の遊星歯車装置全体として設定できる歯車比Ρの幅が大きくなり、１組の遊星歯車装置として適切とされるギヤ比ρたとえば「０．３〜０．６」程度の範囲でより小さな値の歯車比Ρを設定することができるので、前記電動機のトルクがより小さくて済むように設定することができる。また、第１遊星歯車装置を構成する第１遊星歯車の第１キャリヤに対する相対回転速度δ、或いは第２遊星歯車装置を構成する第２遊星歯車の第２キャリヤに対する相対回転速度δが少なくなり、第１遊星歯車装置或いは第２遊星歯車装置の耐久性が向上する。特に、第６発明或いは第７発明は、第８発明或いは第９発明に比較して上記相対回転速度δが少なくなる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例の動力分配装置１０が適用されたハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置８の構成の要部を説明する概略図であり、特に一点鎖線内は動力分配装置１０の骨子図である。図１において、動力伝達装置８は共通の軸心上に配設された入力部材としての入力軸１６、この入力軸１６に連結された第１遊星歯車装置１２と第２遊星歯車装置１４とを主体として構成されている動力分配装置１０、この動力分配装置１０に連結されている出力部材としての出力歯車１８を備えている。なお、動力伝達装置８はその軸心に対して対称的に構成されているため、図１の動力伝達装置８を表す部分においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。この動力伝達装置８は、駆動力源としてのエンジン６と一対の駆動輪２４との間に設けられ、たとえば回転変動やトルク変動を抑制するための図示しないダンパ（振動減衰装置）を介して入力されたエンジン６の出力を、カウンタ軸や差動歯車装置（終減速機）等によって構成されている減速装置２０および一対の車軸２２を順次介して一対の駆動輪２４へ伝達する。

上記動力伝達装置８は、入力軸１６に入力されたエンジン６の動力を機械的に合成或いは分配する機能を有しており、たとえばエンジン６の動力を動力分配装置１０によってその動力分配装置１０に連結された出力歯車１８と電動機および発電機として機能する第１モータジェネレータＭＧ１とに分配し、その出力歯車１８に分配されたエンジン６の動力とその出力歯車１８に連結された電動機および発電機として機能する第２モータジェネレータＭＧ２による駆動力とを合成する。上記第２モータジェネレータＭＧ２による駆動力は、上記第１モータジェネレータＭＧ１に分配されたエンジン６の動力によって第１モータジェネレータＭＧ１が駆動されることで発電された電力がインバータ２６を介して第２モータジェネレータＭＧ２に伝達され、その発電された電力によって第２モータジェネレータＭＧ２が駆動されることで発生する。このような制御は、たとえばハイブリッド車両に備えられた図示しない電子制御装置によって制御されるものであり、第１モータジェネレータＭＧ１による発電状態や第２モータジェネレータＭＧ２による駆動状態等が制御されることで、上記動力伝達装置８は無段変速機としての機能を有するのである。また、上記電子制御装置による制御は、ハイブリッド車両の通常走行での一態様でありハイブリッド車両の走行状態に応じて種々の態様がある。たとえば、減速走行時には上記第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として機能させられてインバータ２６を介して電力がバッテリ２８に充電される所謂回生制動が実行されたり、バッテリ２８に充電された電力によって第２モータジェネレータＭＧ２が駆動されることで発生する駆動力のみで走行する制御等が実行される。

上記動力分配装置１０を構成している第１遊星歯車装置１２は減速機として機能するものであり、第２遊星歯車装置１４は動力分配部を構成するものであり、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第１遊星歯車装置１２は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えており、たとえば「０．３」程度の所定のギヤ比ρ_１を有している。第２遊星歯車装置１４は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、たとえば「０．５３」程度の所定のギヤ比ρ_２を有している。第１サンギヤＳ１の歯数をＺ_Ｓ１、第１リングギヤＲ１の歯数をＺ_Ｒ１、第２サンギヤＳ２の歯数をＺ_Ｓ２、第２リングギヤＲ２の歯数をＺ_Ｒ２とすると、上記ギヤ比ρ_１はＺ_Ｓ１／Ｚ_Ｒ１、上記ギヤ比ρ_２はＺ_Ｓ２／Ｚ_Ｒ２である。また、本実施例においては、第１遊星歯車Ｐ１は第２遊星歯車Ｐ２よりも大径であり、且つ第１遊星歯車Ｐ１と第２遊星歯車Ｐ２とは相互に一体化された段付ピニオンであるステップドピニオンＳＰとなっている。従って、上述したように第１遊星歯車装置１２は減速機としての機能を有することになる。また、第１キャリヤＣＡ１および第２キャリヤＣＡ２は一体のものであり、第１リングギヤＲ１および第２サンギヤＳ２は省略されている。

上記動力分配装置１０において、第１サンギヤＳ１は第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、一体のものである第１キャリヤＣＡ１および第２キャリヤＣＡ２は入力軸１６を介して前記エンジン６に作動的に連結され、第２リングギヤＲ２は出力部材としての出力歯車１８に連結されている。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１は第１遊星歯車装置１２を介して第２遊星歯車装置１４に作動的に連結されることになり、第２遊星歯車装置１４はエンジン６の動力を出力歯車１８と第１モータジェネレータＭＧ１とに分配する機能を有することになる。

図２は、上記動力分配装置１０において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図２の共線図は、横軸Ｘ方向において各遊星歯車装置１２、１４のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Ｙ方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、１本の横線Ｘ１が回転速度「１．０」すなわち入力軸１６に作動的に連結されるエンジン回転速度Ｎ_Ｅを示している。また、４本の縦線Ｙ１乃至Ｙ４は、左から順に、第１回転要素ＲＥ１に対応する第１サンギヤＳ１を、第２回転要素ＲＥ２に対応する第２サンギヤＳ２を、第３回転要素ＲＥ３に対応する一体となった第１キャリヤＣＡ１および第２キャリヤＣＡ２を、第４回転要素ＲＥ４に対応する第２リングギヤＲ２をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置１２、１４のギヤ比ρ_１、ρ_２に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間においてサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔とされる関係とされ、図２では縦軸間の間隔は上記関係に基づいてそれぞれ設定されている。上記に示すように動力分配装置１０としては、第１遊星歯車装置１２の第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、および第１リングギヤＲ１、第２遊星歯車装置１４の第２サンギヤＳ２、第２キャリヤＣＡ２、および第２リングギヤＲ２の一部が単独で或いは互いに連結されることにより、共線図において一（左）端から他（右）端に向かって順番に４つの第１回転要素ＲＥ１、第２回転要素ＲＥ２、第３回転要素ＲＥ３、第４回転要素ＲＥ４が構成されている。

上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の動力分配装置１０において、上記第１回転要素ＲＥ１（Ｓ１）は第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、上記第３回転要素ＲＥ３（ＣＡ１、ＣＡ２）は入力軸１６を介して前記エンジン６に作動的に連結され、上記第４回転要素ＲＥ４（Ｒ２）は出力部材としての出力歯車１８に連結されるように構成されている。

上記図２の共線図において明らかなように、○印に示す第４回転要素ＲＥ４の回転速度（ここでの回転速度は横線Ｘ１或いは●印に示す第３回転要素ＲＥ３に対応する入力軸１６に作動的に連結されるエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対する相対回転速度とする。以下、回転要素の回転速度において同様）は△印に示す第１回転要素ＲＥ１の回転速度に応じて変化させられる。言い換えれば、第１回転要素ＲＥ１に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて第４回転要素ＲＥ４に対応する出力歯車１８のエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対する相対回転速度が連続的に変化させられる。しかも、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は連続的に変化させられるので、変速比が無段階に変化させられることになる。たとえば、第１回転要素ＲＥ１の回転速度を零とする場合には、第４回転要素ＲＥ４の回転速度はエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対して増速される所謂オーバドライブであり、本実施例ではその変速比はギヤ比ρ_１、ρ_２に応じて０．８３となっている。なお、上記第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は第１モータジェネレータＭＧ１の回転駆動トルクである第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルク（反力）に対応するものともいえる。

また、第１回転要素ＲＥ１と第３回転要素ＲＥ３との間隔Ａと、第３回転要素ＲＥ３と第４回転要素ＲＥ４との間隔Ｂとの比（＝Ａ：Ｂ）は、１：０．２となっており動力分配装置１０全体としての歯車比Ρ_１０（＝間隔Ｂ／間隔Ａ）は「０．２」程度であるといえる。通常、１組の遊星歯車装置を構成する各ギヤの大きさや全体の大きさを考慮すると「０．３〜０．６」程度が適切とされているので、このように歯車比Ρ_１０が「０．２」程度の値を１組の遊星歯車装置で構成するのは困難であり、２組の遊星歯車装置を用いて動力分配装置１０全体として歯車比Ρの幅が大きく設定できることで可能となったといえる。なお、上記歯車比Ρは１組の遊星歯車装置のギヤ比ρに相当するものである。

上記第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は前記電子制御装置によって第１モータジェネレータＭＧ１の発電量（或いは駆動力）が制御されることでその第１モータジェネレータＭＧ１の回転駆動トルクであるトルク（反力）が随時変化させられて、回転速度が変化させられる。したがって、前記第２遊星歯車装置１４によって分配されるエンジン６の動力に応じて第１モータジェネレータＭＧ１の回転駆動トルクが得られる必要がある。つまり、エンジン６のトルクが大きくなればそれに応じた回転駆動トルクが得られるために第１モータジェネレータＭＧ１も大型化する必要がある。しかしながら、第１モータジェネレータＭＧ１の大型化はスペース、重量などの点で車両への搭載が不利となる可能性がある。そこで、本実施例の動力分配装置１０では減速機としての第１遊星歯車装置１２を設けることで第１遊星歯車装置１２を設けない場合に比較して、動力分配装置１０全体の歯車比Ρを小さくし第１モータジェネレータＭＧ１がその受け持つトルク（反力）が最も小さくなる第１回転要素ＲＥ１（第１サンギヤＳ１）に連結されることで、第２遊星歯車装置１４によって分配されるエンジン６の動力に対して第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが小さくて済むことになる。すなわち、動力分配装置１０ではより第１モータジェネレータＭＧ１を小型化することができるので、エンジン６の高出力化や多種多様なエンジンへの対応が可能となる。なお、第１モータジェネレータＭＧ１が小型化されることでの出力低下は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を上げることによって補うことが可能である。

また、動力分配装置１０は減速機として第１遊星歯車装置１２を設けて２つの遊星歯車装置を有することになるが、動力分配部としての第２遊星歯車装置１４の第２遊星歯車Ｐ２をステップドピニオンＳＰに置き換えた１つの遊星歯車装置と見ることができるので、減速機を設けたにも拘わらず動力分配装置１０全体として大きくならないように構成できる。

上述のように、本実施例によれば、第１モータジェネレータＭＧ１が減速機（第１遊星歯車装置１２）を介して動力分配部（第２遊星歯車装置１４）に接続されたので、第１モータジェネレータＭＧ１が減速機を介さずに動力分配部に接続された場合つまり減速機が設けられない場合に比較して、動力分配部に連結されたエンジン６の動力に対して必要とされる第１モータジェネレータＭＧ１のトルクつまり第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが小さくて済み、第１モータジェネレータＭＧ１を小型に構成することができる。したがって、たとえエンジン出力が大きくなったとしても第１モータジェネレータＭＧ１を比較的小型に構成できる。すなわち、エンジン６の高出力化に対応するために第１モータジェネレータＭＧ１を小型化できるので、車両への搭載が有利となる。

また、本実施例によれば、第１モータジェネレータＭＧ１は第１遊星歯車装置１２を介して第２遊星歯車装置１４から構成される動力分配部に作動的に連結されるので、この装置全体が簡単且つ小型に構成される。また、２組の遊星歯車装置を用いるので１組の遊星歯車装置を用いる場合に比較して２組の遊星歯車装置全体として設定できる歯車比Ρの幅が大きくなり、各遊星歯車装置のギヤ比ρを設定することで簡単に第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクがより小さくて済むように設定することができる。

また、本実施例によれば、前記第１遊星歯車装置１２の遊星歯車は前記第２遊星歯車装置１４の遊星歯車よりも大径であって、相互に一体化されたステップドピニオンであるので、装置全体が更に小型に構成される。

また、本実施例によれば、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて第１回転要素ＲＥ１の第３回転要素ＲＥ３の回転速度に対する相対回転速度が変化させられると、第４回転要素ＲＥ４の第３回転要素ＲＥ３の回転速度に対する相対回転速度が変化させられる。しかも、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度が連続的に変化させられることから、出力部材としての出力歯車１８のエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対する相対回転速度が連続的に変化させられることになるので、前記動力分配装置１０は無段変速機としての機能を有することになる。また、第１モータジェネレータＭＧ１が第１回転要素ＲＥ１に連結されることで、エンジン６の出力に対して第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが最も小さくて済むように、第１回転要素ＲＥ１、第２回転要素ＲＥ２、第３回転要素ＲＥ３、第４回転要素ＲＥ４の各要素間の間隔が設定され得るので、第１モータジェネレータＭＧ１を小型化できる。

また、本実施例によれば、第１遊星歯車装置１２および第２遊星歯車装置１４の２組の遊星歯車装置を用いることで１組の遊星歯車装置を用いる場合に比較して動力分配装置１０全体として設定できる歯車比Ρの幅が大きくなり、１組の遊星歯車装置として適切とされるギヤ比ρたとえば「０．３〜０．６」程度の範囲で動力分配装置１０全体としてより小さな値の歯車比Ρを設定することができるので、前記第１モータジェネレータＭＧ１のトルクがより小さくて済むように設定することができる。また、第１遊星歯車装置１２の第１遊星歯車Ｐ１が前記第２遊星歯車装置１４の第２遊星歯車Ｐ２よりも大径であって相互に一体化されたステップドピニオンＳＰとされ得るので、動力分配装置１０全体が更に小型に構成される。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図３は本発明の他の実施例の動力分配装置３０の構成を説明する骨子図であり、図４はその共線図である。この図３に示す動力分配装置３０は図１に示す動力分配装置１０に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置８に適用されるものである。

本実施例では、上記動力分配装置３０を構成している第１遊星歯車装置３２は減速機として機能するものであり、第２遊星歯車装置３４は動力分配部を構成するものであり、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第１遊星歯車装置３２は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えており、たとえば「０．４２９」程度の所定のギヤ比ρ_１を有している。第２遊星歯車装置３４は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、たとえば「０．３３３」程度の所定のギヤ比ρ_２を有している。

上記動力分配装置３０において、第１サンギヤＳ１は第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２とが一体的に連結されて入力軸１６を介してたとえば前記エンジン６に作動的に連結され、第２リングギヤＲ２は出力部材たとえば前記出力歯車１８に連結されている。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１は第１遊星歯車装置３２を介して第２遊星歯車装置３４に作動的に連結されることになり、第２遊星歯車装置３４はエンジン６の動力を出力部材と第１モータジェネレータＭＧ１とに分配する機能を有することになる。

図４は、上記動力分配装置３０において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図４の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置３２、３４のギヤ比ρの関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、１本の横線Ｘ１が回転速度「１．０」すなわち入力軸１６に作動的に連結されるエンジン回転速度Ｎ_Ｅを示している。また、４本の縦線Ｙ１乃至Ｙ４は、左から順に、第１回転要素ＲＥ１に対応する第１サンギヤＳ１を、第２回転要素ＲＥ２に対応し且つ相互に連結された第１キャリヤＣＡ１および第２サンギヤＳ２を、第３回転要素ＲＥ３に対応し且つ相互に連結された第１リングギヤＲ１および第２キャリヤＣＡ２を、第４回転要素ＲＥ４に対応する第２リングギヤＲ２をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置３２、３４のギヤ比ρ_１、ρ_２に応じてそれぞれ定められている。

上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の動力分配装置３０において、上記第１回転要素ＲＥ１（Ｓ１）は第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、上記第３回転要素ＲＥ３（Ｒ１、ＣＡ２）は入力軸１６を介して前記エンジン６に作動的に連結され、上記第４回転要素ＲＥ４（Ｒ２）は出力部材としての出力歯車１８に連結されるように構成されている。

上記図４の共線図において明らかなように、前記図２に示す実施例と同様に第１回転要素ＲＥ１に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて第４回転要素ＲＥ４に対応する出力部材たとえば出力歯車１８のエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対する相対回転速度が連続的に変化させられる。しかも、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は連続的に変化させられるので、変速比が無段階に変化させられることになる。たとえば、第１回転要素ＲＥ１の回転速度を零とする場合には、第４回転要素ＲＥ４の回転速度はエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対して増速される所謂オーバドライブであり、本実施例ではその変速比はギヤ比ρ_１、ρ_２に応じて０．９０となっている。

また、第１回転要素ＲＥ１と第３回転要素ＲＥ３との間隔Ａと、第３回転要素ＲＥ３と第４回転要素ＲＥ４との間隔Ｂとの比（＝Ａ：Ｂ）は、１：０．１となっており動力分配装置３０全体としての歯車比Ρ_３０（＝間隔Ｂ／間隔Ａ）は「０．１」程度であるといえる。通常、１組の遊星歯車装置を構成する各ギヤの大きさや全体の大きさを考慮すると「０．３〜０．６」程度が適切とされているので、このように歯車比Ρ_３０が「０．１」程度の値を１組の遊星歯車装置で構成するのは困難であり、２組の遊星歯車装置を用いて動力分配装置３０全体として歯車比Ρの幅が大きく設定できることで可能となったといえる。

本実施例の動力分配装置３０では前記図１、２の実施例での動力分配装置１０と同様に、減速機としての第１遊星歯車装置３２を設けることで第１遊星歯車装置３２を設けない場合に比較して、動力分配装置３０全体の歯車比Ρを小さくし第１モータジェネレータＭＧ１がその受け持つトルク（反力）が最も小さくなる第１回転要素ＲＥ１（第１サンギヤＳ１）に連結されることで、第２遊星歯車装置３４によって分配されるエンジン６の動力に対して第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが小さくて済むことになる。すなわち、動力分配装置３０ではより第１モータジェネレータＭＧ１を小型化することができるので、エンジン６の高出力化や多種多様なエンジンへの対応が可能となる。なお、第１モータジェネレータＭＧ１が小型化されることでの出力低下は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を上げることによって補うことが可能である。

また、上記動力分配装置３０は、前記動力分配装置１０の様に第２遊星歯車Ｐ２をステップドピニオンＳＰに置き換えることはできないため、減速機として第１遊星歯車装置３２を設けて２つの遊星歯車装置を有することになるが、ステップドピニオンＳＰに置き換える場合に比較してたとえば第１遊星歯車Ｐ１の第１キャリヤＣＡ１に対する相対回転速度δ_１、或いは第２遊星歯車Ｐ２の第２キャリヤＣＡ２に対する相対回転速度δ_２が少なくなる利点がある。

上述のように、本実施例によれば、第１モータジェネレータＭＧ１が減速機（第１遊星歯車装置３２）を介して動力分配部（第２遊星歯車装置３４）に接続されたので、第１モータジェネレータＭＧ１が減速機を介さずに動力分配部に接続された場合つまり減速機が設けられない場合に比較して、動力分配部に連結されたエンジン６の動力に対して必要とされる第１モータジェネレータＭＧ１のトルクつまり第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが小さくて済み、第１モータジェネレータＭＧ１を小型に構成することができる。したがって、たとえエンジン出力が大きくなったとしても第１モータジェネレータＭＧ１を比較的小型に構成できる。すなわち、エンジン６の高出力化に対応するために第１モータジェネレータＭＧ１を小型化できるので、車両への搭載が有利となる。

また、本実施例によれば、第１モータジェネレータＭＧ１は第１遊星歯車装置３２を介して第２遊星歯車装置３４から構成される動力分配部に作動的に連結されるので、この装置全体が簡単且つ小型に構成される。また、２組の遊星歯車装置を用いるので１組の遊星歯車装置を用いる場合に比較して２組の遊星歯車装置全体として設定できる歯車比Ρの幅が大きくなり、各遊星歯車装置のギヤ比ρを設定することで簡単に第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクがより小さくて済むように設定することができる。

また、本実施例によれば、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて第１回転要素ＲＥ１の第３回転要素ＲＥ３の回転速度に対する相対回転速度が変化させられると、第４回転要素ＲＥ４の第３回転要素ＲＥ３の回転速度に対する相対回転速度が変化させられる。しかも、第１モータジェネレータＭＧ１の回転駆動トルクが連続的に変化させられることから、出力部材としての出力歯車１８のエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対する相対回転速度が連続的に変化させられることになるので、前記動力分配装置３０は無段変速機としての機能を有することになる。また、第１モータジェネレータＭＧ１が第１回転要素ＲＥ１に連結されることで、エンジン６の出力に対して第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが最も小さくて済むように、第１回転要素ＲＥ１、第２回転要素ＲＥ２、第３回転要素ＲＥ３、第４回転要素ＲＥ４の各要素間の間隔が設定され得るので、第１モータジェネレータＭＧ１を小型化できる。

また、本実施例によれば、第１遊星歯車装置３２および第２遊星歯車装置３４の２組の遊星歯車装置を用いることで１組の遊星歯車装置を用いる場合に比較して動力分配装置３０全体として設定できる歯車比Ρの幅が大きくなり、１組の遊星歯車装置として適切とされるギヤ比ρたとえば「０．３〜０．６」程度の範囲で動力分配装置３０全体としてより小さな値の歯車比Ρを設定することができるので、前記第１モータジェネレータＭＧ１のトルクがより小さくて済むように設定することができる。また、第１遊星歯車Ｐ１の第１キャリヤＣＡ１に対する相対回転速度δ_１、或いは第２遊星歯車の第２キャリヤに対する相対回転速度δ_２が少なくなり、第１遊星歯車装置３２或いは第２遊星歯車装置３４の耐久性が向上する。

図５は本発明の他の実施例の動力分配装置４０の構成を説明する骨子図であり、図６はその共線図である。この図５に示す動力分配装置４０は図１に示す動力分配装置１０に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置８に適用されるものであり、前記図３、４に示す実施例の動力分配装置３０と同様の効果がある。

本実施例では、上記動力分配装置４０を構成している第１遊星歯車装置４２は減速機として機能するものであり、第２遊星歯車装置４４は動力分配部を構成するものであり、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第１遊星歯車装置４２は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えており、たとえば「０．４２９」程度の所定のギヤ比ρ_１を有している。第２遊星歯車装置４４は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、たとえば「０．３７５」程度の所定のギヤ比ρ_２を有している。

上記動力分配装置４０において、第１リングギヤＲ１と第２リングギヤＲ２とが一体的に連結されて第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、第１サンギヤＳ１は入力軸１６を介してたとえば前記エンジン６に作動的に連結され、第２サンギヤＳ２は出力部材たとえば前記出力歯車１８に連結されている。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１は第１遊星歯車装置４２を介して第２遊星歯車装置４４に作動的に連結されることになり、第２遊星歯車装置４４はエンジン６の動力を出力部材と第１モータジェネレータＭＧ１とに分配する機能を有することになる。

図６は、上記動力分配装置４０において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図６の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置４２、４４のギヤ比ρの関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、１本の横線Ｘ１が回転速度「１．０」すなわち入力軸１６に作動的に連結されるエンジン回転速度Ｎ_Ｅを示している。また、４本の縦線Ｙ１乃至Ｙ４は、左から順に、第１回転要素ＲＥ１に対応し且つ相互に連結された第１リングギヤＲ１および第２リングギヤＲ２を、第２回転要素ＲＥ２に対応し且つ相互に連結された第１キャリヤＣＡ１および第２キャリヤＣＡ２を、第３回転要素ＲＥ３に対応する第１サンギヤＳ１を、第４回転要素ＲＥ４に対応する第２サンギヤＳ２をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置４２、４４のギヤ比ρ_１、ρ_２に応じてそれぞれ定められている。

上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の動力分配装置４０において、上記第１回転要素ＲＥ１（Ｒ１、Ｒ２）は第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、上記第３回転要素ＲＥ３（Ｓ１）は入力軸１６を介して前記エンジン６に作動的に連結され、上記第４回転要素ＲＥ４（Ｓ２）は出力部材としての出力歯車１８に連結されるように構成されている。

上記図６の共線図において明らかなように、前記図２に示す実施例と同様に第１回転要素ＲＥ１に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて第４回転要素ＲＥ４に対応する出力部材たとえば出力歯車１８のエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対する相対回転速度が連続的に変化させられる。しかも、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は連続的に変化させられるので、変速比が無段階に変化させられることになる。たとえば、第１回転要素ＲＥ１の回転速度を零とする場合には、第４回転要素ＲＥ４の回転速度はエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対して増速される所謂オーバドライブであり、本実施例ではその変速比はギヤ比ρ_１、ρ_２に応じて０．９０となっている。

また、第１回転要素ＲＥ１と第３回転要素ＲＥ３との間隔Ａと、第３回転要素ＲＥ３と第４回転要素ＲＥ４との間隔Ｂとの比（＝Ａ：Ｂ）は、１：０．１となっており動力分配装置４０全体としての歯車比Ρ_４０（＝間隔Ｂ／間隔Ａ）は「０．１」程度であるといえる。通常、１組の遊星歯車装置を構成する各ギヤの大きさや全体の大きさを考慮すると「０．３〜０．６」程度が適切とされているので、このように歯車比Ρ_４０が「０．１」程度の値を１組の遊星歯車装置で構成するのは困難であり、２組の遊星歯車装置を用いて動力分配装置４０全体として歯車比Ρの幅が大きく設定できることで可能となったといえる。

本実施例の動力分配装置４０では前記図１、２の実施例での動力分配装置１０と同様に、減速機としての第１遊星歯車装置４２を設けることで第１遊星歯車装置４２を設けない場合に比較して、動力分配装置４０全体の歯車比Ρを小さくし第１モータジェネレータＭＧ１がその受け持つトルク（反力）が最も小さくなる第１回転要素ＲＥ１（相互に連結された第１リングギヤＲ１および第２リングギヤＲ２）に連結されることで、第２遊星歯車装置４４によって分配されるエンジン６の動力に対して第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが小さくて済むことになる。すなわち、動力分配装置４０ではより第１モータジェネレータＭＧ１を小型化することができるので、エンジン６の高出力化や多種多様なエンジンへの対応が可能となる。なお、第１モータジェネレータＭＧ１が小型化されることでの出力低下は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を上げることによって補うことが可能である。

また、上記動力分配装置４０は、前記動力分配装置１０の様に第２遊星歯車Ｐ２をステップドピニオンＳＰに置き換えることはできないため、減速機として第１遊星歯車装置４２を設けて２つの遊星歯車装置を有することになるが、ステップドピニオンＳＰに置き換える場合に比較してたとえば第１遊星歯車Ｐ１の第１キャリヤＣＡ１に対する相対回転速度δ_１、或いは第２遊星歯車Ｐ２の第２キャリヤＣＡ２に対する相対回転速度δ_２が少なくなる利点がある。

図７は本発明の他の実施例の動力分配装置５０の構成を説明する骨子図であり、図８はその共線図である。この図７に示す動力分配装置５０は図１に示す動力分配装置１０に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置８に適用されるものであり、前記図３、４に示す実施例の動力分配装置３０と同様の効果がある。

本実施例では、上記動力分配装置５０を構成している第１遊星歯車装置５２は減速機として機能するものであり、第２遊星歯車装置５４は動力分配部を構成するものであり、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第１遊星歯車装置５２は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えており、たとえば「０．４２９」程度の所定のギヤ比ρ_１を有している。第２遊星歯車装置５４は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、たとえば「０．５７１」程度の所定のギヤ比ρ_２を有している。

上記動力分配装置５０において、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とが一体的に連結されて第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、第１リングギヤＲ１は入力軸１６を介してたとえば前記エンジン６に作動的に連結され、第２リングギヤＲ２は出力部材たとえば前記出力歯車１８に連結されている。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１は第１遊星歯車装置５２を介して第２遊星歯車装置５４に作動的に連結されることになり、第２遊星歯車装置５４はエンジン６の動力を出力部材と第１モータジェネレータＭＧ１とに分配する機能を有することになる。

図８は、上記動力分配装置５０において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図８の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置５２、５４のギヤ比ρの関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、１本の横線Ｘ１が回転速度「１．０」すなわち入力軸１６に作動的に連結されるエンジン回転速度Ｎ_Ｅを示している。また、４本の縦線Ｙ１乃至Ｙ４は、左から順に、第１回転要素ＲＥ１に対応し且つ相互に連結された第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２を、第２回転要素ＲＥ２に対応し且つ相互に連結された第１キャリヤＣＡ１および第２キャリヤＣＡ２を、第３回転要素ＲＥ３に対応する第１リングギヤＲ１を、第４回転要素ＲＥ４に対応する第２リングギヤＲ２をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置５２、５４のギヤ比ρ_１、ρ_２に応じてそれぞれ定められている。

上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の動力分配装置５０において、上記第１回転要素ＲＥ１（Ｓ１、Ｓ２）は第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、上記第３回転要素ＲＥ３（Ｒ１）は入力軸１６を介して前記エンジン６に作動的に連結され、上記第４回転要素ＲＥ４（Ｒ２）は出力部材としての出力歯車１８に連結されるように構成されている。

上記図８の共線図において明らかなように、前記図２に示す実施例と同様に第１回転要素ＲＥ１に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて第４回転要素ＲＥ４に対応する出力部材たとえば出力歯車１８のエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対する相対回転速度が連続的に変化させられる。しかも、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は連続的に変化させられるので、変速比が無段階に変化させられることになる。たとえば、第１回転要素ＲＥ１の回転速度を零とする場合には、第４回転要素ＲＥ４の回転速度はエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対して増速される所謂オーバドライブであり、本実施例ではその変速比はギヤ比ρ_１、ρ_２に応じて０．９０となっている。

また、第１回転要素ＲＥ１と第３回転要素ＲＥ３との間隔Ａと、第３回転要素ＲＥ３と第４回転要素ＲＥ４との間隔Ｂとの比（＝Ａ：Ｂ）は、１：０．１となっており動力分配装置５０全体としての歯車比Ρ_５０（＝間隔Ｂ／間隔Ａ）は「０．１」程度であるといえる。通常、１組の遊星歯車装置を構成する各ギヤの大きさや全体の大きさを考慮すると「０．３〜０．６」程度が適切とされているので、このように歯車比Ρ_５０が「０．１」程度の値を１組の遊星歯車装置で構成するのは困難であり、２組の遊星歯車装置を用いて動力分配装置５０全体として歯車比Ρの幅が大きく設定できることで可能となったといえる。

本実施例の動力分配装置５０では前記図１、２の実施例での動力分配装置１０と同様に、減速機としての第１遊星歯車装置５２を設けることで第１遊星歯車装置５２を設けない場合に比較して、動力分配装置５０全体の歯車比Ρを小さくし第１モータジェネレータＭＧ１がその受け持つトルク（反力）が最も小さくなる第１回転要素ＲＥ１（相互に連結された第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２）に連結されることで、第２遊星歯車装置５４によって分配されるエンジン６の動力に対して第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが小さくて済むことになる。すなわち、動力分配装置５０ではより第１モータジェネレータＭＧ１を小型化することができるので、エンジン６の高出力化や多種多様なエンジンへの対応が可能となる。なお、第１モータジェネレータＭＧ１が小型化されることでの出力低下は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を上げることによって補うことが可能である。

また、上記動力分配装置５０は、前記動力分配装置１０の様に第２遊星歯車Ｐ２をステップドピニオンＳＰに置き換えることはできないため、減速機として第１遊星歯車装置５２を設けて２つの遊星歯車装置を有することになるが、ステップドピニオンＳＰに置き換える場合に比較してたとえば第１遊星歯車Ｐ１の第１キャリヤＣＡ１に対する相対回転速度δ_１、或いは第２遊星歯車Ｐ２の第２キャリヤＣＡ２に対する相対回転速度δ_２が少なくなる利点がある。

図９は本発明の他の実施例の動力分配装置６０の構成を説明する骨子図であり、図１０はその共線図である。この図９に示す動力分配装置６０は図１に示す動力分配装置１０に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置８に適用されるものであり、前記図３、４に示す実施例の動力分配装置３０と同様の効果がある。

本実施例では、上記動力分配装置６０を構成している第１遊星歯車装置６２は減速機として機能するものであり、第２遊星歯車装置６４は動力分配部を構成するものであり、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第１遊星歯車装置６２は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えており、たとえば「０．５７１」程度の所定のギヤ比ρ_１を有している。第２遊星歯車装置６４は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、たとえば「０．３３３」程度の所定のギヤ比ρ_２を有している。

上記動力分配装置６０において、第１サンギヤＳ１は第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、第２キャリヤＣＡ２は入力軸１６を介してたとえば前記エンジン６に作動的に連結され、第１リングギヤＲ１と第２リングギヤＲ２とが一体的に連結されて出力部材たとえば前記出力歯車１８に連結されている。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１は第１遊星歯車装置６２を介して第２遊星歯車装置６４に作動的に連結されることになり、第２遊星歯車装置６４はエンジン６の動力を出力部材と第１モータジェネレータＭＧ１とに分配する機能を有することになる。

図１０は、上記動力分配装置６０において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図１０の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置６２、６４のギヤ比ρの関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、１本の横線Ｘ１が回転速度「１．０」すなわち入力軸１６に作動的に連結されるエンジン回転速度Ｎ_Ｅを示している。また、４本の縦線Ｙ１乃至Ｙ４は、左から順に、第１回転要素ＲＥ１に対応する第１サンギヤＳ１を、第２回転要素ＲＥ２に対応し且つ相互に連結された第１キャリヤＣＡ１および第２サンギヤＳ２を、第３回転要素ＲＥ３に対応する第２キャリヤＣＡ２を、第４回転要素ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第１リングギヤＲ１および第２リングギヤＲ２をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置６２、６４のギヤ比ρ_１、ρ_２に応じてそれぞれ定められている。

上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の動力分配装置６０において、上記第１回転要素ＲＥ１（Ｓ１）は第１モータジェネレータＭＧ１に作動的に連結され、上記第３回転要素ＲＥ３（ＣＡ２）は入力軸１６を介して前記エンジン６に作動的に連結され、上記第４回転要素ＲＥ４（Ｒ１、Ｒ２）は出力部材としての出力歯車１８に連結されるように構成されている。

上記図１０の共線図において明らかなように、前記図２に示す実施例と同様に第１回転要素ＲＥ１に対応する第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度に応じて第４回転要素ＲＥ４に対応する出力部材たとえば出力歯車１８のエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対する相対回転速度が連続的に変化させられる。しかも、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は連続的に変化させられるので、変速比が無段階に変化させられることになる。たとえば、第１回転要素ＲＥ１の回転速度を零とする場合には、第４回転要素ＲＥ４の回転速度はエンジン回転速度Ｎ_Ｅに対して増速される所謂オーバドライブであり、本実施例ではその変速比はギヤ比ρ_１、ρ_２に応じて０．９０となっている。

また、第１回転要素ＲＥ１と第３回転要素ＲＥ３との間隔Ａと、第３回転要素ＲＥ３と第４回転要素ＲＥ４との間隔Ｂとの比（＝Ａ：Ｂ）は、１：０．１となっており動力分配装置６０全体としての歯車比Ρ_６０（＝間隔Ｂ／間隔Ａ）は「０．１」程度であるといえる。通常、１組の遊星歯車装置を構成する各ギヤの大きさや全体の大きさを考慮すると「０．３〜０．６」程度が適切とされているので、このように歯車比Ρ_６０が「０．１」程度の値を１組の遊星歯車装置で構成するのは困難であり、２組の遊星歯車装置を用いて動力分配装置６０全体として歯車比Ρの幅が大きく設定できることで可能となったといえる。

本実施例の動力分配装置６０では前記図１、２の実施例での動力分配装置１０と同様に、減速機としての第１遊星歯車装置６２を設けることで第１遊星歯車装置６２を設けない場合に比較して、動力分配装置６０全体の歯車比Ρを小さくし第１モータジェネレータＭＧ１がその受け持つトルク（反力）が最も小さくなる第１回転要素ＲＥ１（第１サンギヤＳ１）に連結されることで、第２遊星歯車装置６４によって分配されるエンジン６の動力に対して第１モータジェネレータＭＧ１で発生させるトルクが小さくて済むことになる。すなわち、動力分配装置６０ではより第１モータジェネレータＭＧ１を小型化することができるので、エンジン６の高出力化や多種多様なエンジンへの対応が可能となる。なお、第１モータジェネレータＭＧ１が小型化されることでの出力低下は、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度を上げることによって補うことが可能である。

また、上記動力分配装置６０は、前記動力分配装置１０の様に第２遊星歯車Ｐ２をステップドピニオンＳＰに置き換えることはできないため、減速機として第１遊星歯車装置６２を設けて２つの遊星歯車装置を有することになるが、ステップドピニオンＳＰに置き換える場合に比較してたとえば第１遊星歯車Ｐ１の第１キャリヤＣＡ１に対する相対回転速度δ_１、或いは第２遊星歯車Ｐ２の第２キャリヤＣＡ２に対する相対回転速度δ_２が少なくなる利点がある。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例の図１で示した動力分配装置１０以外の構成はハイブリッド車両の動力伝達経路の一例であり、動力分配装置１０、３０、４０、５０、６０は他のハイブリッド車両にも適用され得る。

また、前述の実施例の動力分配装置３０或いは動力分配装置４０は、前記動力分配装置５０或いは動力分配装置６０に比較して相対回転速度δ_１或いは相対回転速度δ_２がより少なく構成され得るので、第１遊星歯車装置１２或いは第２遊星歯車装置１４の耐久性がより向上する。

また、前述の実施例の動力伝達装置８に備えられている第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は回転電機でも良く、すなわち発電のみの発電機および力行のみの電動機、および発電機としての機能と電動機としての機能とを併せ持つもののうちのいずれかであれば良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

図１は、本発明の一実施例の動力分配装置が適用されたハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置の構成の要部を説明する概略図であり、特に一点鎖線内は動力分配装置の骨子図である。 図１の実施例の動力分配装置の作動を説明する共線図である。 本発明の他の実施例である動力分配装置の構成を説明する骨子図であって、一点鎖線内は図１の一点鎖線内に相当する図である。 図３の実施例の動力分配装置の作動を説明する共線図であって、図２に相当する図である。 本発明の他の実施例である動力分配装置の構成を説明する骨子図であって、一点鎖線内は図１の一点鎖線内に相当する図である。 図５の実施例の動力分配装置の作動を説明する共線図であって、図２に相当する図である。 本発明の他の実施例である動力分配装置の構成を説明する骨子図であって、一点鎖線内は図１の一点鎖線内に相当する図である。 図７の実施例の動力分配装置の作動を説明する共線図であって、図２に相当する図である。 本発明の他の実施例である動力分配装置の構成を説明する骨子図であって、一点鎖線内は図１の一点鎖線内に相当する図である。 図９の実施例の動力分配装置の作動を説明する共線図であって、図２に相当する図である。

符号の説明

６：エンジン
１２、３２、４２、５２、６２：第１遊星歯車装置（減速機）
Ｓ１：第１サンギヤ
Ｒ１：第１リングギヤ
ＣＡ１：第１キャリヤ
１４、３４、４４、５４、６４：第２遊星歯車装置（動力分配部）
Ｓ２：第２サンギヤ
Ｒ２：第２リングギヤ
ＣＡ２：第２キャリヤ
１８：出力歯車（出力部材）
ＭＧ１：第１モータジェネレータ（電動機）
ＲＥ１：第１回転要素
ＲＥ２：第２回転要素
ＲＥ３：第３回転要素
ＲＥ４：第４回転要素
ＳＰ：ステップドピニオン

Claims (9)

1. エンジンおよび電動機に連結された動力分配部を備えるハイブリッド車両であって、
   前記電動機は減速機を介して前記動力分配部に接続されたことを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記電動機は第１遊星歯車装置を介して前記動力分配部に作動的に連結され、該動力分配部は第２遊星歯車装置から構成されたものである請求項１のハイブリッド車両。
3. 前記第１遊星歯車装置の遊星歯車は前記第２遊星歯車装置の遊星歯車よりも大径であって、相互に一体化されたステップドピニオンである請求項２のハイブリッド車両。
4. 前記減速機および動力分配部は、共線図上の一端側から他端側に向かって順に位置する第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素を備え、
   該第１回転要素は前記電動機に連結され、
   該第３回転要素は前記エンジンに連結され、
   該第４回転要素は出力部材に連結されたものである請求項１乃至３のいずれかのハイブリッド車両。
5. 前記第１遊星歯車装置の第１サンギヤは前記第１回転要素を構成し、前記第２遊星歯車装置の第２サンギヤは前記第２回転要素を構成し、該第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２キャリヤは相互に連結されて前記第３回転要素を構成し、該第２遊星歯車装置の第２リングギヤは前記第４回転要素を構成するものである請求項４のハイブリッド車両。
6. 前記第１遊星歯車装置の第１サンギヤは前記第１回転要素を構成し、該第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２サンギヤは相互に連結されて前記第２回転要素を構成し、該第１遊星歯車装置の第１リングギヤおよび該第２遊星歯車装置の第２キャリヤは相互に連結されて前記第３回転要素を構成し、該第２遊星歯車装置の第２リングギヤは前記第４回転要素を構成するものである請求項４のハイブリッド車両。
7. 前記第１遊星歯車装置の第１リングギヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２リングギヤは相互に連結されて前記第１回転要素を構成し、該第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２キャリヤは相互に連結されて前記第２回転要素を構成し、該第１遊星歯車装置の第１サンギヤは前記第３回転要素を構成し、該第２遊星歯車装置の第２サンギヤは前記第４回転要素を構成するものである請求項４のハイブリッド車両。
8. 前記第１遊星歯車装置の第１サンギヤはおよび前記第２遊星歯車装置の第２サンギヤは相互に連結されて前記第１回転要素を構成し、該第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよび該第２遊星歯車装置の第２キャリヤは相互に連結されて前記第２回転要素を構成し、該第１遊星歯車装置の第１リングギヤは前記第３回転要素を構成し、該第２遊星歯車装置の第２リングギヤは前記第４回転要素を構成するものである請求項４のハイブリッド車両。
9. 前記第１遊星歯車装置の第１サンギヤは前記第１回転要素を構成し、該第１遊星歯車装置の第１キャリヤおよび前記第２遊星歯車装置の第２サンギヤは相互に連結されて前記第２回転要素を構成し、該第２遊星歯車装置の第２キャリヤは前記第３回転要素を構成し、該第１遊星歯車装置の第１リングギヤおよび該第２遊星歯車装置の第２リングギヤは相互に連結されて前記第４回転要素を構成するものである請求項４のハイブリッド車両。

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