专利名称：车辆驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于例如汽车等的车辆的车辆驱动装置。
背景技术：
作为用于车辆的驱动源，已知包括发动机和电动机在内的车辆驱动装置。例如，美国专利申请文献No.2003/0127262 A1公开了这样一种车辆驱动装置。该文献中所公开的车辆驱动装置包括发动机以及第一和第二电动机。第一电动机的转子的轮缘用螺栓直接连接到发动机的曲轴。另外，阻尼器布置在发动机相对于转子轮缘的相反侧上。而且，离合器和第二电动机布置在发动机相对于阻尼器的相反侧上。于是，发动机、第一电动机、阻尼器、离合器和第二电动机形成单个单元。
当装配这样构造的车辆驱动装置时，在用外壳、封盖等覆盖转子之前转子被直接安装到发动机的曲轴。这可能导致这样的问题，即例如铁屑等的异物粘附到转子的磁化部分。另外，转子连接到发动机的曲轴，从而转子的位置被固定。另一方面，定子固定在壳体上，从而其位置被固定。这样一种构造由于发动机的曲轴和壳体的位置误差而导致转子轴线和定子轴线之间的位置误差。在某些情况下，这导致难以高精度地将转子轴线与定子轴线对齐。
为了解决这一点，例如第一电动机的转子可能可以由固定在壳体上的支撑壁支撑。但是，增加这样一个支撑壁可能使得车辆驱动装置的轴向长度更长，而这是不希望出现的。
发明内容
考虑到上述情况，本发明的一个目的是提供一种车辆驱动装置，其可以在高精度对齐转子轴线和定子轴线的情况下装配，同时防止异物粘附到电动机的磁化部分。
而且，本发明的另一个目的时实现包括第一和第二电动机的车辆驱动装置的小轴向长度。
本发明的第一方面涉及一种车辆驱动装置，其包括与车辆的车轮具有驱动连接的发动机、与所述车辆的车轮具有驱动连接的电动机、以及连接到所述发动机的曲轴以与其一起旋转的传动构件。所述电动机布置在所述传动构件的与所述发动机所在一侧相反的一侧上的端部处。电动机的定子和转子轴由箱支撑，并且支撑所述转子的所述转子轴和所述传动构件通过彼此配合而彼此连接。
根据此结构，电动机的转子由箱而非曲轴支撑，并且转子轴可以通过配合安装到与曲轴耦合以与其一起旋转的传动构件而连接到曲轴。于是，可以在将转子安装到箱中之后将电动机的转子连接到发动机侧，这防止了异物粘附到转子的磁化部分。另外，转子和定子两者都由箱支撑，由此转子和定子的轴线可以以高精度对齐。
本发明的第二方面涉及一种车辆驱动装置，其包括第一电动机、第二电动机、容纳所述第一电动机和所述第二电动机的箱、第一支撑壁以及第二支撑壁，所述第一支撑壁由所述箱支撑并可旋转地支撑所述第一电动机的转子轴的与所述第二电动机所在一侧相反的一侧上的端部，所述第二支撑壁布置在所述第一电动机和所述第二电动机之间、由所述箱支撑、可旋转地支撑所述第一电动机的所述转子轴的所述第二电动机所在一侧上的端部、并可旋转地支撑所述第二电动机的转子轴的至少一端。
根据此结构，第一电动机的转子轴的一端和第二电动机的转子轴的至少一端由第二支撑壁支撑。这减少了支撑壁的数量，并由此减小了车辆驱动装置的轴向长度。
本发明的第三方面涉及一种车辆驱动装置，其包括与车辆的车轮具有驱动连接的发动机、与所述车辆的车轮具有驱动连接的第一电动机、以及部分或全部容纳所述第一电动机的箱，所述第一电动机(MG1)包括定子、转子和支撑所述转子的转子轴。第一电动机经由与发动机的输出轴一起旋转的传动构件而连接到发动机。所述第一电动机的所述转子轴和所述发动机的所述输出轴沿着预定轴线布置。所述第一电动机的所述转子轴和所述传动构件彼此配合在其间进行连接。所述第一电动机的所述定子和所述转子轴直接或间接由所述箱支撑。
参考附图从示例性实施例的以下说明，本发明的上述和/或其他目的、特征和优点将变得更加清楚，附图中相似的标号用来表示相似的元件，其中图1是示出应用本发明的车辆驱动装置的构造的示意图；图2是用于描述图1所示自动变速器的操作的列线图；图3是示出可以由图1所示的自动变速器实现的档位与用于实现这些档位的液压摩擦啮合设备的啮合/松开状态的组合之间的关系的操作表；图4是示出输入到用于控制图1所示驱动装置的电子控制器或从其输出的信号的示例的视图；图5是示意性示出图1所示驱动装置的构造的剖视图；和图6是示出图1所示驱动装置一部分的剖视图。
具体实施例方式
下面，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。图1是示出根据本发明示例性实施例的车辆驱动装置(以下将称为“驱动装置”)10的构造的示意图。驱动装置10可以通过安装在其纵向上而适当地用于FR车辆。具体地，驱动装置10在轴向上依次包括发动机12、第一电动发电机MG1、第二电动发电机MG2和自动多档位变速器(以下将简称为“自动变速器”)14。用减振设备的飞轮16和阻尼器18设置在第一电动发电机MG1和发动机12之间。第一电动发电机MG1的转子轴20通过飞轮16和传动构件22连接到发动机12的曲轴24。直接离合器Ci设置在第二电动发电机MG2和自动变速器14之间。第一输入轴26通过飞轮16和阻尼器18连接到发动机12的曲轴24。发动机12和第一电动发电机MG1的驱动力输入到第一输入轴26。驱动装置10绕其纵向轴对称，从而在图1中省略了轴以下的部分。
第一电动发电机MG1不用带等直接连接到发动机12的曲轴24。因此，曲轴24直接由第一电动发电机MG1的转子轴20旋转，这使得发动机即使在起动发动机通常需要很大驱动力的低温下也容易起动。
直接离合器Ci是通过液压缸摩擦啮合的多片式液压摩擦啮合设备。直接离合器Ci包括与作为驱动轴的第一输入轴26一起旋转的摩擦片27、以及与作为由外力驱动的旋转构件的离合器鼓28一起旋转的摩擦片30。离合器鼓28连接到第二电动发电机MG2的转子轴32和自动变速器14的输入轴(即第二输入轴40)。直接离合器Ci选择性地将发动机12和第一电动发电机MG1连接到第二电动发电机MG2和自动变速器14或者从其断开。这样，直接离合器Ci用作将发动机12和第一电动发电机MG1的驱动力输入到自动变速器14的输入离合器。
自动变速器14具有第一传动部分44和第二传动部分50，第一传动部分44包括第一行星齿轮42作为主要部件，第二传动部分50包括第二行星齿轮46和第三行星齿轮48作为主要部件。
行星齿轮42是两级小齿轮式的行星齿轮，其包括太阳轮S1、彼此啮合的多对小齿轮P1、支撑小齿轮P1以允许在自己的轴上旋转并绕太阳轮S1公转的行星齿轮CA1、以及通过小齿轮P1与太阳轮S1啮合的齿圈R1。行星轮架CA1连接到第二输入轴40并由其可旋转地驱动。太阳轮S1一体地并不可旋转地固定到作为不可旋转构件的箱34。齿圈R1作为中间输出构件。具体地，齿圈R1减慢第二输入轴40的速度，并将其传递到第二传动部分50。存在第一中间输出路径PA1，其在不改变第二输入轴40的转速的情况下将第二输入轴40的旋转传递到第二传动部分50。于是，第一中间输出路径PA1以预定的传动速比(＝1.0)传递旋转。第一中间输出路径PA1包括不涉及第一行星齿轮42而将第二输入轴40的旋转传递到第二传动部分50的直接路径PA1a、以及通过第一行星齿轮42的行星轮架CA1将第二输入轴40的旋转传递到第二传动部分50的间接路径PA1b。还有经由行星轮架CA1、布置在行星轮架CA1上的小齿轮P1、和齿圈R1而将旋转从输入轴40传递到第二传动部分50的第二中间输出路径PA2。该路径减慢从输入轴40输入的旋转，并将其以比第一中间输出路径PA1的更大的速比(＞1.0)来进行传递。
第二行星齿轮46是单级小齿轮式的行星齿轮组，其包括太阳轮S2、小齿轮P2、可自转和公转地支撑小齿轮P2的行星齿轮CA2、以及经由小齿轮P2与太阳轮S2啮合的齿圈R2。第三行星齿轮48是两级小齿轮式的行星齿轮组，并包括太阳轮S3、多对彼此啮合的小齿轮P2和P3、可自转和公转地支撑这些小齿轮P2和P3的行星齿轮CA3、以及经由小齿轮P2和P3与太阳轮S3啮合的齿圈R3。
在第二行星齿轮46和第三行星齿轮48中，通过共同使用可旋转地支撑小齿轮P2的行星轮架CA2和CA3、以及齿圈R2和R3来形成四个旋转元件RM1、RM2、RM3和RM4。就是说，第二行星齿轮46的太阳轮S2用作第一旋转元件RM1，第二行星齿轮46的行星轮架CA2和第三行星齿轮48的行星轮架CA3一体连接到一起并用作第二旋转元件RM2，第二行星齿轮46的齿圈R2和第三行星齿轮48的齿圈R3一体连接到一起并用作第三旋转元件RM3，并且第三行星齿轮48的太阳轮S3用作第四旋转元件RM4。
第一旋转元件RM1(即太阳轮S2)通过第一制动器B1选择性地保持到变速箱14，以防止其旋转。第一旋转元件RM1(即太阳轮S2)还经由第三离合器C3选择性地连接到第一行星齿轮42的齿圈R1(即中间输出构件)(即第二中间输出路径PA2)。第一旋转元件RM1(即太阳轮S2)还经由第四离合器C4选择性地连接到第一行星齿轮42的行星轮架CA1(即第一中间输出路径PA1的间接路径PA1b)。第二旋转元件RM2(即行星轮架CA2和CA3)通过第二制动器B2选择性地保持到变速箱34以防止其旋转，并且还经由第二离合器C2选择性地连接到输入轴40(即第一中间输出路径PA1的直接路径PA1a)。第三旋转元件RM3(即齿圈R2和R3)一体连接到自动变速器14的输出轴52并输出旋转。第四旋转元件RM4(即太阳轮S3)经由第一离合器C1连接到齿圈R1。制动器B1和B2以及离合器C1至C4全都是通过液压缸摩擦啮合的多片式液压摩擦啮合设备。
图2的列线图可以用直线表示第一传动部分44和第二传动部分50的各个旋转元件的转速。下水平线表示旋转速度“0”，而上水平线表示旋转速度“1.0”，即与第二输入轴40相等的转速。而且，第一传动部分44侧上的垂直线按从左到右的顺序表示太阳轮S1、齿圈R1和行星轮架CA1。根据第一行星齿轮42的传动比ρ1(＝太阳轮S1上的齿数/齿圈R1上的齿数)来设定这些垂直线之间的距离。在图2中，例如速比ρ1等于0.463。第二传动部分50侧上的四条垂直线按从左到右的顺序表示第一旋转元件RM1(即太阳轮S2)、第二旋转元件RM2(即行星轮架CA2和行星轮架CA3)、第三旋转元件RM3(即齿圈R2和齿圈R3)、和第四旋转元件RM4(即太阳轮S3)。根据第二行星齿轮46的速比ρ2和第三行星齿轮48的速比ρ3来设定这些垂直线之间的距离。在图2中，例如ρ2等于例如0.463并且ρ3等于0.415。
如从列线图可见，按照离合器C1至C4以及制动器B1和B2的操作状态(啮合或松开)可以建立八个向前档位(即第一向前档位“1st”至第八向前档位“8th”)以及两个倒车档位(即第一倒车档位“Rev1”和第二倒车档位“Rev2”)。
图3的离合器和制动器啮合图示出了在建立每个档位时的啮合设备之间的关系与每个档位的速比。在图中，圆圈表示啮合状态，而没有圆圈表示松开状态。每个档位的速比通过第一行星齿轮组42的速比ρ1、第二行星齿轮组46的速比ρ2和第三行星齿轮组48的速比ρ3合适地设定。如果如图3所示ρ1＝0.463、ρ2＝0.463且ρ3＝0.415，则速比步进值(即档位之间的速比比值)大体合适，并且总的速比范围(＝4.495/0.683)很大，在6.581附近。另外，倒车档位“Rev1”和“Rev2”的速比也是合适的。结果，能够获得合适的总速比特性。如图3所示，自动变速器14能够以合适的速比步进实现很大的速比范围。另外，可以通过简单地改变四个离合器C1至C4以及两个制动器B1和B2中任两个的操作状态来换档。结果，简化了换档控制并能够抑制换档冲击。
图4是图示向用于控制根据本示例性实施例的控制驱动系统10的电子控制单元(ECU)60输入和从其输出的信号的视图。ECU 60包括所谓的微计算机，其包括CPU、ROM、RAM以及输入/输出接口等。ECU 60通过使用RAM的临时存储器功能同时根据预先存储在ROM中的程序进行信号处理，而执行发动机12的输出控制、自动变速器14的换档控制以及电动发电机MG1和MG2的驱动/能量回收控制等，使车辆行驶在多个操作模式下，在这些操作模式中发动机12以及电动发电机MG1和MG2处于不同的操作状态。
从图4所示的各种传感器和开关输出的各种信号被输入到ECU 60。这些信号的示例包括表示发动机冷却剂温度的信号、表示换档手柄位置的信号、表示发动机速度NE(即发动机12的转速)的信号、表示通过发动机制动以及电动发电机MG1和MG2的驱动/能量回收控制得到的车辆减速度的目标值的Decel1和Decel2信号(即指示目标减速度增大的信号)、指示目标减速度减小的Can-Decel1和Can-Decel2信号、指示用于控制目标减速度的减速度控制模式(即E模式)的信号、表示空调操作的空调信号、对应于输出轴52的转速的车速信号、表示自动变速器14中液压油温度的AT油液温度信号、表示紧急制动操作的信号、以及表示脚制动器操作的信号。输入到ECU 60的信号的其他示例包括表示催化剂温度的催化剂温度、表示加速踏板操作量的加速踏板操作量信号、凸轮角度信号、表示雪地模式设置的雪地模式设置信号、表示车辆向前/向后加速度的加速度信号、表示自动巡航行驶的自动巡航信号、表示第一电动发电机MG1的转速NMG1的信号、以及表示第二电动发电机MG2的转速NMG2的信号。
此外，还从ECU 60输出各种信号。这些信号的示例包括对控制节气门开度的节气门致动器的驱动信号、用于调节助力压力的助力压力调节信号、用于操作电动空调的电动空调驱动信号、指示发动机12点火正时的点火信号、指示电动发电机MG1和MG2操作的命令信号、用于操作换档指示器的换档手柄位置(即操作位置)指示信号、用于指示速比的速比指示信号、用于指示设定雪地模式时的雪地模式指示信号、用于启动防止车辆车轮在制动期间打滑的ABS致动器的ABS启动信号、指示选择了E模式的E模式指示信号、启动液压控制回路中的电磁阀(用于控制变速器14和锁止离合器Ci中设置的液压摩擦啮合设备的液压致动器)的阀命令信号、用于启动作为液压控制回路液压源的电动油泵的驱动命令信号、可驱动地连接到电动加热器的信号、以及对巡航控制计算机的信号。
由ECU 60控制的多种操作模式包括发动机行驶模式、发动机加电机行驶模式、电机行驶模式和减速度控制模式。在发动机行驶模式中，锁止离合器Ci被啮合来连接发动机12，并且车辆通过由发动机12产生的驱动力来行驶。当并未将发动机12产生的所有动力都用来驱动车辆时，例如可以控制第一电动机MG1来按需要对该动力进行能量回收并使用其来对蓄电池充电。在发动机加电机行驶模式中，锁止离合器Ci被啮合来连接发动机12，并且车辆通过由发动机12和第二电动机MG2两者产生的驱动力来行驶。在电机行驶模式中，锁止离合器Ci被松开来断开发动机12，并且车辆通过由第二电动机MG2产生的驱动力来行驶。例如当蓄电池的荷电状态SOC很低时，按需要操作发动机12并且控制第一电动机MG1对来自发动机12的动力能量回收并对蓄电池充电。在减速度控制模式中，锁止离合器Ci被啮合来连接发动机12，并通过断油停止向发动机12供应燃油以实现发动机制动，同时控制第二电动机MG2以产生或能量回收动力，由此产生预定的动力源制动。就像第二电动机MG2那样，还可以也通过控制第一电动机MG1产生或能量回收动力而用来调节动力源制动。
图5是驱动系统10的结构的简化剖视图。如图5所示，变速箱34具有用未示出的螺栓接合到一起的第一箱34a和第二箱34b。第一箱34a容纳第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2等，而第二箱34b容纳飞轮16、传动构件22以及阻尼器18等。第二箱34b与发动机12一体。
第一箱34a从第一箱34a的开口侧(发动机12侧)到后侧按照第一支撑壁66、第二支撑壁68、以及也用作第三支撑壁的油泵70的顺序容纳它们。另外，第一箱34a容纳未在图5中示出的自动变速器14，该自动变速器14布置成比油泵70更靠后侧。第一支撑壁66和第二支撑壁68以及油泵70相对于第一箱34a形成承插接合构造。更具体而言，第一支撑壁66和第二支撑壁68中每一个的外表面布置成抵靠第一靠接表面72，第一靠接表面72是第一箱34a的一部分内周表面并与轴向平行，并且油泵70的外表面布置成抵靠第二靠接表面74，第二靠接表面74是第一箱34a中比第一靠接表面72更靠后侧的另一部分内周表面并与轴向平行。第二靠接表面74的内径小于第一靠接表面72。支撑壁66、68和油泵70在不用螺栓76和78固定时可沿着第一箱34a滑动。这样，第一支撑壁66和第二支撑壁68以及油泵70提供了相对于第一箱34a的承插接合构造，由此其在径向上相对于第一箱34a的相对位置可以以高精度确定。
第一支撑壁66是大体盘形的构件。第二支撑壁68包括抵靠第一靠接表面72的外圆筒部分68a；连接部分68b，其连接到外圆筒部分68a的第二电动发电机MG2侧端部并在径向上向内延伸；和轴部分68c，其一端连接到连接部分68b的径向内端并且其在与外圆筒部分68a相反的方向上延伸。油泵70向直接离合器Ci、自动变速器14等供油。油泵70包括抵靠第二靠接表面74的外圆筒部分70a；连接部分70b，其连接到外圆筒部分70a的与第一电动发电机MG1所在一侧相反的一侧上的端部并在径向上向内延伸；和轴部分70c，其一端连接到连接部分70b的径向内端并且其在与外圆筒部分70a相同的方向上延伸。
另外，第一箱34a具有第一径向表面80，其在径向上形成并且连接第一靠接表面72和第二靠接表面74；和第二径向表面82，其从第二靠接表面74的另一端向径向内侧延伸。第二支撑壁68被布置成抵靠第一径向表面80，由此确定第二支撑壁68在轴向上的位置。类似地，油泵70被布置成抵靠第二径向表面82，由此确定油泵70在轴向上的位置。第一支撑壁66被布置成抵靠第二支撑壁68的侧表面，该侧表面与第二支撑壁68抵靠第一径向表面80的侧表面相反，由此在轴向上确定第一支撑壁66的位置。螺栓76在轴向上穿过第一支撑壁66和第二支撑壁68的外圆筒部分68a拧入第一箱34a，由此将第一支撑壁66和第二支撑壁68固定到第一箱34a。另一方面，螺栓78在轴向上穿过油泵70的外圆筒部分70a拧入第一箱34a，由此将油泵70固定到第一箱34a。
第一支撑壁66和第二支撑壁68界定第一室84，而第二支撑壁68、油泵70和第一箱34a界定第二室86。第一室84容纳第一电动发电机MG1，而第二室86容纳直接离合器Ci和第二电动发电机MG2。在第二室86中，直接离合器Ci位于油泵70侧，并且第二电动发电机MG2位于第二支撑壁68侧。
第一电动发电机MG1的转子轴20不与延伸穿过转子轴20内部的第一输入轴26接触。第一电动发电机MG1的转子88的旋转驱动力从转子轴20通过传动构件22和阻尼器18输入到第一输入轴26。传动构件22用花键90配合安装到转子轴20的发动机12侧端部，并且阻尼器18通过螺栓92与传动构件22成为一体并用花键94配合安装到第一输入轴26。
传动构件22和阻尼器18用螺栓在外周处固定到飞轮16，并且飞轮16用螺栓97固定到曲轴24。传动构件22、阻尼器18和飞轮16容纳在第二箱34b中，而分别配合安装到传动构件22和阻尼器18的转子轴20和第一输入轴26容纳在第一箱34a中。传动构件22和转子轴20用花键90彼此配合安装，并且阻尼器18和第一输入轴26用花键94彼此配合安装。该结构使得第一箱34a和第二箱34b在组装期间能够容易地接合到一起。
转子轴20在一端经由设置在第一支撑壁66内表面上的轴承100由第一支撑壁66支撑，并且在另一端经由设置在第二支撑壁68的连接部分68b内表面上的轴承102由第二支撑壁68支撑。这样由第一支撑壁66和第二支撑壁68支撑转子轴20使得第一室84成为封闭空间。于是，一旦转子轴20被组装好，即使在第一箱34a和第二箱34b接合到一起之前也防止了异物粘附到容纳在第一室84内的转子88。另外，在两端处支撑转子轴20的第一支撑壁66和第二支撑壁68在径向上的位置由抵靠第一箱34a的第一靠接表面72的第一支撑壁66和第二支撑壁68确定。就是说，第一支撑壁66和第二支撑壁68在径向上的位置参考相同构件的相同表面确定。因此，与其中第一支撑壁66和第二支撑壁68在径向上的位置参考不同构件确定的情况相比，由第一支撑壁66和第二支撑壁68支撑的转子轴20的轴向精度被提高。
第一电动发电机MG1的定子98配合安装到第二支撑壁68的外圆筒部分68a的内表面上。就是说，定子98经由第二支撑壁68由第一箱34a支撑。于是，定子98在径向上的位置参考第一箱34a的第一靠接表面72确定。转子轴20和由转子轴20支撑的转子88经由第一支撑壁66和第二支撑壁68由第一箱34a支撑。因此，与定子98一样，转子88在径向上的位置参考第一靠接表面72确定。所以，转子88和定子98的轴以高精度对齐。
而且，分别在第一支撑壁66的内周表面和转子轴20之间以及在第二支撑壁68的连接部分68b的内周表面和转子轴20之间，密封构件104和106设置成与轴承100和102相邻但在相反侧上。这些密封构件104和106密封第一室84。在图5中，轴承100和密封构件104是独立构件，轴承102和密封构件106也是独立构件。但是，或者轴承100和密封构件104可以集成到一起，轴承102和密封构件106也可以是类似的。
第一输入轴26延伸穿过转子轴20和第二支撑壁68的轴部分68c。此第一输入轴26在两个位置处由第二支撑壁68支撑，即经由一对轴承108和110，其中一个设置在第二支撑壁68的轴部分68c轴向上一侧附近，而另一个设置在第二支撑壁68的轴部分68c轴向上另一侧附近。另外，密封构件112向着轴承108的发动机12侧设置在输入轴22b和第二支撑壁68的轴部分68c之间，轴承108是这对轴承108和110之中位于发动机12侧的轴承。密封构件112将第二室86的第二支撑壁68侧与第二支撑壁68的发动机12侧上的空间密封隔开。
这样，第一室84和第二室86是密封空间，即使水进入第一箱34a和第二箱34b之间，作为电气部件的第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2也不会变湿。
第二电动发电机MG2的转子轴32在两端处经由一对轴承114和116由第二支撑壁68的轴部分68c支撑，这对轴承114和116布置在该轴部分68c的外周表面和转子轴32的内周表面之间。这样，第二支撑壁68支撑第一电动发电机MG1的转子轴20的一端部分和第一输入轴26两者，这与其中分别设置支撑壁来支撑这些轴32、20和26的情况相比减小了支撑壁的数量。
离合器鼓28通过连接构件117固定到转子轴32的一端。离合器鼓28的凸缘部分28a的内周端用花键118配合安装到第二输入轴40。滚针轴承120设置在第二输入轴40的外周表面上，并且第二输入轴40经由滚针轴承120由油泵70的轴部分70c支撑。
图6是示出驱动装置10一部分的剖视图。参考图6，密封环129配合安装到第一输入轴26的一端(即延伸部分26a)，并且第二输入轴40在一端处配合安装到第一输入轴26的那一端上。第一输入轴26具有与第二输入轴40配合安装到其上的那部分相邻的凸缘部分26b。
在第二输入轴40内形成沿着第二输入轴40的轴线延伸的轴向油通道130、以及两个径向油通道132、134。径向油通道132、134中每一个的一个开口形成到轴向油孔130的内部，并且另一个开口形成在第二输入轴40的外表面上。径向油通道132形成为面对油泵70的封盖136内形成的油通道138。另一个径向油通道134形成为使得其一个开口面对第一油槽140，第一油槽140形成在油泵70的轴部分70c的内表面上并在轴向上延伸。密封环142、144沿着轴向配合安装到第二输入轴40的外表面，以分别沿着径向油孔132和134的开口的两侧延伸。滚针轴承120被布置成比第一油槽140更靠近油泵70的轴部分70c的端部。
第二油槽146沿着其轴向形成在油泵70的轴部分70c的外表面上。在油泵70的轴部分70c中，在径向上形成连通孔148，其与第二油槽146的连接部分70b侧端部以及第一油槽140的滚针轴承120侧端部连通。
外套筒150压配合到油泵70的轴部分70c的外表面。直接离合器Ci经由外套筒150布置在油泵70的轴部分70c的外表面上。通孔152沿着其径向形成在外套筒150中，以使得通孔152位于与连接部分70b相反的一侧上的开口面对第二油槽146的端部。另外，在连接部分70b与通孔152相反一侧上，衬套154配合安装到外套筒150的外表面。离合器鼓28配合安装到衬套154的外表面上。
离合器鼓28还用作离合器筒体。离合器鼓28包括筒状鼓构件156和通过焊接到鼓构件156的连接部分70b侧端部而固定的筒构件158。筒构件158是具有底部158a的筒状构件。凸缘部分28a是筒构件158的一部分。具体地，凸缘部分28a固定到筒构件158的内筒部分158b的开口端部，以使得其在径向向内方向上延伸。另外，凸缘部分28a的径向内端形成为圆筒形，并由花键118耦合到第二输入轴40以不允许凸缘部分28a和第二输入轴40之间的相对旋转。止推垫圈162设置在凸缘部分28a和第一输入轴26的凸缘部分26b之间，并且止推轴承164设置在凸缘部分28a和油泵70的轴部分70c的端面之间。
筒构件158容纳离合器活塞166。油室168界定在离合器活塞166和筒构件158的底部158a之间。通孔170形成在筒构件158的内筒部分158b中，以穿过内筒部分158b进入油室168。油通道172形成在外套筒150处以通过通孔170向油室168供应工作油。密封环174配合装入油通道172的两侧。止推垫圈176设置在筒构件158的底部158a的径向内端和油泵70的连接部分70b之间。
工作油从形成于油泵70内的油通道(未示出)向油通道172供应。工作油随后通过油通道172和通孔170供应到油室168。于是，可以使用于将工作油分配到油室168的通道长度变短并且结构简单。就是说，与其中直接离合器Ci布置在第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2之间的情况相比，将直接离合器Ci紧紧布置在第二电动发电机MG2之后(即油泵70附近)减小了到直接离合器Ci的油通道长度并且简化了其结构。另外，设置密封环174来在外套筒150和筒构件158(这两者都是不可旋转的构件)之间密封，这确保了以高可靠性(密封性能)供应工作油。而且，密封环174布置得相对靠近内径向侧，由此简化了密封环174的结构(减小了其直径)。
多个摩擦片30配合安装到鼓构件156的内表面，以不允许其间的相对旋转。油通孔178形成在鼓构件156中以在径向上从其穿过。前述连接构件117的内表面端部通过花键180配合安装到前述第二电动发电机MG2的转子轴32。另一方面，连接构件117的外表面的端部用花键182配合安装到鼓构件156的一端。
第一输入轴26具有与第二输入轴40相同的方式形成在其轴向上的轴向油孔184。第一输入轴26具有径向油孔186，该油孔186的一个开口形成到轴向油孔184的内部，而另一个开口形成在第一输入轴26的外表面上。焊接部分188设置在第一输入轴26的凸缘部分26b的径向外端处。焊接部分188接合(连接)第一输入轴26的凸缘部分26b的该端部和离合器从动盘毂190的凸缘部分190a的径向内端。离合器从动盘毂190包括凸缘部分190a和圆筒部分190b，该圆筒部分190b连接到凸缘部分190a的外表面端部并且向着离合器活塞166(即在轴向上)延伸。另外，摩擦片27用花键配合安装到圆筒部分190b的外表面。而且，圆筒部分190b具有形成为在径向上从其穿过的油通孔192。另一方面，止推垫圈194设置在凸缘部分190a和连接构件117之间。
接着，将描述用于安装图6所示部件的安装过程。首先，在将自动变速器14(未在图6中示出)安装到第一箱34a之后，用螺栓78将油泵70固定到第一箱34a。于是，第二输入轴40由油泵70支撑。接着，将止推垫圈176配合安装到油泵70的轴部分70c。然后，衬套154和密封环174已预先配合安装到其上的外套筒150被压配合到轴部分70c。随后，在安装止推轴承164之后，已经预先制造好的直接离合器Ci单元被安装到第一箱34a。然后，安装止推垫圈162，并且将第一输入轴26和第二输入轴40彼此配合安装。随后，将鼓构件156和连接构件117彼此配合安装。
接着，将参考图6描述润滑油流路。首先，润滑油从油泵70的封盖136内设置的油通道138通过第二输入轴40的径向油孔132供应到轴向油孔130。供应到轴向油孔130的部分润滑油被供应到第一输入轴26的轴向油孔184。然后，这样供应到轴向油孔184的润滑油通过为第一输入轴26、第二支撑壁68的轴部分68c、和转子轴32设置的径向孔供应到第二电动发电机MG2和为支撑第二电动发电机MG2设置的部件。例如，润滑油通过径向油孔186供应到轴承110。
另外，供应到第二输入轴40的轴向油孔130的另一部分润滑油依次通过径向油孔134、第一油槽140、连通孔148、第二油槽146和通孔152供应到衬套154，由此润滑衬套154。这样用于润滑衬套154的润滑油还通过在径向上形成于筒构件158的内筒部分158b中的通孔(未示出)和形成于离合器从动盘毂190中的油孔192供应到摩擦片27和30，以润滑摩擦片27和30。而且，这样用于润滑摩擦片27和30的润滑油通过鼓构件156中形成的油孔178流向图6中的左上区域，以冷却第二电动发电机MG2的定子。
根据上述实施例，第一电动发电机MG1的转子88不由发动机12的曲轴24支撑，而由第一箱34a支撑。而且，连接到发动机12的曲轴24以与其一起旋转的传动构件22和第一电动发电机MG1之间的驱动连接通过彼此配合安装而建立。这使得第一电动发电机MG1的转子88能够在将转子88安装到第一箱34a中之后连接到发动机12侧，防止了异物粘附到转子88的磁化部分。另外，转子88和定子98两者都由第一箱34a支撑，由此转子88和定子98的轴可以以高精度对齐。
而且根据本实施例，作为与支撑转子88的转子轴20分开的轴的第一输入轴26不经由转子轴20而由箱34支撑。于是，以高精度对齐第一输入轴26的轴线。
而且，容纳第一电动发电机MG1的第一室84和容纳第二电动发电机MG2的第二室86被保持气密性，即使水进入箱34也防止了电气部件第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2变湿。
而且，作为设置在发动机12侧的构件的传动构件22用花键94连接到由第一箱34a支撑的第一电动发电机MG1的转子轴20。这使得在组装期间连接传动构件22和转子轴20更容易。
而且根据本实施例，密封构件112设置在第二支撑壁68的轴部分68c和第一输入轴26的延伸部分26a之间以密封第二室86。这比密封构件设置在转子轴20和第一输入轴26(两者都可相对于箱34旋转)之间时提供更好的密封性能，并防止异物粘附到轴承114和116，延伸部分26a通过这两个轴承由第二支撑壁68的轴部分68c支撑。
而且，第一电动发电机MG1的转子轴20的一端和第二电动发电机MG2的转子轴32的两端由第二支撑壁68支撑。这减少了支撑壁的数量并由此减小了驱动装置的轴向长度。
在本实施例中，油泵70也用作第三支撑壁，这进一步减少了支撑壁的数量，并因此导致驱动装置10在轴向上的长度更小。
另外，第二电动发电机MG2的转子轴32在两个位置处单独由第二支撑壁68(即由单个支撑壁)支撑。于是，转子轴32的轴线以提高的精度对齐。而且，第一输入轴26单独由第二支撑壁68支撑。于是，输入轴40以提高的精度被支撑，即输入轴40的轴线以提高的精度被对齐。
而且，容纳第一电动发电机MG1的第一室84由第一支撑壁66、第二支撑壁68和第一电动发电机MG1的转子轴20界定，并由第一密封构件104和第二密封构件106密封，而容纳第二电动发电机MG2的第二室86在第二支撑壁68侧由第三密封构件112密封。于是，第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2很好地对水密封。
而且，变速器14可以是各种类型的变速器，包括多档位行星齿轮变速器、带式无级变速器、环形无级变速器等等。
虽然在以上实施例中电动机已被用作还操作为发电机的“电动发电机”，但电动机可以仅仅用来从电力产生旋转驱动力。另外，还可以使用一个电动机主要作为发电机并将所发的电力通过电气路径供应到另一个电动机，由此将驱动力传递到车轮。
而且在以上实施例中，支撑壁已被设置在箱上以支撑电动发电机的定子和转子。就是说，支撑壁可以被认为是箱的部分。而且，这样一种支撑壁可以与箱一体形成，或者形成为用螺栓固定到箱的与箱分开的构件等等。
而且在以上实施例中，容纳电动发电机的室由支撑壁界定。除了支撑壁之外，箱的一部分可以用来界定室。
虽然已经参考其示例性实施例描述了本发明，但是应该理解到本发明并不限于示例性实施例或构造。相反，本发明意欲覆盖除上述之外的各种修改和等同方案。此外，虽然在示例性的各种组合构造中示出了示例性实施例的各个元件，但是包括更多、更少或者仅仅单个元件的其他组合和构造也在本发明的精神和范围内。
权利要求
1.一种车辆驱动装置，包括与车辆的车轮具有驱动连接的发动机(12)、以及与所述车辆的车轮具有驱动连接的电动机(MG1)，所述车辆驱动装置的特征在于传动构件(22)连接到所述发动机(12)的曲轴(24)以与其一起旋转；所述电动机(MG1)布置在所述传动构件(22)的与所述发动机(12)所在一侧相反的一侧上的端部处；定子和支撑所述电动机(MG1)转子的转子轴(20)由箱(34)支撑；并且所述转子轴(20)和所述传动构件(22)通过彼此配合而彼此连接。
2.如权利要求1所述的车辆驱动装置，其中用于传递所述发动机(12)和所述电动机(MG1)的驱动力的输入轴(26)延伸穿过所述转子轴(20)的内侧，并具有从所述转子轴(20)的内侧在与所述发动机(12)相反的方向上突出的延伸部分(26a)，并且所述延伸部分(26a)由所述箱(34)支撑。
3.如权利要求1所述的车辆驱动装置，其中所述电动机(MG1)容纳在气密室(84)中，所述气密室(84)的至少一部分由所述箱(34)界定。
4.如权利要求3所述的车辆驱动装置，其中所述气密室(84)由设置在所述箱(34)和所述电动机(MG1)的所述转子轴(20)之间的密封构件(104、106)密封。
5.如权利要求1至4中任一项所述的车辆驱动装置，其中所述转子轴(20)和所述传动构件(22)用花键彼此配合安装。
6.如权利要求2所述的车辆驱动装置，其中密封构件(112)设置在所述箱(34)和所述输入轴(26)的所述延伸部分(26a)之间。
7.一种车辆驱动装置，包括第一电动机(MG1)、第二电动机(MG2)以及容纳所述第一电动机(MG1)和所述第二电动机(MG2)的箱(34)，所述车辆驱动装置的特征在于包括第一支撑壁(66)，其由所述箱(34)支撑并可旋转地支撑所述第一电动机(MG1)的转子轴(20)的在与所述第二电动机(MG2)所在一侧相反的一侧上的端部；和第二支撑壁(68)，其布置在所述第一电动机(MG1)和所述第二电动机(MG2)之间，由所述箱(34)支撑，可旋转地支撑所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)的在所述第二电动机(MG2)所在一侧上的端部，并可旋转地支撑所述第二电动机(MG2)的转子轴的至少一端。
8.如权利要求7所述的车辆驱动装置，其中变速器部分(14)在所述第二电动机(MG2)的与所述第一电动机(MG1)相反一侧上沿着与所述第二电动机(MG2)相同的轴线设置，并且第三支撑壁(70)设置在所述变速器部分(14)和所述第二电动机(MG2)之间。
9.如权利要求8所述的车辆驱动装置，其中设置油泵(70)，并且所述第三支撑壁(70)由所述油泵(70)形成。
10.如权利要求7至9中任一项所述的车辆驱动装置，其中所述第二电动机(MG2)的所述转子轴在两个位置处由所述第二支撑壁(68)支撑。
11.如权利要求10所述的车辆驱动装置，其中所述第二电动机(MG2)的所述转子轴(32)通过其由所述第二支撑壁(68)支撑的两个部分位于所述转子轴(32)的径向内表面上。
12.如权利要求8、9和11中任一项所述的车辆驱动装置，其中所述第三支撑壁(70)支撑用于将驱动力输入到所述变速器部分(14)的变速器输入轴(40)。
13.如权利要求7、8、9和11中任一项所述的车辆驱动装置，其中输入轴(26)连接到所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)以与其一起旋转并由此被所述第一电动机(MG1)的转子的驱动力驱动，所述输入轴(26)由所述第二支撑壁(68)单独支撑。
14.如权利要求13所述的车辆驱动装置，其中所述输入轴(26)连接到离合器(Ci)，并且所述输入轴(26)和所述变速器部分(14)通过所述离合器(Ci)选择性地彼此连接或断开。
15.如权利要求13所述的车辆驱动装置，其中所述输入轴(26)通过所述第一支撑壁(66)的径向内部延伸到所述第二支撑壁(68)。
16.如权利要求7所述的车辆驱动装置，其中第一密封构件(104)在所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)支撑在所述第一支撑壁(66)上的位置处设置于所述第一支撑壁(66)和所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)之间，第二密封构件(106)在所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)支撑在所述第二支撑壁(68)上的位置处设置于所述第二支撑壁(68)和所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)之间，并且第三密封构件(112)设置在所述第二支撑壁(68)和沿所述箱(34)的轴线设置的轴构件之间。
17.如权利要求16所述的车辆驱动装置，还包括驱动力传递设备(14)；和离合器(Ci)，所述驱动力传递设备(14)的输入轴(40)和所述第一电动机(MG1)通过所述离合器(Ci)而选择性地彼此连接或断开，其中所述离合器(Ci)布置在其中容纳所述第二电动机(MG2)的室中。
18.如权利要求17所述的车辆驱动装置，其中所述离合器(Ci)布置在所述第二电动机(MG2)的与所述第一电动机(MG1)相反一侧上。
19.如权利要求8所述的车辆驱动装置，还包括离合器(Ci)，所述第一电动机(MG1)和所述变速器部分(14)的输入轴(40)通过所述离合器(Ci)而选择性地彼此连接或断开，其中所述离合器(Ci)围绕沿所述箱(34)的轴线延伸的所述第三支撑壁(70)的轴部分的外周布置。
20.一种车辆驱动装置，包括用于驱动车辆车轮的发动机(12)；用于驱动所述车辆车轮的第一电动机(MG1)，其包括定子、转子和支撑所述转子的转子轴(20)并经由与所述发动机(12)的输出轴(24)一起旋转的传动构件(22)连接到所述发动机(12)，所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)和所述发动机(12)的所述输出轴(24)沿着预定轴线布置，所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)和所述传动构件(22)通过彼此配合而彼此连接；和部分或全部容纳所述第一电动机(MG1)的箱(34)，所述第一电动机(MG1)的所述定子和所述转子轴(20)直接或间接由所述箱(34)支撑。
21.如权利要求20所述的车辆驱动装置，还包括用于传递所述发动机(12)和所述第一电动机(MG1)的驱动力的输入轴(26)，所述输出轴(26)沿着所述预定轴线布置，所述输出轴(26)包括延伸穿过所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)的内侧的第一轴部分和在与所述发动机(12)所在一侧相反的一侧上从所述转子轴(20)内侧延伸出去的第二轴部分，所述输入轴(26)的所述第二轴部分(26a)直接或间接由所述箱(34)支撑。
22.如权利要求20所述的车辆驱动装置，其中所述第一电动机(MG1)的所述定子和所述转子容纳在所述箱(34)中所界定的气密腔(84)中。
23.如权利要求22所述的车辆驱动装置，其中密封构件设置在所述箱(34)和所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)之间。
24.如权利要求20至23中任一项所述的车辆驱动装置，其中用花键实现所述转子轴(20)对所述传动构件(22)的配合。
25.如权利要求21至23中任一项所述的车辆驱动装置，其中密封构件设置在所述箱(34)和所述输入轴(26)的所述第二轴部分(26a)之间。
26.如权利要求20所述的车辆驱动装置，还包括第二电动机(MG2)，所述第二电动机(MG2)包括沿所述预定轴线布置的定子、转子和支撑所述转子的转子轴(32)，其中所述箱(34)部分或全部容纳所述第二电动机(MG2)以及所述第一电动机(MG1)，所述箱(34)包括第一支撑壁(66)和第二支撑壁(68)，所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)支撑在所述第一支撑壁(66)和所述第二支撑壁(68)上，并且所述第二电动机(MG2)的所述转子轴(32)支撑在所述第二支撑壁(68)上。
27.如权利要求26所述的车辆驱动装置，还包括变速器部分(14)，其布置在所述第二电动机(MG2)的与所述第一电动机(MG1)相反一侧上并包括沿所述预定轴线布置的变速器输入轴(40)，以及设置在所述变速器部分(14)和所述第二电动机(MG2)之间的第三支撑壁(70)。
28.如权利要求27所述的车辆驱动装置，还包括油泵(70)，所述油泵(70)的一部分形成所述第三支撑壁(70)的至少一部分。
29.如权利要求26至28中任一项所述的车辆驱动装置，其中所述第二电动机(MG2)的所述转子轴(32)在两个位置处由所述第二支撑壁(68)可旋转地支撑。
30.如权利要求29所述的车辆驱动装置，其中所述第二支撑壁(68)的一部分延伸穿过所述第二电动机(MG2)的所述转子轴(32)的内侧；并且所述第二电动机(MG2)的所述转子轴(32)在两个位置处可旋转地支撑在所述第二支撑壁(68)的所述部分上。
31.如权利要求27所述的车辆驱动装置，其中所述变速器部分(14)的所述变速器输入轴(40)可旋转地支撑在所述第三支撑壁(70)上。
32.如权利要求26、27、28、30和31中任一项所述的车辆驱动装置，还包括输入轴(26)，所述输入轴(26)耦合到所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)并传递所述发动机(12)和所述第一电动机(MG1)的驱动力，其中所述输入轴(26)由所述第二支撑壁(68)单独支撑。
33.如权利要求32所述的车辆驱动装置，还包括离合器(Ci)，所述输入轴(26)和所述变速器通过所述离合器(Ci)选择性地彼此连接或断开。
34.如权利要求26所述的车辆驱动装置，其中第一密封构件(104)设置在所述第一支撑壁(66)和所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)之间，第二密封构件(106)设置在所述第二支撑壁(68)和所述第一电动机(MG1)的所述转子轴(20)之间，并且第三密封构件(112)设置在所述第二支撑壁(68)和沿所述箱(34)的轴线延伸的轴构件(26)之间。
35.如权利要求34所述的车辆驱动装置，还包括驱动力传递设备(14)；和离合器(Ci)，所述驱动力传递设备(14)的输入轴(40)和所述第一电动机(MG1)通过所述离合器(Ci)选择性地彼此连接或断开，其中所述离合器(Ci)布置在其中容纳所述第二电动机(MG2)的室中。
36.如权利要求35所述的车辆驱动装置，其中所述离合器(Ci)布置在所述第二电动机(MG2)的与所述第一电动机(MG1)相反一侧上。
37.如权利要求27所述的车辆驱动装置，还包括离合器(Ci)，所述第一电动机(MG1)和所述变速器部分(14)通过所述离合器(Ci)而选择性地彼此连接或断开，其中所述离合器(Ci)围绕沿所述箱(34)的轴线延伸的所述第三支撑壁(70)的轴部分的外周布置。
全文摘要
本发明公开了一种车辆驱动装置。第一电动机(MG1)的转子轴(20)通过配合安装到与曲轴(24)耦合的传动构件(22)而连接到发动机(12)的曲轴(24)。第一电动机(MG1)的定子和转子轴(20)由容纳第一电动机(MG1)的箱(34)支撑。
文档编号F16H61/32GK1778588SQ20051012370
公开日2006年5月31日 申请日期2005年11月18日 优先权日2004年11月22日
发明者田端淳, 多贺丰, 宫崎光史, 茨木隆次 申请人:丰田自动车株式会社