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JP2013001330A - ハイブリッド車用駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】モータの搭載スペースを容易に確保して省スペースで、かつ、従来のＦＲ車に対しわずかな手間及びコストでハイブリッド化が可能であり、さらには、高いモータ効率や動力伝達効率を確保できるハイブリッド車用駆動装置を提供する。
【解決手段】車両の前部に搭載したエンジン２及びモータ（ジェネレータモータ３）と、前記車両の後部に搭載した変速機４と、前記エンジン２の出力軸２１及び前記モータ３の出力軸に結合する副変速機（減速機５）と、該副変速機５の出力軸５５を前記変速機４に連結する連結軸６と、を備えるハイブリッド車用駆動装置１であって、前記モータ３を前記副変速機５の後部寄りでかつ前記連結軸６（及びトルクチューブ６５）よりも下方に配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力源としてエンジン及びモータを搭載したハイブリッド車の駆動装置に関する。
駆動源としてエンジン及びジェネレータモータを搭載し、それぞれの長所を活かして燃費改善・高出力・環境保護を実現するハイブリッド車が実用化されている。この種のハイブリッド車では、エンジン、ジェネレータモータ、及び変速機を車両の前部または後部に集中して搭載すると、車両前後の重量配分がバランスせず操縦安定性が低下する懸念が指摘されている。一方、車両の前部にエンジンを搭載しプロペラシャフトを介して後輪を駆動するＦＲ車の一部には、車両の後部に変速機を搭載する場合がある。これは、スポーツカーなどで車両前後の重量配分を考慮し、高速走行時の操縦安定性を向上することを目的としている。
上記の技術を組み合わせ、ハイブリッド車であっても車両前後の重量アンバランスを低減した駆動装置の例が特許文献１に開示されている。特許文献１の車両用ハイブリッド駆動装置は、車両の前部および後部の一方にエンジン、他方に変速機を搭載し、モータをエンジン寄りあるいは変速機寄りのいずれかに配置している。これにより、車両前後の重量配分が問題となるほどアンバランスすることがなく、操縦安定性低下の懸念を払拭できる、とされている。
特開２００６−２９０１８７号公報
ところで、特許文献１では、モータはエンジン寄りあるいは変速機寄りのいずれかに配置されるが、実際に搭載スペースを確保することは容易でない。例えば、車両後部に変速機を搭載した従来のＦＲ車にモータを追加する場合、搭載スペースを確保するために多数の周辺部品を大幅に変更する必要が生じて手間やコストが掛かりがちである。さらには、モータの配置や変速機に至る駆動経路が制約されることにより、モータ効率や動力伝達効率が低下するおそれもある。
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、モータの搭載スペースを容易に確保して省スペースで、かつ、従来のＦＲ車に対しわずかな手間及びコストでハイブリッド化が可能であり、さらには、高いモータ効率や動力伝達効率を確保できるハイブリッド車用駆動装置を提供することを課題とする。
本発明のハイブリッド車用駆動装置は、車両の前部に搭載したエンジン及びモータと、前記車両の後部に搭載した変速機と、前記エンジンの出力軸及び前記モータの出力軸に結合する副変速機と、該副変速機の出力軸を前記変速機に連結する連結軸と、を備えるハイブリッド車用駆動装置であって、前記モータを前記副変速機の後部寄りでかつ前記連結軸よりも下方に配置したことを特徴とする。
さらに、前記エンジン及び前記モータを同軸前後に配置し、前記エンジンの前記出力軸を前記副変速機の入力軸にクラッチを介して結合し、前記モータの前記出力軸を前記副変速機の前記入力軸と一体にしてもよい。
また、前記エンジンの前記出力軸を前記副変速機の第１入力軸にクラッチを介して結合し、前記モータの前記出力軸を前記副変速機の第２入力軸と一体にしてもよい。
さらに、前記副変速機を構成するケースに前記モータの少なくとも一部を組み込んでもよい。
さらに、前記連結軸を収容するトルクチューブの下方に前記モータの少なくとも一部を配置してもよい。
また、前記モータは発電可能なジェネレータモータであり、該ジェネレータモータの後方に電力変換装置、バッテリ、及び駆動制御装置の少なくとも一つを配置することが好ましい。
本発明のハイブリッド車用駆動装置では、モータを副変速機の後部寄りでかつ連結軸よりも下方に配置している。したがって、連結軸あるいは連結軸を収容するトルクチューブの下方のデッドスペースをモータの搭載スペースとして容易に確保でき、省スペースとなる。かつ、従来のＦＲ車に対し最小限の周辺部品の些少な設計変更でハイブリッド化が可能であり、わずかな手間及びコストで対応できる。
さらに、エンジン及びモータを同軸前後に配置し、エンジンの出力軸を副変速機の入力軸にクラッチを介して結合し、モータの出力軸を副変速機の入力軸と一体にした態様では、モータ駆動走行時にクラッチでエンジンの出力軸を切り離すことができ、加えてモータと副変速機の間は直結されて動力損失が発生しないので、動力伝達効率が高い。
また、エンジンの出力軸を副変速機の第１入力軸にクラッチを介して結合し、モータの出力軸を副変速機の第２入力軸と一体にした態様では、副変速機内部におけるモータ側変速比をエンジン側変速比から独立して自由に設定できる。したがって、モータ駆動走行に最適なモータ側変速比を設定でき、高いモータ効率が得られる。
さらに、副変速機を構成するケースにモータの少なくとも一部を組み込んだ態様では、モータを支持する部材が副変速機のケースに干渉しないので、モータの大径化が可能となる。
また、ジェネレータモータの後方に電力変換装置、バッテリ、及び駆動制御装置の少なくとも一つを配置する態様では、連結軸あるいは連結軸を収容するトルクチューブの下方のデッドスペースをこれらの搭載スペースとして有効活用でき、省スペースとなる。
本発明の第１実施形態のハイブリッド車用駆動装置を搭載した車両全体を示す側面図である。 本発明の第１実施形態のハイブリッド車用駆動装置を概念的に説明する側面図である。 ジェネレータモータの配置が異なる第２実施形態のハイブリッド車用駆動装置を概念的に説明する側面図である。 減速機（副変速機）が２つの入力軸を有する第３実施形態のハイブリッド車用駆動装置を概念的に説明する側面図である。
本発明を実施するための第１実施形態を、図１及び図２を参考にして説明する。図１は、本発明の第１実施形態のハイブリッド車用駆動装置１を搭載した車両９全体を示す側面図である。図示されるように、第１実施形態のハイブリッド車用駆動装置１は、車両９の前部に搭載したエンジン２及びジェネレータモータ３と、車両９の後部に搭載した変速機４と、エンジン２の出力軸２１及びジェネレータモータ３の出力軸に結合する減速機５と、減速機５の出力軸５５を変速機４に連結する連結軸６と、を備えて駆動後輪９１を駆動するように構成されている。変速機４が車両９の前部でなく後部に搭載されることにより、車両９前後の重量配分がバランスして、高い安定性が確保されている。
図２は、本発明の第１実施形態のハイブリッド車用駆動装置１を概念的に説明する側面図であり、図中の左側が車両９の前部、図中の右側が車両９の後部に対応している。第１実施形態のハイブリッド車用駆動装置１は、図１の構成に加えて、電力変換装置およびバッテリなどで構成されたハイブリッドユニット７を備え、ジェネレータモータ３と電力のやりとりを行うようになっている。なお、後述の第２および第３実施形態で、第１実施形態と同等の機能・作用を有する部分については同一の符号を付している。
エンジン２の出力軸２１は減速機５の入力軸５１にクラッチ２５を介して結合しており、ジェネレータモータ３の出力軸は減速機５の入力軸５１と一体になっている。減速機５は、副変速機に相当し、入力軸５１に固設された駆動ギヤ５２と出力軸５５に固設された従動ギヤ５６とは、所定の減速比で噛合して動力を伝達するように構成されている。減速機５の出力軸５５の後端部には連結フランジ５７が設けられ、連結軸６の前端部にも連結フランジ６１が設けられて、連結フランジ５７、６１同士で連結されている。連結軸６は、変速機４の入力軸と一体に形成されている。また、連結軸６を収容して保護するようにトルクチューブ６５が配設され、トルクチューブ６５により駆動装置１の剛性が高められている。変速機４の出力軸４１は、図略のデファレンシャル装置を介して駆動後輪９１に動力を伝達するようになっている。
ジェネレータモータ３は、図２に示されるように減速機５の後部寄りからトルクチューブ６５の下方にわたって配置されている。また、ジェネレータモータ３の一部は、減速機５のケース５９に組み込まれている。さらに、ジェネレータモータ３の後方のトルクチューブ６５の下方にハイブリッドユニット７が配置されている。
上述した第１実施形態のハイブリッド車用駆動装置１では、トルクチューブ６５の下方のデッドスペースをジェネレータモータ３及びハイブリッドユニット７の搭載スペースとして容易に確保して有効活用でき、省スペースとなる。かつ、従来のＦＲ車に対し最小限の周辺部品の些少な設計変更でハイブリッド化が可能であり、わずかな手間及びコストで対応できる。また、クラッチ２５でエンジン２の出力軸２１を切り離すことができ、加えてジェネレータモータ３と減速機５の間は直結されて動力損失が発生しないので、動力伝達効率が高い。
次に、ジェネレータモータ３の配置が異なる第２実施形態を、図３を参考にして第１実施形態と異なる点を主に説明する。図３は、本発明の第２実施形態のハイブリッド車用駆動装置１０を概念的に説明する側面図である。第２実施形態では、ジェネレータモータ３は、減速機５の後部寄りの下方でトルクチューブ６５よりも前方に配置されるとともに、その過半が減速機５のケース５９に組み込まれている。
第２実施形態のハイブリッド車用駆動装置１０では、ジェネレータモータ３は減速機５のケース５９に支持されて別途支持部材が不要であり、かつ配置はトルクチューブ６５に制約されない。したがって、ジェネレータモータ３の大径化が可能とる。
次に、減速機５が２つの入力軸５１１、５３を有する第３実施形態を、図４を参考にして第１及び第２実施形態と異なる点を主に説明する。図４は、本発明の第３実施形態のハイブリッド車用駆動装置１１を概念的に説明する側面図である。第３実施形態では、減速機５は第１入力軸５１１及び第２入力軸５３を有している。エンジン２の出力軸２１は第１入力軸５１１にクラッチ２５を介して結合しており、ジェネレータモータ３の出力軸は減速機５の第２入力軸５３と一体になっている。減速機５において、第１入力軸５１１に固設された第１駆動ギヤ５２１と出力軸５５に固設された従動ギヤ５６とは、所定のエンジン側減速比で噛合して動力を伝達するように構成されている。さらに、第２入力軸５３に固設された第２駆動ギヤ５４は第１入力軸５１１の第１駆動ギヤ５２１に噛合している。これにより、ジェネレータモータ３は、第２入力軸５３の第２駆動ギヤ５４から、第１駆動ギヤ５２１を経由して従動ギヤ５６及び出力軸５５を駆動できるようになっている。
第３実施形態のハイブリッド車用駆動装置１１では、エンジン側減速比から独立して、第２駆動ギヤ５４の歯数を自由に設定してモータ側減速比を定めることができる。したがって、モータ駆動走行に最適なモータ側減速比を設定でき、高いモータ効率が得られる。また、図示されるように、第１入力軸５１１の下側に第２入力軸５３を配置することにより、ジェネレータモータ３がエンジン２よりも下方に配置されるため、駆動装置１１の重心を低下させることができ車両の安定性が向上する。さらに、ジェネレータモータ３がトルクチューブ６５から遠ざかって大径化が可能になる効果も生じる。
なお、第３実施形態において、ジェネレータモータ３は、第２駆動ギヤ５４から第１駆動ギヤ５２１を経由して従動ギヤ５６を駆動するものとしたが、これに限定されない。すなわち、ジェネレータモータ３が第２駆動ギヤ５４から直接従動ギヤ５６を駆動するように、第１及び第２入力軸５１１、５３を配置してもよい。
１、１０、１１：ハイブリッド車用駆動装置
２：エンジン ２１：出力軸 ２５クラッチ
３：ジェネレータモータ
４：変速機
５：減速機（副変速機） ５１：入力軸 ５２：駆動ギヤ
５１１：第１入力軸 ５２１：第１駆動ギヤ
５３：第２入力軸 ５４：第２駆動ギヤ
５５：出力軸 ５６：従動ギヤ
６：連結軸 ６５：トルクチューブ
７：ハイブリッドユニット
９：車両 ９１：駆動後輪

Claims (6)

  1. 車両の前部に搭載したエンジン及びモータと、前記車両の後部に搭載した変速機と、前記エンジンの出力軸及び前記モータの出力軸に結合する副変速機と、該副変速機の出力軸を前記変速機に連結する連結軸と、を備えるハイブリッド車用駆動装置であって、
    前記モータを前記副変速機の後部寄りでかつ前記連結軸よりも下方に配置したことを特徴とするハイブリッド車用駆動装置。
  2. 請求項１において、前記エンジン及び前記モータを同軸前後に配置し、前記エンジンの前記出力軸を前記副変速機の入力軸にクラッチを介して結合し、前記モータの前記出力軸を前記副変速機の前記入力軸と一体にしたハイブリッド車用駆動装置。
  3. 請求項１において、前記エンジンの前記出力軸を前記副変速機の第１入力軸にクラッチを介して結合し、前記モータの前記出力軸を前記副変速機の第２入力軸と一体にしたハイブリッド車用駆動装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項において、前記副変速機を構成するケースに前記モータの少なくとも一部を組み込んだハイブリッド車用駆動装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記連結軸を収容するトルクチューブの下方に前記モータの少なくとも一部を配置したハイブリッド車用駆動装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項において、前記モータは発電可能なジェネレータモータであり、該ジェネレータモータの後方に電力変換装置、バッテリ、及び駆動制御装置の少なくとも一つを配置したハイブリッド車用駆動装置。
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