JP2004129469A - ハイブリット車の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリット車の動力伝達装置を小型化および軽量化する。
【解決手段】このハイブリット車は、クランク軸１１を駆動するエンジン１２と、モータロータ１３を駆動するモータ１４と、エンジン１２により駆動されてバッテリに充電する電力を発生する発電機１９とを有している。モータロータ１３には駆動歯車２６が設けられたモータ側入力軸２５が連結され、クランク軸１１によりダンパー２３を介して連結されるエンジン側入力軸２４はモータ側入力軸２５と同心上に配置され、モータ側入力軸２５は出力軸２７に噛み合っている。エンジン側入力軸２４の動力をモータ側入力軸２５を介して出力軸２７に伝達する係合状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換えるクラッチ機構３６がモータ側入力軸２５とエンジン側入力軸２４との間に設けられている。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動輪を駆動するための動力源としてエンジンとモータとを有するハイブリット車の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力源としてエンジンとモータとを有するハイブリット車つまりハイブリット電気自動車には、シリーズ式とパラレル式とシリーズ・パラレル式とがある。シリーズ式は、エンジンにより発電機を回転して発電された電力をバッテリに充電し、モータにより車両を駆動するようにしたハイブリット車であり、エンジンは発電のために使用される。パラレル式は、エンジンを車両走行用の駆動源として使用し、エンジンに負荷がかかる発進時や加速時にモータにより駆動力を補助するようにしたハイブリット車であり、エンジン効率が悪い軽負荷時にはモータを発電機に変えてバッテリの充電を行うようにしている。
【０００３】
一方、シリーズ・パラレル式は、エンジンとモータとに加えて発電機を有しており、車両の駆動は、走行状態に応じてエンジンによる駆動とモータによる駆動と両方による駆動とのいずれかに切り換えられることになる。この方式のハイブリット車は、発進時や低速時にはモータにより車両を駆動し、車速がある程度以上になるとエンジンにより車両を駆動し、登坂時のような高負荷時にはモータとエンジンとにより車両を駆動することができ、軽負荷時には走行しながら発電することができる。このようなタイプのハイブリット車としては、たとえば特許文献１に記載されるものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２２６３９３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンとモータとに加えて単独の発電機を有する従来のシリーズ・パラレル式のハイブリット車の動力伝達装置は、駆動輪に対する動力と発電との分担比率を調整するために動力分配機構を有している。この動力分配機構としては従来では分配比を比較的狭い範囲ではあるが設定できる遊星歯車が使用されているので、ハイブリット車の動力伝達装置は部品点数が増えて製造コストが高くなるだけでなく、動力伝達装置の構造の複雑化および高重量化が避けられない。このため、比較的エンジン排気量の小さい小型車をシリーズ・パラレル式のハイブリット車とすることは困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、ハイブリット車の動力伝達装置を小型化および軽量化して、車両への搭載性を改善することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、クランク軸を駆動するエンジンと、モータロータを駆動するモータと、前記エンジンにより駆動されてバッテリに充電する電力を発生する発電機とを有し、車両の走行状況に応じて前記エンジンと前記モータの一方または両方により駆動輪を駆動するハイブリット車の動力伝達装置であって、前記モータロータに連結され、かつ駆動歯車が設けられたモータ側入力軸と、前記モータ側入力軸と同心上に配置され、前記クランク軸によりダンパーを介して駆動されるエンジン側入力軸と、前記駆動歯車と噛み合う被駆動歯車が設けられ、差動機構を介して駆動輪に連結される出力軸と、前記エンジン側入力軸の動力を前記モータ側入力軸を介して前記出力軸に伝達する係合状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換えるクラッチ機構とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、前記クラッチ機構を前記エンジンと前記モータとの間に配置することを特徴とする。
【０００９】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、前記モータの前記エンジンに対向する端部側に対して反対側に前記クラッチ機構を配置することを特徴とする。
【００１０】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、前記モータの前記エンジンに対向する端部側に対して反対側に前記モータ側入力軸と前記出力軸とを配置し、後輪を駆動する後輪アクスルシャフトを前記出力軸に連結することを特徴とする。
【００１１】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、前記モータと前記発電機とを一体のケース内に組み込むことを特徴とする。
【００１２】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、前記エンジンに取り付けられるオイルパン内に前記差動機構を組み込むことを特徴とする。
【００１３】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、前記クランク軸に前記発電機の発電ロータを取り付け当該発電ロータを前記クランク軸により直接駆動することを特徴とする。
【００１４】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、前記モータロータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、前記クランク軸の回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段と、エンジンのスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段とを有し、これらの検出手段からの信号に基づいて前記モータによる駆動と前記エンジンによる駆動との切り換えを判定することを特徴とする。
【００１５】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、車両の走行状態に応じて前記モータと前記エンジンの動力を合成して駆動輪に伝達することを特徴とする。
【００１６】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、駆動輪を前記モータによる駆動から前記エンジンによる駆動に切り換える車速を前記エンジンによる駆動から前記モータによる駆動に切り換える車速より高速とすることを特徴とする。
【００１７】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置は、駆動輪を前記モータによる駆動から前記エンジンによる駆動に切り換えるエンジン回転数を前記発電機の発電用定格回転数よりも大きな回転数とすることを特徴とする。
【００１８】
本発明のハイブリット車の動力伝達装置においては、モータロータに連結されたモータ側入力軸とエンジン側入力軸とをクラッチ機構により係合状態と遮断状態とに切り換えるようにしたので、モータ動力はモータ側入力軸を介して駆動輪に伝達され、エンジン動力はクラッチ機構とモータ側入力軸とを介して駆動輪に伝達されることになる。したがって、差動歯車機構に連結される出力軸とモータ側入力軸との間には駆動側と被駆動側の歯車を配置することにより、簡単な構造によりモータ動力とエンジン動力とを切り換えて伝達することができ、動力伝達装置の小型化を達成することができる。
【００１９】
クラッチ機構をエンジンとモータとの間に配置すると、これらの間にダンパーとともにクラッチ機構をコンパクトに組み込むことができ、クラッチ機構をモータに対してエンジンの反対側に配置すると、クラッチ機構のメンテナンスを容易に行うことかできる。モータ側入力軸とエンジン側入力軸とをモータに対してエンジンの反対側に配置すると、エンジン側入力軸に噛み合う出力軸に連結される後輪駆動用のアクスルシャフトを介して四輪駆動車両とすることができる。
【００２０】
モータと発電機と差動機構とを一体型のケースに組み込むことにより、動力伝達装置を小型化することができる。オイルパンの内部に差動機構を組み込むことにより、前輪と後輪との間のホイールベースを大きくし、車両のフロントオーバーハングを短くすることができる。発電機の発電ロータをクランク軸により直接回転駆動することにより、発電効率を向上させることができる。
【００２１】
車両は車速やスロットル開度などをパラメータとして車両の走行状態に応じてエンジンによる駆動とモータによる駆動とに自動的に切り換えられるので、燃費を向上させることができる。モータ駆動からエンジン駆動に切り換える車速をエンジン駆動からモータ駆動に切り換える車速よりも大きくすることにより、駆動源が頻繁に切りかわるハンチングの発生を防止することができる。モータ駆動からエンジン駆動に切り換えられるエンジン回転数を発電機の定格回転数よりも大きい回転数とすることにより、バッテリへの充電を確実に行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるハイブリット車の動力伝達装置を示すスケルトン図であり、この動力伝達装置は燃料の燃焼によってクランク軸１１を回転するエンジン１２と、モータロータ１３を回転するモータ１４とを有している。エンジン１２はクランク軸１１を車両の幅方向に向けて横向きに配置され、モータ１４はエンジン１２に対向して車両に配置される。
【００２３】
エンジン１２とモータ１４の間には動力伝達機構組立体１５が配置されており、それぞれは一体となったメインケース１６内に組み込まれている。クランク軸１１には発電ロータ１７が固定されており、この発電ロータ１７はディスク部１７ａとこれと一体となった円筒部１７ｂとを有しており、円筒部１７ｂには永久磁石が装着される。発電ロータ１７を囲むようにしてメインケース１６にはステータコイル１８が固定されており、発電ロータ１７とステータコイル１８によってジェネレータつまり発電機１９が形成され、発電ロータ１７の回転により発生される電力をバッテリに充電することができる。このように、発電ロータ１７はクランク軸１１により直接回転駆動されるので、動力伝達ロスを発生させることなく、効率的な発電が可能となる。
【００２４】
モータ１４はメインケース１６に取り付けられるモータケース２１内に組み込まれており、モータロータ１３には永久磁石が組み込まれ、モータロータ１３を囲むようにしてモータケース２１にはステータコイル２２が固定されている。このステータコイル２２とモータロータ１３とによりモータ１４が形成され、ステータコイル２２に電力を供給するとモータロータ１３は回転駆動される。一方、このモータ１４はジェネレータとしても機能し、モータロータ１３を回転駆動することによりステータコイル２２に発生した電気エネルギーをバッテリに充電することができ、さらにはモータ１４を回生ブレーキとしても機能させることができる。
【００２５】
発電ロータ１７に形成された収容空間にはダンパー２３が組み込まれ、ダンパー２３の入力側は発電ロータ１７のディスク部１７ａに取り付けられ、出力側部にはエンジン側入力軸２４が取り付けられている。このダンパー２３によりクランク軸１１の振動は減衰されてエンジン側入力軸２４に伝達される。一方、モータロータ１７にはモータ側入力軸２５が設けられており、モータ側入力軸２５とエンジン側入力軸２４とが同心上となるようにしてエンジン１２とモータ１４とが車両に搭載されることになる。前述のように、ダンパー２３が発電ロータ１７の内部に組み込まれているので、動力伝達装置の軸方向の寸法を短くすることが可能となる。
【００２６】
モータ側入力軸２５には駆動歯車２６が設けられ、この駆動歯車２６はモータ側入力軸２５に平行となってメインケース１６内に回転自在に装着された出力軸２７に設けられた被駆動歯車２８に常時噛み合っている。被駆動歯車２８の直径を駆動歯車２６の直径よりも大きくすると、モータ側入力軸２５の回転は減速されて出力軸２７に伝達されることになる。
【００２７】
出力軸２７には被駆動歯車２８よりも小径の中間歯車３１が取り付けられ、この中間歯車３１はこれよりも大径の終減速大歯車３２に噛み合っており、中間歯車３１と終減速大歯車３２により終減速機構が形成されている。終減速大歯車３２には左右駆動輪の回転差を吸収するための差動機構３３が設けられ、差動機構３３はアクスルシャフト３４ａ，３４ｂを介して左右の駆動輪３５ａ，３５ｂに連結されている。差動機構３３はエンジンルーム内に組み込まれており、左右の駆動輪３５ａ，３５ｂは前輪となっている。前輪に併せて後輪も駆動する四輪駆動用車両にこの動力伝達装置を適用する場合には、出力軸２７は図示しないドライブシャフトを介して後輪に伝達される。
【００２８】
エンジン側入力軸２４とモータ側入力軸２５の間には、エンジン側入力軸２４の回転をモータ側入力軸２５を介して出力軸２７に伝達する状態と遮断する状態とに切り換えるために、クラッチ機構３６が装着されている。このクラッチ機構３６は、パイロットクラッチ３７ａとメインクラッチ３７ｂとから構成されている。
【００２９】
パイロットクラッチ３７ａは、エンジン側入力軸２４に配置されたクラッチドラム３８に所定間隔隔てて装着された一対のクラッチディスク４３，４３と、このクラッチディスク４３間に位置するクラッチディスク４５と、これら一対のクラッチディスク４３，４３の外周に配置された電磁コイル４０と、アーマチュア４０ａとから構成される。また、クラッチディスク４５の内周面にはカムプレート４５ａが一体に設けられている。さらにカムプレート４５ａに対向してメインクラッチ３７ｂを構成するクラッチドラム４９に装着されたクラッチディスク４４には、カムプレート４４ａが一体に設けられている。これらのカムプレート４４ａ，４５ａを拡大して示すと図２の通りである。それぞれのカムプレート４４ａ，４５ａの対向面には、所定の半径位置に環状の凹部４６，４７が形成され、これらの凹部４６，４７はそれぞれの半径方向の中央部から径方向内方と外方とに向かうに従って深さが浅くなったテーパ面となっており、両方の凹部４６，４７の間にはボール４８が組み込まれている。
【００３０】
また、メインクラッチ３７ｂは、カムプレート４４ａに一体に設けられたクラッチドラム４９の内側に装着された駆動側のクラッチディスク４１と、モータ側入力軸２５に取り付けられたクラッチハブ３９の外側に装着された従動側のクラッチディスク４２とを有しており、それぞれのクラッチディスク４１，４２は複数枚装着されている。
【００３１】
このように構成されたクラッチ機構３６は、モータ側入力軸２５に代えてエンジン側入力軸２４からの回転を出力軸２７に伝達する際には、先ず、電磁コイル４０に電力を供給する。これにより、電磁コイル４０とアーマチュア４０ａとの間に磁界が発生し、クラッチディスク４３，４４，４５が相互に接触して一体化する。すると、パイロットクラッチ３７ａが締結された状態となり、エンジン側入力軸２４に連結されたカムプレート４５ａがエンジン側入力軸２４と一体化する。
【００３２】
これにより、カムプレート４５ａと、メインクラッチ３７ｂのクラッチドラム４９に連結されたカムプレート４４ａとの間に回転差が発生して回転トルクが生じる。すると、それぞれのカムプレート４４ａ，４５ａの凹部４６，４７間に位置するボール４８がテーパ面に沿って変位し、カムプレート４４ａをカムプレート４５ａから遠ざかる方向、すなわちメインクラッチ３７ｂ側に変位させるスラスト力が発生する。
【００３３】
このカムプレート４５ａのメインクラッチ３７ｂ側への変位により、メインクラッチ３７ｂのクラッチディスク４１，４２が締結されてエンジン側入力軸２４からの回転が出力軸２７に伝達されるようになる。このクラッチ機構３６を用いることで、モータ側入力軸２５による回転をエンジン側入力軸２４による回転に切り換える際に、パイロットクラッチ３７ａの締結の後でメインクラッチ３７ｂを締結することで半クラッチ状態を実現でき、円滑な切換が可能となる。
【００３４】
この動力伝達装置においては、モータロータ１３に直結されたモータ側入力軸２５の駆動歯車２６は出力軸２７の被駆動歯車２８と常時噛合って一定の歯車比で回転するようになっており、車両をエンジン１２により駆動するときにはエンジン動力はモータ側入力軸２５を介して駆動輪に動力伝達が行われるようになっている。これにより、クラッチ機構３６を含めた動力伝達経路が簡潔となり、小型の動力伝達装置により所望の動力を駆動輪に伝達することができる。
【００３５】
図３は図１に示した動力伝達装置の作動を制御する制御回路を示すブロック図であり、メインコントローラ５１にはアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ５２、車両の走行速度を検出する車速センサ５３、モータロータ１３の回転数を検出するモータ回転数センサ５４、およびクランク軸１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ５５からの検出信号が送られるようになっている。一方、メインコントローラ５１からは、エンジン１２の作動を制御するエンジンコントローラ５６、モータ１４の作動を制御するモータコントローラ５７、および発電機１９の作動を制御する発電機コントローラ５８に対してそれぞれ制御信号が送られるようになっている。バッテリ５９はモータコントローラ５７と発電機コントローラ５８に接続されており、モータ１４により車両を駆動する場合には充電装置つまりバッテリ５９からの電力がモータ１４のステータコイル２２に供給される。一方、バッテリ５９への充電は、発電機１９を作動させることにより行われるが、モータ１４をジェネレータとして機能させてモータ１４により行うこともできる。
【００３６】
図４は図１に示した動力伝達装置の車両走行状態に応じた動力伝達経路を示す動作表であり、図４を参照しつつ動力伝達装置により駆動状態を説明する。車両を発進させる際にはモータ１４から駆動輪に動力を伝達し、そのときにはクラッチ機構３６を動力遮断状態としてエンジン動力は駆動輪に伝達しない。したがって、発進時にはエンジン１２は停止状態とされるが、バッテリ５９の充電量などにより必要に応じてエンジン１２を作動させるとともに発電機１９を作動させてバッテリ５９に充電するようにしても良い。
【００３７】
車両が低速走行および中速走行する場合つまり通常走行する場合には、モータ１４によって車両を駆動するとともに、クラッチ機構３６の動力遮断状態のもとでエンジン１２を駆動することにより発電機１９を作動させてバッテリ５９に充電する。このときのエンジン１２の回転数は一定の定格回転数に設定される。車両の走行中にブレーキペダルが踏み込まれたときには、エンジン１２を停止状態としてモータ１４を回生ブレーキとして制動力を加えるとともにモータ１４をジェネレータとして機能させてモータ１４からバッテリ５９に充電を行う。ブレーキの作動によって車両が停止寸前となったら、モータ１４の回生ブレーキとしての作動を停止させる。
【００３８】
車両が高速走行となったとき、たとえば車速が８０ｋｍ／ｈ程度の所定値以上となったときには、モータ１４による駆動を停止してエンジン１２によって車両を駆動する。このときには発電機１９からバッテリ５９への充電を停止させる。一方、車両を追い越し加速したり、車両が登坂路を走行する際には、エンジン１２とモータ１４の両方の動力が合成されて駆動輪に伝達される。このときには、必要に応じてバッテリ５９を充電するようにしても良い。なお、モータ１４による駆動によって車速が上述した所定値となったときには、瞬間的にクラッチ機構３６を動力伝達状態として、モータ側入力軸２４の回転をクランク軸１１に伝達することによりエンジン１２を始動させることができる。
【００３９】
このような動力伝達装置における動力伝達経路の切換は、車両の走行状態に応じて自動的に行われるようになっており、車両の走行状態を示すパラメータとしては、モータ１４の回転数、エンジン１２の回転数、車速、スロットル開度などである。これらの走行状態を示すパラメータに基づいてメインコントローラ５１からはエンジン１２、モータ１４および発電機１９の作動が制御される。
【００４０】
上述のように、車速が所定の車速以上となったときには、モータ１４による駆動からエンジン１４による駆動に切り換えられ、所定の車速以上の走行状態から所定の車速以下となったときにはエンジン１２による駆動からモータ１４による駆動に切り換えられるが、モータ駆動からエンジン駆動に切り換えられる車速をＶｅとし、逆にエンジン駆動からモータ駆動に切り換えられる車速をＶｍとすると、Ｖｅ＞Ｖｍに設定されている。つまり、モータ駆動からエンジン駆動に切り換えられる車速Ｖｅは、エンジン駆動からモータ駆動に切り換えられる車速Ｖｍよりも高速に設定されている。これにより、モータ駆動とエンジン駆動とが頻繁に切り換わるハンチング現象の発生を防止することができる。
【００４１】
また、モータ駆動からエンジン駆動に切り換えられるエンジン回転数をＮｅとし、発電機１９の定格回転数をＮｓとすると、エンジン駆動に切り換えられるエンジン回転数Ｎｅは、定格回転数Ｎｓよりも大きな回転数（Ｎｅ＞Ｎｓ）に設定されている。これにより、通常走行時に確実にバッテリ５９に対する充電を行うことができる。
【００４２】
図５は他の実施の形態である動力伝達装置を示すスケルトン図であり、図５においては図１における部材と共通する部材には同一の符号が付されている。この動力伝達装置にあっては、図１に示したクラッチ機構３６がエンジン１２とモータ１４との間に組み込まれているのに対して、クラッチ機構３６はモータ１４のエンジン１２に対向する端部側に対して反対側に配置されている。このようにクラッチ機構３６がエンジン１２に対して反対側に配置されているので、エンジン側入力軸２４をクラッチドラム３８に取り付けるために、モータロータ１３およびモータ側入力軸２５は中空となっており、エンジン側入力軸２４はモータ１４の中心部を貫通している。また、モータ側入力軸２５はモータロータ１３の両端部から突出しており、一端部には駆動歯車２６が取り付けられ、他端部にはクラッチハブ３９が取り付けられている。このようにクラッチ機構３６がモータ１４の端部に突出して設けられているので、クラッチ機構３６のメンテナンスをメインケース１６を分解することなく行うことができるとともに、メインケース１６の車幅方向の寸法を短くすることができる。なお、モータケース２１にはクラッチ機構３６を覆うように図示しないカバーが取り付けられることになる。
【００４３】
図１および図５に示した動力伝達装置は、いずれもエンジンが横置きとなったタイプであるが、この動力伝達装置はクランク軸１１が車両の進行方向を向くようにしてエンジン１２が車両に搭載されるようになったエンジン縦置き式にも適用することができる。
【００４４】
図６はエンジン縦置きタイプに適用した場合の動力伝達装置であり、図６においては図１および図５に示した部材と共通の機能を有する部材には同一の符号が付されている。この動力伝達装置にあっては、エンジン１２の車両進行方向後方にはエンジン１２に対向してモータ１４が配置されており、クラッチ機構３６はエンジン１２とモータ１４の間に配置されている。エンジン１２の後端部に設けられた発電機１９とモータ１４とこれらの間に配置されるクラッチ機構３６は、一体型のメインケース１６内に組み込まれており、メインケース１６は前述したモータケース２１を兼ねている。モータロータ１３の一端部にはクラッチ機構３６のクラッチハブ３９が取り付けられ、他端部にはモータ側入力軸２５が取り付けられている。メインケース１６に取り付けられるエクステンションケース２０内には、モータ側入力軸２５と出力軸２７が組み込まれており、出力軸２７の歯車２８に噛み合う連結歯車６１はフロントドライブシャフト６２に取り付けられ、このドライブシャフト６２はメインケース１６とエクステンションケース２０内に組み込まれている。
【００４５】
フロントドライブシャフト６２には終減速大歯車３２に噛み合う終減速小歯車６３が取り付けられており、終減速大歯車３２には図１に示した場合と同様の構造の差動機構３３が設けられている。この差動機構３３はメインケース１６内に組み込まれており、一体構造のメインケース１６内にはモータ１４，発電機１９、クラッチ機構３６および差動機構３３が収容されている。ただし、メインケース１６をモータ１４と差動機構３３とを収容する部分と、発電機１９とクラッチ機構３６とを収容する部分とに分割するようにしても良い。フロントドライブシャフト６２には車両を駐車する際にフロントドライブシャフト６２をロックするためのパーキング用の歯車６４が取り付けられている。なお、図６における符号Ｏｄは差動機構３３の回転中心軸の位置を示し、符号Ｏｗは前輪の回転中心軸の位置を示す。
【００４６】
図７は図６に示した動力伝達装置の変形例であり、図７においては図６に示された部材と共通する部材には同一の符号が付されている。この動力伝達装置にあっては、エンジン１２とモータ１４との間に発電機１９が配置されており、クラッチ機構３６はモータ１４のエンジン１２に対向する端部側に対して反対側に配置されている。したがって、モータ１４は、図６に示した場合よりもエンジン１２に接近しモータ１４の前後方向の重心位置が図６に示した場合よりも車輪の回転中心軸Ｏｗの位置に近づくので、比較的高重量となるモータ１４が回転中心軸Ｏｗの真上に配置されることになり、車両の組立作業性のみならず、動力伝達装置の重量バランスに優れ走行安定性が向上することになる。
【００４７】
図７に示すように、エンジン側入力軸２４をクラッチドラム３８に取り付けるために、モータロータ１３およびモータ側入力軸２５は中空となっており、エンジン側入力軸２４はモータ１４の中心部を貫通している。また、モータ側入力軸２５の端部には、駆動歯車２６とクラッチハブ３９とが取り付けられている。
【００４８】
メインケース１６内には発電機１９とモータ１４と差動機構３３とが収容されており、このメインケース１６に取り付けられるエクステンションケース２０内には、モータ１４とクラッチ機構３６との間に設けられた駆動歯車２６と、出力軸２７とフロントドライブシャフト６２とが収容されている。この場合には、クラッチ機構３６が動力伝達相の端部に配置されているので、クラッチ機構３６のメンテナンスをメインケース１６を分解することなく、エクステンションケース２０を外すことにより行うことができる。
【００４９】
図８は図６に示した動力伝達装置の変形例であり、クラッチ機構３６とモータ１４の基本的配置は図６に示した場合と同一である。また、図９は図７に示した動力伝達装置の変形例であり、クラッチ機構３６とモータ１４の基本的配置は図７に示した場合と同様である。
【００５０】
図８および図９に示した動力伝達装置にあっては、差動機構３３がエンジン１２の真下に配置されている。したがって、エンジン１２の下部に取り付けられて潤滑油を収容するためのオイルパン６５の位置に差動機構３３およびこれに連結されるアクスルシャフトを配置することができ、オイルパン６５を図６および図７に示す場合よりも大型化することにより、終減速大歯車３２およびこれに取り付けられた差動機構３３をオイルパン６５内に配置することができる。この場合にはアクスルシャフトはオイルパンを貫通することになる。また、フロントドライブシャフト６２は図６および図７に示す場合よりも長くなり、中間部に連結シャフト６２ａを連結するようにしても良い。このフロントドライブシャフト６２の中間部を図示しないカバーにより覆うようにしても良い。
【００５１】
このように、差動機構３３をエンジン１２の真下に配置すると、前輪の回転中心軸Ｏｗの位置を図６および図８に示した場合よりも車両の前側に設けることができるので、前輪の回転中心と後輪の回転中心との間の前後方向の長さであるホイールベースの距離を大きくすることができるとともに、車両のフロントオーバーハングを短く設定することができる。
【００５２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図６〜図９図に示すタイプの動力伝達装置においても、出力軸２７を動力分配装置を介して後輪にも動力を伝達するようにすれば、四輪駆動用の動力伝達装置とすることができる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、モータ動力はモータ側入力軸を介して駆動輪に伝達され、エンジン動力はクラッチ機構とモータ側入力軸とを介して駆動輪に伝達され、差動歯車機構に連結される出力軸とモータ側入力軸との間には駆動側と被駆動側の歯車を配置することにより、簡単な構造によりモータ動力とエンジン動力とを切り換えて伝達することができ、動力伝達装置の小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるハイブリット車の動力伝達装置を示すスケルトン図である。
【図２】（Ａ）は図１に示されたカムプレートを拡大して示す断面図であり、（Ｂ）はカムプレート間のボール配置図である。
【図３】動力伝達装置の作動を制御する制御回路を示すブロック図である。
【図４】動力伝達装置の車両走行状態に応じた動力伝達経路を示す動作表である。
【図５】本発明の他の実施の形態である動力伝達装置を示すスケルトン図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である動力伝達装置を示すスケルトン図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である動力伝達装置を示すスケルトン図である。
【図８】本発明の他の実施の形態である動力伝達装置を示すスケルトン図である。
【図９】本発明の他の実施の形態である動力伝達装置を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
１１　　　クランク軸
１２　　　エンジン
１３　　　モータロータ
１４　　　モータ
１６　　　メインケース
１７　　　発電ロータ
１８　　　ステータコイル
１９　　　発電機
２２　　　ステータコイル
２３　　　ダンパー
２４　　　エンジン側入力軸
２５　　　モータ側入力軸
２６　　　駆動歯車
２７　　　出力軸
２８　　　被駆動歯車
３２　　　終減速大歯車
３３　　　差動機構
３６　　　クラッチ機構
３７ａ　　パイロットクラッチ
３７ｂ　　メインクラッチ
３８　　　クラッチドラム
３９　　　クラッチハブ
４０　　　電磁コイル
４３　　　クラッチディスク
４４ａ，４５ａ　　カムプレート
４８　　　ボール
６５　　　オイルパン

Claims (11)

1. クランク軸を駆動するエンジンと、モータロータを駆動するモータと、前記エンジンにより駆動されてバッテリに充電する電力を発生する発電機とを有し、車両の走行状況に応じて前記エンジンと前記モータの一方または両方により駆動輪を駆動するハイブリット車の動力伝達装置であって、
   前記モータロータに連結され、かつ駆動歯車が設けられたモータ側入力軸と、
   前記モータ側入力軸と同心上に配置され、前記クランク軸によりダンパーを介して駆動されるエンジン側入力軸と、
   前記駆動歯車と噛み合う被駆動歯車が設けられ、差動機構を介して駆動輪に連結される出力軸と、
   前記エンジン側入力軸の動力を前記モータ側入力軸を介して前記出力軸に伝達する係合状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換えるクラッチ機構とを有することを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
2. 請求項１記載のハイブリット車の動力伝達装置において、前記クラッチ機構を前記エンジンと前記モータとの間に配置することを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
3. 請求項１記載のハイブリット車の動力伝達装置において、前記モータの前記エンジンに対向する端部側に対して反対側に前記クラッチ機構を配置することを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
4. 請求項１記載のハイブリット車の動力伝達装置において、前記モータの前記エンジンに対向する端部側に対して反対側に前記モータ側入力軸と前記出力軸とを配置し、後輪を駆動する後輪アクスルシャフトを前記出力軸に連結することを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
5. 請求項１記載のハイブリット車の動力伝達装置において、前記モータと前記発電機とを一体のケース内に組み込むことを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
6. 請求項１記載のハイブリット車の動力伝達装置において、前記エンジンに取り付けられるオイルパン内に前記差動機構を組み込むことを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
7. 請求項１記載のハイブリット車の動力伝達装置において、前記クランク軸に前記発電機の発電ロータを取り付け当該発電ロータを前記クランク軸により直接駆動することを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリット車の動力伝達装置において、前記モータロータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、前記クランク軸の回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段と、エンジンのスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段とを有し、これらの検出手段からの信号に基づいて前記モータによる駆動と前記エンジンによる駆動との切り換えを判定することを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のハイブリット車の動力伝達装置において、車両の走行状態に応じて前記モータと前記エンジンの動力を合成して駆動輪に伝達することを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のハイブリット車の動力伝達装置において、駆動輪を前記モータによる駆動から前記エンジンによる駆動に切り換える車速を前記エンジンによる駆動から前記モータによる駆動に切り換える車速より高速とすることを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のハイブリット車の動力伝達装置において、駆動輪を前記モータによる駆動から前記エンジンによる駆動に切り換えるエンジン回転数を前記発電機の発電用定格回転数よりも大きな回転数とすることを特徴とするハイブリット車の動力伝達装置。

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