JP2005001466A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両のトランスミッションの軸方向寸法を小型化しながら、リバース変速段の確立およびモータによる走行を可能にするためのクラッチ機構の部品点数を削減する。
【解決手段】トランスミッションＴは、エンジンＥに接続されたメインシャフトＭＳと、駆動輪Ｗに接続されたカウンタシャフトＣＳと、メインシャフトＭＳに連動して回転するリバース第１ギヤ４９およびカウンタシャフトＣＳに連動して回転するリバース第２ギヤ５０を相対回転可能に支持するとともに、モータ出力軸ＭＯＳに設けたモータ出力第１ギヤ５４に噛合するモータ出力第２ギヤ５５を回転可能に支持するリバースカウンタシャフトＲＣＳと、リバース第１ギヤ４９あるいはモータ出力第２ギヤ５５を選択的にリバース第２ギヤ５０を結合するシンクロ機構５３とを備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンおよびモータの駆動力をトランスミッションを介して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下記特許文献には、エンジンおよびモータの駆動力をマニュアルトランスミッションを介して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両において、リバースアイドルシャフト（本発明のリバースカウンタシャフト）に設けられて一体に回転する２個のリバースアイドルギヤを、エンジンに接続されたカウンタシャフト（本発明のメインシャフト）に相対回転自在に設けたリバースギヤと、駆動輪に接続されたメインシャフト（本発明のカウンタシャフト）に固設したリバースギヤとにそれぞれ噛合させ、カウンタシャフトに設けたリバースギヤをシンクロメッシュ機構で該カウンタシャフトに結合することでリバース変速段を確立するものが記載されている。モータの駆動力はリバースアイドルシャフトに設けた一方のリバースアイドルギヤに入力され、そこからメインシャフトを経て駆動輪に伝達される。
【０００３】
上記従来のものは、メインシャフト（本発明のカウンタシャフト）に相対回転自在に設けたリバースギヤをシンクロメッシュ機構で該メインシャフト（本発明のカウンタシャフト）に結合してリバース変速段を確立するので、メインシャフト（本発明のカウンタシャフト）の長さが前記シンクロメッシュ機構の分だけ長くなってしまい、マニュアルトランスミッションの軸方向寸法が大型化する問題があった。
【０００４】
上記問題を解決すべく、本出願人が特願２００３−９９１１９号で提案したハイブリッド車両のトランスミッションは、リバースカウンタシャフトに相対回転自在に設けたリバース第１ギヤおよびリバース第２ギヤを第１クラッチ機構で相互に結合可能にし、かつモータ出力軸に相対回転自在に設けられてリバース第２ギヤに噛合するモータ出力ギヤを第２クラッチ機構で該モータ出力軸に結合可能にすることで、前記第１クラッチ機構および前記第２クラッチ機構をカウンタシャフトから廃止してトランスミッションの軸方向寸法の小型化を図っている。
【０００５】
【特許文献】
特開平１１−１２２７１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特願２００３−９９１１９号で提案されたものは、リバースカウンタシャフトの第１クラッチ機構と、モータ出力軸の第２クラッチ機構とが別個に設けられているため、部品点数が増加する問題があった。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド車両のトランスミッションの軸方向寸法を小型化しながら、リバース変速段の確立およびモータによる走行を可能にするためのクラッチ機構の部品点数を削減することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンおよびモータの駆動力をトランスミッションを介して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両において、トランスミッションは、エンジンに接続されたメインシャフトと、駆動輪に接続されたカウンタシャフトと、メインシャフトに連動して回転するリバース第１ギヤおよびカウンタシャフトに連動して回転するリバース第２ギヤを相対回転可能に支持するリバースカウンタシャフトと、一方向に作動してリバース第１ギヤおよびリバース第２ギヤを相互に結合することでリバース変速段を確立するとともに、他方向に作動してモータの駆動力を前記リバース第２ギヤに入力するクラッチ機構とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、モータの駆動力をカウンタシャフトを介して駆動輪に伝達する動力伝達経路にリバース第２ギヤを介在させたので、特別の減速用ギヤを設けることなくリバース第２ギヤを減速用ギヤとして利用することで、部品点数、コストおよび重量を削減することができ、しかもカウンタシャフト上に特別の減速用ギヤを設ける必要がなくなってトランスミッションの軸方向寸法を小型化することができる。またカウンタシャフトに比べて短いリバースカウンタシャフトにクラッチ機構を設けたので、トランスミッションの軸方向寸法の大型化を回避することができる。更に共通のクラッチ機構を一方向および他方向に作動させることでリバース変速段の確立とモータによる走行とを可能にしたので、クラッチ機構およびその駆動機構の部品点数を削減することができる。
【００１０】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、リバースカウンタシャフトと同軸上にモータ出力軸を配置したことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、リバースカウンタシャフトと同軸上にモータ出力軸を配置したので、リバースカウンタシャフトおよびモータ出力軸を別軸上に配置する場合に比べてトランスミッションの径方向寸法を小型化することができ、しかもモータ出力軸およびリバースカウンタシャフトを直結あるいは一体化することで両者間の動力伝達機構を省略することができる。
【００１２】
尚、実施例の第４シンクロメッシュ機構５３は本発明のクラッチ機構に対応し、実施例のマニュアルトランスミッションＴは本発明のトランスミッションに対応する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図６は本発明の第１実施例を示すもので、図１はハイブリッド車両用のマニュアルトランスミッションの縦断面図（図５の１−１線断面図）、図２は図１のＡ部拡大図、図３は図１のＢ部拡大図、図４は図１のＣ部拡大図、図５は図１の５−５線断面図、図６はマニュアルトランスミッションのスケルトン図である。
【００１５】
ハイブリッド車両用のマニュアルトランスミッションＴは、右側の第１ケーシング１１および左側の第２ケーシング１２を車体前後方向に延びる割り面で結合したミッションケース１３を備えており、第１ケーシング１１の右側面の開口部１１ａにエンジンＥが結合される。第１、第２ケーシング１１，１２には、ボールベアリング１４，１５を介してメインシャフトＭＳが支持されるとともに、ローラベアリング１６およびボールベアリング１７を介してカウンタシャフトＣＳが支持され、更にメインシャフトＭＳおよびカウンタシャフトＣＳよりも短いリバースカウンタシャフトＲＣＳが支持される。メインシャフトＭＳの右端はクラッチＣを介してエンジンＥのクランクシャフト１８に接続される。
【００１６】
モータＭは本体ケーシング１９と、その前面に結合されたフロントカバー１２ａと、その後面に結合されたリヤカバー２０とを備えており、フロントカバー１２ａは第２ケーシング１２と一体に形成される。このように、モータＭのケーシングの一部をミッションケース１３と一体に形成することで、部品点数の削減を図ることができる。モータ出力軸ＭＯＳは第１、第２ケーシング１１，１２にボールベアリング２１，２２を介して支持されており、そのモータ出力軸ＭＯＳに固定されたロータ２３が本体ケーシング１９の内周面に固定されたステータ２４に対向する。
【００１７】
メインシャフトＭＳには、メイン１速リバースギヤ２５およびメイン２速ギヤ２６が固設され、メイン３速ギヤ２８、メイン４速ギヤ２９、メイン５速ギヤ３０およびメイン６速ギヤ３１がそれぞれニードルベアリング３２〜３５を介して相対回転自在に支持される。またカウンタシャフトＣＳには、カウンタ１速ギヤ３６およびカウンタ２速ギヤ３７がそれぞれニードルベアリング３８，３９を介して相対回転自在に支持され、カウンタ３速ギヤ４０、カウンタ４速ギヤ４１、カウンタ５速ギヤ４２、カウンタ６速ギヤ４３、カウンタリバースギヤ４４およびファイナルドライブギヤ４５が固設される。
【００１８】
メイン１速リバースギヤ２５、メイン２速ギヤ２６、メイン３速ギヤ２８、メイン４速ギヤ２９、メイン５速ギヤ３０およびメイン６速ギヤ３１は、それぞれカウンタ１速ギヤ３６、カウンタ２速ギヤ３７、カウンタ３速ギヤ４０、カウンタ４速ギヤ４１、カウンタ５速ギヤ４２およびカウンタ６速ギヤ４３に噛合する。カウンタ１速ギヤ３６およびカウンタ２速ギヤ３７は第１シンクロメッシュ機構４６を介してカウンタシャフトＣＳに選択的に結合可能であり、メイン３速ギヤ２８およびメイン４速ギヤ２９は第２シンクロメッシュ機構４７を介してメインシャフトＭＳに選択的に結合可能であり、メイン５速ギヤ３０およびメイン６速ギヤ３１は第３シンクロメッシュ機構４８を介してメインシャフトＭＳに選択的に結合可能である。
【００１９】
リバースカウンタシャフトＲＣＳには、リバース第１ギヤ４９およびリバース第２ギヤ５０がそれぞれニードルベアリング５１，５２を介して相対回転自在に支持されており、リバース第１ギヤ４９はメイン１速リバースギヤ２５に常時噛合し、リバース第２ギヤ５０はカウンタリバースギヤ４４に常時噛合する。モータ出力軸ＭＯＳに固設したモータ出力第１ギヤ５４が、リバースカウンタシャフトＲＣＳにニードルベアリング６５を介して相対回転自在に支持したモータ出力第２ギヤ５５に常時噛合する。第４シンクロメッシュ機構５３により、リバース第２ギヤ５０はリバース第１ギヤ４９あるいはモータ出力第２ギヤ５５に選択的に結合可能である。
【００２０】
尚、本実施例のマニュアルトランスミッションＴはオートマチック作動するものであり、クラッチＣおよび第１〜第４シンクロメッシュ機構４６，４７，４８，５３は、ドライバーによるマニュアル操作ではなくアクチュエータによるオートマチック操作で作動するようになっている。
【００２１】
ディファレンシャルギヤＤのディファレンシャルケース５７が第１ケーシング１１および第２ケーシング１２にボールベアリング５８，５９を介して支持されており、ディファレンシャルケース５７に設けたファイナルドリブンギヤ６０がカウンタシャフトＣＳのファイナルドライブギヤ４５に噛合する。ディファレンシャルケース５７に設けたピニオンシャフト６１に２個のディファレンシャルピニオン６２，６２が回転自在に支持されており、これらのディファレンシャルピニオン６２，６２に２個のディファレンシャルサイドギヤ６３，６３が噛合する。各々のディファレンシャルサイドギヤ６３，６３に結合されてディファレンシャルケース５７に相対回転自在に支持された左右の車軸６４，６４が、左右の駆動輪Ｗ，Ｗにそれぞれ接続される。
【００２２】
図５はマニュアルトランスミッションＴの第２ケーシング１２を第１ケーシング１１との割り面の近傍において切断した断面図であって、エンジンＥに接続されたメインシャフトＭＳの前下方にリバースカウンタシャフトＲＣＳが配置され、その前下方にモータ出力軸ＭＯＳが配置される。またメインシャフトＭＳの後下方にカウンタシャフトＣＳが配置され、その後下方にディファレンシャルギヤＤが配置される。
【００２３】
次に、上記マニュアルトランスミッションＴの作用を説明する。
【００２４】
エンジンＥによる前進走行を行うとき、第４シンクロメッシュ機構５３を中立位置にすることで、リバース第１ギヤ４９およびリバース第２ギヤ５０を切り離すとともに、モータ出力第２ギヤ５５およびリバース第２ギヤ５０を切り離して駆動力がモータＭに逆伝達されないようにする。
【００２５】
第１シンクロメッシュ機構４６でカウンタ１速ギヤ３６をカウンタシャフトＣＳに結合すると１速変速段が確立し、エンジンＥにクラッチＣを介して接続されたメインシャフトＭＳの回転は、メイン１速リバースギヤ２５、カウンタ１速ギヤ３６、カウンタシャフトＣＳ、ファイナルドライブギヤ４５、ファイナルドリブンギヤ６０、ディファレンシャルギヤＤおよび車軸６４，６４を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。第１シンクロメッシュ機構４６でカウンタ２速ギヤ３７をカウンタシャフトＣＳに結合すると２速変速段が確立し、メインシャフトＭＳの回転は、メイン２速ギヤ２６からカウンタ２速ギヤ３７に伝達されて駆動輪Ｗ，Ｗが駆動される。
【００２６】
第２シンクロメッシュ機構４７でメイン３速ギヤ２８をメインシャフトＭＳに結合すると３速変速段が確立し、メインシャフトＭＳの回転は、メイン３速ギヤ２８からカウンタ３速ギヤ４０に伝達されて駆動輪Ｗ，Ｗが駆動される。第２シンクロメッシュ機構４７でメイン４速ギヤ２９をメインシャフトＭＳに結合すると４速変速段が確立し、メインシャフトＭＳの回転は、メイン４速ギヤ２９からカウンタ４速ギヤ４１に伝達されて駆動輪Ｗ，Ｗが駆動される。第３シンクロメッシュ機構４８でメイン５速ギヤ３０をメインシャフトＭＳに結合すると５速変速段が確立し、メインシャフトＭＳの回転は、メイン５速ギヤ３０からカウンタ５速ギヤ４２に伝達されて駆動輪Ｗ，Ｗが駆動される。第３シンクロメッシュ機構４８でメイン６速ギヤ３１をメインシャフトＭＳに結合すると６速変速段が確立し、メインシャフトＭＳの回転は、メイン６速ギヤ３１からカウンタ６速ギヤ４３に伝達されて駆動輪Ｗ，Ｗが駆動される。
【００２７】
尚、駆動輪Ｗ，Ｗに接続されたカウンタシャフトＣＳの回転はカウンタリバースギヤ４４を介してリバース第２ギヤ５０に常時伝達されるが、第４シンクロメッシュ機構５３でリバース第２ギヤ５０をモータ出力第２ギヤ５５から切り離すことで、高速走行時にモータＭが外力で強制的に高速回転させられて耐久性が低下したり、モータＭのフリクションによりエンジンＥの燃料消費量が増加したりするのを防止することができる。
【００２８】
エンジンＥによる後進走行を行うとき、第４シンクロメッシュ機構５３のシフトフォーク６６で右側に操作し、リバース第１ギヤ４９およびリバース第２ギヤ５０を一体に結合してリバース変速段を確立する。その結果、エンジンＥにクラッチＣを介して接続されたメインシャフトＭＳの回転は、メイン１速リバースギヤ２５、リバース第１ギヤ４９、リバース第２ギヤ５０、カウンタリバースギヤ４４、カウンタシャフトＣＳ、ファイナルドライブギヤ４５、ファイナルドリブンギヤ６０、ディファレンシャルギヤＤおよび車軸６４，６４を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００２９】
エンジンＥによる前進走行中に、第４シンクロメッシュ機構５３でリバース第２ギヤ５０をモータ出力第２ギヤ５５に結合した状態でモータＭを駆動すると、モータＭの駆動力をモータ出力第１ギヤ５４、モータ出力第２ギヤ５５、第４シンクロメッシュ機構５３、リバース第２ギヤ５０およびカウンタリバースギヤ４４を介してカウンタシャフトＣＳに伝達することで、エンジンＥの駆動力をモータＭの駆動力でアシストすることができる。また車両の減速時であり、かつモータＭが外力で過回転になる虞のない場合には、モータＭをジェネレータとして機能させて回生制動を行うことができる。
【００３０】
エンジンＥの駆動力を使用せずにモータＭの駆動力だけで車両を前進走行あるいは後進走行させる場合には、第４シンクロメッシュ機構５３でリバース第２ギヤ５０をモータ出力第２ギヤ５５に結合した状態でモータＭを正転あるいは逆転駆動することで、モータＭの駆動力がモータ出力第１ギヤ５４、モータ出力第２ギヤ５５、第４シンクロメッシュ機構５３、リバース第２ギヤ５０およびカウンタリバースギヤ４４を介してカウンタシャフトＣＳ、ファイナルドライブギヤ４５、ファイナルドリブンギヤ６０、ディファレンシャルギヤＤおよび車軸６４，６４を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００３１】
モータＭの駆動力を駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する際に、モータ出力軸ＭＯＳの回転を第２リバースギヤ５０およびカウンタリバースギヤ４４を介してカウンタシャフトＣＳに伝達するので、モータＭからカウンタシャフトＣＳへの駆動力の伝達経路の減速比を、既存の第２リバースギヤ５０およびカウンタリバースギヤ４４を利用して稼ぐことができる。しかもカウンタシャフトＣＳに比べて短いリバースカウンタシャフトＲＣＳにリバース変速段を確立するための第４シンクロメッシュ機構５３を設けたので、カウンタシャフトＣＳ上にシンクロメッシュ機構を配置する場合に比べてマニュアルトランスミッションＴの軸方向寸法を小型化することができる。
【００３２】
また共通の第４シンクロメッシュ機構５３のシフトフォーク６６を右方向に操作してリバース変速段を確立し、左方向に操作してモータＭによる走行を可能にしたので、リバース変速段を確立するためのシンクロメッシュ機構とモータＭによる走行を可能にするためのシンクロメッシュ機構とを別個に設ける場合に比べて部品点数を削減し、コストダウンおよび小型化に寄与することができる。特に、一つのシフトフォーク６６の作動でリバース変速段の確立およびモータＭによる走行を選択できるので、シフトフォーク６６の駆動機構の構造を簡素化することができる。
【００３３】
またモータ出力第１ギヤ５４とカウンタリバースギヤ４４との間に、それら両ギヤ５４，４４に同時に噛合するアイドルギヤが存在しないため、アイドルギヤの噛合騒音を低減することができる。
【００３４】
次に、図７に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００３５】
第１実施例ではリバースカウンタシャフトＲＣＳおよびモータ出力軸ＭＯＳを別軸上に配置しているが、第２実施例ではリバースカウンタシャフトＲＣＳおよびモータ出力軸ＭＯＳを同軸上に配置している。この場合、リバースカウンタシャフトＲＣＳおよびモータ出力軸ＭＯＳは同一部材であっても良いし、別部材を直列に結合しても良い。この第２実施例によれば、第１実施例の作用効果に加えて、モータＭがミッションケース１３から径方向外側に突出する量を減少させてマニュアルトランスミッションＴの径方向寸法を小型化することができ、かつモータ出力第１ギヤ５４およびモータ出力第２ギヤ５５を廃止して部品点数を削減することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３７】
例えば、実施例のマニュアルトランスミッションＴはアクチュエータによりオートマチック作動するものであるが、ドライバーによりマニュアル作動するものであっても良い。
【００３８】
また本実施例では平行軸タイプのマニュアルトランスミッションＴを例示したが、本発明は複数のクラッチ機構を用いて変速を行う平行軸タイプのオートマチックトランスミッションに対しても適用することができる。
【００３９】
また本発明のクラッチ機構は、シンクロメッシュ機能を備えていないものであっても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、モータの駆動力をカウンタシャフトを介して駆動輪に伝達する動力伝達経路にリバース第２ギヤを介在させたので、特別の減速用ギヤを設けることなくリバース第２ギヤを減速用ギヤとして利用することで、部品点数、コストおよび重量を削減することができ、しかもカウンタシャフト上に特別の減速用ギヤを設ける必要がなくなってトランスミッションの軸方向寸法を小型化することができる。またカウンタシャフトに比べて短いリバースカウンタシャフトにクラッチ機構を設けたので、トランスミッションの軸方向寸法の大型化を回避することができる。更に共通のクラッチ機構を一方向および他方向に作動させることでリバース変速段の確立とモータによる走行とを可能にしたので、クラッチ機構およびその駆動機構の部品点数を削減することができる。
【００４１】
また請求項２に記載された発明によれば、リバースカウンタシャフトと同軸上にモータ出力軸を配置したので、リバースカウンタシャフトおよびモータ出力軸を別軸上に配置する場合に比べてトランスミッションの径方向寸法を小型化することができ、しかもモータ出力軸およびリバースカウンタシャフトを直結あるいは一体化することで両者間の動力伝達機構を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド車両用のマニュアルトランスミッションの縦断面図（図５の１−１線断面図）
【図２】図１のＡ部拡大図
【図３】図１のＢ部拡大図
【図４】図１のＣ部拡大図
【図５】図１の５−５線断面図
【図６】マニュアルトランスミッションのスケルトン図
【図７】第２実施例に係るマニュアルトランスミッションのスケルトン図
【符号の説明】
ＣＳ カウンタシャフト
Ｅ エンジン
Ｍ モータ
ＭＯＳ モータ出力軸
ＭＳ メインシャフト
ＲＣＳ リバースカウンタシャフト
Ｔ マニュアルトランスミッション（トランスミッション）
Ｗ 駆動輪
４９ リバース第１ギヤ
５０ リバース第２ギヤ
５３ 第４シンクロメッシュ機構（クラッチ機構）

Claims (2)

1. エンジン（Ｅ）およびモータ（Ｍ）の駆動力をトランスミッション（Ｔ）を介して駆動輪（Ｗ）に伝達可能なハイブリッド車両において、
   トランスミッション（Ｔ）は、
   エンジン（Ｅ）に接続されたメインシャフト（ＭＳ）と、
   駆動輪（Ｗ）に接続されたカウンタシャフト（ＣＳ）と、
   メインシャフト（ＭＳ）に連動して回転するリバース第１ギヤ（４９）およびカウンタシャフト（ＣＳ）に連動して回転するリバース第２ギヤ（５０）を相対回転可能に支持するリバースカウンタシャフト（ＲＣＳ）と、
   一方向に作動してリバース第１ギヤ（４９）およびリバース第２ギヤ（５０）を相互に結合することでリバース変速段を確立するとともに、他方向に作動してモータ（Ｍ）の駆動力を前記リバース第２ギヤ（５０）に入力するクラッチ機構（５３）と、
   を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
2. リバースカウンタシャフト（ＲＣＳ）と同軸上にモータ出力軸（ＭＯＳ）を配置したことを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両。

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