JP2005306137A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃式原動機と電動モータとを駆動力源にするハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle that uses an internal combustion motor and an electric motor as driving force sources.
特許文献1に図3のようなハイブリッド車両用駆動装置501が記載されている。このハイブリッド車両用駆動装置501は、駆動力源であるエンジン503及び電動モータ505と、クラッチ装置507と、変速機509などから構成されている。
Patent Document 1 describes a hybrid
車輪511,513をエンジン503と電動モータ505の両方で駆動するときは、電動モータ505に給電すると共にクラッチ装置507でエンジン503と変速機509とを連結し、エンジン503だけで車輪511,513を駆動するときは、この状態から電動モータ505を停止させ、電動モータ505だけで車輪511,513を駆動するときは、エンジン503を停止すると共にクラッチ装置507でエンジン503から変速機509を切り離し、電動モータ505に給電する。
When the
図3の左右は車両の左右であり、エンジン503と電動モータ505と変速機509はこの順に車幅方向にオーバーラップした状態で配置されており、クラッチ装置507は、電動モータ505の中心側に配置されている。また、電動モータ505のロータは変速機509の入力軸515に直結されている。
ハイブリッド車両用駆動装置501では、上記のようにエンジン503と電動モータ505と変速機509を車幅方向に配置したことによって、車両の重量バランスが偏重しており、運動性能(旋回性、回頭性、操縦性など)や安定性が悪化し易い。
In the hybrid
また、電動モータ505の中心側に配置されているクラッチ装置507は、電動モータ505から放射される熱の影響を受けるから、温度変化によって制御特性が不安定になり易い。
Further, since the
そこで、この発明は、車両の重量バランスを調整して運動性能を向上させたハイブリッド車両の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle in which the weight balance of the vehicle is adjusted to improve the exercise performance.
請求項1のハイブリッド車両は、内燃式原動機の駆動力を第1の減速機構で減速し、デファレンシャル装置に伝達する第1の駆動力系と、前記内燃式原動機に対してオフセット配置された電動モータの駆動力を第2の減速機構で減速し、前記デファレンシャル装置に伝達する第2の駆動力系とを備えたことを特徴とする。 The hybrid vehicle according to claim 1 includes a first driving force system that decelerates the driving force of the internal combustion engine by a first speed reduction mechanism and transmits it to the differential device, and an electric motor that is offset from the internal combustion engine. And a second driving force system that decelerates the driving force by a second reduction mechanism and transmits the driving force to the differential device.
請求項2の発明は、請求項1に記載されたハイブリッド車両であって、第1の駆動力系又は第2の駆動力系に、前記デファレンシャル装置への駆動力伝達を切り換え可能なクラッチ装置を備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the hybrid vehicle according to the first aspect, wherein the clutch device capable of switching the driving force transmission to the differential device to the first driving force system or the second driving force system. It is characterized by having.
請求項3の発明は、請求項1に記載されたハイブリッド車両であって、電動モータの回転軸が、前記デファレンシャル装置の回転軸と同軸に配置されていることを特徴とする。 A third aspect of the invention is the hybrid vehicle according to the first aspect, characterized in that the rotating shaft of the electric motor is arranged coaxially with the rotating shaft of the differential device.
請求項4の発明は、請求項1に記載されたハイブリッド車両であって、電動モータの回転軸が、前記デファレンシャル装置の回転軸と平行に配置されていることを特徴とする。 A fourth aspect of the invention is the hybrid vehicle according to the first aspect, characterized in that the rotating shaft of the electric motor is arranged in parallel to the rotating shaft of the differential device.
請求項5の発明は、請求項2に記載されたハイブリッド車両であって、クラッチ装置が、前記デファレンシャル装置と同軸に配置されていることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the hybrid vehicle according to the second aspect, characterized in that a clutch device is arranged coaxially with the differential device.
請求項6の発明は、請求項3に記載されたハイブリッド車両であって、第2の減速機構が、電動モータと前記デファレンシャル装置との間に配置されていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the hybrid vehicle according to the third aspect, wherein the second reduction mechanism is disposed between the electric motor and the differential device.
請求項1のハイブリッド車両は、内燃式原動機を用いた第1駆動力系と電動モータを用いた第2駆動力系とからなると共に、電動モータが内燃式原動機に対してオフセット配置される。 The hybrid vehicle according to claim 1 includes a first driving force system using an internal combustion prime mover and a second driving force system using an electric motor, and the electric motor is offset with respect to the internal combustion prime mover.
例えば、第1の駆動力系の第1減速機構をデファレンシャル装置に対して車幅方向の一側に配置し、第2の駆動力系または電動モータを車幅方向の他側に配置することが可能であり、あるいは、内燃式原動機及び第1減速機構を第2の駆動力系を車両の前後方向に配置することが可能であり、こうすることによって質量点(重量物)を車体上の広い範囲に分散させ、車両の重量バランス偏重を防止して、運動性能(旋回性、回頭性、操縦性など)と安定性を大きく向上させることができる。 For example, the first reduction mechanism of the first driving force system may be disposed on one side in the vehicle width direction with respect to the differential device, and the second driving force system or the electric motor may be disposed on the other side in the vehicle width direction. It is possible, or it is possible to dispose the internal combustion prime mover and the first speed reduction mechanism with the second driving force system in the front-rear direction of the vehicle, so that the mass point (heavy object) is wide on the vehicle body. The range can be dispersed to prevent the weight balance of the vehicle from being unbalanced, and the movement performance (turning ability, turning ability, maneuverability, etc.) and stability can be greatly improved.
また、内燃式原動機用の第1減速機構と電動モータ用の第2減速機構のそれぞれに専用の減速機構を用いるから、第1駆動力系(内燃式原動機)と第2駆動力系(電動モータ)の両方で、それぞれに最適な減速特性を設定することが可能になって運動特性などがさらに向上する上に、減速特性の設定に当たっては、第1と第2の駆動力系それぞれに互いの影響による無理が掛からないから、内燃式原動機と電動モータと各減速機構の耐久性が大きく向上する。 Further, since a dedicated reduction mechanism is used for each of the first reduction mechanism for the internal combustion engine and the second reduction mechanism for the electric motor, the first driving force system (internal combustion engine) and the second driving force system (electric motor) are used. In both cases, it is possible to set optimum deceleration characteristics for each of them, and further improve the motion characteristics, etc. In addition, when setting the deceleration characteristics, each of the first and second driving force systems Since unreasonable influence is not applied, the durability of the internal combustion motor, the electric motor, and each speed reduction mechanism is greatly improved.
また、内燃式原動機に対して第2駆動力系の電動モータをオフセット配置する本発明の構成では、従来例と異なって、電動モータや各減速機構のハウジングを大気側に開放して冷却性を高め、それぞれの機能と耐久性とを大きく向上させることができる。 Further, in the configuration of the present invention in which the electric motor of the second driving force system is offset with respect to the internal combustion prime mover, unlike the conventional example, the electric motor and the housing of each speed reduction mechanism are opened to the atmosphere side to improve the cooling performance. It is possible to greatly improve each function and durability.
請求項2のハイブリッド車両は、請求項1の構成と同等の効果を得ることができる。 The hybrid vehicle of claim 2 can obtain the same effect as the configuration of claim 1.
また、第1駆動力系と第2駆動力系との間で、デファレンシャル装置に対する駆動力伝達を切り換え可能なクラッチ装置を備えたことにより、内燃式原動機だけで車輪を駆動するときに生じる電動モータのバックドライブ及び耐久性低下が防止されると共に、電動モータの連れ回り抵抗による内燃式原動機の燃費低下が防止される。 In addition, an electric motor generated when a wheel is driven only by the internal combustion motor is provided by providing a clutch device capable of switching driving force transmission to the differential device between the first driving force system and the second driving force system. The back drive and durability of the engine are prevented from being reduced, and fuel consumption of the internal combustion engine is prevented from being reduced due to the accompanying resistance of the electric motor.
また、電動モータだけで車輪を駆動するときは、電動モータが内燃式原動機側の回転抵抗から解放され、電動モータの耐久性低下とバッテリーの余分な消耗が避けられると共に、電動モータの駆動力による内燃式原動機のバックドライブ及び耐久性低下が防止される。 In addition, when the wheels are driven only by the electric motor, the electric motor is released from the rotational resistance on the internal combustion engine side, so that the durability of the electric motor is reduced and excessive battery consumption is avoided. The back drive and durability of the internal combustion prime mover are prevented.
請求項3のハイブリッド車両は、請求項1の構成と同等の効果を得ることができる。
The hybrid vehicle of
また、電動モータの回転軸とデファレンシャル装置の回転軸を同軸配置するこの構成では、車両上で質量点が分散配置されるように設定する際の自由度が向上する。 Further, in this configuration in which the rotating shaft of the electric motor and the rotating shaft of the differential device are coaxially arranged, the degree of freedom when setting the mass points to be distributed on the vehicle is improved.
請求項4のハイブリッド車両は、請求項1の構成と同等の効果を得ることができる。 The hybrid vehicle of claim 4 can obtain the same effect as that of the structure of claim 1.
また、電動モータの回転軸をデファレンシャル装置の回転軸と平行配置するこの構成では、例えば、電動モータまたは第2駆動力系とデファレンシャル装置とを車両の前後方向に配置することにより、車両上で質量点が分散配置されるように設定する際の自由度が向上する。 Further, in this configuration in which the rotating shaft of the electric motor is arranged in parallel with the rotating shaft of the differential device, for example, the electric motor or the second driving force system and the differential device are arranged in the vehicle front-rear direction so that the mass on the vehicle is increased. The degree of freedom in setting the points to be distributed is improved.
請求項5のハイブリッド車両は、請求項2の構成と同等の効果を得ることができる。 The hybrid vehicle of claim 5 can obtain the same effect as that of the configuration of claim 2.
また、クラッチ装置をデファレンシャル装置と同軸に配置するこの構成では、車両上で質量点が分散配置されるように設定する際の自由度が向上する。 Further, in this configuration in which the clutch device is arranged coaxially with the differential device, the degree of freedom in setting the mass points to be distributed on the vehicle is improved.
請求項6のハイブリッド車両は、請求項3の構成と同等の効果を得ることができる。
The hybrid vehicle of claim 6 can achieve the same effect as that of the configuration of
また、第2の減速機構を電動モータとデファレンシャル装置との間に配置するこの構成では、車両上で質量点が分散配置されるように設定する際の自由度が向上する。 Further, in this configuration in which the second reduction mechanism is disposed between the electric motor and the differential device, the degree of freedom in setting the mass points to be distributed on the vehicle is improved.
次に実施形態について説明する。 Next, an embodiment will be described.
(第1実施形態)
図1によってハイブリッド車両1(本発明の第1実施形態)の説明をする。左右の方向はハイブリッド車両1及び図1での左右の方向であり、図1の上方はハイブリッド車両1の前方である。
(First embodiment)
A hybrid vehicle 1 (first embodiment of the present invention) will be described with reference to FIG. The left and right directions are the left and right directions in the hybrid vehicle 1 and FIG. 1, and the upper side in FIG. 1 is the front of the hybrid vehicle 1.
[ハイブリッド車両1の特徴]
ハイブリッド車両1は、エンジン3(内燃式原動機)の駆動力をベルト式無段変速機5(第1の減速機構)と減速ギア機構7(第1の減速機構)で変速及び減速し、フロントデフ9(デファレンシャル装置)に伝達するエンジン駆動力系11(第1の駆動力系)と、エンジン3に対してオフセット配置された電動モータ13の駆動力をプラネタリーギア式減速機構15(第2の減速機構)で減速し、フロントデフ9に伝達する電動モータ駆動力系17(第2の駆動力系)とを備え、
エンジン駆動力系11と電動モータ駆動力系17との間で、フロントデフ9への駆動力伝達を切り換え可能な発進クラッチ19(クラッチ装置)及び2ウェイクラッチ21(クラッチ装置)を備え、
電動モータ13の回転軸が、フロントデフ9の回転軸と同軸に配置されており、
2ウェイクラッチ21が、フロントデフ9と同軸に配置されており、
プラネタリーギア式減速機構15が、電動モータ13とフロントデフ9との間に配置されていることを特徴とする。
[Features of hybrid vehicle 1]
The hybrid vehicle 1 shifts and decelerates the driving force of the engine 3 (internal combustion engine) with a belt-type continuously variable transmission 5 (first reduction mechanism) and a reduction gear mechanism 7 (first reduction mechanism). 9 (the first driving force system) that transmits to the 9 (differential device) and the driving force of the
A starting clutch 19 (clutch device) and a two-way clutch 21 (clutch device) capable of switching driving force transmission to the
The rotating shaft of the
A 2-
The planetary gear
なお、本実施形態では2ウェイクラッチ21を設けているがこれを省き、左右車輪からのバックドライブを電動モータに伝達して、電動モータ21をジェネレータとして作動させ走行エネルギーをバッテリに回収するハイブリッド車両とすることも可能である。
In the present embodiment, the two-
[ハイブリッド車両1の構成]
ハイブリッド車両1はエンジン3を駆動力源にするF・F(フロントエンジン・フロントドライブ)車をベースにして構成されており、上記の構成要素の他に、左前車軸23,25及びこれらを連結する等速ジョイント27と前車軸25に連結された左前輪29と、右前車軸31,33及びこれらを連結する等速ジョイント35と前車軸33に連結された右前輪37と、左右の後輪39,41などから構成されている。
[Configuration of Hybrid Vehicle 1]
The hybrid vehicle 1 is configured based on an F / F (front engine / front drive) vehicle using the
エンジン3とベルト式無段変速機5と減速ギア機構7とからなるエンジン駆動力系11とフロントデフ9は変速機ハウジング43(トランスミッションケース)に収容されており、電動モータ13とプラネタリーギア式減速機構15とからなる電動モータ駆動力系17は変速機ハウジング43の車幅方向右側に配置された電動モータ駆動系ハウジング45に収容されている。電動モータ駆動系ハウジング45は、プラネタリーギア式減速機構15を収容する減速機ハウジング47と、電動モータ13を収容する電動モータハウジング49から構成されており、減速機ハウジング47はボルトによって変速機ハウジング43の右端側に固定され、電動モータハウジング49はボルトによって減速機ハウジング47の右端側に固定されている。
An engine
なお、本実施形態では、第2の減速機構に一段のプラネタリーギヤ式減速機構15を採用して車軸方向のコンパクト化を図っているが、、プラネタリーギヤを車軸方向に複数段配置し直列に連結して減速比を高めることもできる。又、モータ駆動系ハウジング45に複数軸を支持して外接ギヤ組からなる減速機構を設けることもできる。さらには、トロイダル式の減速機構、CVT式多段オートマチック式など減速比がかへんの減速機構を設けても良い。また、駆動モータ13はハウジング45内に必ずしも収容しなくても良く、専用の電動モータハウジングを減速機構ハウジングに一体的に取り付けても良い。
In this embodiment, a single stage planetary gear
エンジン3は車両の前部に横置き配置されている。ベルト式無段変速機5(CVT)はエンジン3の車幅方向左側に配置されており、ドライブ側可変ピッチプーリ53及びドリブン側可変ピッチプーリ55と、これらを連結するベルト57から構成されている。各プーリ53,55はそれぞれが固定プーリ及び移動プーリと移動プーリを移動操作するアクチュエータから構成されており、移動プーリをそれぞれのアクチュエータで移動させ、固定プーリとの間隔を調整してベルト57のピッチ径を変えることにより変速比を調整する。
The
発進クラッチ19はドライブ側可変ピッチプーリ53とエンジン3との間でこれらを断続するように配置されている。減速ギア機構7は、互いに噛み合った小径ギア59と大径ギア61からなり、小径ギア59はドリブン側可変ピッチプーリ55に連結され、大径ギア61はフロントデフ9と同軸に配置され、そのデフケース63に固定されている。エンジン3の駆動力はベルト式無段変速機5と減速ギア機構7で変速及び減速され、デフケース63からフロントデフ9に伝達される。
The starting
フロントデフ9は、上記のデフケース63と、これに収容されたベベルギア式差動機構65からなり、差動機構65はデフケース63に固定されたピニオンシャフト67と、ピニオンシャフト67に支持されたピニオンギア69と、ピニオンギア69と噛み合った左右一対の出力側サイドギア71,73から構成されている。
The
デフケース63はベアリングによって変速機ハウジング43に支持されており、左サイドギア71は前車軸23と等速ジョイント27と前車軸25とを介して左前輪29に連結され、右サイドギア73は前車軸31と等速ジョイント35と前車軸33とを介して右前輪37に連結されている。
The
2ウェイクラッチ21は、デフケース63と中空軸77との間に設けられており、フロントデフ9と同軸に配置されている。中空軸77には前車軸31が貫入し、中空軸77は右側からデフケース63に貫入している。
The two-way clutch 21 is provided between the
2ウェイクラッチ21は、デフケース63(フロントデフ9:エンジン3)が中空軸77(プラネタリーギア式減速機構15:電動モータ13)に対して先行回転すると連結が解除され、後行回転すると連結される状態1と、デフケース63が中空軸77に対して先行回転すると連結され、後行回転すると連結が解除される状態2とを、アクチュエータによって任意に切り換えることができるクラッチであり、例えば、デフケース63と中空軸77との間に配置された複数の2ウェイスプラグによる連結方向と連結解除方向を電磁石で切り換える構成の2ウェイクラッチがある。また、下記のように、2ウェイクラッチは発進クラッチ19と連動して断続操作される。
The two-way clutch 21 is disconnected when the differential case 63 (front differential 9: engine 3) rotates in advance with respect to the hollow shaft 77 (planetary gear type reduction mechanism 15: electric motor 13), and is connected when rotated backward. A clutch that can be arbitrarily switched by an actuator between a state 1 in which the
プラネタリーギア式減速機構15は、電動モータ13とフロントデフ9との間に配置されており、2ウェイクラッチ21の中空軸77に連結されたインターナルギアと、電動モータ13の中空出力軸79に連結されたサンギアと、インターナルギア及びサンギアと噛み合ったプラネタリーギアとを有し、プラネタリーギアはプラネタリーギアキャリヤ81を介して電動モータハウジング49側に固定されており、サンギアから入力する電動モータ13の駆動力を減速してインターナルギアから出力し、中空軸77と2ウェイクラッチ21とを介してフロントデフ9に伝達する。
The planetary gear
電動モータ13は上記の中空出力軸79とロータ83とステータ85とこれらのケーシング87から構成されており、エンジン3に対して車両の後方向にオフセット配置され、その回転軸はフロントデフ9の回転軸と同軸に配置されている。中空出力軸79は両端をベアリングによってプラネタリーギアキャリヤ81と電動モータハウジング49に支持され、中空出力軸79には右後車軸31が貫入し、ロータ83は中空出力軸79に連結され、ステータ85はケーシング87に固定され、ケーシング87は電動モータハウジング49に固定されている。
The
また、電動モータ13はコントローラを介して車載バッテリーに接続されており、下記のように、回転力を受けるとオルタネータになり生じた起電力によってバッテリーを充電するように構成されている。
Moreover, the
[ハイブリッド車両1の機能及び走行]
ハイブリッド車両1をエンジン3の駆動力だけで走行させるときは、発進クラッチ19を連結すると共に、2ウェイクラッチ21を、デフケース63(フロントデフ9:エンジン3)が中空軸77(プラネタリーギア式減速機構15:電動モータ13)に対して先行回転すると連結が解除され、後行回転すると連結される状態1に切り換える。
[Function and travel of hybrid vehicle 1]
When the hybrid vehicle 1 is driven only by the driving force of the
この状態1で、エンジン3の駆動力はベルト式無段変速機5で変速され、さらに減速ギア機構7で減速されてフロントデフ9に伝達され、前車軸23と等速ジョイント27と前車軸25から左前輪29に配分され、前車軸31と等速ジョイント35と前車軸33から右前輪37に配分される。
In this state 1, the driving force of the
また、電動モータ13が2ウェイクラッチ21によってエンジン3の駆動力から切り離されるから、エンジン3の駆動力による電動モータ13側のバックドライブが防止され、プラネタリーギア式減速機構15と電動モータ13の耐久性低下が防止されると共に、電動モータ13側の連れ回り抵抗によるエンジン3の燃費低下が防止される。
Further, since the
また、車両を減速するとき、制動するとき、エンジンブレーキを掛けたとき、発進クラッチ19の連結を解除して降坂走行するとき、降坂中にエンジンブレーキを掛けたときなどは、2ウェイクラッチ21をデフケース63が中空軸77に対して先行回転すると連結される状態2に切り換えると、前輪29,37及びフロントデフ9側の先行回転が2ウェイクラッチ21から電動モータ13に伝達され、電動モータ13の起電力によりバッテリーが充電されてエネルギーが回収される。
When the vehicle is decelerated, braked, engine brake is applied, the
ハイブリッド車両1を電動モータ13の駆動力だけで走行させるときは、発進クラッチ19の連結を解除すると共に、2ウェイクラッチ21を状態1に切り換えると、電動モータ13の駆動力はプラネタリーギア式減速機構15で減速された後、中空軸77の先行回転によって連結された2ウェイクラッチ21からデフケース63を介してフロントデフ9に伝達され、左右の前輪29,37に配分される。
When the hybrid vehicle 1 is driven only by the driving force of the
また、発進クラッチ19によってエンジン3が電動モータ13の駆動力から切り離されることにより、電動モータ13の駆動力によるエンジン3のバックドライブが防止され、エンジン3の耐久性低下が防止されると共に、エンジン3の連れ回り抵抗による電動モータ13及びバッテリーの余分な消耗が防止される。
Further, the
また、上記のような電動モータ13による駆動時やエネルギー回収時には、エンジン3による駆動時の負荷状態(必要な駆動トルク及び回転数)を予測し、ベルト式無段変速機5の変速比をこの予測に応じた値に調整することにより、切り換えによる変速ショックを伴わず、エンジン駆動への切り換えを円滑に行うことができる。
Further, when driving by the
また、例えば、悪路や登坂路などで、ハイブリッド車両1をエンジン3の駆動力と電動モータ13の駆動力で走行させたいときは、発進クラッチ19を連結させる。このとき、2ウェイクラッチ21を状態1にすると電動モータ13がエンジン3をアシストし、2ウェイクラッチ21を状態2にするとエンジン3が電動モータ13をアシストし、いずれも、悪路や登坂路などで必要な大きな駆動力が得られる。
In addition, for example, when the hybrid vehicle 1 is desired to travel with the driving force of the
[ハイブリッド車両1の効果]
ハイブリッド車両1は、エンジン駆動力系11のベルト式無段変速機5と減速ギア機構7をフロントデフ9に対して車幅方向の左側に配置し、電動モータ駆動力系17(プラネタリーギア式減速機構15と電動モータ13)をフロントデフ9に対して車幅方向の右側に配置したことにより、車幅方向の重量バランス偏重が防止され、電動モータ駆動力系17をエンジン3に対して後方にオフセット配置したことにより、車両の前後方向の重量バランス偏重が防止される。
[Effect of hybrid vehicle 1]
In the hybrid vehicle 1, the belt type continuously variable transmission 5 and the reduction gear mechanism 7 of the engine driving
このように質量点(重量物)が車体上の広い範囲に分散され、重量バランスの偏重が防止されるから、車両の運動性能(旋回性、回頭性、操縦性など)と安定性が大きく向上する。 In this way, mass points (heavy objects) are distributed over a wide range on the vehicle body, and weight balance is prevented from being biased, greatly improving vehicle performance (turning, turning, maneuverability, etc.) and stability. To do.
また、電動モータ13とフロントデフ9を同軸配置する構成、2ウェイクラッチ21をフロントデフ9と同軸に配置する構成、プラネタリーギア式減速機構15を電動モータ13とフロントデフ9との間に配置する構成は、質量点が分散配置されるように設定する際の自由度をそれぞれ向上させる。
Further, the
また、エンジン3に専用の減速機構(ベルト式無段変速機5と減速ギア機構7)を用い、電動モータ13に専用の減速機構(プラネタリーギア式減速機構15)を用いるから、エンジン駆動力系11と電動モータ駆動力系17の両方で、互いに影響されずに最適な変速特性と減速特性を設定することが可能になり、車両の運動特性がさらに向上すると共に、変速特性及び減速特性を設定するに当たっては、エンジン3と電動モータ13と変速機5と減速機構7,15のいずれにも負担を掛けずにすむから、それぞれの耐久性が大きく向上する。
Further, since a dedicated reduction mechanism (belt-type continuously variable transmission 5 and reduction gear mechanism 7) is used for the
また、ハイブリッド車両1では、電動モータ13とプラネタリーギア式減速機構15が大気側に開放されて効果的に冷却されるから、それぞれの機能と耐久性が大きく向上する。
Moreover, in the hybrid vehicle 1, since the
また、電動モータ駆動力系17が、プラネタリーギア式減速機構15を収容する減速機ハウジング47と、電動モータ13を収容する電動モータハウジング49とにそれぞれサブアセンブリー化されているから、減速機ハウジング47をエンジン駆動力系11用変速機ハウジング43の右側に取り付け、電動モータハウジング49を減速機ハウジング47の右側に取り付ければ、エンジン3を駆動力源にするF・F(フロントエンジン・フロントドライブ)車をベースにし、上記のように電動モータ駆動力系17を後付けするだけで、ハイブリッド車両1を容易に成立させることができ、従って、現行車両に対する互換性がよい。
In addition, since the electric motor driving force system 17 is sub-assembled into a
また、フロントデフ9に対する駆動力伝達を切り換える発進クラッチ19と2ウェイクラッチ21を備えたことにより、エンジン3による駆動時は電動モータ13のバックドライブと耐久性低下が防止されると共に電動モータ13の連れ回り抵抗によるエンジン3の燃費低下が防止され、電動モータ13による駆動時は電動モータ13がエンジン3側の回転抵抗から解放されて電動モータ13の耐久性低下とバッテリーの余分な消耗が避けられると共に、電動モータ13の駆動力によるエンジン3のバックドライブ及び耐久性低下が防止される。
Further, since the
また、2ウェイクラッチ21は、デフケース63上に設けられており、デフケース63によって確実に支持されているから、長期にわたって断続機能が正常に保たれる。
In addition, since the two-way clutch 21 is provided on the
なお、ハイブリッド車両1は、エンジン駆動力系11と電動モータ駆動力系17で後輪39,41を駆動するリヤ駆動システムとして適用することもできる。この場合、R・R(リヤエンジン・リヤドライブ)車のリヤデフを、エンジン駆動力系と電動モータ駆動力系に交換することにより、既存のR・Rをベースにしてハイブリッド車両を容易に成立させることができる。
The hybrid vehicle 1 can also be applied as a rear drive system that drives the
また、ハイブリッド車両1では、図1のように、後輪39,41側にもリヤ駆動システム89を設けてもよい。このような駆動システムとは、例えば、第2の電動モータと、その駆動力を減速する減速機構と、減速された駆動力によって後輪39,41を駆動するリヤデフ(駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置)とで構成されるが、第2の電動モータから後輪との間の駆動経路にクラッチを設けても良い。
Further, in the hybrid vehicle 1, as shown in FIG. 1, a
また、電動モータ駆動系17はエンジン駆動と比して駆動割合を適度に高めたハイブリッド車両向けとして用いるか発進時のみ駆動力をアシストする補助的な駆動系として用いるか搭載車両の運動特性に合わせて装置の減速機構や電動モータの駆動トルクや大きさが設定される。 Further, the electric motor drive system 17 is used for a hybrid vehicle having a moderately increased drive ratio compared to engine drive, or is used as an auxiliary drive system that assists the drive force only at the start of the vehicle, or according to the motion characteristics of the mounted vehicle. The drive torque and magnitude of the speed reduction mechanism of the apparatus and the electric motor are set.
(第2実施形態)
図2によってハイブリッド車両101(本発明の第2実施形態)の説明をする。左右の方向はハイブリッド車両101及び図2での左右の方向であり、図2の上方はハイブリッド車両101の前方である。以下、第1実施形態のハイブリッド車両1との共有部材に同一の符号を与えて引用しながら相違点を説明する。
(Second Embodiment)
The hybrid vehicle 101 (second embodiment of the present invention) will be described with reference to FIG. The left and right directions are the left and right directions in the
[ハイブリッド車両101の特徴]
ハイブリッド車両101は、エンジン103(内燃式原動機)の駆動力を自動変速機105(第1の減速機構)で減速し、リヤデフ107(デファレンシャル装置)に伝達するエンジン駆動力系109(第1の駆動力系)と、エンジン103に対して車両の後方にオフセット配置された電動モータ13の駆動力を外接ギア式減速機構111(第2の減速機構)で減速し、リヤデフ107に伝達する電動モータ駆動力系113(第2の駆動力系)とを備え、
エンジン駆動力系109と電動モータ駆動力系113との間で、リヤデフ107への駆動力伝達を切り換え可能な1ウェイクラッチ115(クラッチ装置)及び多板クラッチ117(クラッチ装置)を備え、
電動モータ13の回転軸が、リヤデフ107の回転軸と平行に配置されていることを特徴とする。
[Features of hybrid vehicle 101]
The
A 1-way clutch 115 (clutch device) and a multi-plate clutch 117 (clutch device) capable of switching driving force transmission to the rear differential 107 between the engine driving
The rotating shaft of the
[ハイブリッド車両101の構成]
ハイブリッド車両101はエンジン103を駆動力源にするF・R(フロントエンジン・リヤドライブ)車をベースにして構成されており、上記の構成要素の他に、トルクコンバータ119と、プロペラシャフト121と、後車軸123に連結された左後輪125と、後車軸127に連結された右後輪129と、左右の前輪131,133などから構成されている。
[Configuration of Hybrid Vehicle 101]
The
リヤデフ107と外接ギア式減速機構111と1ウェイクラッチ115と多板クラッチ117はリヤハウジング135(デフキャリヤ)に収容されており、電動モータ13のケーシング87はモータ取り付けボルトによってリヤハウジング135の車幅方向右側に固定されている。
The
エンジン103は車両の前部に縦置き配置されており、トルクコンバータ119はエンジン103と自動変速機105との間に配置されている。自動変速機105は複数のプラネタリーギアを多板クラッチで回転制御するように構成されており、プロペラシャフト121は自動変速機105の出力側に連結され、1ウェイクラッチ115はプロペラシャフト121とドライブピニオンシャフト137とを連結している。このドライブピニオンシャフト137にはドライブピニオンギア139が一体形成されており、デフケース141(リヤデフ107)の左端部にはドライブピニオンギア139と噛み合った第1のリングギア143が固定されている。各ギア139,143はベベルギア式の方向変換ギア組であり、ドライブピニオンシャフト137の回転の方向を変換してデフケース141に伝達する。
The
リヤデフ107は、上記のデフケース141と、これに収容されたベベルギア式差動機構145からなり、差動機構145はデフケース141に固定されたピニオンシャフト147と、ピニオンシャフト147に支持されたピニオンギア149と、ピニオンギア149と噛み合った左右の出力側サイドギア151,153から構成されている。デフケース141はベアリングによってリヤハウジング135に支持されており、左サイドギア151は車軸123と等速ジョイントとを介して左後輪125に連結され、右サイドギア153は車軸127と等速ジョイントとを介して右後輪129に連結されている。
The
1ウェイクラッチ115はプロペラシャフト121(エンジン103側)がドライブピニオンシャフト137(リヤデフ107側:電動モータ13)より先行回転するとき連結され、リヤデフ107側がエンジン103側より先行回転すると連結が解除される。エンジン103の駆動力はトルクコンバータ119から自動変速機105に伝達されて変速され、プロペラシャフト121と、連結された1ウェイクラッチ115と、ギア139,143からリヤデフ107に伝達され、左右の後輪125,129に配分される。
The one-
電動モータ13の出力軸155はリヤハウジング135に貫入しており、外接ギア式減速機構111は互いに噛み合った小径ギア157と大径ギア159からなり、小径ギア157は上記の出力軸155に連結されている。多板クラッチ117は大径ギア159とデフケース141との間に設けられている。多板クラッチ117が締結されると、外接ギア式減速機構111で減速された電動モータ13の駆動力はデフケース141からリヤデフ107に伝達される。
The
外接ギア式減速機構111と多板クラッチ117は、第1のリングギア143と反対に、デフケース141の右端部側に配置されている。また、エンジン103と自動変速機105は車両の前部に配置され、リヤデフ107と電動モータ駆動力系113は車両の後部に配置されている。
The circumscribed gear
[ハイブリッド車両101の機能及び走行]
エンジン103の駆動力はトルクコンバータ119と自動変速機105とプロペラシャフト121から1ウェイクラッチ115を連結させ、さらにギア139,143で減速されてリヤデフ107に伝達され左右の後輪125,129に配分される。
[Function and travel of hybrid vehicle 101]
The driving force of the
また、ハイブリッド車両101をエンジン103の駆動力だけで走行させるときは、多板クラッチ117の連結を解除する。この状態でエンジン103の駆動力は電動モータ13から遮断され、電動モータ13のバックドライブが防止され、電動モータ13の耐久性低下が防止されると共に、電動モータ13の連れ回り抵抗によるエンジン103の燃費低下が防止される。
Further, when the
また、ハイブリッド車両101を電動モータ13の駆動力だけで走行させるときは、多板クラッチ117を連結させる。この状態で電動モータ13の駆動力は外接ギア式減速機構111で減速されてリヤデフ107に伝達される。
When the
また、車両を減速するとき、制動するとき、電動モータ13の回転抵抗によってブレーキを掛けたいとき、電動モータ13への給電を停止して降坂走行するときは、後輪125,129及びリヤデフ107の回転が多板クラッチ117から電動モータ13に伝達され、電動モータ13の起電力によりバッテリーが充電されてエネルギーが回収される。
Further, when the vehicle is decelerated, braked, braked by the rotational resistance of the
また、ハイブリッド車両101が電動モータ13の駆動力だけで走行するときは、1ウェイクラッチ115によってエンジン103側が電動モータ13の駆動力から切り離されるから、電動モータ13の駆動力によるエンジン103側のバックドライブが防止され、エンジン103とトルクコンバータ119と自動変速機105の耐久性低下が防止されると共に、エンジン103側からの連れ回り抵抗による電動モータ13及びバッテリーの余分な消耗が防止される。
Further, when the
また、ハイブリッド車両101をエンジン103の駆動力と電動モータ13の駆動力で走行させるときは、多板クラッチ117を連結すればよい。
Further, when the
[ハイブリッド車両101の効果]
ハイブリッド車両101は、エンジン103と自動変速機105を車両の前部に配置し、リヤデフ107と電動モータ駆動力系113を車両の後部に配置したことによって車両の前後方向の重量バランス偏重が防止され、質量点(重量物)が車体の広い範囲に分散されて重量バランスの偏重が防止されるから、車両の運動性能(旋回性、回頭性、操縦性など)と安定性が大きく向上する。
[Effect of hybrid vehicle 101]
In the
また、電動モータ13をリヤデフ107と平行に配置する構成は、質量点が分散配置されるように設定する際の自由度をさらに向上させる。
Further, the configuration in which the
また、エンジン103に専用の変速機構(自動変速機105)を用い、電動モータ13に専用の減速機構(外接ギア式減速機構111)を用いるから、エンジン駆動力系109と電動モータ駆動力系113の両方で、互いに影響されずに最適な変速特性と減速特性を設定することが可能になり、車両の運動特性などがさらに向上すると共に、変速特性と減速特性を設定するに当たっては、エンジン103と電動モータ13と自動変速機105と外接ギア式減速機構111のいずれにも負担を掛けずにすむから、それぞれの耐久性が大きく向上する。
Further, since a dedicated speed change mechanism (automatic transmission 105) is used for the
また、ハイブリッド車両101では、電動モータ13が大気側に開放され効果的に冷却されるから、機能と耐久性が大きく向上する。
Moreover, in the
また、既存のF・R車をベースにし、そのデフキャリヤを、リヤハウジング135(リヤデフ107、外接ギア式減速機構111、1ウェイクラッチ115、多板クラッチ117)及びリヤハウジング135に固定された電動モータ13に交換するだけで、ハイブリッド車両101を容易に実現させることができ、現行車両に対する互換性がよい。
An electric motor based on an existing F / R vehicle and having a differential carrier fixed to a rear housing 135 (
また、フロントデフ9に対する駆動力伝達を切り換える1ウェイクラッチ114と多板クラッチ117とを備えたことにより、エンジン103による駆動時は電動モータ13側のバックドライブと耐久性低下が防止されると共に電動モータ13の連れ回り抵抗によるエンジン103の燃費低下が防止され、電動モータ13による駆動時はエンジン103側のバックドライブと耐久性低下が防止されると共にエンジン103側の回転抵抗による電動モータ13の耐久性低下とバッテリーの余分な消耗が避けられる。
Further, since the 1-way clutch 114 and the
また、多板クラッチ117は、デフケース141上に設けられており、デフケース141によって確実に支持されているから、長期にわたって断続機能が正常に保たれる。
Further, since the
また、外接ギア式減速機構111と多板クラッチ117をデフケース141の右端部側に配置し、ドライブピニオンシャフト137とドライブピニオンギア139と第1のリングギア143とをデフケース141の左端部側に配置したことにより、これらを狭いスペースに配置することが可能になり、リヤハウジング135とその収容機能がそれだけコンパクトになっている。
Further, the external gear type
なお、電動モータ13とリヤデフ107と外接ギア式減速機構111と多板クラッチ117は、図1のハイブリッド車両1(第1実施形態)においてリヤ駆動システム89として適用することができる。
The
[本発明の範囲に含まれる他の態様]
なお、第2実施形態において、多板クラッチ117のアクチュエータは、電磁式アクチュエータ、電動モータの回転を操作力に変換して利用するアクチュエータ、流体圧式アクチュエ−タでもよく、また、多板クラッチ117は、例えば、第1実施形態で用いられた制御式の2ウェイクラッチや、シンクロコーンを備えた噛み合いクラッチなどで代替してもよい。
[Other Embodiments Included within the Scope of the Present Invention]
In the second embodiment, the actuator of the
さらに、本発明において、クラッチは、各実施形態に用いられたクラッチの構造に限定されことはなく、既存のクラッチを組み合わせて断続制御することにより、エンジン駆動力系と電動モータ駆動力系のそれぞれに最適な駆動状態を設定することができる。 Furthermore, in the present invention, the clutch is not limited to the structure of the clutch used in each embodiment, and each of the engine driving force system and the electric motor driving force system can be controlled by combining and interrupting existing clutches. The optimum driving state can be set.
1 ハイブリッド車両
3 エンジン(内燃式原動機)
5 ベルト式無段変速機(第1の減速機構)
7 減速ギア機構(第1の減速機構)
9 フロントデフ(デファレンシャル装置)
11 エンジン駆動力系(第1の駆動力系)
13 電動モータ
15 プラネタリーギア式減速機構(第2の減速機構)
17 電動モータ駆動力系(第2の駆動力系)
19 発進クラッチ(クラッチ装置)
21 2ウェイクラッチ(クラッチ装置)
101 ハイブリッド車両
103 エンジン(内燃式原動機)
105 自動変速機(第1の減速機構)
107 リヤデフ(デファレンシャル装置)
109 エンジン駆動力系(第1の駆動力系)
111 外接ギア式減速機構(第2の減速機構)
113 電動モータ駆動力系(第2の駆動力系)
115 1ウェイクラッチ(クラッチ装置)
117 多板クラッチ(クラッチ装置)
1
5 Belt type continuously variable transmission (first reduction mechanism)
7 Reduction gear mechanism (first reduction mechanism)
9 Front differential (differential device)
11 Engine driving force system (first driving force system)
13
17 Electric motor driving force system (second driving force system)
19 Starting clutch (clutch device)
21 2-way clutch (clutch device)
101
105 Automatic transmission (first reduction mechanism)
107 Rear differential (differential device)
109 Engine driving force system (first driving force system)
111 External gear type reduction mechanism (second reduction mechanism)
113 Electric motor driving force system (second driving force system)
115 1-way clutch (clutch device)
117 Multi-plate clutch (clutch device)
Claims (6)
前記内燃式原動機に対してオフセット配置された電動モータの駆動力を第2の減速機構で減速し、前記デファレンシャル装置に伝達する第2の駆動力系とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両。 A first driving force system that decelerates the driving force of the internal combustion motor by the first reduction mechanism and transmits the driving force to the differential device;
A hybrid vehicle, comprising: a second driving force system that decelerates a driving force of an electric motor that is offset with respect to the internal combustion prime mover by a second reduction mechanism and transmits the driving force to the differential device.
第1の駆動力系又は第2の駆動力系に、前記デファレンシャル装置への駆動力伝達を切り換え可能なクラッチ装置を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。 A hybrid vehicle according to claim 1,
A hybrid vehicle comprising: a clutch device capable of switching transmission of driving force to the differential device in the first driving force system or the second driving force system.
電動モータの回転軸が、前記デファレンシャル装置の回転軸と同軸に配置されていることを特徴とするハイブリッド車両。 A hybrid vehicle according to claim 1,
A hybrid vehicle characterized in that a rotating shaft of an electric motor is arranged coaxially with a rotating shaft of the differential device.
電動モータの回転軸が、前記デファレンシャル装置の回転軸と平行に配置されていることを特徴とするハイブリッド車両。 A hybrid vehicle according to claim 1,
A hybrid vehicle characterized in that a rotating shaft of an electric motor is arranged in parallel to a rotating shaft of the differential device.
クラッチ装置が、前記デファレンシャル装置と同軸に配置されていることを特徴とするハイブリッド車両。 A hybrid vehicle according to claim 2,
A hybrid vehicle, wherein a clutch device is arranged coaxially with the differential device.
第2の減速機構が、電動モータと前記デファレンシャル装置との間に配置されていることを特徴とするハイブリッド車両。 A hybrid vehicle according to claim 3, wherein
A hybrid vehicle, wherein the second reduction mechanism is disposed between the electric motor and the differential device.
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