JP2008168783A - 車両駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品構成が簡単であるとともに、メンテナンス性の向上した車両駆動装置を提供することにある。
【解決手段】第一の駆動源である内燃機関１０の動力は、プロペラシャフト３０により、駆動力変換装置４０の差動装置に伝達される。また、第二の駆動源として電動機５０の動力は、駆動力変換装置４０の差動装置に伝達される。電動機５０は、差動装置とは、別体で構成される。電動機５０のロータ軸はプロペラシャフトの対向側領域側で、かつ、差動装置の後ろ側に配置される。電動機５０を、差動装置に連結係合する係合手段として、スプライン軸受Ｓ１を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の駆動源として、二つ以上の駆動源を用いるハイブリッド車両の車両駆動装置に関する。
内燃機関（エンジン）と電動機（モータ・ジェネレータ）を搭載するハイブリッド自動車において、重量物である各駆動源の配置を、車両の前後バランスをとるために、内燃機関を車両前方に配置し、電動機を車両後方に配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、内燃機関を車両前方に配置し、電動機を、ディファレンシャルギア装置のリングギアの伝動側後流側，すなわち、動力伝達の流れにおいて、デフケースを含むデフケースの下流側に連動するように配置したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−１０３５３５号公報 特開２００３−２９１６７１０号公報
しかしながら、特許文献１に記載のように、電動機を車輪軸より前方へ配置すると、内燃機関からの動力を伝達するプロペラシャフトと電動機の干渉を防ぐため、例えば、中空シャフトを用いた電動機を用いる必要があり、部品構成が複雑となると共に、電動機の大きさが大きくなるといった問題があった。
また、特許文献２記載のものでは、電動機はディファレンシャルギア装置と一体化されている。すなわち、特許文献２の＜００３８＞に記載のように、回転ギア１６は、ディファレンシャルギア装置１５を構成するリングギア２６と一体化されており、ギア２１はモータ２３の出力軸３４に一体化されている。そして、回転ギア１６と、ギア２１は、ギア１９，２０，２１により連結されており、結果として、モータ２３はディファレンシャルギア装置１５に一体化されている。このように、電動機はディファレンシャルギア装置と一体化されているため、電動機のみの取り外しが不可能であり、メンテナンス性が悪いという問題があった。
また、特許文献２のように、電動機を、動力伝達の流れにおいて、デフケースを含むデフケースの下流側に連動するように配置したものでは、図３，図４に示されるように、中空シャフトを用いた電動機を用いる場合も含まれている。したがって、特許文献２の電動機を、動力伝達の流れにおいて、デフケースを含むデフケースの下流側に連動するように配置したものでは、図３，図４の例のように、部品構成が複雑となると共に、電動機の大きさが大きくなるといった問題があった。
本発明の目的は、部品構成が簡単であるとともに、メンテナンス性の向上した車両駆動装置を提供することにある。
（１）上記目的を達成するために、本発明は、第一の駆動源からプロペラシャフトを介して伝達された動力、及び第二の駆動源から伝達された動力を、差動装置を介して左右の軸に分配して左右の車輪を駆動するハイブリッド車両に搭載された車両駆動装置であって、第二の駆動源を構成する、少なくとも一つの電動機と、該電動機の出力軸と前記差動装置の入力軸を連結する結合機構と、を有し、前記電動機は、前記差動装置とは別体で設けられ、プロペラシャフトの対向側領域側で、かつ、前記差動装置の後ろ側に配置されているものである。
かかる構成により、部品構成が簡単であるとともに、メンテナンス性が向上する。
（２）上記（１）において、好ましくは、前記電動機の出力軸は、差動装置からのドライブ軸に対して垂直に配置したものである。されていることを特徴と
（３）上記（１）において、好ましくは、前記プロペラシャフトと、前記差動装置との間に配置され、動力の遮断・締結が可能な第１のクラッチを備えるようにしたものである。
（４）上記（１）において、好ましくは、前記電動機と、前記差動装置との間に配置され、動力の遮断・締結が可能な第２のクラッチを備えるようにしたものである。
（５）上記（１）において、好ましくは、前記電動機と、前記差動装置との間に配置され、トルク／回転数を増減させる減速機を備えるようにしたものである。
（６）上記（５）において、好ましくは、前記減速機は、ギア比を変更させる変速機能を有するものである。
（７）上記（１）において、好ましくは、前記結合機構は、スプライン軸受若しくは等速ジョイントである。
（８）上記目的を達成するために、本発明は、第一の駆動源からプロペラシャフトを介して伝達された動力、及び第二の駆動源から伝達された動力を、差動装置を介して左右の軸に分配して左右の車輪を駆動するハイブリッド車両に搭載された車両駆動装置であって、第二の駆動源を構成する、少なくとも一つの電動機と、該電動機の出力軸と前記差動装置の入力軸を連結する結合機構と、を有し、前記電動機は、前記差動装置とは別体で設けられ、前記差動装置の後ろ側に配置されているものである。
かかる構成により、部品構成が簡単であるとともに、メンテナンス性が向上する。
（９）上記目的を達成するために、本発明は、第一の駆動源からプロペラシャフトを介して伝達された動力、及び第二の駆動源から伝達された動力を、差動装置を介して左右の軸に分配して左右の車輪を駆動するハイブリッド車両に搭載された車両駆動装置であって、第二の駆動源を構成する、少なくとも一つの電動機と、該電動機の出力軸と前記差動装置の入力軸を連結する結合機構と、車載電源から供給された電力を制御して前記電動機に供給し、前記電動機の駆動を制御する制御器、を有し、前記電動機は、前記差動装置とは別体で設けられ、前記差動装置のプロペラシャフト側とは反対側で、かつ、前記車輪の軸よりも車両の後方側に配置されているものである。
かかる構成により、部品構成が簡単であるとともに、メンテナンス性が向上する。
本発明によれば、部品構成が簡単であるとともに、メンテナンス性を向上することができる。
以下、図１〜図１１を用いて、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置の構成について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。
ハイブリッド車両１００は、前輪ＦＲ，ＦＬと、後輪ＲＲ，ＲＬとを備えている。内燃機関１０は、車両の前方側，すなわち、前輪ＦＲ，ＦＬの側に配置されている。内燃機関１０は、後述するように、後輪ＲＲ，ＲＬに伝達され、後輪ＲＲ，ＲＬを駆動するＦＲ（Front Engine Rear Drive）車である。
内燃機関１０の駆動力は、トランスミッション２０により変速される。トランスミッション２０の出力軸と、プロペラシャフト３０は、等速ジョイントＪ１により連結されている。また、プロペラシャフト３０と、駆動力変換装置４０の第１の入力軸４１Ａは、等速ジョイントＪ２により連結されている。したがって、トランスミッション２０の出力は、プロペラシャフト３０を介して、駆動力変換装置４０の第１入力軸４１Ａに伝えられる。
駆動力変換装置４０は、差動装置，変速機，クラッチ，減速機構等で構成される。駆動力変換装置４０の詳細については、図４を用いて後述する。駆動力変換装置４０と、電動機５０とは、別体で構成されている。駆動力変換装置４０のプロペラシャフト３０の対向側で、駆動力変換装置４０（差動装置）の後ろ側には、電動機５０が取り付けられている。なお、ここでいうプロペラシャフトの対向側とは、図４に示す駆動力変換装置出力軸４２Ｒ（，４２Ｌ）よりも車両前後方向後方に位置するという意味である。また、この電動機５０の配置は、駆動輪の後ろ側ということもできる。駆動力変換装置４０と、電動機５０とは、別体で構成されているので、電動機５０の出力軸５１は、スプライン軸受Ｓ１を介して、駆動力変換装置４０の第２の入力軸４１Ｂに連結されている。スプライン軸受Ｓ１は、係合・離脱が容易であり、電動機５０を駆動力変換装置４０に容易に取り付け、また、取り外しができ、電動機５０の駆動力を駆動力変換装置４０に伝達できる。
駆動力変換装置４０は、内燃機関１０からと、電動機５０から伝えられる駆動力を足し合わせる。駆動力変換装置４０の右側出力軸４２Ｒは、等速ジョイントＪ３Ｒにより伝達軸３２Ｒに連結されている。伝達軸３２Ｒは、等速ジョイントＪ４Ｒにより、右後輪ＲＲの車軸３４Ｒに連結されている。駆動力変換装置４０の左側出力軸４２Ｌは、等速ジョイントＪ３Ｌにより伝達軸３２Ｌに連結されている。伝達軸３２Ｌは、等速ジョイントＪ４Ｌにより、左後輪ＲＬの車軸３４Ｌに連結されている。したがって、駆動力変換装置４０によって足し合わされた内燃機関１０と電動機５０の駆動力は、左右後輪ＲＲ，ＲＬに分配される。なお、出力軸４２Ｒ，伝達軸３２Ｒ，車軸３４Ｒを総称して、駆動軸と称する。また、出力軸４２Ｌ，伝達軸３２Ｌ，車軸３４Ｌも総称して、駆動軸と称する。
電動機５０は、ブラシレス交流３相同期モータである。バッテリ６０からの直流電流は、インバータ６５のスイッチング回路で３相に変換され、電動機５０を交流駆動する。なお、本実施例では、電動機５０はブラシレス交流３相同期モータとしたが、別の方式の電動機、例えば、誘導モータやブラシ付き直流モータを用いてもよいものである。ブラシ付き直流モータを使用する場合は、インバータ６５は不要となる。また、インバータ６５とバッテリ６０の間に、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを備えてもよい。この場合、バッテリ６０の電圧や電動機５０の回生電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにて制御することで、効率の良いハイブリッド動作が可能となる。
次に、図２及び図３を用いて、本実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両における駆動力変換装置４０及び電動機５０の取り付け構造について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の後方からの要部構成を示す背面図である。図３は、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の側方からの要部構成を示す側面図である。なお、図２及び図３において、図１と同一符号は、同一部分を示している。
ここでは、プロペラシャフトからの動力を左右車輪に分配する差動装置として、車両の車体部に取り付けられるバネ上方式を例にして説明する。バネ上方式は、一般に、乗用車に用いられる。
図２に示すように、バネ上に配置された駆動力変換装置４０は、車両の車体１１０の下部に取り付けられている。また、電動機５０も、車両の車体１１０の下部に取り付けられている。車体１１０は、緩衝装置７０Ｒ，７０Ｌによって支えられている。緩衝装置７０Ｒ，７０Ｌとしては、スプリングや、ショックアブソーバが用いられる。
図３に示すように、駆動力変換装置４０と、電動機５０とは、車両の車体１１０の下部に取り付けられている。駆動力変換装置４０の第２入力軸４１Ｂと、電動機５０の出力軸５１とは、同じ高さに位置する，すなわち、駆動力変換装置４０の第２入力軸４１Ｂの延長上に、電動機５０の出力軸５１が存在するので、電動機５０の出力軸５１を、スプライン軸受Ｓ１により、駆動力変換装置４０の第２の入力軸４１Ｂに連結できる。スプライン軸受Ｓ１は、係合・離脱が容易であり、電動機５０を駆動力変換装置４０に容易に取り付け、また、取り外しができ、電動機５０の駆動力を駆動力変換装置４０に伝達できる。例えば、予め、車体１１０の下部に駆動力変換装置４０を取り付けた後、スプライン軸受Ｓ１により、電動機５０の出力軸５１を駆動力変換装置４０の第２の入力軸４１Ｂに係合させながら、電動機５０を車体１１０の下部に取り付けることができる。また、電動機５０の取り外しの際には、駆動力変換装置４０は車体１１０の下部に取り付け保持されているので、電動機５０のみを容易に取り外すことができる。
次に、図４〜図８を用いて、本実施形態による車両駆動装置における駆動力変換装置４０及び電動機５０の構成及び動作について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置における駆動力変換装置及び電動機の構成を示す断面図である。図５〜図７は、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置における駆動力変換装置及び電動機の動作を示す断面図である。なお、図４〜図７において、図の左方向が車両前方、上方向が車両右側である。また、簡単のため、右半分のみ示している。図８は、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置における駆動力変換装置の動作説明図である。なお、図４〜図７において、図１〜図３と同一符号は、同一部分を示している。
図１に示した内燃機関１０からプロペラシャフト３０を介して伝えられる駆動力は、等速ジョイントＪ２を介して、駆動力変換装置４０の第１の入力軸４１Ａに伝達される。入力軸４１Ａは、プロペラシャフト側クラッチ４２を介して、差動装置４３に接続される。プロペラシャフト側クラッチ４２は、図示しないコントローラからのＯＮ／ＯＦＦ信号により、内燃機関１０からの駆動力の遮断・締結の状態を切替えることができる。
差動装置４３は、かさば歯車を使用した差動歯車である。なお、差動装置４３として、遊星歯車を使用した，例えば、ダブルピニオンプラネタリ差動装置や複合プラネタリギア差動装置を用いることもできる。また、作動制限機構を備えていてもよいものである。
電動機５０は、電動機ステータ５２Ｓと、電動機ロータ５２Ｒとからなる。電動機５０は、ハウジング５４を備えている。電動機ステータ５２Ｓは、電動機５０のハウジング５４の内周に固定されている。電動機ロータ５２Ｒは、電動機ステータ５２Ｓの内周側に位置し、軸受け等により回転可能に支持されている。電動機ロータ５２Ｒは、インバータ６５からの電力を受けて駆動力を発生する。
電動機ロータ５２Ｒの回転軸（出力軸）５１は、駆動力変換装置４０の出力軸４２Ｒ（，４２Ｌ）に対して垂直に配置されており、駆動力変換装置４０及び電動機５０の重心バランスは車両左右等配分となる。これにより、車両の旋回性能の向上する。また、このように電動機５０を配置すると、電動機ロータ５２Ｒの回転軸に中空軸を使用しなくてもよいため、交流３相モータを制御するために必要な電動機回転数を測定するレゾルバ１０６も内径の小さい小型軽量のものを使用可能となる。
電動機ロータ５２Ｒの出力軸５２Ｒからの駆動力は、スプライン軸受Ｓ１を介して、駆動力変換装置４０の第２の入力軸４１Ｂに伝達される。第２の入力軸４１Ｂからの駆動力は、電動機側第２クラッチ４６と、遊星歯車４４のサンギア４４Ｓに伝えられる。遊星歯車４４は、サンギア４４Ｓと、リングギア４４Ｒと、遊星歯車キャリア４４Ｃとから構成される。
電動機側第２クラッチ４６のもう一端には、遊星歯車キャリア４４Ｃが接続されている。遊星歯車４４のリングギア４４Ｒには、電動機側第１クラッチ４５が接続されている。電動機側第１クラッチ４５のもう一端は、駆動力変換装置４０のハウジング４７に固定されている。遊星歯車４４からの出力は、キャリア４４Ｒから取り出される。キャリア４４Ｒは、差動歯車４３に接続されている。電動機側第１クラッチ４５及び電動機側第２クラッチ４６は、図示しないコントローラからのＯＮ／ＯＦＦ指令により、駆動力の伝達／切断を切替えることができる。
なお、遊星歯車４４及び電動機側クラッチ４５，４６は、電動機５０のハウジング５４に組み込むようにすることもできる。
遊星歯車４４，電動機側第１クラッチ４５，電動機側第２クラッチ４６は、クラッチの遮断・締結の組合せにより、動力伝達状態を切替えることが可能である。図８は、二つのクラッチの遮断・締結によって電動機と差動装置４３との関係がどのようになるのかを纏めたものである。このような関係となることを、図４〜図７を用いて説明する。
図８の（Ａ）のように、電動機側第１クラッチ４５と、電動機側第２クラッチ４６共に遮断の状態では、図４に示すような接続状態となる。この状態では、電動機ロータ５２Ｒが駆動力を発生したとしても、車体に対して著しく慣性質量比（回転慣性含）が小さい遊星歯車リングギア４４Ｒが空転し、差動歯車４３の側に動力が伝達されなくなる。これは、減速時など、車輪軸２６側から動力が伝達される際でも同じであり、リングギア４４Ｒが空転し、電動機ロータ５２Ｒには動力が伝達されない。この状態は、つまり、電動機ロータ５２Ｒと差動歯車４３との間の動力伝達が行われない状態（クラッチ切断）と同等である。
図８の（Ｂ）のように、電動機側第１クラッチ４５が締結、電動機側第２クラッチ４６が遮断の時は、図５に示すような接続状態となる。この状態では、遊星歯車リングギア４４Ｒが動力変換装置４０のハウジング４７に固定されると共に、遊星歯車キャリア４４Ｃが回転フリーとなるので、入力サンギア、出力キャリアの遊星減速機構と同等となる。このとき、リングギア歯数をＺｒ、サンギア歯数をＺｓとすると、減速比λ＝（Ｚｒ＋Ｚｓ）／Ｚｓ（＞１）となる。この場合は、後述する図６の場合よりも、減速比が大きくなる。
図８の（Ｃ）のように、電動機側第１クラッチ４５が遮断、電動機側第２クラッチ４６が締結の時は、図６のような接続状態となる。この場合、遊星歯車キャリア４４Ｃと遊星歯車サンギア４４Ｓが接続され、一体となって回転する。この場合、遊星歯車キャリアのピニオンギアも回転しないため、遊星歯車リングギア４４Ｒも同一回転数で回ることになる。つまり、遊星歯車サンギア４４Ｓと遊星歯車キャリア４４Ｃ、遊星歯車リングギア４４Ｒが一体で回転する、減速比小（減速比１）状態となる。
図８の（Ｄ）のように、電動機側第１クラッチ４５が締結、電動機側第２クラッチ４６が締結の時は、図７のような接続状態となる。この状態では、遊星歯車サンギア４４Ｓと遊星歯車キャリア４４Ｃ、遊星歯車リングギア４４Ｒが一体となるとともに、遊星歯車リングギア４４Ｒが駆動力変換装置４０のハウジングに固定される。この状態では、遊星歯車４４が一体となって駆動力変換装置４０のハウジングに固定されるため、電動機ロータ５２Ｒが駆動力変換装置４０のハウジングに接続される、電動機ブレーキ状態となる。
次に、図４〜図８にて説明した本実施形態を適用した車両の動作について説明する。
車両が停止している状態では、プロペラシャフト側クラッチ４２と電動機側第１クラッチ４５と電動機側第２クラッチ４６を全て遮断する。この状態では、動力変換装置４０の出力軸４２Ｒ，４２Ｌは、内燃機関１０と電動機５０の双方から動力切断される状態となり、車輪ＲＲ，ＲＬは自由に回転できる通常の車両におけるニュートラル状態と同等となる。
車両の発進状態では、電動機５０の駆動力のみを利用するＥＶ（電動車両）走行を行うことで、燃費を向上させられる。このとき、プロペラシャフト側クラッチ４２を遮断とすることで、プロペラシャフト３０から内燃機関１０の連れ回りを防ぐことができ、さらなる燃費の向上効果が得られる。二つの電動機側クラッチ４５，４６は、図８（Ｂ）の減速比大の状態であり、電動機が発生した駆動力を増力して伝える。
ＥＶ走行を続けすぎるとバッテリ６０の消費量が大きくなりすぎるので、ある程度の速度となると、ＥＶ走行から、電動機５０と内燃機関１０とによるハイブリッド走行に移行する。ハイブリッド移行時は、内燃機関１０により、プロペラシャフト３０軸の回転数を上げ、プロペラシャフト側クラッチ４２の回転数差を小さくしてからプロペラシャフト側クラッチ４２を繋げる。プロペラシャフト側クラッチ４２をつなげた後は、内燃機関１０と電動機５０の双方の駆動力を組み合わせるハイブリッド走行状態となる。
そのまま加速し続けると、電動機５０の回転数が過大となり、誘起電圧が高くなりすぎてしまうので、図８（Ｃ）の減速比小の状態へ移行する。変速移行時は、電動機側クラッチの接続状態が双方共に締結／遮断逆となるので、まず、電動機側第２クラッチ４６を遮断し、図８（Ａ）の状態を経由し、電動機側第１クラッチ４５を締結して図８（Ｃ）の減速比小へと移行する。図８（Ａ）を経由するのは、電動機側クラッチ双方共に締結状態が一瞬でもあると、電動機ブレーキ状態へ移行し過大なショックが出てしまうので、これを防ぐためである。
減速時は、車両の走行エネルギーを回収するため、電動機５０で回生を行う。回生時は、プロペラシャフト側クラッチ４２を切断することで、プロペラシャフト３０から内燃機関１０の連れ回りを防ぐことができ、エンジンブレーキ分多く回生が可能となる。ただし、減速後加速の際、プロペラシャフト側クラッチ４２前後の回転数をあわせる時間が必要となるので、プロペラシャフト側クラッチ４２の締結／遮断は、回生エネルギー量と減速〜加速のレスポンスのトレードオフを考慮して行う。また、電動機５０の回転数が低くなりすぎると回生不能になるため、そうなる前に、図８（Ｃ）の減速比小から図８（Ｂ）の減速比大の状態へ移行し、電動機５０回転数を高めて回生可能な車速が広くなるようにする。この時の移行も電動機側クラッチ双方の締結／遮断が入れ替わるため、図８（Ａ）を経由する必要がある。電動機５０の回転数が減速比大の状態でも回生不能な状態となるまで下がると、電動機側クラッチ双方を遮断し（図８（Ａ））、電動機を切り離し、ニュートラル状態とする。
シフト位置がいわゆるオートマチックトランスミッション車のパーキング（もしくはそれと同等の設定条件）に指定されている場合、プロペラシャフト３０が回転しないように、プロペラシャフト側クラッチ４２を締結することでトランスミッション２０内部等で固定するとともに、電動機側クラッチ４５，４６の両方を締結（図８（Ｄ））とし、電動機が回転しないように固定する。これにより、差動装置４３の入力端が双方とも固定されるので、出力軸４２Ｒ，４２Ｌから車輪１７も固定され、ブレーキ状態となる。これにより通常車両のパーキング状態と同等の効果を得られる。
次に、図９及び図１０を用いて、本実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両における駆動力変換装置及び電動機の他の取り付け構造について説明する。
図９は、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の後方からの他の要部構成を示す背面図である。図１０は、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の側方からの他の要部構成を示す側面図である。なお、図９及び図１０において、図１〜図３と同一符号は、同一部分を示している。
ここでは、プロペラシャフトからの動力を左右車輪に分配する差動装置として、車輪軸に取り付けられるバネ下方式を例にして説明する。バネ下方式は、一般に、トラックに用いられる。
図９に示すように、バネ下に配置された駆動力変換装置４０’は、車体１１０の下に、緩衝装置７０Ｒ，７０Ｌによって支えられている。駆動力変換装置４０’の基本構成は、図４に示したものと同様である。ただし、図４に示したような等速ジョイントはこちらの構成では一般に用いられない。
駆動力変換装置４０’と、電動機５０とは、図１０に示すように、それぞれ、緩衝装置７０Ｃ，７０Ｄにより支えられている。緩衝装置７０Ｒ，７０Ｌ、７０Ｃ，７０Ｄとしては、スプリングや、ショックアブソーバが用いられる。プロペラシャフトからの駆動力は、バネ上差動装置４０’により、左右駆動軸３６Ｒ，３６Ｌに分配される。
図１０に示すように、駆動力変換装置４０’の第２入力軸４１Ｂと、電動機５０の出力軸５１とは、同じ高さに位置する，すなわち、駆動力変換装置４０’の第２入力軸４１Ｂの延長上に、電動機５０の出力軸５１が存在するので、電動機５０の出力軸５１を、スプライン軸受Ｓ１により、駆動力変換装置４０’の第２の入力軸４１Ｂに連結できる。スプライン軸受Ｓ１は、係合・離脱が容易であり、電動機５０を駆動力変換装置４０’に容易に取り付け、また、取り外しができ、電動機５０の駆動力を駆動力変換装置４０’に伝達できる。例えば、予め、車体１１０の下部に緩衝装置７０Ｃを介して駆動力変換装置４０’を取り付けた後、スプライン軸受Ｓ１により、電動機５０の出力軸５１を駆動力変換装置４０’の第２の入力軸４１Ｂに係合させることができる。また、電動機５０の取り外しの際には、駆動力変換装置４０’は緩衝装置７０Ｃにより保持されているので、電動機５０のみを容易に取り外すことができる。
次に、図１１を用いて、本実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両における駆動力変換装置及び電動機のその他の取り付け構造について説明する。
図１１は、本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の側方からのその他の要部構成を示す側面図である。なお、図１１において、図１０と同一符号は、同一部分を示している。
本例では、駆動力変換装置４０’は、緩衝装置７０Ｃにより車体１１０の下に支持されているが、電動機５０は、車体１１０の下部に取り付けられている。そのため、駆動力変換装置４０’の第２入力軸４１Ｂと、電動機５０の出力軸５１とは、高さが異なる位置に位置する。そこで、電動機５０の出力軸５１は、等速ジョイントＪ５によりシャフト３８に連結される。シャフト３８は、等速ジョイントＪ６により、駆動力変換装置４０’の第２入力軸４１Ｂに連結される。
等速ジョイントＪ５は、係合・離脱が容易であり、電動機５０を駆動力変換装置４０’に容易に取り付け、また、取り外しができ、電動機５０の駆動力を駆動力変換装置４０’に伝達できる。例えば、予め、車体１１０の下部に緩衝装置７０Ｃを介して駆動力変換装置４０’を取り付けた後、等速ジョイントＪ５により、電動機５０の出力軸５１をシャフト３８を介して駆動力変換装置４０’の第２の入力軸４１Ｂに係合させることができる。また、電動機５０の取り外しの際には、駆動力変換装置４０’は緩衝装置７０Ｃにより保持されているので、電動機５０のみを容易に取り外すことができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、電動機５０は、駆動力変換装置４０のプロペラシャフト３０の対向側に取り付けられているので、中空シャフトを用いた電動機は不要となり、部品構成を簡易にでき、また、電動機を小型化できる。
また、駆動力変換装置４０と電動機５０とは、別体で構成されており、電動機５０の出力軸５１は、スプライン軸受Ｓ１を介して、駆動力変換装置４０の第２の入力軸４１Ｂに連結されているので、電動機のみの取り外しが可能であり、メンテナンス性が向上する。
次に、図１２を用いて、本発明の第２の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成について説明する。
図１２は、本発明の第２の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
図１に示した例では、駆動力変換装置４０の出力軸２７に対して電動機ロータ５２Ｒの回転軸が垂直な場合であった。
それに対して、本実施形態のハイブリッド車両１００Ａでは、電動機５０の電動機ロータ５２Ｒの回転軸を、駆動力変換装置４０の出力軸４２に対して、平行に配置している。駆動力変換装置４０Ａは、出力軸４２Ｌに連結されたギア４３Ａと、ギア４３Ａに連結されるとともに、第２入力軸４１Ｂを有するギア４３Ｂを備えている。なお、図１２において、インバータ６５とバッテリ６０の図示は省略している。
駆動力変換装置４０Ａの第２入力軸４１Ｂと、電動機５０の出力軸５１とは、同じ高さに位置するので、電動機５０の出力軸５１を、スプライン軸受Ｓ１により、駆動力変換装置４０Ａの第２の入力軸４１Ｂに連結できる。スプライン軸受Ｓ１は、係合・離脱が容易であり、電動機５０を駆動力変換装置４０Ａに容易に取り付け、また、取り外しができ、電動機５０の駆動力を駆動力変換装置４０Ａに伝達できる。例えば、予め、車体１１０の下部に駆動力変換装置４０Ａを取り付けた後、スプライン軸受Ｓ１により、電動機５０の出力軸５１を駆動力変換装置４０Ａの第２の入力軸４１Ｂに係合させながら、電動機５０を車体１１０の下部に取り付けることができる。また、電動機５０の取り外しの際には、駆動力変換装置４０Ａは車体１１０の下部に取り付け保持されているので、電動機５０のみを容易に取り外すことができる。
以上の本実施形態によれば、左右の重心バランスは取り難くなるが、電動機は、駆動力変換装置のプロペラシャフトの対向側に取り付けられているので、中空シャフトを用いた電動機は不要となり、部品構成を簡易にでき、また、電動機を小型化できる。
また、駆動力変換装置と電動機とは、別体で構成されており、電動機の出力軸は、スプライン軸受を介して、駆動力変換装置の第２の入力軸に連結されているので、電動機のみの取り外しが可能であり、メンテナンス性が向上する。
次に、図１３を用いて、本発明の第３の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成について説明する。
図１３は、本発明の第３の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
図１に示した例では、電動機５０は一つだけの場合であった。
それに対して、本実施形態のハイブリッド車両１００Ｂでは、２個の電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２を備えている。そして、駆動力変換装置４０Ｂの出力軸４２に対して電動機ロータ５２の回転軸が垂直である。
駆動力変換装置４０Ｂは、出力軸４２Ｒに連結された傘歯ギア４４Ａ１と、ギア４４Ａ１に連結されるとともに、第２入力軸４１Ｂ１を有する傘歯ギア４４Ｂ１を備えている。また、出力軸４２Ｌに連結された傘歯ギア４４Ａ２と、ギア４４Ａ２に連結されるとともに、第３入力軸４１Ｂ１を有する傘歯ギア４４Ｂ２を備えている。なお、図１２において、インバータ６５とバッテリ６０の図示は省略している。
駆動力変換装置４０Ｂの第２入力軸４１Ｂ１と、電動機５０Ｂ１の出力軸５１−１とは、同じ高さに位置するので、電動機５０Ｂ１の出力軸５１−１を、スプライン軸受Ｓ１−１により、駆動力変換装置４０Ｂの第２の入力軸４１Ｂ１に連結できる。また、駆動力変換装置４０Ｂの第３入力軸４１Ｂ２と、電動機５０Ｂ２の出力軸５１−２とは、同じ高さに位置するので、電動機５０Ｂ２の出力軸５１−２を、スプライン軸受Ｓ１−２により、駆動力変換装置４０Ｂの第３の入力軸４１Ｂ２に連結できる。
スプライン軸受Ｓ１−１，Ｓ１−２は、係合・離脱が容易であり、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２を駆動力変換装置４０Ｂに容易に取り付け、また、取り外しができ、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２の駆動力を駆動力変換装置４０Ｂに伝達できる。例えば、予め、車体１１０の下部に駆動力変換装置４０Ｂを取り付けた後、スプライン軸受Ｓ１により、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２の出力軸５１−１，５１−２を駆動力変換装置４０Ｂの第２の入力軸４１Ｂに係合させながら、電動機５０ＢＢ１，５０Ｂ２を車体１１０の下部に取り付けることができる。また、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２の取り外しの際には、駆動力変換装置４０Ｂは車体１１０の下部に取り付け保持されているので、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２のみを容易に取り外すことができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、電動機は、駆動力変換装置のプロペラシャフトの対向側に取り付けられているので、中空シャフトを用いた電動機は不要となり、部品構成を簡易にでき、また、電動機を小型化できる。
また、駆動力変換装置と電動機とは、別体で構成されており、電動機の出力軸は、スプライン軸受を介して、駆動力変換装置の入力軸に連結されているので、電動機のみの取り外しが可能であり、メンテナンス性が向上する。
また、電動機を二つ用いるため、左右の重心バランスをとることが可能であると共に、左右輪に独立に駆動力を伝達可能となり、旋回性能を向上できる。
次に、図１４を用いて、本発明の第４の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成について説明する。
図１４は、本発明の第４の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
図１に示した例では、電動機５０は一つだけの場合であり、駆動力変換装置４０の出力軸２７に対して電動機ロータ５２Ｒの回転軸が垂直な場合であった。
それに対して、本実施形態のハイブリッド車両１００Ｃでは、２個の電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２を備えている。そして、駆動力変換装置４０Ｃは、出力軸４２Ｒに連結されたギア４３Ａ１と、ギア４３Ａ１に連結されるとともに、第２入力軸４１Ｂ１を有するギア４３Ｂ１を備えている。また、駆動力変換装置４０Ｃは、出力軸４２Ｌに連結されたギア４３Ａ２と、ギア４３Ａ２に連結されるとともに、第３入力軸４１Ｂ２を有するギア４３Ｂ２を備えている。なお、図１２において、インバータ６５とバッテリ６０の図示は省略している。
駆動力変換装置４０Ｂの第２入力軸４１Ｂ１と、電動機５０Ｂ１の出力軸５１−１とは、同じ高さに位置するので、電動機５０Ｂ１の出力軸５１−１を、スプライン軸受Ｓ１−１により、駆動力変換装置４０Ｂの第２の入力軸４１Ｂ１に連結できる。また、駆動力変換装置４０Ｂの第３入力軸４１Ｂ２と、電動機５０Ｂ２の出力軸５１−２とは、同じ高さに位置するので、電動機５０Ｂ２の出力軸５１−２を、スプライン軸受Ｓ１−２により、駆動力変換装置４０Ｂの第３の入力軸４１Ｂ２に連結できる。
スプライン軸受Ｓ１−１，Ｓ１−２は、係合・離脱が容易であり、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２を駆動力変換装置４０Ｂに容易に取り付け、また、取り外しができ、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２の駆動力を駆動力変換装置４０Ｂに伝達できる。例えば、予め、車体１１０の下部に駆動力変換装置４０Ｂを取り付けた後、スプライン軸受Ｓ１により、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２の出力軸５１−１，５１−２を駆動力変換装置４０Ｂの第２の入力軸４１Ｂに係合させながら、電動機５０ＢＢ１，５０Ｂ２を車体１１０の下部に取り付けることができる。また、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２の取り外しの際には、駆動力変換装置４０Ｂは車体１１０の下部に取り付け保持されているので、電動機５０Ｂ１，５０Ｂ２のみを容易に取り外すことができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、電動機は、駆動力変換装置のプロペラシャフトの対向側に取り付けられているので、中空シャフトを用いた電動機は不要となり、部品構成を簡易にでき、また、電動機を小型化できる。
また、駆動力変換装置と電動機とは、別体で構成されており、電動機の出力軸は、スプライン軸受を介して、駆動力変換装置の入力軸に連結されているので、電動機のみの取り外しが可能であり、メンテナンス性が向上する。
また、電動機を二つ用いるため、左右の重心バランスをとることが可能であると共に、左右輪に独立に駆動力を伝達可能となり、旋回性能を向上できる。
次に、図１５を用いて、本発明の第５の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成について説明する。
図１５は、本発明の第５の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
図１及び図１２〜図１４に示した例は、フロントに内燃機関を配置し、リア車輪を駆動する，いわゆるＦＲ２ＷＤの場合であった。
それに対して、本実施形態は、センターデフ８０を搭載して、前輪ＦＲ，ＦＬと後輪ＲＲ，ＲＬに、内燃機関１０の動力を分配する４ＷＤ車両である。
トランスミッション２０の出力軸と、プロペラシャフト３０Ａは、等速ジョイントＪ７により連結されている。また、プロペラシャフト３０Ａと、センターデフ８０の入力軸８１Ａは、等速ジョイントＪ８により連結されている。
センターデフ８０は、遊星歯車８２と、ギア８４を備えている。センターデフ８０の入力軸８１Ａは、遊星歯車８２の遊星歯車キャリアに連結されている。センターデフ８０の第１出力軸８１Ｂは、遊星歯車８２のサンギアに連結されている。センターデフ８０の第２出力軸８１Ｃは、ギア８４を介して遊星歯車８２のリングギアに連結されている。
センターデフ８０の第１出力軸８１Ｂと、プロペラシャフト３０Ｂは、等速ジョイントＪ９により連結されている。また、プロペラシャフト３０Ｂと、駆動力変換装置４０は、等速ジョイントＪ１０により連結されている。センターデフ８０の第２出力軸８１Ｃと、プロペラシャフト３０Ｃは、等速ジョイントＪ１１により連結されている。また、プロペラシャフト３０Ｃと、フロント側差動装置９０は、等速ジョイントＪ１２により連結されている。
フロント側差動装置９０の出力軸は、それぞれ、等速ジョイントＪ１３Ｒ，Ｊ１３Ｌ−連結軸３２Ｒ’，３２Ｌ’−等速ジョイントＪ１４Ｒ，Ｊ１４Ｌを介して、車軸３４Ｒ’，３４Ｌ’に連結されている。
なお、フロント側差動装置８０の代わりに、駆動力変換装置４０を配置し、プロペラシャフトの対向側（つまり、車両前方側）に電動機を配置してもよいものである。
以上説明したように、本実施形態によれば、電動機は、駆動力変換装置のプロペラシャフトの対向側に取り付けられているので、中空シャフトを用いた電動機は不要となり、部品構成を簡易にでき、また、電動機を小型化できる。
また、駆動力変換装置と電動機とは、別体で構成されており、電動機の出力軸は、スプライン軸受を介して、駆動力変換装置の入力軸に連結されているので、電動機のみの取り外しが可能であり、メンテナンス性が向上する。
また、電動機を二つ用いるため、左右の重心バランスをとることが可能であると共に、左右輪に独立に駆動力を伝達可能となり、旋回性能を向上できる。
なお、以上の各実施形態においては、第一の駆動源は内燃機関としたが、これは、駆動源を内燃機関に限定するものではなく、他の駆動源（例えば電動機）を使用してもよいものである。
また、駆動力変換装置４０は、差動，変速，クラッチ機能をもつ一体型の構成としているが、これらを幾つかの機能ごとに（差動装置、クラッチ、変速／クラッチ）に分けた構成としてもよいし、クラッチや変速装置を使用せず、変速機能や連れ回り防止機能を使用しない構成としてもよいものである。
以上のように、各実施形態によれば、プロペラシャフトと電動機が干渉した配置とならず、従来と比べて小さな電動機でも同等の性能を得ることができると共に、電動機の設計を変更する必要がある場合にも、他製品との干渉が少なくなるため、より自由な電動機の設計が可能となる。
また、プロペラシャフト対向側（車両後方側）に電動機を配置することで、差動装置前方側に配置する場合と比べてより後方となり、重量の嵩む内燃機関との前後重量バランスが良くなる。
更に、エンジン走行やＥＶ走行（内燃機関を用いず、電動機のみでの走行）のように駆動源のどちらかのみを使用する走行条件では、プロペラシャフトと差動装置の間、及び、電動機と差動装置の間に動力遮断・締結が可能なクラッチを配置することにより、内燃機関や電動機の連れ回りを防ぐことができる。電動機をプロペラシャフト対向側に配置すると、同一側に内燃機関用と電動機用のクラッチを配置せずにすむ為、簡易な構造とすることができる。
本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の後方からの要部構成を示す背面図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の側方からの要部構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置における駆動力変換装置及び電動機の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置における駆動力変換装置及び電動機の動作を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置における駆動力変換装置及び電動機の動作を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置における駆動力変換装置及び電動機の動作を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置における駆動力変換装置の動作説明図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の後方からの他の要部構成を示す背面図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の側方からの他の要部構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の側方からのその他の要部構成を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。 本発明の第４の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。 本発明の第５の実施形態による車両駆動装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す平面図である。
符号の説明
１００…ハイブリッド車両
１０…内燃機関
２０…トランスミッション
３０…プロペラシャフト
４０…駆動力変換装置
５０…電動機
６０…バッテリ
６５…インバータ
７０…緩衝装置
８０…センターデフ
９０…フロント側差動装置
Ｊ…等速ジョイント

Claims (9)

  1. 第一の駆動源からプロペラシャフトを介して伝達された動力、及び第二の駆動源から伝達された動力を、差動装置を介して左右の軸に分配して左右の車輪を駆動するハイブリッド車両に搭載された車両駆動装置であって、
    第二の駆動源を構成する、少なくとも一つの電動機と、
    該電動機の出力軸と前記差動装置の入力軸を連結する結合機構と、を有し、
    前記電動機は、前記差動装置とは別体で設けられ、プロペラシャフトの対向側領域側で、かつ、前記差動装置の後ろ側に配置されている
    ことを特徴とする車両駆動装置。
  2. 請求項１記載の車両駆動装置において、
    前記電動機の出力軸は、差動装置からのドライブ軸に対して垂直に配置されていることを特徴とする車両駆動装置。
  3. 請求項１記載の車両駆動装置において、
    前記プロペラシャフトと、前記差動装置との間に配置され、動力の遮断・締結が可能な第１のクラッチを備えることを特徴とする車両駆動装置。
  4. 請求項１記載の車両駆動装置において、
    前記電動機と、前記差動装置との間に配置され、動力の遮断・締結が可能な第２のクラッチを備えることを特徴とする車両駆動装置。
  5. 請求項１記載の車両駆動装置において、
    前記電動機と、前記差動装置との間に配置され、トルク／回転数を増減させる減速機を備えることを特徴とする車両駆動装置。
  6. 請求項５記載の車両駆動装置において、
    前記減速機は、ギア比を変更させる変速機能を有することを特徴とする車両駆動装置。
  7. 請求項１記載の車両駆動装置において、
    前記結合機構は、スプライン軸受若しくは等速ジョイントであることを特徴とする車両駆動装置。
  8. 第一の駆動源からプロペラシャフトを介して伝達された動力、及び第二の駆動源から伝達された動力を、差動装置を介して左右の軸に分配して左右の車輪を駆動するハイブリッド車両に搭載された車両駆動装置であって、
    第二の駆動源を構成する、少なくとも一つの電動機と、
    該電動機の出力軸と前記差動装置の入力軸を連結する結合機構と、を有し、
    前記電動機は、前記差動装置とは別体で設けられ、前記差動装置の後ろ側に配置されている
    ことを特徴とする車両駆動装置。
  9. 第一の駆動源からプロペラシャフトを介して伝達された動力、及び第二の駆動源から伝達された動力を、差動装置を介して左右の軸に分配して左右の車輪を駆動するハイブリッド車両に搭載された車両駆動装置であって、
    第二の駆動源を構成する、少なくとも一つの電動機と、
    該電動機の出力軸と前記差動装置の入力軸を連結する結合機構と、
    車載電源から供給された電力を制御して前記電動機に供給し、前記電動機の駆動を制御する制御器、を有し、
    前記電動機は、前記差動装置とは別体で設けられ、前記差動装置のプロペラシャフト側とは反対側で、かつ、前記車輪の軸よりも車両の後方側に配置されている
    ことを特徴とする車両駆動装置。
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