JP2010000859A - ハイブリッド電気自動車の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前輪駆動のシリーズハイブリッド電気自動車において、コンパクトなレイアウトを実現する。
【解決手段】ハイブリッド電気自動車に車幅方向にエンジンを搭載し、このエンジンにジェネレータ５を連結する。ジェネレータ５を前輪用デフ１１の前方斜め上方に設け、駆動モータ３をジェネレータ５の後方斜め上方に設ける。このジェネレータ５から供給される電気エネルギを駆動モータ３で受け、駆動モータ３からの動力を前輪用デフ１１に伝えるように構成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド電気自動車（Hybrid Electric Vehicle）の駆動装置に関するものである。

従来より、ハイブリッド電気自動車として、主にシリーズとパラレルの２つのタイプが知られている。そのうち、シリーズハイブリッド電気自動車では、エンジンがジェネレータの駆動のみに使用され、駆動輪を駆動するのは駆動モータのみとなっている。

シリーズハイブリッド電気自動車の駆動装置は、駆動モータとジェネレータとエンジンとを備えている。エンジンは、燃料を燃焼させてその化学的エネルギを機械的エネルギに変換し、また、直接、ジェネレータを駆動し、ジェネレータは機械的エネルギを電気的エネルギ源に変換する。駆動モータは機械的にハイブリッド電気自動車の駆動輪に連結されているが、エンジンやジェネレータとは機械的には連結されていない。電気的には、ジェネレータと駆動モータとは、直接的に又はバッテリを経由して互いに接続され、ジェネレータが発生した電力は直接駆動モータに供給することもできるし、この駆動モータによる後の使用のためにバッテリに蓄えることもできる。また、駆動モータは自動車の減速時に動力回生させることもでき、この電力も後の使用のためにバッテリに蓄えることができる。

例えば特許文献１には、前輪駆動のハイブリッド電気自動車の駆動装置が開示されている。前輪駆動車のデフ（ディファレンシャルギヤ、差動装置）は、駆動軸の配置の関係上、車体の下部に設けられる。一方、シリーズハイブリッド電気自動車では、駆動モータがエンジンやジェネレータとは機械的には連結されていないことから、特許文献１の駆動装置では、車体の前部に配設された左右一対のサイドメンバ間にマウントフレームを取り付け、このマウントフレームの下部に走行モータ（駆動モータ）を、上部に発電機（ジェネレータ）及びエンジンをそれぞれ搭載している。
特開平１１−９９８３４号公報

しかしながら、上記特許文献１の駆動装置では、駆動輪に連結される前輪用デフに対し、上方の離れた位置に質量の大きいジェネレータ及びエンジンを配置していることから、マウントフレームを設けてこれらを支持せざるを得ず、質量及び部品点数が増えると共に、駆動装置全体のサイズが大きくなる。このため、理想的なレイアウトとは言い難い。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、前輪駆動用シリーズハイブリッド電気自動車において、コンパクトなレイアウトを実現することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、駆動モータを前輪用デフの上方に配置し、ジェネレータ及びエンジンを駆動モータよりも下方に配置した。

具体的には、第１の発明では、
車幅方向に搭載されたエンジンと、該エンジンに連結されたジェネレータと、該ジェネレータから供給される電気エネルギを受ける駆動モータと、該駆動モータに連絡される前輪用デフとを備えるハイブリッド電気自動車の駆動装置を対象とする。

そして、上記ジェネレータは、上記前輪用デフの前方斜め上方に設けられ、
上記駆動モータは、上記ジェネレータの後方斜め上方に設けられている。

上記の構成によると、質量の大きいエンジンとこのエンジンに連結されたジェネレータを、前輪用デフから離れた上方ではなく、駆動モータの下方でかつ前輪用デフの前方斜め上方に車幅方向に（横置きに）設けることにより、駆動装置全体の重心を低くすることができるので、駆動装置のロールが低減される。さらに、駆動モータをジェネレータの後方斜め上方に配置することにより、前輪用デフ、駆動モータ、ジェネレータ及びエンジンがコンパクトに配置される。

第２の発明では、第１の発明において、
上記ジェネレータと、上記駆動モータと、上記前輪用デフとを収納するユニットケーシングを備え、
上記ユニットケーシングは、上記エンジンの軸方向に結合されたエンジン側ユニットケーシングと反エンジン側ユニットケーシングとで形成され、
上記駆動モータと上記ジェネレータとは、互いの中心軸が並行となるように、上記反エンジン側ユニットケーシングに収納されている。

上記の構成によると、ユニットケーシングは、エンジンの軸方向にエンジン側ユニットケーシングと反エンジン側ユニットケーシングとに分割され、一方の反エンジン側ユニットケーシングに駆動モータとジェネレータとが互いの中心軸が並行となるように収納されるので、駆動モータとジェネレータとの組付が容易である。また、ジェネレータと駆動モータと前輪用デフとがユニットケーシング内にコンパクトに収納されるので、駆動装置全体がコンパクトにレイアウトされる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記駆動モータの出力を伝達する駆動モータ軸と、
上記前輪用デフに設けられたデフケースとを備え、
上記駆動モータ軸と上記デフケースとの間に、第１中間軸と第２中間軸とを介して、３段の減速ギヤ対が設けられている。

上記の構成によると、駆動モータ軸に伝達された駆動モータの出力は、３段からなる減速ギヤ対を介して前輪用デフのデフケースに伝達されるので、２段からなる減速ギヤ対に比べ、各減速ギヤ対における歯車径が小径化される。このため、駆動装置が後方へ膨らまず、全体がコンパクトになる。また、２段からなる減速ギヤ対に比べて駆動ギヤ直径と被動ギヤ直径との大小比が小さくなるので、ギヤノイズが低減する。

第４の発明では、第３の発明において、
上記第１中間軸は、上記駆動モータ軸の後方斜め下方に設けられている。

上記の構成によると、駆動モータがジェネレータの後方斜め上方に設けられることで空いた駆動モータ軸の後方斜め下方に、第１中間軸が設けられているので、３段の減速ギヤ対がコンパクトに配置される。

第５の発明では、第３又は第４の発明において、
上記駆動モータ軸と上記第１中間軸の減速ギヤ対の減速ギヤ比は、上記第１中間軸と上記第２中間軸の減速ギヤ対の減速ギヤ比よりも小さい。

上記の構成によると、高回転となる駆動モータ軸と第１中間軸の減速ギヤ対の減速ギヤ比が、低回転に減速される第１中間軸と第２中間軸の減速ギヤ対の減速ギヤ比よりも小さくなるので、ギヤノイズが効果的に低減される。

第６の発明では、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、
バッテリと、
上記ジェネレータと上記バッテリとの間に接続された第１インバータ及び該バッテリと上記駆動モータとの間に接続された第２インバータを含むインバータユニットとを備え、
上記インバータユニットは、上記ジェネレータの上方かつ上記駆動モータの前方に配置されている。

上記の構成によると、第１及び第２インバータを含むインバータユニットが、ジェネレータの上方かつ駆動モータの前方の空いたスペースに設けられるので、インバータユニットを含んだハイブリッド電気自動車の駆動装置のコンパクトなレイアウトが実現される。

以上説明したように、本発明によれば、ジェネレータを前輪用デフの前方斜め上方に設けると共に、駆動モータをジェネレータの後方斜め上方に設けたことにより、重心を低くしながら、前輪駆動用のシリーズハイブリッド電気自動車の駆動装置をコンパクトレイアウトで配置することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−ハイブリッド電気自動車の構成−
図１は本発明の実施形態にかかるハイブリッド電気自動車１の概略構成図を示し、このハイブリッド電気自動車１は、エンジン２及び駆動モータ３を動力源として備えている。エンジン２は発電にのみ使用され、自動車１が動くための動力は全て駆動モータ３に頼っている。つまり、自動車１は、いわゆるシリーズハイブリッド電気自動車であり、エンジン２及び駆動モータ３の他に、高電圧のバッテリ４と、エンジン２により駆動されるジェネレータ５とを備えている。

エンジン２は、例えば、水素ロータリーエンジンで構成され、使用燃料として、ガソリン燃料タンク６に蓄えられたガソリンと、水素燃料タンク７に蓄えられ、ガソリンに比べて触媒未活性時における排気エミッションが少ない水素とを切換え可能に構成されている。エンジン２は、エンジンルーム内に車幅方向に（横置きに）搭載されている。詳細は図示しないが、エンジン２の出力軸２ａは、ジェネレータ５の回転軸と同軸上で直結されている。このため、エンジン２が回転すると同じ回転数でジェネレータ５の回転軸が回転し、ジェネレータ５で電気エネルギが発生するようになっている。

一方、駆動モータ３は、前輪１０にディファレンシャルギヤ（前輪用デフ１１）を介して連結されている。

図２〜図６に示すように、駆動装置１５は、ジェネレータ５と駆動モータ３と前輪用デフ１１とを収納するユニットケーシング１６を備えている。このユニットケーシング１６は、エンジン２の出力軸２ａの軸方向に結合されたエンジン側（車室内から見て右側）にあるエンジン側ユニットケーシング１７と、エンジン２の反対側にある反エンジン側ユニットケーシング１８とで形成され、両者が連結ボルト１９で連結されている。そして、駆動モータ３の出力軸３ａとジェネレータ５の回転軸５ａ（図４にのみ示す）とが並行となるように、駆動モータ３とジェネレータ５とが反エンジン側ユニットケーシング１８に収納されている。駆動モータ３とジェネレータ５とは、反エンジン側ユニットケーシング１８に対してエンジン方向にそれぞれ嵌め込まれる方式であるため、位置決め及び組付が容易となっている。また、エンジン側ユニットケーシング１７のエンジン側は、組付やメンテナンスの関係上、蓋部１７ｅで開閉可能となっている。

なお、本実施形態では、ジェネレータ５の外径と駆動モータ３の外径とはほぼ同一であるが、シリーズハイブリッド電気自動車であるため、ジェネレータ５の出力とバッテリ４の出力との和で駆動モータ３が駆動されることがあり、例えば、ジェネレータ５の最大出力を８０ｋＷとすれば、駆動モータ３の最大出力が１２０ｋＷと大きくなっている。このため、駆動モータ３の最大回転数は、ジェネレータ５の最大回転数の倍程度となっている。

図５〜図７に示すように、駆動モータ３の出力軸３ａは、その出力を伝達する駆動モータ軸２０に回転一体にスプライン結合されている。駆動モータ軸２０は、反エンジン側ユニットケーシング１８側の第１ボールベアリング２１と、エンジン側ユニットケーシング１７側の第２ボールベアリング２２に支持されている。駆動モータ軸２０の第１及び第２ボールベアリング２１，２２間にはモータ駆動ギヤとしての第１駆動ギヤ２０ａが一体に形成されている。駆動モータ軸２０の第２ボールベアリング２２よりもエンジン側、つまり第１駆動ギヤ２０ａの駆動モータ３と反対側には、パーキングギヤ２０ｂが回転一体にスプライン結合されている。駆動モータ軸２０は、軸方向に中空に成形され、中空内を潤滑油が行き来しないように先端がキャップ２０ｃで密閉されると共に、ナット２０ｄが締結されてパーキングギヤ２０ｂが抜け止めされている。蓋部１７ｅを外した状態で駆動モータ軸２０に駆動モータ３と反対側からパーキングギヤ２０ｂを組み付けることができるので、組立が容易となっている。なお、詳細は図示しないが、自動車１の駐車時には、パーキングギヤ２０ｂは、蓋部１７ｅ側に設けた係止機構１７ｆにより係止されるようになっている。

駆動モータ軸２０の後方斜め下方には、第１中間軸２３が設けられている。第１中間軸２３は、反エンジン側ユニットケーシング１８側の第１テーパベアリング２４と、エンジン側ユニットケーシング１７側の第２テーパベアリング２５に支持されている。第１中間軸２３の反エンジン側（左側）には、第１被動ギヤ２３ａが一体に形成されている。この第１被動ギヤ２３ａは、第１駆動ギヤ２０ａに駆動されるように噛み合っている。第１中間軸２３のエンジン側には、第２駆動ギヤ２３ｂが回転一体にスプライン結合されている。

第１中間軸２３の下方には、第２中間軸２７が設けられている。第２中間軸２７は、反エンジン側ユニットケーシング１８側の第３テーパベアリング２８と、エンジン側ユニットケーシング１７側の第４テーパベアリング２９に支持されている。第２中間軸２７のエンジン側には、第２被動ギヤ２７ａが一体に形成されている。この第２被動ギヤ２７ａは、第２駆動ギヤ２３ｂに駆動されるように噛み合っている。第２中間軸２７の反エンジン側には、第３駆動ギヤ２７ｂが回転一体にスプライン結合されている。

詳しくは図示しないが、前輪用デフ１１は、内部にサイドギヤ、ピニオンギヤ等を備え、デフケース１１ａで覆われている。デフケース１１ａは、反エンジン側ユニットケーシング１８側の第５テーパベアリング３０と、エンジン側ユニットケーシング１７側の第６テーパベアリング３１に支持されている。デフケース１１ａのエンジン側には、デフリングギヤ１１ｂがボルト結合されている。このデフリングギヤ１１ｂは、第３駆動ギヤ２７ｂに駆動されるように噛み合っている。そして、デフケース１１ａのエンジン側に右車輪駆動軸３２が連結され、反エンジン側に左車輪駆動軸３３が連結されている。

このように、駆動モータ軸２０とデフケース１１ａとの間に、第１中間軸２３と第２中間軸２７とを介し、第１減速ギヤ対として第１駆動ギヤ２０ａと第１被動ギヤ２３ａ、第２減速ギヤ対として第２駆動ギヤ２３ｂと第２被動ギヤ２７ａ、及び第３減速ギヤ対として第３駆動ギヤ２７ｂとデフリングギヤ１１ｂの３段よりなる減速ギヤ対が設けられている。そして、駆動モータ軸２０と第１中間軸２３の第１減速ギヤ対の減速ギヤ比（例えば、１．４４０）は、第１中間軸２３と第２中間軸２７の第２減速ギヤ対の減速ギヤ比（例えば、１．６９７）よりも小さく設定されている。

このように構成することで、エンジンルーム内でジェネレータ５は、前輪用デフ１１の前方斜め上方に配置され、駆動モータ３は、ジェネレータ５の後方斜め上方に配置されている。図３に示すように、エンジン２のオイルパン２ｂ及びユニットケーシング１６が最低地上高よりも上方にくるように駆動装置１５が配置されている。

一方、図１に示すように、バッテリ４は、ジェネレータ５が発電した電力を吸収し、電力を駆動モータ３へ供給するように構成されている。バッテリ４は、ジェネレータ５及び駆動モータ３にそれぞれ、第１コンバータとしてのＡＣ−ＤＣコンバータ８及び第２コンバータとしてのＤＣ−ＡＣコンバータ９を介して接続されている。ＡＣ−ＤＣコンバータ８及びＤＣ−ＡＣコンバータ９は、バッテリ４、ジェネレータ５及び駆動モータ３の相互間での電力の授受及び変換を制御するように構成されている。そして、ＡＣ−ＤＣコンバータ８とＤＣ−ＡＣコンバータ９とは、１つのインバータユニット３５としてユニット化されている。図５に示すように、このインバータユニット３５は、ジェネレータ５の上方かつ駆動モータ３の前方に配置されている。なお、バッテリ４は、エンジンルーム内に設ける必要はなく、例えば、車体後方に設ければよい。

−駆動装置の潤滑構造−
次に、駆動装置１５の潤滑構造について詳細に説明する。

デフケース１１ａの下部には、駆動装置１５全体を潤滑する潤滑油が貯留されるデフ潤滑油貯留部４０が形成されている。デフ潤滑油貯留部４０に溜められた潤滑油は、デフリングギヤ１１ｂにより掻き揚げられるようになっている。

また、油圧ポンプ４２が設けられ、デフ潤滑油貯留部４０から潤滑油溜め部４１さらには駆動モータ軸２０及びその近傍まで潤滑油を供給するようになっている。

図６に示すように、油圧ポンプ４２は、第２中間軸２７の反エンジン側端部に設けられている。油圧ポンプ４２は、第２中間軸２７の回転により駆動されるトロコイドポンプよりなり、詳しくは図示しないが、内歯が外歯よりも一枚多く、第２中間軸２７の回転により、内歯と外歯とが同一方向に回転しながら、ポンプ作用をするように構成されている。内歯と外歯との相対速度が非常に小さいので、歯形の摩耗や騒音が少なくなっている。また、油圧ポンプ４２と第２中間軸２７との間には、逆流方向のポンプ駆動防止のためのワンウェイクラッチ４４が設けられている。第２中間軸２７内には潤滑用貫通路２７ｃが軸方向に貫通して形成され、この潤滑用貫通路２７ｃの一端が油圧ポンプ４２の吐出側に連通している。

潤滑用貫通路２７ｃにおけるワンウェイクラッチ４４と第３テーパベアリング２８との間には、第１分岐用貫通孔２７ｄが貫通形成されている。図６に矢印で示すように、この第１分岐用貫通孔２７ｄから吐出された潤滑油が第３テーパベアリング２８のアウター側からインナー側へ流れ込み、第３テーパベアリング２８を潤滑した後、下方へ流れ出すようになっている。テーパベアリングの遠心力を利用することにより、潤滑油がアウター側からインナー側へ吸い込まれる作用が利用されている。

一方、エンジン側ユニットケーシング１７における第２中間軸２７の油圧ポンプ４２と反対側には、迂回用貫通孔１７ａが形成されている。この迂回用貫通孔１７ａのエンジン側は、プラグ１７ｂで閉じられている。迂回用貫通孔１７ａと第２中間軸２７の端部との間に形成された隙間１７ｃから潤滑用貫通路２７ｃを通った潤滑油が吐出され、第４テーパベアリング２９のアウター側からインナー側へ流れ込み、第４テーパベアリング２９を潤滑した後、下方へ流れ出すようになっている。この下方へ流れ出た潤滑油は、第６テーパベアリング３１を支持するエンジン側ユニットケーシング１７のボス状部分に形成した貫通孔１７ｄを通って第６テーパベアリング３１のアウター側からインナー側へ流れ込み、第６テーパベアリング３１を潤滑した後、デフ潤滑油貯留部４０に貯留されるようになっている。

迂回用貫通孔１７ａは、エンジン側ユニットケーシング１７の壁内に形成された迂回管路４６に連通している。さらに、駆動モータ軸２０の上方かつ斜め後方には、潤滑油を溜めるオイルチャンバー４７が形成されている。迂回管路４６は、迂回用貫通孔１７ａから上方かつ斜め後方へ延び、オイルチャンバー４７を形成する後壁部に形成した第１連通孔４７ａを通ってオイルチャンバー４７に連通している。

迂回管路４６における第１中間軸２３の後方には、第２分岐用貫通孔４６ａが形成され、この第２分岐用貫通孔４６ａから迂回管路４６を通った潤滑油が吐出され、第２テーパベアリング２５のアウター側からインナー側へ流れ込み、第２テーパベアリング２５を潤滑した後、下方へ流れ出すようになっている。

図８及び図９にも示すように、オイルチャンバー４７は、エンジン側ユニットケーシング１７と、反エンジン側ユニットケーシング１８に跨って形成されている。オイルチャンバー４７を形成する底面には、第２連通孔４７ｂ及び第３連通孔４７ｃが形成されている。第２連通孔４７ｂは、第２駆動ギヤ２３ｂの真上に形成され、オイルチャンバー４７内の潤滑油が第２駆動ギヤ２３ｂへ流れ出すようになっている。第３連通孔４７ｃは、第１駆動ギヤ２０ａの上方に形成され、オイルチャンバー４７内の潤滑油が第１駆動ギヤ２０ａへ流れ出すようになっている。オイルチャンバー４７を形成する反エンジン側ユニットケーシング１８の壁面には、第４連通孔４７ｄが形成され、この第４連通孔４７ｄを通って駆動モータ３の出力軸３ａ側へ潤滑油が流れ出るようになっている。第４連通孔４７ｄから流れ出た潤滑油は、第１ボールベアリング２１のアウター側からインナー側へ流れ、この第１ボールベアリング２１を潤滑した後、第１テーパベアリング２４のアウター側からインナー側へ流れ、この第１テーパベアリング２４を潤滑するようになっている。オイルチャンバー４７を形成するエンジン側ユニットケーシング１７のエンジン側壁面には、第５連通孔４７ｅが形成され、この第５連通孔４７ｅから流れ出た潤滑油は、パーキングギヤ２０ｂの近傍を通って第２ボールベアリング２２のアウター側からインナー側へ流れ込み、第２ボールベアリング２２を潤滑するようになっている。また、その潤滑油は、第１駆動ギヤ２０ａの近傍、すなわちエンジン側ユニットケーシング１７におけるパーキングギヤ２０ｂの下側に形成されている潤滑油溜め部４１に溜まるようになっている。そして、パーキングギヤ２０ｂが潤滑油溜め部４１の潤滑油を掻き揚げる潤滑油掻揚げ部材としての役割を果たしている。このパーキングギヤ２０ｂにより、潤滑油溜め部４１から第１駆動ギヤ２０ａ、第１及び第２ボールベアリング２１，２２等に潤滑油が供給されるようになっている。なお、潤滑油溜め部４１の左右幅を狭めると、掻き揚げ効果は向上する。また、潤滑油溜め部４１の潤滑油は第２ボールベアリング２２のアウターレースの高さまで蓄えられるようになっている。なお、オイルチャンバー４７を形成する上壁には、エアー抜き孔４７ｆが形成されている。

デフ潤滑油貯留部４０は、バッフルプレート４８で一部が仕切られてデフリングギヤ１１ｂにより波立つのを防止している。このバッフルプレート４８で仕切られたデフ潤滑油貯留部４０の底部には、オイルフィルター４９が設けられ、このオイルフィルター４９を通って浄化された潤滑油が、反エンジン側ユニットケーシング１８に貫通形成されて油圧ポンプ４２まで上方へ延びる吸上用管路５０を通り、油圧ポンプ４２に吸い上げられるようになっている。

−作動−
次に、本実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の駆動装置１５の作動について説明する。

自動車１の低速運転時等のように駆動モータ３に要求される出力トルクが低い低トルク運転時や車両始動時には、駆動モータ３は、バッテリ４から供給される電力により駆動され、中トルク運転時にはエンジン２により駆動されるジェネレータ５から供給される電力によって駆動される。

一方、急加速時等の要求トルクが高い高トルク運転時にはジェネレータ５及びバッテリ４の双方から供給される電力により、駆動モータ３が駆動される。

ＡＣ−ＤＣコンバータ８は、交流電力を直流電力に変換し、ＤＣ−ＡＣコンバータ９は、直流電力を周波数等を制御した交流電力に変換する。そして、ジェネレータ５からの電力を駆動モータ３に供給する際には、ジェネレータ５で発生した交流電力は、ＡＣ−ＤＣコンバータ８に供給されて直流電力に変換された後、再度、ＤＣ−ＡＣコンバータ９により直流電力から交流電力に変換されて駆動モータ３へと供給される。

また、バッテリ４からの電力を駆動モータ３に供給する際には、バッテリ４から出力された直流電力は、ＤＣ−ＡＣコンバータ９により所定の周波数の交流電力に変換されて駆動モータ３へと供給される。

さらに、バッテリ４の充電を行う際には、ジェネレータ５で発生した交流電力はＡＣ−ＤＣコンバータ８により直流電力に変換されてバッテリ４へと供給されるようになっている。ジェネレータ５からの発電電力及び駆動モータ３からの回生電力が供給されることで、バッテリ４が充電される。

なお、バッテリ４の蓄電量が少ないときには、エンジン２を運転させてジェネレータ５を作動させることによって、駆動モータ３を要求トルクで駆動するために必要な電力よりも大きな電力をジェネレータ５にて発生させるとともに、ジェネレータ５で発生した電力と駆動モータ３の必要電力との差分をバッテリ４に供給して充電を行う。

次に、駆動モータ３の出力の伝達及び潤滑油の供給について説明する。

駆動モータ軸２０に伝達された駆動モータ３の出力は、３段からなる減速ギヤ対を介して前輪用デフ１１のデフケース１１ａに伝達される。

具体的には、駆動モータ軸２０が駆動されることで、第１駆動ギヤ２０ａが回転し、第１中間軸２３の第１被動ギヤ２３ａが駆動される。この第１減速ギヤ対により、一段目の減速が行われる。このとき、パーキングギヤ２０ｂが潤滑油溜め部４１に溜められた潤滑油を掻き揚げる。このように、専用の掻揚げ部材を別途設けることなく、既存のパーキングギヤに２０ｂよって潤滑油溜め部４１の潤滑油が掻き揚げられる。前輪用デフ１１に到るまでに減速されて回転トルクが増大する前の駆動モータ軸２０上にパーキングギヤ２０ｂを設けているので、歯幅を大きくする必要がなく、このため、潤滑油溜め部４１内の潤滑油を必要以上に掻き揚げて駆動モータ軸の回転抵抗が増加することはない。

次いで、第１中間軸２３の第２駆動ギヤ２３ｂが第２中間軸２７の第２被動ギヤ２７ａを駆動する。この第２減速ギヤ対により、２段目の減速が行われる。

このとき、第２中間軸２７が駆動されることで油圧ポンプ４２が駆動され、デフ潤滑油貯留部４０に貯留された潤滑油を吸上用管路５０を通って吸い上げる。このように、十分に減速されていない第１中間軸２３ではなく、前輪用デフ１１側に近い適度に減速された第２中間軸２７の回転を油圧ポンプ４２に利用することにより、駆動モータ軸２０に比べて回転数が小さく、前輪用デフ１１の回転軸に比べると回転数の大きい適切な回転数となり、高回転によるキャビテーションが防止されると共に、通常運転時に回転数が不足して潤滑油を十分に吸い上げられないことはない。

次いで、吸い上げられた潤滑油が油圧ポンプ４２から吐出され、潤滑用貫通路２７ｃを通りながら、第１分岐用貫通孔２７ｄや隙間１７ｃから流れ出る。このとき、潤滑油を第２中間軸２７の潤滑用貫通路２７ｃを利用して簡単な構成で反対側へ通油できるので、別途パイプなどを設ける必要がなく、部品点数や余分なスペースが増加することはない。

次いで、潤滑油は、迂回管路４６を通りながら一部が第２分岐用貫通孔４６ａから流れ出て、残りが第１連通孔４７ａからオイルチャンバー４７に到る。オイルチャンバー４７の潤滑油は、第２連通孔４７ｂ、第３連通孔４７ｃ、第４連通孔４７ｄ及び第５連通孔４７ｅから流れ出て各要潤滑部位を潤滑する。このように、ユニットケーシング１６の壁内部に迂回する潤滑油用の管路に潤滑油を通すようにしたので、適切な位置に迂回管路４６を配置することができる。

次いで、第２中間軸２７の第３駆動ギヤ２７ｂがデフリングギヤ１１ｂを駆動する。このとき、３段目の減速が行われる。デフリングギヤ１１ｂが駆動されることにより、デフ潤滑油貯留部４０に溜められた潤滑油が掻き揚げられる。このデフリングギヤ１１ｂによる潤滑油の掻き揚げ作用と油圧ポンプ４２による吸い上げ作用を併用することにより、ユニットケーシング１６内の要潤滑部位が十分に潤滑される。

一方、長時間低速で駆動モータ３を駆動すると、デフリングギヤ１１ｂによる潤滑油の掻き揚げ作用や油圧ポンプ４２による吸い上げ作用が十分に発揮されなくなる。しかし、高回転時にデフリングギヤ１１ｂや油圧ポンプ４２により、第１駆動ギヤ２０ａ近傍に設けた潤滑油溜め部４１に潤滑油が溜められ、この溜めておいた潤滑油がパーキングギヤ２０ｂにより、高い所にある第１駆動ギヤ２０ａ及びその近傍に掻き揚げられることで、低速運転時であっても第１駆動ギヤ２０ａ近傍の潤滑不良が発生することはない。

このように、電動ポンプなど追加しなくても、第２中間軸２７の回転を利用した油圧ポンプ４２により、デフ潤滑油貯留部４０に貯留された潤滑油が吸い上げられ、前輪用デフ１１の上部にある駆動モータ軸２０及びその近傍が潤滑される。このため、コストアップ及び電気エネルギ消費が防止される。

後進時などに第２中間軸２７が逆回転したときにはワンウェイクラッチ４４により、油圧ポンプ４２が駆動されないので、油圧ポンプ４２が逆回転して潤滑油溜め部４１に溜まった潤滑油を吸い込むことはない。

このように、駆動モータ３の出力は、ジェネレータ５の出力に比べて大きく、また、駆動モータ３の最大回転数は、ジェネレータ５の最大回転数の倍程度となっているが、駆動モータ３からデフケース１１ａに到るまでに３段からなる減速が行われるので、２段からなる減速ギヤ対に比べ、各減速ギヤ対における歯車径が小径化されている。このため、駆動装置１５が後方へ膨らまず、全体がコンパクトになる。

また、２段からなる減速ギヤ対に比べて駆動ギヤ直径と被動ギヤ直径との大小比が小さくなる。さらに、高回転となる駆動モータ軸２０と第１中間軸２３の第１減速ギヤ対の減速ギヤ比が低回転に減速される第１中間軸２３と第２中間軸２７の第２減速ギヤ対の減速ギヤ比よりも小さくなるので、ギヤノイズが効果的に低減される。

また、質量の大きいエンジン２とこのエンジン２に連結されたジェネレータ５を、前輪用デフ１１から離れた上方ではなく、前方斜め上方に設けることにより、駆動装置１５全体の重心を低くすることができるので、駆動装置１５のロールが低減される。さらに、駆動モータ３をジェネレータ５の後方斜め上方に配置することにより、前輪用デフ１１、駆動モータ３、ジェネレータ５及びエンジン２がコンパクトに配置される。

また、ユニットケーシング１６を軸方向にエンジン側ユニットケーシング１７と反エンジン側ユニットケーシング１８とに分割し、反エンジン側ユニットケーシング１８に駆動モータ３とジェネレータ５とが互いの中心軸が並行となるように収納したので、駆動モータ３とジェネレータ５との組付を極めて容易に行うことができる。また、ジェネレータ５と駆動モータ３と前輪用デフ１１とがユニットケーシング１６内にコンパクトに収納されるので、駆動装置１５全体をさらにコンパクトにレイアウトすることができる。

また、駆動モータ３がジェネレータ５の後方斜め上方に設けられることで空いた駆動モータ軸２０の後方斜め下方に、第１中間軸２３が設けられているので、３段の減速ギヤ対がコンパクトに配置される。

さらに、第１及びＤＣ−ＡＣコンバータ９を含むインバータユニット３５が、ジェネレータ５の上方かつ駆動モータ３の前方の空いたスペースに設けられるので、インバータユニット３５を含んだハイブリッド電気自動車の駆動装置１５のコンパクトなレイアウトが実現される。

したがって、本実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の駆動装置１５によると、重心を低くしながら、前輪駆動用のシリーズハイブリッド電気自動車の駆動装置１５をコンパクトレイアウトで配置することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、エンジン２は、水素ロータリーエンジンとしたが、これに限定されず、通常のガソリンエンジンや、ディーゼルエンジンでもよい。

上記実施形態では、駆動装置１５は、第１中間軸２３及び第２中間軸２７を備え、減速ギヤ対は３段よりなるものとしたが、中間軸を１本のみ備え、減速ギヤ対が２段よりなるものとしてもよい。この場合には、その中間軸に油圧ポンプを設ければよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、前輪駆動のハイブリッド電気自動車の駆動装置について有用である。

本発明の実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の概略構成図である。 ハイブリッド電気自動車の駆動装置を示す斜視図である。 ハイブリッド電気自動車の駆動装置の正面図である。 エンジンを取り外した駆動装置の斜視図である。 反エンジン側ユニットケーシングを取り外した駆動装置の側面図である。 図５のVI−VI線断面図である。 駆動装置の主要部品を示す斜視図である。 反エンジン側のオイルチャンバー及びその周辺を拡大して示す斜視図である。 蓋部を取り外して第５連通孔が見えるようにした拡大斜視図である。

符号の説明

１ ハイブリッド電気自動車
２ エンジン
３ 駆動モータ
４ バッテリ
５ ジェネレータ
８ ＡＣ−ＤＣコンバータ（第１インバータ）
９ ＤＣ−ＡＣコンバータ（第２インバータ）
１１ 前輪用デフ
１１ａ デフケース
１１ｂ デフリングギヤ
１５ 駆動装置
１６ ユニットケーシング
１７ エンジン側ユニットケーシング
１８ 反エンジン側ユニットケーシング
２０ 駆動モータ軸
２０ａ 第１駆動ギヤ
２３ 第１中間軸
２３ａ 第１被動ギヤ
２３ｂ 第２駆動ギヤ
２７ 第２中間軸
２７ａ 第２被動ギヤ
２７ｂ 第３駆動ギヤ
３５ インバータユニット

Claims (6)

1. 車幅方向に搭載されたエンジンと、
   該エンジンに連結されたジェネレータと、
   該ジェネレータから供給される電気エネルギを受ける駆動モータと、
   該駆動モータに連絡される前輪用デフとを備えるハイブリッド電気自動車の駆動装置であって、
   上記ジェネレータは、上記前輪用デフの前方斜め上方に設けられ、
   上記駆動モータは、上記ジェネレータの後方斜め上方に設けられている
   ことを特徴とするハイブリッド電気自動車の駆動装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の駆動装置において、
   上記ジェネレータと、上記駆動モータと、上記前輪用デフとを収納するユニットケーシングを備え、
   上記ユニットケーシングは、上記エンジンの軸方向に結合されたエンジン側ユニットケーシングと反エンジン側ユニットケーシングとで形成され、
   上記駆動モータと上記ジェネレータとは、互いの中心軸が並行となるように、上記反エンジン側ユニットケーシングに収納されている
   ことを特徴とするハイブリッド電気自動車の駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載のハイブリッド電気自動車の駆動装置において、
   上記駆動モータの出力を伝達する駆動モータ軸と、
   上記前輪用デフに設けられたデフケースとを備え、
   上記駆動モータ軸と上記デフケースとの間に、第１中間軸と第２中間軸とを介して、３段の減速ギヤ対が設けられている
   ことを特徴とするハイブリッド電気自動車の駆動装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の駆動装置において、
   上記第１中間軸は、上記駆動モータ軸の後方斜め下方に設けられている
   ことを特徴とするハイブリッド電気自動車の駆動装置。
5. 請求項３又は４に記載のハイブリッド電気自動車の駆動装置において、
   上記駆動モータ軸と上記第１中間軸の減速ギヤ対の減速ギヤ比は、上記第１中間軸と上記第２中間軸の減速ギヤ対の減速ギヤ比よりも小さい
   ことを特徴とするハイブリッド電気自動車の駆動装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載のハイブリッド電気自動車の駆動装置において、
   バッテリと、
   上記ジェネレータと上記バッテリとの間に接続された第１インバータ及び該バッテリと上記駆動モータとの間に接続された第２インバータを含むインバータユニットとを備え、
   上記インバータユニットは、上記ジェネレータの上方かつ上記駆動モータの前方に配置されている
   ことを特徴とするハイブリッド電気自動車の駆動装置。

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