JP2014108630A - 四輪駆動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】前輪を駆動するモータに異物が侵入するのを抑制することが可能な四輪駆動車両を提供する。
【解決手段】四輪駆動車両１００は、前輪１１を駆動するモータ３３と、後輪７を駆動するエンジン１と、エンジン１の出力を変速する主変速機２とを備える。そして、モータ３３は、主変速機２よりも後輪７側に配置されるケース３内に設けられ、ケース３は、前輪用デファレンシャル装置９に対して上側に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、前輪を駆動するモータと後輪を駆動するエンジンとを備える四輪駆動車両に関する。

従来、前輪を駆動するモータと後輪を駆動するエンジンとを備える四輪駆動車両が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１の四輪駆動車両では、エンジンの動力が、自動変速機、プロペラシャフトおよびリヤデファレンシャルギヤを介して後輪に伝達され、モータの動力がフロントデファレンシャルギヤを介して前輪に伝達される。

特開２０００−１２７７９０号公報

ここで、特許文献１に開示された従来の四輪駆動車両において、モータがフロントデファレンシャルギヤの近傍に配置されている場合には、走行環境によってはモータに異物（たとえば、泥水や砂など）がかかりやすいので、モータに異物が侵入しやすい。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、前輪を駆動するモータに異物が侵入するのを抑制することが可能な四輪駆動車両を提供することである。

本発明による四輪駆動車両は、前輪を駆動するモータと、後輪を駆動するエンジンと、エンジンの出力を変速する変速機とを備える。そして、モータは、変速機の出力側に配置されるケース内に設けられ、ケースは、前輪用デファレンシャル装置に対して上側に配置されている。

このように、モータが収納されるケースを前輪用デファレンシャル装置に対して上側に配置することにより、ケースに異物がかかりにくくすることができるので、前輪を駆動するモータに異物が侵入するのを抑制することができる。

上記四輪駆動車両において、ケース内には、モータの動力を前輪用プロペラシャフトに伝達するための動力伝達機構が設けられ、モータは、動力伝達機構よりも変速機側に配置されていてもよい。

このように構成すれば、ケースの強度の高い箇所にモータを配置することができる。

上記四輪駆動車両において、ケース内には、モータの回転軸と同軸上に、エンジンからの動力が伝達される動力伝達軸が設けられ、モータは、動力伝達機構、前輪用プロペラシャフトおよび前輪用デファレンシャル装置を介して前輪に接続され、エンジンは、変速機、動力伝達軸、後輪用プロペラシャフトおよび後輪用デファレンシャル装置を介して後輪に接続されるようにしてもよい。

本発明の四輪駆動車両によれば、前輪を駆動するモータに異物が侵入するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態による四輪駆動車両を示した概略構成図である。 図１の四輪駆動車両のケースと前輪用デファレンシャル装置との高さ方向における位置関係を説明するための図である。 本実施形態の変形例による四輪駆動車両を示した概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態による四輪駆動車両１００について説明する。

四輪駆動車両１００は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式を基本とするスタンバイ四輪駆動方式を採用するハイブリッド車両である。この四輪駆動車両１００は、後輪７のみを駆動する二輪駆動状態と、後輪７および前輪１１の両方を駆動する四輪駆動状態とを切り換え可能に構成されている。

具体的には、四輪駆動車両１００は、図１に示すように、後輪７を駆動するエンジン１と、エンジン１の出力を変速する主変速機２と、ケース３に収納され、前輪１１を駆動するモータ３３とを備えている。

エンジン（内燃機関）１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置である。エンジン１は、たとえば、吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度（吸気空気量）、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御可能に構成されている。このエンジン１の出力軸（クランクシャフト）は、主変速機２に連結されている。

主変速機２は、たとえばトルクコンバータおよび自動変速機を含んでいる。トルクコンバータは、入力側のポンプインペラおよび出力側のタービンランナなどを有しており、それらポンプインペラとタービンランナとの間で流体（作動油）を介して動力伝達を行うように構成されている。ポンプインペラはエンジン１の出力軸に連結され、タービンランナはタービンシャフトを介して自動変速機の入力軸に連結されている。自動変速機は、摩擦係合要素および遊星歯車装置などを有しており、選択的に摩擦係合要素を係合させることにより複数の変速段を成立させるように構成されている。自動変速機の出力軸は、副変速機３１に連結されている。なお、主変速機２は、本発明の「変速機」の一例である。

ケース３は、主変速機２の出力側（エンジン１と反対側）に取り付けられている。すなわち、ケース３は、主変速機２および前輪用デファレンシャル装置９よりも後輪７側に配置されている。

このケース３には、主変速機２の出力軸が連結される副変速機３１と、副変速機３１の出力軸である後輪用出力軸３２と、前輪１１を駆動するモータ３３と、動力伝達機構３４と、前輪用出力軸３５とが収納されている。なお、後輪用出力軸３２は、本発明の「動力伝達軸」の一例である。

副変速機３１は、遊星歯車装置などを有しており、ハイレンジまたはローレンジを選択可能に構成されている。副変速機３１は、たとえば、ハイレンジが選択されている場合に、主変速機２の出力軸の回転をそのまま後輪用出力軸３２に伝達し、ローレンジが選択されている場合に、主変速機２の出力軸の回転を減速して後輪用出力軸３２に伝達する。

後輪用出力軸３２は、ケース３に回転可能に支持され、主変速機２の出力軸（ケース３の入力軸）およびモータ３３の回転軸と同軸上に配置されている。後輪用出力軸３２には、等速自在継手４ａを介して後輪用プロペラシャフト４が連結されている。この後輪用プロペラシャフト４には、等速自在継手４ｂ、後輪用デファレンシャル装置５、後輪用ドライブシャフト６を介して後輪７が接続されている。

モータ３３は、主に電動機として機能し、状況によっては発電機としても機能する。モータ３３は、たとえば、交流同期電動機であり、永久磁石からなるロータ３３ａと、３相巻線が巻回されたステータ３３ｂとを有する。ロータ３３ａには、筒状に形成されたモータ出力軸３３ｃが一体的に連結されている。なお、モータ出力軸３３ｃの内部に後輪用出力軸３２が配置されている。ステータ３３ｂは、ケース３に固定されている。

また、モータ３３は、インバータを介してバッテリに接続されている。インバータは、バッテリから供給される直流電流を交流電流に変換してモータ３３を駆動する（力行制御）とともに、モータ３３で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリに出力する（回生制御）ことが可能である。

動力伝達機構３４は、スプロケット３４ａおよび３４ｂと、チェーン３４ｃとを有する。スプロケット３４ａはモータ出力軸３３ｃに連結され、スプロケット３４ｂは前輪用出力軸３５に連結されている。チェーン３４ｃは、スプロケット３４ａおよび３４ｂの間に巻き掛けられている。すなわち、動力伝達機構３４は、モータ出力軸３３ｃの動力を、モータ出力軸３３ｃと車幅方向において平行に配置された前輪用出力軸３５に伝達する機能を有する。

前輪用出力軸３５は、ケース３に回転可能に支持され、後輪用出力軸３２およびモータ出力軸３３ｃと平行に配置されている。前輪用出力軸３５には、等速自在継手８ａを介して前輪用プロペラシャフト８が連結されている。この前輪用プロペラシャフト８には、等速自在継手８ｂ、前輪用デファレンシャル装置９、前輪用ドライブシャフト１０を介して前輪１１が接続されている。なお、前輪用プロペラシャフト８は、エンジン１、主変速機２および後輪用プロペラシャフト４に対して左側に配置されている。

ここで、ケース３内には、副変速機３１、モータ３３および動力伝達機構３４がフロント側からリア側に向けて順に配置されている。すなわち、モータ３３が動力伝達機構３４よりも主変速機２側（フロント側）に配置されている。

また、モータ３３を収納するケース３は、図２に示すように、前輪用デファレンシャル装置９に対して鉛直方向（Ｚ方向）において上側に配置されている。なお、図２は、四輪駆動車両１００を側面側から見た際のケース３と前輪用デファレンシャル装置９との位置関係を示した図である。具体的には、ケース３の下端部が前輪用デファレンシャル装置９の下端部よりも上方に配置されている。また、ケース３に収納される後輪用出力軸３２（図１参照）の高さ位置が、前輪用デファレンシャル装置９に接続される前輪用ドライブシャフト１０（図１参照）の高さ位置よりも上方に配置されている。このため、ケース３から前輪用デファレンシャル装置９へと延びる前輪用プロペラシャフト８が傾斜するように配置されている。

そして、図１に示すように、四輪駆動車両１００では、エンジン１からの動力が、主変速機２、副変速機３１、後輪用出力軸３２、後輪用プロペラシャフト４、後輪用デファレンシャル装置５および後輪用ドライブシャフト６を介して後輪７に伝達され、モータ３３からの動力が、動力伝達機構３４、前輪用出力軸３５、前輪用プロペラシャフト８、前輪用デファレンシャル装置９および前輪用ドライブシャフト１０を介して前輪１１に伝達される。なお、四輪駆動車両１００では、エンジン１の動力が前輪１１には伝達されず、モータ３３の動力が後輪７には伝達されない。

また、四輪駆動車両１００では、エンジン１が後輪７を駆動する二輪駆動状態と、エンジン１が後輪７を駆動するとともに、モータ３３が前輪１１を駆動する四輪駆動状態とが走行状態などに応じて適宜切り換えられる。たとえば、四輪駆動車両１００では、定常走行時などに二輪駆動状態にされ、発進時および低μ路走行時などに四輪駆動状態にされる。

−効果−
本実施形態では、上記のように、前輪１１を駆動するモータ３３が収納されるケース３を、前輪用デファレンシャル装置９に対して上側に配置することによって、前輪を駆動するモータが前輪用デファレンシャル装置の近傍に配置される場合に比べて、ケース３に異物（たとえば、泥水や砂など）がかかりにくくすることができるので、前輪１１を駆動するモータ３３に異物が侵入するのを抑制することができる。また、モータ３３が路面との干渉により破損するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、モータ３３が収納されるケース３を主変速機２の出力側に取り付けることによって、モータを前輪用デファレンシャル装置の近傍に配置する場合に比べて、モータ３３の搭載スペースを広くすることができるので、モータ３３の高出力化を図ることができる。

また、本実施形態では、ケース３内においてモータ３３を動力伝達機構３４よりも主変速機２側に配置することによって、ケース３の強度の高い箇所にモータ３３を配置することができるので、モータ３３の支持強度の向上を図ることができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施形態では、ケース３内においてモータ３３を動力伝達機構３４よりも主変速機２側に配置する例を示したが、これに限らず、図３に示す変形例による四輪駆動車両２００のように、ケース３内においてモータ３３が動力伝達機構３４よりもリア側に配置されていてもよい。

また、本実施形態では、摩擦係合要素および遊星歯車装置などを有する有段式の自動変速機を含む主変速機２を示したが、これに限らず、主変速機が、変速比を無段階に調整する無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を含んでいてもよい。また、主変速機がマニュアルトランスミッション（手動変速機）であってもよい。

また、本実施形態では、動力伝達機構３４がスプロケット３４ａおよび３４ｂとチェーン３４ｃとを有する例を示したが、これに限らず、動力伝達機構がカウンタギヤユニットを有していてもよい。

また、本実施形態では、前輪用プロペラシャフト８が後輪用プロペラシャフト４に対して左側に配置される例を示したが、これに限らず、前輪用プロペラシャフトが後輪用プロペラシャフトに対して右側に配置されるようにしてもよい。

本発明は、前輪を駆動するモータと後輪を駆動するエンジンとを備える四輪駆動車両に利用可能である。

１ エンジン
２ 主変速機（変速機）
３ ケース
４ 後輪用プロペラシャフト
５ 後輪用デファレンシャル装置
７ 後輪
８ 前輪用プロペラシャフト
９ 前輪用デファレンシャル装置
１１ 前輪
３２ 後輪用出力軸（動力伝達軸）
３３ モータ
３４ 動力伝達機構
１００ 四輪駆動車両

Claims (3)

1. 前輪を駆動するモータと、
   後輪を駆動するエンジンと、
   前記エンジンの出力を変速する変速機とを備える四輪駆動車両であって、
   前記モータは、前記変速機の出力側に配置されるケース内に設けられ、
   前記ケースは、前輪用デファレンシャル装置に対して上側に配置されていることを特徴とする四輪駆動車両。
2. 請求項１に記載の四輪駆動車両において、
   前記ケース内には、前記モータの動力を前輪用プロペラシャフトに伝達するための動力伝達機構が設けられ、
   前記モータは、前記動力伝達機構よりも前記変速機側に配置されていることを特徴とする四輪駆動車両。
3. 請求項１または２に記載の四輪駆動車両において、
   前記ケース内には、前記モータの回転軸と同軸上に、前記エンジンからの動力が伝達される動力伝達軸が設けられ、
   前記モータは、動力伝達機構、前輪用プロペラシャフトおよび前記前輪用デファレンシャル装置を介して前記前輪に接続され、
   前記エンジンは、前記変速機、前記動力伝達軸、後輪用プロペラシャフトおよび後輪用デファレンシャル装置を介して前記後輪に接続されていることを特徴とする四輪駆動車両。

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