JP2019163026A - 車両駆動装置 - Google Patents

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晴洋 平野
Haruhiro Hirano
晴洋 平野
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Takashi Yonemori
敬 米盛
英樹 佐内
Hideki Sanai
英樹 佐内
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
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    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/24—Using the vehicle's propulsion converter for charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/20—Control strategies involving selection of hybrid configuration, e.g. selection between series or parallel configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/082—Selecting or switching between different modes of propelling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0411—Arrangement in the front part of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0416—Arrangement in the rear part of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0422—Arrangement under the front seats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0427—Arrangement between the seats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/045—Arrangement in a wheel, e.g. a spare wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0038—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor moving together with the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0092—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being coaxial to the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
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    • B60L2220/10—Electrical machine types
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    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
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    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
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    • B60L2240/421—Speed
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

【課題】車両前部に配置された内燃機関により、後輪を駆動しながら、車両の中央部分に十分なバッテリ収容スペースを確保する。【解決手段】本発明は、車両前部に配置された内燃機関(12)により、後輪(2a)を駆動する車両駆動装置(10)であって、車両(1)の前部に配置され、車両の後輪を駆動する内燃機関と、この内燃機関の出力の回転数を変換する変速機(14c)と、内燃機関が発生した動力を、変速機に伝達する動力伝達軸(14a)と、この動力伝達軸を収容するために、車両の下部中央に、車両の前後方向に延びるように設けられたトンネル部(4d)と、電気エネルギーを蓄積するためのバッテリ(18)と、このバッテリと電気的に接続された回転電気機械(16)と、を有し、バッテリはトンネル部内に配置され、変速機はバッテリの後方、且つ車両の左右の後輪の間に配置されていることを特徴としている。【選択図】図１２

Description

本発明は車両駆動装置に関し、特に、車両前部に配置された内燃機関により、後輪を駆動する車両駆動装置に関する。
近年、世界各国において車両の排出ガス規制が強化され、車両の燃費、走行距離当たりの二酸化炭素排出量等に対する要求が厳しくなっている。また、内燃機関で走行する車両の市街地への進入を規制している都市も存在する。これらの要求を満足するため、内燃機関及び電動機を備えたハイブリッド駆動の車両や、電動機のみによって駆動される電気自動車が開発され、広く普及している。
特許第５２８０９６１号公報（特許文献１）には、車両の駆動制御装置が記載されている。この駆動制御装置においては、車両の後輪側に駆動装置が設けられており、この駆動装置に備えられた２つの電動機が、車両の後輪を夫々駆動する。また、この駆動装置とは別に、内燃機関と電動機が直列に接続された駆動ユニットが車両の前部に設けられている。駆動ユニットの動力はトランスミッション及び主駆動軸を介して前輪に伝達され、駆動装置の動力は車両の後輪に伝達される。また、この駆動制御装置において、車両の発進時には、駆動装置の２つの電動機が駆動され、この駆動力が車両の後輪に夫々伝達される。さらに、車両の加速時には駆動ユニットも駆動力を発生し、駆動ユニット、及び駆動装置の２つの電動機による四輪駆動となる。このように、特許文献１記載の駆動制御装置においては、主に車両の後輪用に夫々設けられた２つの電動機が駆動力を発生している。
特許第５２８０９６１号
電動機による車両の駆動は、走行中に二酸化炭素を排出しないため、年々強化される排出ガス規制をクリアするためには有利であるが、バッテリに蓄積可能な電力に限界があり、十分に長い航続距離を確保することが困難である。このため、車両用の駆動装置として、電動機と共に内燃機関を搭載したハイブリッド駆動装置が広く普及している。また、このようなハイブリッド駆動装置においても、走行中の二酸化炭素排出量を低減するため、特許文献１に記載されている車両のように、主として電動機による駆動力を利用する車両が増加している。このように、現在の車両に求められる様々な要請から、車両には十分な容量を有する大容量のバッテリを搭載する必要がある。
一方、車両の衝突時等におけるバッテリの損傷を最小限に抑えるためには、バッテリを車両の中央部分に搭載することが好ましい。即ち、バッテリを車両の中央部分に配置しておくことにより、車両の前後からの衝突や、側面からの衝突時において、バッテリが損傷を受けにくくなる。しかしながら、通常の車両のレイアウトにおいて、車両の中央部分には様々な機材が配置されており、バッテリを収容する十分なスペースを確保することが難しいという問題がある。特に、車両の前部にエンジンが配置され、プロペラシャフトにより動力を伝達して後輪を駆動する所謂ＦＲ車においては、車両中央部にトランスミッションや、プロペラシャフトが配置されることとなり、バッテリを収容するスペースの確保が困難である。
従って、本発明は、車両前部に配置された内燃機関により、後輪を駆動しながら、車両の中央部分に十分なバッテリ収容スペースを確保することができる車両駆動装置を提供することを目的としている。
上述した課題を解決するために、本発明は、車両前部に配置された内燃機関により、後輪を駆動する車両駆動装置であって、車両の前部に配置され、車両の後輪を駆動する内燃機関と、この内燃機関の出力の回転数を変換する変速機と、内燃機関が発生した動力を、変速機に伝達する動力伝達軸と、この動力伝達軸を収容するために、車両の下部中央に、車両の前後方向に延びるように設けられたトンネル部と、電気エネルギーを蓄積するためのバッテリと、このバッテリと電気的に接続された回転電気機械と、を有し、バッテリはトンネル部内に配置され、変速機はバッテリの後方、且つ車両の左右の後輪の間に配置されていることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、車両の前部に配置された内燃機関の動力が、動力伝達軸によって変速機に伝達され、後輪が駆動される。車両の下部中央には、動力伝達軸を収容するために、車両の前後方向に延びるようにトンネル部が設けられている。内燃機関の動力は、トンネル部内を通る動力伝達軸によって変速機に伝達され、トンネル部内には、回転電気機械と電気的に接続されたバッテリが配置される。一方、変速機はバッテリの後方、且つ車両の左右の後輪の間に配置される。
このように構成された本発明によれば、バッテリがトンネル部内に配置され、変速機がバッテリの後方、且つ車両の左右の後輪の間に配置されているので、車両の下部中央に設けられたトンネル部内のスペースが変速機によって大きく占有されることがない。このため、車両の中央部に位置するトンネル部内にバッテリを収容するための十分なスペースを確保することができ、衝突時等におけるバッテリ損傷のリスクを低減しながら、車両に十分な容量のバッテリを搭載することが可能になる。
本発明において、好ましくは、変速機は、トンネル部よりも後方に配置されている。
このように構成された本発明によれば、トンネル部よりも後方に変速機が配置されているので、トンネル部内のスペースが変速機によって侵食されることがなく、更に大きなバッテリの搭載スペースを確保することができる。
本発明において、好ましくは、バッテリは、車両の側方から見て、少なくとも一部が車両の前席シートと重なる位置に配置されている。
このように構成された本発明によれば、バッテリが、車両の側方から見て、少なくとも一部が車両の前席シートと重なる位置に配置されているので、車室の床面よりも上方の空間をバッテリの収納に利用することができ、バッテリの搭載スペースを拡大することができる。
本発明において、好ましくは、回転電気機械は、車両の前後方向において、内燃機関とバッテリの間に配置されている。
このように構成された本発明によれば、回転電気機械が内燃機関とバッテリの間に配置されているので、内燃機関と回転電気機械を近接して配置することが可能になり、回転電気機械の動力を効率的に動力伝達軸に伝え、又は内燃機関の動力を効率的に回生することができる。
本発明において、好ましくは、内燃機関は、その出力軸が減速機構を介することなく、動力伝達軸に接続されている。
このように構成された本発明によれば、内燃機関の出力軸が減速機構を介することなく、動力伝達軸に接続されているので、動力伝達軸の基端部付近のバッテリの収納スペースが減速機構によって侵食されることがなく、バッテリの搭載スペースを十分に確保することができる。
本発明において、好ましくは、さらに、トンネル部の下方に取り付けられたバッテリ支持部材を有し、バッテリは、バッテリ支持部材の上に載置され、支持される。
このように構成された本発明によれば、バッテリがバッテリ支持部材の上に載置され、支持されているので、バッテリ支持部材を取り外すことにより、容易にバッテリを交換することができる。
本発明において、好ましくは、さらに、動力伝達軸を収容する筒状のトルクチューブを有し、バッテリは、トルクチューブの下方に吊り下げられて支持される。
このように構成された本発明によれば、バッテリがトルクチューブの下方に吊り下げられて支持されるので、トンネル部内のバッテリを下方から容易に点検することができる。
本発明の車両駆動装置によれば、車両前部に配置された内燃機関により、後輪を駆動しながら、車両の中央部分に十分なバッテリ収容スペースを確保することができる。
本発明の実施形態による車両駆動装置を搭載した車両のレイアウト図である。 本発明の実施形態による車両駆動装置を搭載した車両の前部を上方から見た透視図である。 本発明の実施形態による車両駆動装置を搭載した車両の前部を側面から見た透視図である。 図２のiv−iv線に沿う断面図である。 本発明の実施形態による車両駆動装置の電源構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による車両駆動装置において、キャパシタに電力が回生された場合における電圧の変化の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施形態による車両駆動装置において使用されている各モータの出力と車速の関係を示す図である。 本発明の実施形態による車両駆動装置に採用されている副駆動モータの構造を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による車両駆動装置における制御装置による制御のフローチャートである。 本発明の実施形態による車両駆動装置の各モードにおける動作の一例を示すグラフである。 本発明の実施形態による車両駆動装置において、トランスミッションをシフトダウン又はシフトアップした場合における車両に作用する加速度の変化を模式的に示す図である。 本発明の実施形態の車両駆動装置におけるバッテリの収納構造を説明するためのレイアウト図である。 本発明の実施形態の車両駆動装置において、バッテリを収納しているトンネル部を下方から見た底面図である。 図１３におけるXIV-XIV線に沿う断面図である。 本発明の実施形態の車両駆動装置において、バッテリの収納構造の変形例を示す斜視図である。
次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態による車両駆動装置を搭載した車両のレイアウト図である。図２は本実施形態の車両駆動装置を搭載した車両の前部を上方から見た透視図であり、図３は車両の前部を側面から見た透視図である。図４は、図２のiv−iv線に沿う断面図である。
図１に示すように、本発明の実施形態による車両駆動装置を搭載した車両１は、運転席よりも前方の、車両の前部に内燃機関であるエンジン１２が搭載され、主駆動輪である左右１対の後輪２ａを駆動する所謂ＦＲ（Front engine, Rear drive）車である。また、後述するように、後輪２ａは回転電気機械である主駆動モータによっても駆動され、副駆動輪である左右１対の前輪２ｂは、副駆動電動機である副駆動モータによって駆動される。
車両１に搭載された本発明の実施形態による車両駆動装置１０は、後輪２ａを駆動するエンジン１２と、後輪２ａに駆動力を伝達する動力伝達機構１４と、後輪２ａを駆動する主駆動モータ１６と、電気エネルギーを蓄積するバッテリ１８と、前輪２ｂを駆動する副駆動モータ２０と、キャパシタ２２と、制御装置２４と、を有する。
エンジン１２は、車両１の主駆動輪である後輪２ａに対する駆動力を発生するための内燃機関である。図２乃至４に示すように、本実施形態においては、エンジン１２として直列４気筒エンジンが採用されており、車両１の前部に配置されたエンジン１２が動力伝達機構１４を介して後輪２ａを駆動するようになっている。また、図４に示すように、本実施形態においては、エンジン１２は、フライホイールを備えていないフライホイールレスエンジンであり、車両１のサブフレーム４ａにエンジンマウント６ａを介して装着されている。さらに、サブフレーム４ａは、フロントサイドフレーム４ｂの下部、及びその後端のダッシュパネル４ｃ下部に締結固定されている。
動力伝達機構１４は、エンジン１２が発生した駆動力を主駆動輪である後輪２ａに伝達するように構成されている。図１乃至図３に示すように、動力伝達機構１４は、エンジン１２に接続された動力伝達軸であるプロペラシャフト１４ａ、クラッチ１４ｂ、及び有段の変速機であるトランスミッション１４ｃを備えている。プロペラシャフト１４ａは、車両１の前部に配置されたエンジン１２から、プロペラシャフトトンネル４ｄ（図２）の中を車両１の後方へ向けて延び、エンジン１２の動力をトランスミッション１４ｃに伝達する。このため、エンジン１２の出力軸（図示せず）は減速機構を介することなく、プロペラシャフト１４ａに接続される。プロペラシャフト１４ａの後端は、プロペラシャフトトンネル４ｄの後方で、クラッチ１４ｂを介してトランスミッション１４ｃに接続されている。従って、トランスミッション１４ｃは、プロペラシャフトトンネル４ｄよりも後方に配置され、トランスミッション１４ｃの出力軸は後輪２ａの車軸（図示せず）に接続され、後輪２ａを駆動する。
なお、本実施形態において、トランスミッション１４ｃは、所謂トランスアクスル配置であり、少なくとも一部が車両１の左右の後輪２ａの間に位置している。これにより、エンジン１２の直後の位置に外径の大きなトランスミッション１４ｃ（変速機）の本体が存在しなくなる。これにより、後述するように、トンネル部であるプロペラシャフトトンネル４ｄ内に、バッテリ１８を収容するための大きなスペースを確保することができる。加えて、トランスミッション１４ｃをバッテリ１８よりも後方に配置することにより、フロアトンネル（プロペラシャフトトンネル４ｄ）の幅を小さくすることができ、乗員の中央側足元空間を確保して乗員に真正面に正対した左右対称な下半身姿勢をとらせることが可能となる。更に、この乗員の姿勢を確保しつつ主駆動モータ１６の外径や、長さを出力に応じた十分な大きさにすることが容易になる。
主駆動モータ１６は、主駆動輪に対する駆動力を発生するための回転電気機械であり、エンジン１２に隣接してエンジン１２の後ろ側に、車両１の前後方向においてエンジン１２とバッテリ１８の間に配置されている。また、主駆動モータ１６に隣接してインバータ（ＩＮＶ）１６ａが配置されている。このインバータ１６ａを介してバッテリ１８と主駆動モータ１６が電気的に接続され、インバータ１６ａにより、バッテリ１８からの電流が交流に変換されて主駆動モータ１６に供給される。さらに、図２及び図３に示すように、主駆動モータ１６はエンジン１２と直列に接続されており、主駆動モータ１６が発生した駆動力も動力伝達機構１４を介して後輪２ａに伝達される。或いは、主駆動モータ１６を動力伝達機構１４の途中に接続し、動力伝達機構１４の一部を介して駆動力が後輪２ａに伝達されるように本発明を構成することもできる。また、本実施形態においては、主駆動モータ１６として、４８Ｖで駆動される２５ｋＷの永久磁石電動機（永久磁石同期電動機）が採用されている。
バッテリ１８は、主として主駆動モータ１６を作動させる電力を蓄積するための蓄電器である。また、図２に示すように、本実施形態においてバッテリ１８は、プロペラシャフト１４ａをカバーするトルクチューブ１４ｄを取り囲むように、プロペラシャフトトンネル４ｄの内部に配置されている。さらに、本実施形態においては、バッテリ１８として、４８Ｖ、３．５ｋＷｈのリチウムイオンバッテリ（ＬＩＢ）が使用されている。また、図３に示すように、バッテリ１８は、車両１の側方から見て、少なくとも一部が、車両１の前席シート１７と重なる位置に配置されている。
なお、上記のように、本実施形態においてはトランスアクスル配置が採用されているため、これにより生じたフロアトンネル（プロペラシャフトトンネル４ｄ）前方の空間に向けて、バッテリ１８を収容する容積を拡大することができる。これにより、フロアトンネルの幅を大きくして乗員の中央側空間を狭めることなく、バッテリ１８容量の確保、拡大が可能になる。
図４に示すように、副駆動モータ２０は、副駆動輪である前輪２ｂに対する駆動力を発生するように、車両１のバネ下に、前輪２ｂ各輪に設けられている。本実施形態においては、前輪２ｂ各輪はダブルウイッシュボーンタイプのサスペンションで支持され、アッパアーム８ａ、ロアアーム８ｂ、スプリング８ｃ、及びショックアブソーバ８ｄにより懸架されている。また、副駆動モータ２０はインホイールモータであり、前輪２ｂ各輪のホイール内に夫々収容されている。従って、副駆動モータ２０は、車両１の所謂「バネ下」に設けられて前輪２ｂを夫々駆動するように構成されている。また、図１に示すように、各副駆動モータ２０には、キャパシタ（ＣＡＰ）２２からの電流が、各インバータ２０ａにより夫々交流に変換されて供給される。さらに、本実施形態においては、副駆動モータ２０には減速機が設けられておらず、副駆動モータ２０の駆動力は前輪２ｂに直接伝えられる。また、本実施形態においては、各副駆動モータ２０として、１７ｋＷの誘導電動機が夫々採用されている。
キャパシタ（ＣＡＰ）２２は、副駆動モータ２０によって回生された電力を蓄積するように設けられている。図２及び図３に示すように、キャパシタ２２はエンジン１２の直前に配置されると共に、車両１の前輪２ｂ各輪に設けられた副駆動モータ２０に電力を供給する。図４に示すように、キャパシタ２２は、その両側の側面から突出したブラケット２２ａが、キャパシタ用マウント６ｂを介してフロントサイドフレーム４ｂに支持されている。また、副駆動モータ２０からキャパシタ２２へ延びるハーネス２２ｂは、ホイールハウス壁面の側部上端を通ってエンジンルーム内に通されている。さらに、キャパシタ２２は、バッテリ１８よりも高い電圧で電荷を蓄積するように構成されると共に、副駆動輪である左右の前輪２ｂの間の領域内に配置される。主としてキャパシタ２２に蓄積された電力により駆動される副駆動モータ２０は、主駆動モータ１６よりも高い電圧で駆動される。
制御装置２４は、エンジン１２、主駆動モータ１６、及び副駆動モータ２０を制御して、電動機走行モード及び内燃機関走行モードを実行するように構成されている。具体的には、制御装置２４は、マイクロプロセッサ、メモリ、インタフェイス回路、及びこれらを作動させるプログラム（以上、図示せず）等によって構成することができる。制御装置２４による制御の詳細は後述する。
また、図１に示すように、キャパシタ２２の近傍には、電圧変換器である高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａ及び低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ｂが夫々配置されている。これらの高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａ、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ｂ、キャパシタ２２、及び２つのインバータ２０ａはユニット化され、統合ユニットを構成している。
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施形態による車両駆動装置１０の電源構成、及び各モータによる車両１の駆動を説明する。
図５は、本発明の実施形態による車両駆動装置１０の電源構成を示すブロック図である。図６は、本実施形態の車両駆動装置１０において、キャパシタ２２に電力が回生された場合における電圧の変化の一例を模式的に示す図である。図７は、本実施形態の車両駆動装置１０において使用されている各モータの出力と車速の関係を示す図である。
まず、本発明の実施形態による車両駆動装置１０の電源構成を説明する。図５に示すように、車両駆動装置１０に備えられているバッテリ１８とキャパシタ２２は直列に接続されている。主駆動モータ１６はバッテリ１８の基準出力電圧である約４８Ｖで駆動され、副駆動モータ２０はバッテリ１８の出力電圧とキャパシタ２２の端子間電圧を合算した４８Ｖよりも高い、最大１２０Ｖの電圧で駆動される。このため、副駆動モータ２０は、常にキャパシタ２２を介して供給された電力によって駆動される。
また、主駆動モータ１６にはインバータ１６ａが取り付けられており、バッテリ１８の出力を交流に変換した上で永久磁石電動機である主駆動モータ１６が駆動される。同様に、各副駆動モータ２０にはインバータ２０ａが夫々取り付けられており、バッテリ１８及びキャパシタ２２の出力を交流に変換した上で誘導電動機である副駆動モータ２０が駆動される。なお、副駆動モータ２０は、主駆動モータ１６よりも高い電圧で駆動されるため、副駆動モータ２０に電力を供給するハーネス（電線）２２ｂには高い絶縁性が要求される。しかしながら、各副駆動モータ２０に近接してキャパシタ２２が配置されているため、ハーネス２２ｂの絶縁性を高くすることによる重量の増加を最小限に抑えることができる。
さらに、車両１の減速時等には、主駆動モータ１６及び各副駆動モータ２０は発電機として機能し、車両１の運動エネルギーを回生して電力を生成する。主駆動モータ１６によって回生された電力はバッテリ１８に蓄積され、各副駆動モータ２０によって回生された電力は主としてキャパシタ２２に蓄積される。
また、バッテリ１８とキャパシタ２２の間には電圧変換器である高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａが接続されており、この高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａはキャパシタ２２に蓄積された電荷が不足しているとき（キャパシタ２２の端子間電圧が低下したとき）、バッテリ１８の電圧を昇圧してキャパシタ２２に充電する。一方、各副駆動モータ２０によるエネルギーの回生により、キャパシタ２２の端子間電圧が所定電圧以上に上昇した場合には、キャパシタ２２に蓄積された電荷を降圧してバッテリ１８に印加し、バッテリ１８の充電を行う。即ち、副駆動モータ２０によって回生された電力はキャパシタ２２に蓄積された後、蓄積された電荷の一部が、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａを介してバッテリ１８に充電される。
さらに、バッテリ１８と車両１の１２Ｖ電装品の間には、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ｂが接続されている。車両駆動装置１０の制御装置２４や、車両１の電装品の多くは１２Ｖの電圧で作動するので、バッテリ１８に蓄積された電荷を低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ｂにより１２Ｖに降圧して、これらの機器に供給する。
次に、図６を参照して、キャパシタ２２に対する充電及び放電を説明する。
図６に示すように、キャパシタ２２の電圧は、バッテリ１８によるベース電圧と、キャパシタ２２自体の端子間電圧の合計となる。車両１の減速時等には、各副駆動モータ２０により電力の回生が行われ、回生された電力はキャパシタ２２に充電される。キャパシタ２２への充電が行われると比較的急激に端子間電圧が上昇する。充電によりキャパシタ２２の電圧が所定電圧以上に上昇すると、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａによりキャパシタ２２の電圧が降圧され、バッテリ１８への充電が行われる。図６に示すように、このキャパシタ２２からバッテリ１８への充電は、キャパシタ２２への充電よりも比較的緩やかに行われ、キャパシタ２２の電圧は適正電圧まで比較的緩やかに低下される。
即ち、各副駆動モータ２０により回生された電力は一時的にキャパシタ２２に蓄積され、その後、バッテリ１８へ緩やかに充電される。なお、回生が行われる期間によっては、各副駆動モータ２０による電力の回生と、キャパシタ２２からバッテリ１８への充電がオーバーラップして行われる場合もある。
一方、主駆動モータ１６によって回生された電力は、バッテリ１８に直接充電される。
次に、図７を参照して、本発明の実施形態による車両駆動装置１０における車速と各モータの出力の関係を説明する。図７は、本実施形態の車両駆動装置１０において、車両１の速度と、各速度における各モータの出力の関係を示すグラフである。図７において、主駆動モータ１６の出力を破線で示し、１つの副駆動モータ２０の出力を一点鎖線で、２つの副駆動モータ２０の出力の合計を二点鎖線で、全てのモータの出力の合計を実線で示している。
本実施形態においては主駆動モータ１６には永久磁石電動機が採用されているため、図７に破線で示すように、モータ回転数が低い低車速域で主駆動モータ１６の出力が大きく、車速が速くなるにつれて出力可能なモータ出力が減少する。即ち、本実施形態において、主駆動モータ１６は、約４８Ｖで駆動され、１０００ｒｐｍ程度まで最大トルクである約２００Ｎｍのトルクを出力し、約１０００ｒｐｍ以上で回転数の増加と共にトルクが低下する。また、本実施形態において、主駆動モータ１６は、最低速域において約２０ｋＷ程度の連続出力が得られ、最大出力約２５ｋＷが得られるように構成されている。
これに対して、副駆動モータ２０には誘導電動機が採用されているため、図７に一点鎖線及び二点鎖線で示すように、低い低車速域では副駆動モータ２０の出力極めて小さく、車速が速くなるにつれて出力が増大し、車速約１３０ｋｍ／ｈ付近で最大出力が得られた後、モータ出力は減少する。本実施形態において、副駆動モータ２０は、約１２０Ｖで駆動され、車速約１３０ｋｍ／ｈ付近で１台当たり約１７ｋＷ、２台合計で約３４ｋＷの出力が得られるように構成されている。即ち、本実施形態において、副駆動モータ２０は、約６００乃至８００ｒｐｍでトルクカーブがピークをもち、最大トルク約２００Ｎｍが得られる。
図７の実線には、これら主駆動モータ１６及び２台の副駆動モータ２０の出力の合計が示されている。このグラフから明らかなように、本実施形態においては、車速約１３０ｋｍ／ｈ付近で最大出力約５３ｋＷが得られており、この車速における、この最大出力でＷＬＴＰ試験において要求される走行条件を満足することができる。なお、図７の実線では、低車速域においても２台の副駆動モータ２０の出力値が合算されているが、後述するように、実際には低車速域では各副駆動モータ２０が駆動されることはない。即ち、発進時及び低車速域においては主駆動モータ１６のみで車両が駆動され、高車速域で大出力が必要とされたとき（高車速域で車両１を加速させるとき等）のみ２台の副駆動モータ２０が出力を発生する。このように、高回転領域で大きな出力を発生することができる誘導電動機（副駆動モータ２０）を、高速域のみで使用することにより、車両重量の増加を低く抑えながら必要なとき（所定速度以上での加速時等）に十分な出力を得ることができる。
次に、図８を参照して、本発明の実施形態の車両駆動装置１０に採用されている副駆動モータ２０の構成を説明する。図８は、副駆動モータ２０の構造を模式的に示す断面図である。
図８に示すように、副駆動モータ２０は、ステータ２８と、このステータの周囲で回転するロータ３０から構成されたアウターロータタイプの誘導電動機である。
ステータ２８は、概ね円板状のステータベース２８ａと、このステータベース２８ａの中心から延びるステータシャフト２８ｂと、このステータシャフト２８ｂの周囲に取り付けられたステータコイル２８ｃと、を有する。また、ステータコイル２８ｃは電気絶縁液室３２に収納されており、この中に満たされた電気絶縁液３２ａに浸漬され、これにより沸騰冷却される。
ロータ３０は、ステータ２８の周囲を取り囲むように概ね円筒状に構成されており、一端が閉塞された概ね円筒形に構成されたロータ本体３０ａと、ロータ本体３０ａの内周壁面に配置されたロータコイル３０ｂと、を有する。ロータコイル３０ｂは、ステータコイル２８ｃが生成する回転磁界により誘導電流が発生するように、ステータコイル２８ｃに対向するように配置されている。また、ロータ３０は、ステータ２８の周囲で円滑に回転するように、ステータシャフト２８ｂの先端に取り付けられたベアリング３４によって支持されている。
ステータベース２８ａは、車両１の前輪を懸架するアッパアーム８ａ及びロアアーム８ｂ（図４）によって支持されている。一方、ロータ本体３０ａは、前輪２ｂのホイール（図示せず）に直接固定されている。ステータコイル２８ｃには、インバータ２０ａによって交流に変換された交流電流が流され、回転磁界が生成される。この回転磁界によりロータコイル３０ｂに誘導電流が流れ、ロータ本体３０ａを回転させる駆動力が発生する。このように、各副駆動モータ２０による生成された駆動力は、直接、各前輪２ｂのホイール（図示せず）を回転駆動する。
次に、図９及び図１０を参照して、制御装置２４により実行される電動機走行モード及び内燃機関走行モードの動作を説明する。図９は、制御装置２４による制御のフローチャートであり、図１０は、各モードにおける動作の一例を示すグラフである。なお、図９に示すフローチャートは、車両１の作動中、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
図１０に示すグラフは、上段から順に、車両１の速度、エンジン１２が発生するトルク、主駆動モータ１６が発生するトルク、副駆動モータ２０が発生するトルク、キャパシタ２２の電圧、キャパシタ２２電流、及びバッテリ１８電流を示している。なお、主駆動モータ１６のトルク、及び副駆動モータ２０のトルクを示すグラフにおいて、正の値は各モータがトルクを発生している状態を意味し、負の値は各モータが車両１の運動エネルギーを回生している状態を意味する。また、キャパシタ２２電流、及びバッテリ１８電流を示すグラフにおいて、負の値は各モータに電力を供給（放電）している状態を意味し、正の値は各モータにおいて回生された電力を充電している状態を意味する。
まず、図９のステップＳ１においては、車両１が内燃機関走行モード（ＥＮＧモード）に設定されているか否かが判断される。即ち、車両１には内燃機関走行モードか、電動機走行モード（ＥＶモード）の何れかを選択するスイッチ（図示せず）が備えられており、ステップＳ１においては、どちらのモードに設定されているかが判断される。図１０の時刻ｔ1においては、電動機走行モードに設定されているため、図９のフローチャートにおける処理はステップＳ２に移行する。
次に、ステップＳ２においては、車両１が所定車速以上であるか否かが判断され、所定車速以上である場合にはステップＳ６に進み、所定車速未満である場合にはステップＳ３に進む。図１０の時刻ｔ1においては、運転者が車両１を発進させており、車速が低いためフローチャートにおける処理はステップＳ３に移行する。
さらに、ステップＳ３においては、車両１が減速されているか（車両１のブレーキペダル（図示せず）が操作されているか）否かが判断され、減速されている場合にはステップＳ５に進み、加速又は定速走行中である（ブレーキペダル（図示せず）が操作されていない）場合にはステップＳ４に進む。図１０の時刻ｔ1においては、運転者が車両１を発進させ、加速している（車両１のアクセルペダル（図示せず）が所定量以上操作されている）のでフローチャートにおける処理はステップＳ４に移行して、図９のフローチャートによる１回の処理が終了する。ステップＳ４においては、主駆動モータ１６がトルクを発生し、車速が上昇する（図１０の時刻ｔ1〜ｔ2）。この際、主駆動モータ１６に電力を供給するバッテリ１８から放電電流が流れる一方、副駆動モータ２０はトルクを発生させないため、キャパシタ２２からの放電電流はゼロのままであり、キャパシタ２２の電圧も変化しない。また、図１０の時刻ｔ1〜ｔ2では、電動機走行モードに設定されているため、エンジン１２は駆動されない（エンジン１２に燃料は供給されず、トルクを発生しない）。
図１０に示す例では、時刻ｔ1〜ｔ2の間、車両１を加速させた後、時刻ｔ3まで車両１は定速走行されている。この間、図９のフローチャートによる処理は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４の処理が繰り返し実行される。この低速走行中は、主駆動モータ１６が発生するトルクが加速中よりも小さくなるため、バッテリ１８から放電される電流も小さくなる。
次に、図１０の時刻ｔ3において、運転者が車両１のブレーキペダル（図示せず）を操作すると、図９のフローチャートにおける処理は、ステップＳ３→Ｓ５に移行するようになる。ステップＳ５においては、主駆動モータ１６による駆動が停止（トルクを発生しない）されると共に、副駆動モータ２０により、車両１の運動エネルギーが電力として回生される。運動エネルギーの回生により車両１は減速され、バッテリ１８からの放電電流がゼロとなる一方、副駆動モータ２０による電力の回生により、キャパシタ２２に充電電流が流れ、キャパシタ２２の電圧が上昇する。
図１０の時刻ｔ4において、車両１が停止すると、キャパシタ２２への充電電流がゼロとなり、キャパシタ２２の電圧も一定になる。次いで、時刻ｔ5において再び車両１が発進され、低速走行に至った（時刻ｔ6）後、車両１の減速が開始（時刻ｔ7）されるまでは、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４の処理が繰り返し実行される。時刻ｔ7において車両の減速が開始されると、図９のフローチャートにおいてはステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５の処理が繰り返し実行され、副駆動モータ２０による電力の回生が行われる。このように、市街地の中などで比較的低速で発進、停止が繰り返される間は、電動機走行モードに設定され、車両１は純粋に電気自動車（ＥＶ）として機能し、エンジン１２はトルクを発生しない。
さらに、図１０の時刻ｔ8において車両１が発進されると、図９のフローチャートにおいてはステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４の処理が繰り返し実行され、車両１が加速される。次いで、時刻ｔ9において、車両１の速度が所定の車速を超えると、フローチャートにおける処理は、ステップＳ２→Ｓ６に移行するようになる。ステップＳ６においては、車両１が減速しているか（ブレーキペダルを操作しているか）否かが判断される。時刻ｔ9において車両１は減速していないため、フローチャートにおける処理はステップＳ７に進む。ステップＳ７においては、車両１が所定値以上加速されているか（車両１のアクセルペダルが所定量以上操作されているか）否かが判断される。
図１０に示す例においては、時刻ｔ9において車両１が所定値以上加速されているため、ステップＳ８に進み、ここでは主駆動モータ１６が駆動されると共に、副駆動モータ２０も駆動される。このように、電動機走行モードにおいて、所定値以上の車速で、所定値以上の加速が行われると、必要な動力を得るために主駆動モータ１６及び副駆動モータ２０に電力が供給され、これらによって車両１が駆動される。この際、主駆動モータ１６にはバッテリ１８から電力が供給され、副駆動モータ２０にはキャパシタ２２から電力が供給される。このようにキャパシタ２２から電力が供給されることにより、キャパシタ２２の電圧は低下する。主駆動モータ１６及び副駆動モータ２０により車両１が駆動されている間（時刻ｔ9〜ｔ10）、フローチャートにおいては、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８の処理が繰り返し実行される。
図１０の時刻ｔ10において、車両１が定速走行に移行する（アクセルペダルの操作が所定量未満になる）と、フローチャートにおいては、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ９の処理が繰り返し実行されるようになる。ステップＳ９においては、副駆動モータ２０による駆動が停止され（トルクを発生しなくなる）、主駆動モータ１６のみによって車両１が駆動される。このように、車両１が所定車速以上で走行している状態であっても、所定量以上の加速が行われていない状態では、主駆動モータ１６のみにより車両１が駆動される。
また、時刻ｔ9〜ｔ10の間の副駆動モータ２０の駆動により、キャパシタ２２の電圧が所定値以下に低下したため、時刻ｔ10において制御装置２４は高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａに信号を送り、キャパシタ２２への充電を行う。即ち、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａは、バッテリ１８に蓄積されている電荷を昇圧してキャパシタ２２に充電を行う。これにより、図１０の時刻ｔ10〜ｔ11においては、主駆動モータ１６を駆動するための電流及びキャパシタ２２を充電するための電流が、バッテリ１８から放電される。なお、副駆動モータ２０により大きな電力が回生され、キャパシタ２２の電圧が所定値以上に上昇した場合には、制御装置２４は高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａに信号を送り、キャパシタ２２の電圧を降圧してバッテリ１８への充電を行う。このように、副駆動モータ２０により回生された電力は、副駆動モータ２０によって消費されるか、又はキャパシタ２２に一旦蓄積された後、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａを介してバッテリ１８に充電される。
図１０の時刻ｔ11において、車両１が減速する（ブレーキペダルが操作される）と、フローチャートにおいては、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ６→Ｓ１０の処理が繰り返し実行されるようになる。ステップＳ１０においては、主駆動モータ１６及び副駆動モータ２０の両方で車両１の運動エネルギーが電力として回生される。主駆動モータ１６によって回生された電力はバッテリ１８へ蓄積され、副駆動モータ２０によって回生された電力はキャパシタ２２に蓄積される。このように、所定車速以上でブレーキペダルが操作された場合には、主駆動モータ１６及び副駆動モータ２０の両方で電力の回生が行われ、バッテリ１８及びキャパシタ２２に電荷が蓄積される。
次に、図１０の時刻ｔ12において、運転者によってスイッチ（図示せず）が操作され、車両１が電動機走行モードから内燃機関走行モードに切り替えられると共に、アクセルペダル（図示せず）が踏み込まれる。車両１が内燃機関走行モードに切り替えられると、制御装置２４における図９のフローチャートの処理はステップＳ１→Ｓ１１に移行するようになり、ステップＳ１１以下の処理が実行されるようになる。
まず、ステップＳ１１においては、車両１が停車しているか否かが判断され、停車していない場合（走行している場合）には、ステップＳ１２において、車両１が減速中であるか否か（ブレーキペダル（図示せず）が操作されているか否か）が判断される。図１０の時刻ｔ12においては、車両１が走行中であり、運転者がアクセルペダルを操作しているので、図９のフローチャートにおける処理はステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３においては、エンジン１２への燃料の供給が開始され、エンジン１２がトルクを発生するようになる。即ち、本実施形態においては、エンジン１２の出力軸（図示せず）は主駆動モータ１６の出力軸（図示せず）と直結されているため、エンジン１２の出力軸は常に主駆動モータ１６の駆動と共に回転されている。しかしながら、電動機走行モードにおいては、エンジン１２への燃料供給が行われないためエンジン１２はトルクを発生しておらず、内燃機関走行モードにおいて燃料供給が開始されることによりトルクを発生するようになる。
また、電動機走行モードから内燃機関走行モードに切り替えられた直後は、制御装置２４は、主駆動モータ１６によりエンジン始動用のトルクを発生させる（図１０の時刻ｔ12〜ｔ13）。このエンジン始動用のトルクは、エンジン１２への燃料供給が開始された後、エンジン１２が実際にトルクを発生するようになるまでの間、車両１を走行させると共に、エンジン１２がトルクを発生する前後のトルクムラを抑制するために発生される。また、本実施形態においては、内燃機関走行モードに切り替えられた時点におけるエンジン１２の回転数が所定回転数未満の場合にはエンジン１２への燃料供給は開始されず、エンジン始動用のトルクによりエンジン１２が所定回転数以上になった時点で燃料供給が開始される。本実施形態においては、エンジン１２の回転数が２０００ｒｐｍ以上に上昇したとき、燃料供給が開始される。
エンジン１２が始動された後、車両１が加速又は定速走行している間は、図９のフローチャートにおいては、ステップＳ１→Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３の処理が繰り返し実行される（図１０の時刻ｔ13〜ｔ14）。このように、内燃機関走行モードにおいては、車両１を駆動するための動力は専らエンジン１２から出力され、主駆動モータ１６及び副駆動モータ２０が車両１を駆動するための動力を出力することはない。このため、運転者は、内燃機関により駆動される車両１の運転フィーリングを楽しむことができる。
次いで、図１０の時刻ｔ14において、運転者がブレーキペダル（図示せず）を操作すると、図９のフローチャートにおける処理は、ステップＳ１２→Ｓ１４に移行するようになる。ステップＳ１４においては、エンジン１２への燃料供給が停止され、燃料の消費が抑制される。さらに、ステップＳ１５においては、主駆動モータ１６及び副駆動モータ２０により、車両１の運動エネルギーが電気エネルギーとして回生され、バッテリ１８及びキャパシタ２２に夫々充電電流が流れる。このように、車両１の減速中においては、ステップＳ１→Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１４→Ｓ１５の処理が繰り返し実行される（図１０の時刻ｔ14〜ｔ15）。
なお、内燃機関走行モードにおける車両１の減速中において、制御装置２４は、有段変速機であるトランスミッション１４ｃの切り替え時（変速時）に、副駆動モータ２０を駆動してダウンシフトトルク調整を実行する。このトルク調整トにより発生されるトルクは瞬間的にトルク抜け等を補完するものであり、車両１を駆動するトルクには該当しない。トルク調整の詳細については後述する。
一方、図１０の時刻ｔ15において、車両１が停止すると、図９のフローチャートにおける処理は、ステップＳ１１→Ｓ１６に移行するようになる。ステップＳ１６において、制御装置２４は、エンジン１２のアイドリングを維持するために必要な最小限の燃料を供給する。また、制御装置２４は、エンジン１２が低回転数でアイドリングを維持できるよう、主駆動モータ１６によりアシストトルクを発生させる。このように、車両１の停車中においては、ステップＳ１→Ｓ１１→Ｓ１６の処理が繰り返し実行される（図１０の時刻ｔ15〜ｔ16）。
本実施形態においては、エンジン１２はフライホイールレスエンジンであるが、主駆動モータ１６が発生するアシストトルクが擬似的なフライホイールとして作用し、エンジン１２は低回転数で滑らかなアイドリングを維持することができる。また、フライホイールレスエンジンを採用することにより、内燃機関走行モードの走行中には、エンジン１２の高い応答性が得られ、フィーリングの良い運転を楽しむことができる。
また、内燃機関走行モードにおいて車両１が停車している状態から発進する場合には、制御装置２４は主駆動モータ１６に信号を送り、主駆動モータ１６の回転数（＝エンジン１２の回転数）を所定回転数まで上昇させる。エンジン回転数が所定回転数まで上昇した後、制御装置２４は、エンジン１２にエンジン駆動用の燃料を供給して、エンジン１２による駆動を発生させ、内燃機関走行モードによる走行が行なわれる。
次に、図１１を参照して、トランスミッション１４ｃの切り替え時（変速時）におけるトルク調整を説明する。
図１１は、トランスミッション１４ｃをシフトダウン又はシフトアップした場合において、車両に作用する加速度の変化を模式的に示す図であり、上段から順にダウンシフトトルクダウン、ダウンシフトトルクアシスト、アップシフトトルクアシストの一例を夫々示している。
本発明の実施形態による車両駆動装置１０は、内燃機関走行モードにおいて、自動変速モードに設定されている場合には、車速やエンジン回転数に応じて、制御装置２４がクラッチ１４ｂ及びトランスミッション１４ｃを自動的に切り替えるように構成されている。図１１の上段に示すように、減速時に車両１に負の加速度が作用している状態で、トランスミッション１４ｃのシフトダウン（低速側に変速）を行う際（図１１の時刻ｔ101）、制御装置２４はクラッチ１４ｂを切り離し、エンジン１２の出力軸と主駆動輪（後輪２ａ）が切り離される。このように、エンジン１２が主駆動輪から切り離されると、エンジン１２の回転抵抗が主駆動輪に作用しなくなるので、図１１上段の破線に示すように、車両１に作用する加速度は瞬間的に正の側に変化する。次いで、シフトダウン完了時の時刻ｔ102において制御装置２４がクラッチ１４ｂを接続すると加速度は再び負の側に変化する。一般に、シフトダウン開始から完了までの期間（時刻ｔ101〜ｔ102）は３００〜１０００ｍｓｅｃであるが、車両に作用するトルクが瞬間的に変化する所謂トルクショックにより、乗員に空走感が与えられ、不快感を与えてしまうことがある。
本実施形態の車両駆動装置１０においては、制御装置２４は、シフトダウン時において副駆動モータ２０に制御信号を送ってトルク調整を行い、車両１の空走感を抑制する。具体的には、制御装置２４は、クラッチ１４ｂ及びトランスミッション１４ｃに信号を送ってシフトダウンを行う際、車両１に発生する加速度の変化を予測し、副駆動モータ２０にエネルギーの回生を実行させる。これにより、図１１上段の実線に示すように、トルクショックによる車両１の加速度の瞬間的な上昇（正側への変化）が抑制され、空走感を抑制することができる。また、本実施形態においては、シフトダウンに伴う主駆動輪（後輪２ａ）におけるトルクショックを、副駆動モータ２０により副駆動輪（前輪２ｂ）で補完している。このため、エンジン１２から主駆動輪に動力を伝達する動力伝達機構１４の動特性の影響を受けることなくトルク調整を行うことができる。
また、図１１中段の破線に示すように、加速時に車両１に正の加速度が作用している状態で、時刻ｔ103においてシフトダウンが開始されると、エンジン１２の出力軸と主駆動輪（後輪２ａ）が切り離される。これにより、エンジン１２による駆動トルクが後輪２ａに作用しなくなり、トルクショックが発生するので、時刻ｔ104においてシフトダウンが完了するまでの間に乗員に失速感が与えられる場合がある。即ち、シフトダウンが開始される時刻ｔ103において瞬間的に車両１の加速度が負の側に変化し、シフトダウンが完了する時刻ｔ104において加速度が正の側に変化する。
本実施形態の車両駆動装置１０において、制御装置２４はシフトダウンを行う際、車両１に発生する加速度の変化を予測し、副駆動モータ２０に駆動力を発生させる。これにより、図１１中段の実線に示すように、トルクショックによる車両１の加速度の瞬間的な低下（負側への変化）が抑制され、失速感が抑制される。
さらに、図１１下段の破線に示すように、加速時に車両１に正の加速度が作用している状態（正の加速度は時間と共に低下している）で、時刻ｔ105においてシフトアップが開始されると、エンジン１２の出力軸と主駆動輪（後輪２ａ）が切り離される。これにより、エンジン１２による駆動トルクが後輪２ａに作用しなくなり、トルクショックが発生するので、時刻ｔ106においてシフトアップが完了するまでの間に乗員に失速感が与えられる場合がある。即ち、シフトアップが開始される時刻ｔ105において瞬間的に車両１の加速度が負の側に変化し、シフトアップが完了する時刻ｔ106において加速度が正の側に変化する。
本実施形態において、制御装置２４はシフトアップを行う際、車両１に発生する加速度の変化を予測し、副駆動モータ２０に駆動力を発生させる。これにより、図１１下段の実線に示すように、トルクショックによる車両１の加速度の瞬間的な低下（負側への変化）が抑制され、失速感が抑制される。
上記のように、トランスミッション１４ｃのシフトダウン又はシフトアップ時における副駆動モータ２０による駆動トルクの調整は、ごく短時間に行われるものであり、実質的に車両１を駆動するものではない。このため、副駆動モータ２０が発生する動力は、副駆動モータ２０によって回生され、キャパシタ２２に蓄積された電荷によって生成することができる。また、副駆動モータ２０による駆動トルクの調整は、トルクコンバータ付きの自動変速機や、トルクコンバータの無い自動変速機、自動化したマニュアルトランスミッション等に適用することができる。
次に、図１２乃至図１４を参照して、本発明の実施形態の車両駆動装置におけるバッテリの収納構造を説明する。
図１２は、本発明の実施形態の車両駆動装置におけるバッテリの収納構造を説明するためのレイアウト図である。図１３は、バッテリを収納しているトンネル部を下方から見た底面図である。図１４は、図１３におけるXIV-XIV線に沿う断面図である。さらに、図１５は、バッテリの収納構造の変形例を示す斜視図である。
図１２に示すように、車両１の前部にはエンジン１２が配置され、このエンジン１２の後ろ側に隣接して主駆動モータ１６が配置され、車両１の後輪２ａが駆動される。エンジン１２及び主駆動モータ１６が発生した動力は、プロペラシャフト１４ａによって車両１の後部に配置されたトランスミッション１４ｃに伝達される。このトランスミッション１４ｃは、車両１の側方から見て、少なくとも一部が後輪２ａと重なる位置に配置されており、エンジン１２の出力軸（図示せず）の回転数を変換するように構成されている。従って、エンジン１２の出力軸（図示せず）は、何ら減速機構を介することなく、直接プロペラシャフト１４ａに接続され、動力が車両１の後部へ伝達される。
プロペラシャフト１４ａはプロペラシャフトトンネル４ｄの中に収容され、プロペラシャフトトンネル４ｄは、車両１の下部の、車両の幅方向略中央に、車両の前後方向に延びるように設けられている。また、主駆動モータ１６の後方にはバッテリ１８が配置され、このバッテリ１８は、プロペラシャフト１４ａと共にプロペラシャフトトンネル４ｄの中に収容されている。プロペラシャフト１４ａの後端は、プロペラシャフトトンネル４ｄの後方に配置されたトランスミッション１４ｃに接続されている。
次に、図１３及び図１４に示すように、トンネル部であるプロペラシャフトトンネル４ｄは、金属板を上方に向けて凸型になるように折り曲げて形成したトンネル状の部分であり、下方が開放されている。また、図１４に示すように、プロペラシャフトトンネル４ｄの両側の下端部は、車両１底面の車体フレーム３６に取り付けられている。さらに、図１３に示すように、プロペラシャフトトンネル４ｄは、車両１の前方側で幅が広く、後方に向けて幅が狭くなるテーパ状の部分と、このテーパ状の部分の後端から後方に向けて延びる幅が一定の部分から構成されている。さらに、プロペラシャフトトンネル４ｄの底部を横断するように３つのバッテリ支持部材３８ａ、３８ｂ、３８ｃが取り付けられている。
バッテリ１８は、プロペラシャフトトンネル４ｄの底面形状に合致した形状にユニット化され、図１４に示すように、各バッテリ支持部材３８ａ、３８ｂ、３８ｃの上に載置され、支持されている。このように、バッテリ１８は、プロペラシャフトトンネル４ｄ内の下部全体に亘って配置することができ、大容量のバッテリ１８を収容する十分なスペースが確保されている。また、プロペラシャフトトンネル４ｄ内において、バッテリ１８の上方にはプロペラシャフト１４ａが配置されており、このプロペラシャフト１４ａは、円筒状に構成されたトルクチューブ１４ｄの内部に収容されている。このため、車両の衝突等によって回転中のプロペラシャフト１４ａが損傷された場合にも、下方に配置されたバッテリ１８がプロペラシャフト１４ａによって損傷されるリスクを低減することができる。さらに、プロペラシャフトトンネル４ｄ内において、トルクチューブ１４ｄの上方にはインバータ１６ａが収容されており、プロペラシャフト１４ａの上方のスペースが有効に活用されている。
また、変形例として、図１５に示すように、バッテリ１８をトルクチューブ１４ｄの下方に吊り下げることにより支持することもできる。図１５に示す例においては、トルクチューブ１４ｄの上に金属ベルト状の複数のブラケット４０を掛け、ブラケット４０両側の下端に一体にユニット化されたバッテリ１８が取り付けられている。これにより、バッテリ１８は、プロペラシャフトトンネル４ｄ内において、トルクチューブ１４ｄの下側に吊り下げられる。この構造により、車両１の底面から、プロペラシャフトトンネル４ｄ内のバッテリ１８を露出させ、容易に点検することができる。また、ブラケット４０からバッテリ１８を取り外すことにより、簡単にバッテリ１８を交換することが可能になる。
本発明の実施形態の車両駆動装置１０によれば、バッテリ１８がプロペラシャフトトンネル４ｄ内に配置され、トランスミッション１４ｃがバッテリ１８の後方、且つ車両１の左右の後輪２ａの間に配置されている（図１２）。このため、車両１の下部中央に設けられたプロペラシャフトトンネル４ｄ内のスペースがトランスミッション１４ｃによって大きく占有されることがない。これにより、車両１の中央部に位置するプロペラシャフトトンネル４ｄ内にバッテリ１８を収容するための十分なスペースを確保することができ、衝突時等におけるバッテリ１８損傷のリスクを低減しながら、車両１に十分な容量のバッテリ１８を搭載することが可能になる。
また、本実施形態の車両駆動装置１０によれば、プロペラシャフトトンネル４ｄよりも後方にトランスミッション１４ｃが配置されている（図１２）ので、プロペラシャフトトンネル４ｄ内のスペースがトランスミッション１４ｃによって侵食されることがなく、大きなバッテリ１８の搭載スペースを確保することができる。
さらに、本実施形態の車両駆動装置１０によれば、バッテリ１８が、車両１の側方から見て、少なくとも一部が車両１の前席シート１７と重なる位置に配置されている（図３）ので、車室の床面よりも上方の空間をバッテリ１８の収納に利用することができ、バッテリ１８の搭載スペースを拡大することができる。
また、本実施形態の車両駆動装置１０によれば、回転電気機械である主駆動モータ１６がエンジン１２とバッテリ１８の間に配置されている（図１乃至図３、図１２）ので、エンジン１２と主駆動モータ１６を近接して配置することが可能になり、主駆動モータ１６の動力を効率的にプロペラシャフト１４ａに伝え、又はエンジン１２の動力を効率的に回生することができる。
さらに、本実施形態の車両駆動装置１０によれば、エンジン１２の出力軸が減速機構を介することなく、プロペラシャフト１４ａに接続されている（図１乃至図３、図１２）ので、プロペラシャフト１４ａの基端部付近のバッテリ１８の収納スペースが減速機構によって侵食されることがなく、バッテリ１８の搭載スペースを十分に確保することができる。
また、本実施形態の車両駆動装置１０によれば、バッテリ１８がバッテリ支持部材３８ａ、３８ｂ、３８ｃの上に載置され、支持されている（図１３、図１４）ので、バッテリ支持部材３８ａ、３８ｂ、３８ｃを取り外すことにより、容易にバッテリ１８を交換することができる。
さらに、本発明の変形例による車両駆動装置によれば、バッテリ１８がトルクチューブ１４ｄの下方に吊り下げられて支持される（図１５）ので、プロペラシャフトトンネル４ｄ内のバッテリ１８を下方から容易に点検することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、車両駆動装置は、副駆動モータ２０と、これを駆動するためのキャパシタ２２を備えていたが、これらを備えていない車両駆動装置に本発明を適用することもできる。また、上述した実施形態においては、回転電気機械として主駆動モータ１６が備えられ、これにより車両１の駆動及び運動エネルギーの回生が行われていたが、回転電気機械は、種々の駆動力の発生又は運動エネルギーの回生の何れか一方のみを行うものであっても良い。
１ 車両
２ａ 後輪（主駆動輪）
２ｂ 前輪（副駆動輪）
４ａ サブフレーム
４ｂ フロントサイドフレーム
４ｃ ダッシュパネル
４ｄ プロペラシャフトトンネル（トンネル部）
６ａ エンジンマウント
６ｂ キャパシタ用マウント
８ａ アッパアーム
８ｂ ロアアーム
８ｃ スプリング
８ｄ ショックアブソーバ
１０ 車両駆動装置
１２ エンジン（内燃機関）
１４ 動力伝達機構
１４ａ プロペラシャフト（動力伝達軸）
１４ｂ クラッチ
１４ｃ トランスミッション（変速機）
１４ｄ トルクチューブ
１６ 主駆動モータ（回転電気機械）
１７ 前席シート
１６ａ インバータ
１８ バッテリ（蓄電器）
２０ 副駆動モータ（副駆動電動機）
２０ａ インバータ
２２ キャパシタ
２２ａ ブラケット
２２ｂ ハーネス
２４ 制御装置
２６ａ 高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧変換器）
２６ｂ 低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
２８ ステータ
２８ａ ステータベース
２８ｂ ステータシャフト
２８ｃ ステータコイル
３０ ロータ
３０ａ ロータ本体
３０ｂ ロータコイル
３２ 電気絶縁液室
３２ａ 電気絶縁液
３４ ベアリング
３６ 車体フレーム
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ バッテリ支持部材
４０ ブラケット

Claims (7)

  1. 車両前部に配置された内燃機関により、後輪を駆動する車両駆動装置であって、
    車両の前部に配置され、上記車両の後輪を駆動する内燃機関と、
    この内燃機関の出力の回転数を変換する変速機と、
    上記内燃機関が発生した動力を、上記変速機に伝達する動力伝達軸と、
    この動力伝達軸を収容するために、上記車両の下部中央に、上記車両の前後方向に延びるように設けられたトンネル部と、
    電気エネルギーを蓄積するためのバッテリと、
    このバッテリと電気的に接続された回転電気機械と、を有し、
    上記バッテリは上記トンネル部内に配置され、上記変速機は上記バッテリの後方、且つ上記車両の左右の後輪の間に配置されていることを特徴とする車両駆動装置。
  2. 上記変速機は、上記トンネル部よりも後方に配置されている請求項１記載の車両駆動装置。
  3. 上記バッテリは、上記車両の側方から見て、少なくとも一部が上記車両の前席シートと重なる位置に配置されている請求項１又は２に記載の車両駆動装置。
  4. 上記回転電気機械は、上記車両の前後方向において、上記内燃機関と上記バッテリの間に配置されている請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両駆動装置。
  5. 上記内燃機関は、その出力軸が減速機構を介することなく、上記動力伝達軸に接続されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両駆動装置。
  6. さらに、上記トンネル部の下方に取り付けられたバッテリ支持部材を有し、上記バッテリは、上記バッテリ支持部材の上に載置され、支持される請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両駆動装置。
  7. さらに、上記動力伝達軸を収容する筒状のトルクチューブを有し、上記バッテリは、上記トルクチューブの下方に吊り下げられて支持される請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両駆動装置。
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