JP2020029188A - Hybrid vehicle - Google Patents

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彬 伊地知
Akira Ijichi
彬 伊地知
陽平 葉畑
Yohei Hahata
陽平 葉畑
桑原 清二
Seiji Kuwabara
清二 桑原
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Abstract

To provide a hybrid vehicle which enables a motor which transmits torque to a driving wheel different from a driving wheel, to which torque is transmitted from an engine, to be mounted properly.SOLUTION: A hybrid vehicle 1 includes: an engine 2 which is disposed at the front of a vehicle 1 and generates driving torque of rear wheels 12; a driving motor 18 which generates driving torque of front wheels 17 of the vehicle 1; and an assist motor 13 which increases or decreases torque of a torque transmission path through which the torque is transmitted from the engine 2 to the rear wheels 12. The hybrid vehicle 1 is configured so that an output shaft 3 of the engine 2, an output shaft 14 of the assist motor 13, and an output shaft 19 of the driving motor 18 are disposed in parallel to each other and at least parts of the assist motor 13 and the driving motor 18 are located at the same position in an anteroposterior direction of the vehicle 1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、後輪を駆動するエンジンと、前輪を駆動するモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両に関するものである。   The present invention relates to a hybrid vehicle provided with an engine for driving rear wheels and a motor for driving front wheels as driving force sources.

特許文献1には、車両前方に後輪を駆動するためのエンジンと、車幅方向においてエンジンと並んで配置されたモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両が記載されている。このハイブリッド車両は、エンジンからモータへの熱の影響を抑制するように構成されており、エンジンとモータとの間には、モータから前輪にトルクを伝達するためのトランスアクスルを配置している。   Patent Literature 1 discloses a hybrid vehicle including, as driving force sources, an engine for driving rear wheels in front of the vehicle, and a motor arranged alongside the engine in the vehicle width direction. This hybrid vehicle is configured to suppress the influence of heat on the motor from the engine, and a transaxle for transmitting torque from the motor to the front wheels is arranged between the engine and the motor.

特開2016−2772号公報JP-A-2006-2772

特許文献1に記載されたハイブリッド車両は、エンジン、モータ、モータから前輪にトルクを伝達するトランスアクスルを車幅方向に並んで配置しているため、比較的重量(質量)が大きい部材が、車両の前方側に偏って配置されている。そのため、車両の重心位置が車両の前方に偏ってしまい、車両の走行安定性や旋回特性などが低下する可能性がある。   In the hybrid vehicle described in Patent Literature 1, the engine, the motor, and the transaxle that transmits torque from the motor to the front wheels are arranged side by side in the vehicle width direction. Are biased to the front side of. Therefore, the position of the center of gravity of the vehicle is biased toward the front of the vehicle, and there is a possibility that running stability, turning characteristics, and the like of the vehicle are reduced.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、エンジンからトルクが伝達される駆動輪とは異なる他の駆動輪にトルクを伝達するモータを適切に搭載することができるハイブリッド車両を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above technical problem, and a hybrid vehicle capable of appropriately mounting a motor for transmitting torque to another drive wheel different from the drive wheel to which torque is transmitted from the engine. The purpose is to provide.

この発明は、上記の目的を達成するために、車両前方に配置され、かつ後輪の駆動トルクを発生させるエンジンと、前記車両の前輪の駆動トルクを発生させる駆動モータと、前記エンジンから前記後輪にトルクが伝達されるトルク伝達経路のトルクを加減するアシストモータとを備えたハイブリッド車両において、前記エンジンの出力軸、前記アシストモータの出力軸、および前記駆動モータの出力軸が平行に配置され、かつ前記アシストモータと前記駆動モータとの少なくとも一部が前記車両の前後方向において同一位置となるように構成されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides an engine disposed in front of a vehicle and generating a driving torque for a rear wheel, a driving motor generating a driving torque for a front wheel of the vehicle, and In a hybrid vehicle including an assist motor for adjusting the torque of a torque transmission path in which torque is transmitted to wheels, an output shaft of the engine, an output shaft of the assist motor, and an output shaft of the drive motor are arranged in parallel. Further, at least a part of the assist motor and the drive motor are configured to be at the same position in the front-rear direction of the vehicle.

この発明によれば、車両の後輪を駆動するためのエンジンの出力軸およびアシストモータの出力軸と、前輪を駆動するための駆動モータとの出力軸が平行に配置されるとともに、アシストモータと駆動モータとの少なくとも一部が、車両の前後方向において同一位置となるように配置されている。その結果、前輪を駆動するための駆動モータは、エンジンよりも車両後方側に配置されることになり、車両の重心位置が前方に偏ることを抑制できる。また、アシストモータと駆動モータとの出力軸が平行でかつ車両の前後方向において少なくとも一部が同一位置となるように駆動モータを配置することにより、駆動モータを搭載することによる駆動装置(またはパワートレーン)の大型化を抑制できる。   According to the present invention, the output shaft of the engine and the output shaft of the assist motor for driving the rear wheels of the vehicle and the output shaft of the drive motor for driving the front wheels are arranged in parallel with each other. At least a part of the drive motor is disposed at the same position in the front-rear direction of the vehicle. As a result, the drive motor for driving the front wheels is disposed on the rear side of the vehicle with respect to the engine, so that the position of the center of gravity of the vehicle can be suppressed from being biased forward. Further, by arranging the drive motor such that the output shafts of the assist motor and the drive motor are parallel and at least a part thereof is at the same position in the front-rear direction of the vehicle, the drive device (or power Train) can be suppressed.

この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a hybrid vehicle that can be used in the present invention.

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両は、エンジンと二つのモータと自動変速機とを備えている。その一例を図1に模式的に示してある。ここに示すハイブリッド車両1は、フロントエンジン・後輪駆動車(FR車)をベースとした四輪駆動車の例であり、車体の前方側に後輪12の駆動トルクを発生させるためのエンジン(E/G)2が車体の後方に向けて配置され、その出力軸3にダンパ機構4および発進クラッチ5を介して自動変速機(T/M)6が連結されている。   A hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes an engine, two motors, and an automatic transmission. One example is schematically shown in FIG. The hybrid vehicle 1 shown here is an example of a four-wheel drive vehicle based on a front engine / rear wheel drive vehicle (FR vehicle), and an engine (for generating drive torque of the rear wheels 12 on the front side of the vehicle body). An automatic transmission (T / M) 6 is connected to an output shaft 3 of the E / G 2 via a damper mechanism 4 and a starting clutch 5.

エンジン2は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量(アクセル開度)などの要求駆動力に応じてスロットル開度や燃料噴射量が制御されて要求駆動力に応じたトルクを出力するように構成されている。また、エンジン2は、燃料の供給を停止(フューエルカット:F/C)した状態で空転させることも可能である。その場合、ポンピングロスなどによる動力損失によって制動力(エンジンブレーキ力)が発生する。   The engine 2 is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, and a throttle opening and a fuel injection amount are controlled in accordance with a required driving force such as an amount of depression of an accelerator pedal (not shown) (accelerator opening). It is configured to output a torque corresponding to the required driving force. In addition, the engine 2 can be made to run idle while the supply of fuel is stopped (fuel cut: F / C). In this case, a braking force (engine braking force) is generated due to a power loss due to a pumping loss or the like.

上記エンジン2のトルクの変動(脈動)が自動変速機6に伝達されないように、すなわち、出力軸3のトルクの変動を減衰するようにダンパ機構4が設けられている。このダンパ機構4は、従来知られたバネダンパや振り子ダンパなどの種々のダンパ機構を採用することができる。図1に示す例では、相対回転可能に配置された二つの回転部材がバネを介してトルク伝達するように構成されたバネダンパを採用している。   The damper mechanism 4 is provided so that the fluctuation (pulsation) of the torque of the engine 2 is not transmitted to the automatic transmission 6, that is, the fluctuation of the torque of the output shaft 3 is attenuated. The damper mechanism 4 can employ various damper mechanisms such as a conventionally known spring damper and a pendulum damper. The example shown in FIG. 1 employs a spring damper that is configured so that two rotating members that are arranged to be relatively rotatable transmit torque via a spring.

そのダンパ機構4の出力側に設けられた発進クラッチ5は、ハイブリッド車両1が惰性走行している時にエンジン2を切り離して、エンジン2を停止させることができるようにするためなどに設けられたクラッチ機構であり、従来知られている摩擦式のクラッチ機構や噛み合い式のクラッチ機構を採用することができる。図1に示す例では、摩擦式のクラッチ機構を採用しており、入力側回転部材5aにダンパ機構4の出力軸7が連結され、出力側回転部材5bに自動変速機6の入力軸8が連結されている。なお、発進クラッチ5は、トルクの伝達の有無を油圧により制御する油圧クラッチ機構や電磁力により制御する電磁クラッチ機構などであってよい。   The starting clutch 5 provided on the output side of the damper mechanism 4 is provided for enabling the engine 2 to be disconnected and the engine 2 to be stopped when the hybrid vehicle 1 is coasting. The mechanism may be a conventionally known friction clutch mechanism or meshing clutch mechanism. In the example shown in FIG. 1, a friction type clutch mechanism is adopted, the output shaft 7 of the damper mechanism 4 is connected to the input side rotating member 5a, and the input shaft 8 of the automatic transmission 6 is connected to the output side rotating member 5b. Are linked. The starting clutch 5 may be a hydraulic clutch mechanism for controlling the transmission of torque by hydraulic pressure, an electromagnetic clutch mechanism for controlling by electromagnetic force, or the like.

発進クラッチ5の出力軸(自動変速機6の入力軸)8に連結された自動変速機6は、従来知られている有段式の変速機構や無段式の変速機構であってよい。この自動変速機6が、係合させるクラッチ機構を切り替えることにより変速段を変更する有段式の変速機構であり、かつ自動変速機6に設けられたクラッチ機構を解放することによりニュートラル状態に切り替えることができるものである場合には、上記の発進クラッチ5を設けていなくてもよい。   The automatic transmission 6 connected to the output shaft 8 (the input shaft of the automatic transmission 6) of the starting clutch 5 may be a conventionally known stepped transmission mechanism or a continuously variable transmission mechanism. The automatic transmission 6 is a stepped transmission mechanism that changes the gear position by switching the clutch mechanism to be engaged, and switches to a neutral state by releasing the clutch mechanism provided in the automatic transmission 6. If the starting clutch 5 can be used, the starting clutch 5 may not be provided.

そして、自動変速機6にリヤプロペラシャフト9、リヤデファレンシャルギヤユニット10、リヤドライブシャフト11を介して左右の後輪12が連結されている。   The right and left rear wheels 12 are connected to the automatic transmission 6 via a rear propeller shaft 9, a rear differential gear unit 10, and a rear drive shaft 11.

上述したダンパ機構4や発進クラッチ5は、エンジンブロックBと自動変速機6を収容するケースCとの間に挟まれた、ハウジングHの内部に設けられている。また、図示しないベアリングなどを介してダンパ機構4の出力軸7などがハウジングHに支持されている。なお、ハウジングHは一体成型されたものに限らず、複数の部材を一体化して構成されたものであってよい。   The above-described damper mechanism 4 and starting clutch 5 are provided inside a housing H, which is sandwiched between an engine block B and a case C that houses the automatic transmission 6. The output shaft 7 and the like of the damper mechanism 4 are supported by the housing H via a bearing (not shown). Note that the housing H is not limited to being integrally molded, and may be configured by integrating a plurality of members.

さらに、エンジン2から後輪12に伝達するトルクを増大させ、またはエンジン2から後輪12に伝達されるトルクを減少させるため、あるいは変速過渡期にエンジン回転数を目標回転数に迅速に変更するための第1モータ13が設けられている。この第1モータ13は、従来知られている永久磁石式の同期モータなど、発電機能を有したモータにより構成されており、エンジン2から後輪12に伝達されるトルク伝達経路のトルクを加減する(アシストする)ように構成されている。この第1モータ13がこの発明の実施形態における「アシストモータ」に相当する。   Further, in order to increase the torque transmitted from the engine 2 to the rear wheels 12 or decrease the torque transmitted from the engine 2 to the rear wheels 12, or to quickly change the engine speed to the target speed during a shift transition period. A first motor 13 is provided. The first motor 13 is constituted by a motor having a power generation function, such as a conventionally known permanent magnet type synchronous motor, and adjusts the torque of a torque transmission path transmitted from the engine 2 to the rear wheels 12. (Assist). The first motor 13 corresponds to the “assist motor” in the embodiment of the present invention.

この第1モータ13は、ハイブリッド車両1の前後方向においてダンパ機構4と発進クラッチ5との間に配置され、その出力軸14がハイブリッド車両1の前方側(ダンパ機構4側)に延出し、エンジン2の出力軸3やダンパ機構4の出力軸7と平行になるように配置されている。つまり、第1モータ13は、ハウジングHの内部に収容され、かつハウジングHに保持されている。   The first motor 13 is disposed between the damper mechanism 4 and the starting clutch 5 in the front-rear direction of the hybrid vehicle 1, and its output shaft 14 extends forward (toward the damper mechanism 4) of the hybrid vehicle 1. 2 and the output shaft 7 of the damper mechanism 4. That is, the first motor 13 is housed inside the housing H and is held by the housing H.

その出力軸14の先端には、第1駆動ギヤ15が連結されており、第1駆動ギヤ15に噛み合うとともに、第1駆動ギヤ15よりも大径の第1従動ギヤ16がダンパ機構4の出力軸7に連結されている。したがって、第1モータ13の出力トルクは、第1駆動ギヤ15と第1従動ギヤ16とのギヤ比に応じて増幅されて、ダンパ機構4の出力軸7に伝達される。なお、第1モータ13は、図示しない蓄電装置に接続され、その蓄電装置から電力が供給されて駆動トルクを出力し、または第1モータ13により発電した電力を蓄電装置に充電することができるように構成されている。   A first drive gear 15 is connected to the tip of the output shaft 14, and meshes with the first drive gear 15, and a first driven gear 16 having a larger diameter than the first drive gear 15 outputs the output of the damper mechanism 4. It is connected to the shaft 7. Therefore, the output torque of the first motor 13 is amplified according to the gear ratio between the first drive gear 15 and the first driven gear 16 and transmitted to the output shaft 7 of the damper mechanism 4. The first motor 13 is connected to a power storage device (not shown), and is supplied with power from the power storage device to output a driving torque or to charge the power generated by the first motor 13 to the power storage device. Is configured.

このように第1モータ13を設けることにより、例えば、要求される動力よりも大きな動力をエンジン2から出力して、その余剰の動力を第1モータ13により電力に変化し、または要求される動力よりも小さい動力をエンジン2から出力して、不足する動力を第1モータ13からダンパ機構4の出力軸7に伝達するなど、エンジン2および第1モータ13の運転点を種々選択することができる。   By providing the first motor 13 in this manner, for example, a power larger than the required power is output from the engine 2 and the surplus power is changed to electric power by the first motor 13 or the required power is Various operating points of the engine 2 and the first motor 13 can be selected, such as outputting smaller power from the engine 2 and transmitting insufficient power from the first motor 13 to the output shaft 7 of the damper mechanism 4. .

また、図1に示す例では、前輪17の駆動トルクを発生させるための第2モータ18が設けられている。この第2モータ18は、第1モータ13と同様に永久磁石式の同期モータなど発電機能のあるモータによって構成されている。第2モータ18は、上記第1モータ13と同様にハウジングHの内部に取り付けられており、エンジン2から自動変速機6の出力端までの軸長を短縮するために、第1モータ13と並列に配置されている。   Further, in the example shown in FIG. 1, a second motor 18 for generating a driving torque for the front wheels 17 is provided. The second motor 18 is configured by a motor having a power generation function, such as a permanent magnet type synchronous motor, like the first motor 13. The second motor 18 is mounted inside the housing H similarly to the first motor 13, and is arranged in parallel with the first motor 13 in order to reduce the shaft length from the engine 2 to the output end of the automatic transmission 6. Are located in

具体的には、第2モータ18は、第1従動ギヤ16よりもハイブリッド車両1の後方側でかつ発進クラッチ5の前方側に配置されている。すなわち、第1モータ13の少なくとも一部と、第2モータ18の少なくとも一部とがハイブリッド車両1の前後方向において同一位置となるように、第2モータ18が配置されている。   Specifically, the second motor 18 is arranged on the rear side of the hybrid vehicle 1 with respect to the first driven gear 16 and on the front side of the starting clutch 5. That is, the second motor 18 is arranged such that at least a part of the first motor 13 and at least a part of the second motor 18 are at the same position in the front-rear direction of the hybrid vehicle 1.

第2モータ18の出力軸19は、ハイブリッド車両1の前方に向けて延出され、かつエンジン2の出力軸3やダンパ機構4の出力軸7、あるいは第1モータ13の出力軸14と平行になるように配置されている。   The output shaft 19 of the second motor 18 extends toward the front of the hybrid vehicle 1 and is parallel to the output shaft 3 of the engine 2, the output shaft 7 of the damper mechanism 4, or the output shaft 14 of the first motor 13. It is arranged to become.

この第2モータ18は、第1モータ13と比較して高回転数に適したものを採用しており、したがって、第2モータ18の外径は第1モータ13の外径よりも小さく形成されている。一方、第2モータ18の出力可能な最大トルクが小さいことにより、第2モータ18と前輪17との間に減速比が比較的大きい減速機構が設けられている。   As the second motor 18, a motor suitable for a higher rotational speed than the first motor 13 is employed. Therefore, the outer diameter of the second motor 18 is formed smaller than the outer diameter of the first motor 13. ing. On the other hand, a reduction mechanism having a relatively large reduction ratio is provided between the second motor 18 and the front wheels 17 because the maximum torque that can be output by the second motor 18 is small.

具体的には、第2モータ18の出力軸19には、小径の第2駆動ギヤ20が連結されており、第2モータ18の出力軸19と平行に配置された中間軸21の一方の端部に、第2駆動ギヤ20に噛み合う第2従動ギヤ22が連結されている。この第2従動ギヤ22は、第2駆動ギヤ20よりも大径に形成されており、したがって、第2モータ18の出力トルクが増幅されて中間軸21に伝達される。   Specifically, a small-diameter second drive gear 20 is connected to the output shaft 19 of the second motor 18, and one end of an intermediate shaft 21 arranged in parallel with the output shaft 19 of the second motor 18. The second driven gear 22 meshing with the second drive gear 20 is connected to the portion. The second driven gear 22 is formed to have a larger diameter than the second drive gear 20, so that the output torque of the second motor 18 is amplified and transmitted to the intermediate shaft 21.

中間軸21の他方の端部(車両前方側の端部)には、小径の第3駆動ギヤ23が連結されており、第2モータ18の出力軸20、中間軸21と平行に配置された出力軸24の一方の端部に、第3駆動ギヤ23に噛み合う第3従動ギヤ25が連結されている。この第3従動ギヤ25は、第3駆動ギヤ23よりも大径に形成されており、したがって、第2モータ18の出力トルクが二段階に増幅されて出力軸24に伝達される。なお、上述した第2駆動ギヤ20、第2従動ギヤ22、第3駆動ギヤ23、第3従動ギヤ25は、ハウジングHの内部に収容され、かつ回転可能に保持されている。   A small-diameter third drive gear 23 is connected to the other end (the end on the vehicle front side) of the intermediate shaft 21, and is arranged in parallel with the output shaft 20 of the second motor 18 and the intermediate shaft 21. A third driven gear 25 that meshes with the third drive gear 23 is connected to one end of the output shaft 24. The third driven gear 25 is formed to have a larger diameter than the third drive gear 23, so that the output torque of the second motor 18 is amplified in two stages and transmitted to the output shaft 24. The above-described second drive gear 20, second driven gear 22, third drive gear 23, and third driven gear 25 are housed in a housing H and held rotatably.

そして、出力軸24は、ハウジングHからハイブリッド車両1の前方側に貫通して設けられており、その出力軸24がフロントデファレンシャルギヤユニット26、フロントドライブシャフト27を介して前輪17に伝達されるように構成されている。   The output shaft 24 extends from the housing H to the front side of the hybrid vehicle 1 so that the output shaft 24 is transmitted to the front wheels 17 via the front differential gear unit 26 and the front drive shaft 27. Is configured.

上述したように構成することにより、前輪17を駆動するための第2モータ18は、エンジン2よりもハイブリッド車両1の後方側に配置されることになり、ハイブリッド車両1の重心位置が前方に偏ることを抑制できる。また、第1モータ13と第2モータ18との出力軸14,19が平行でかつハイブリッド車両1の前後方向において少なくとも一部が同一位置となるように第2モータ18を配置することにより、第2モータ18を搭載することによる駆動装置(またはパワートレーン)の大型化を抑制できる。   With the configuration described above, the second motor 18 for driving the front wheels 17 is disposed on the rear side of the hybrid vehicle 1 with respect to the engine 2, and the position of the center of gravity of the hybrid vehicle 1 is biased forward. Can be suppressed. Further, by arranging the second motor 18 such that the output shafts 14 and 19 of the first motor 13 and the second motor 18 are parallel to each other and at least a part thereof is at the same position in the front-rear direction of the hybrid vehicle 1, It is possible to suppress an increase in the size of the driving device (or power train) due to the mounting of the two motors 18.

また、上記のように構成することによりダンパ機構4の出力軸7の軸長を短縮できる。その結果、エンジン2から自動変速機6までのユニット化された駆動装置の固有振動数(共振周波数)を高周期側に設定できるため、高車速時に共振することを抑制できる。つまり、エンジンブロックBやハウジングH、あるいはケースCの剛性を過度に高くする必要がなく、または振動を低減するための部材を設ける必要がない。その結果、駆動装置が大型化することを抑制できる。   Further, with the above configuration, the length of the output shaft 7 of the damper mechanism 4 can be reduced. As a result, the natural frequency (resonance frequency) of the unitized drive device from the engine 2 to the automatic transmission 6 can be set to a high cycle side, so that resonance at a high vehicle speed can be suppressed. That is, it is not necessary to make the rigidity of the engine block B, the housing H, or the case C excessively high, or to provide a member for reducing vibration. As a result, an increase in the size of the driving device can be suppressed.

なお、この発明は上述した実施形態に限定されないのであり、この発明におけるハイブリッド車両1は、エンジン2の出力軸3と同軸上に第1モータ13を設けていてもよい。つまり、エンジン2(またはダンパ機構4)の出力軸3(または出力軸7)に第1モータ13のロータを取り付けて構成してもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the hybrid vehicle 1 according to the present invention may have the first motor 13 provided coaxially with the output shaft 3 of the engine 2. That is, the rotor of the first motor 13 may be attached to the output shaft 3 (or the output shaft 7) of the engine 2 (or the damper mechanism 4).

1…ハイブリッド車両、 2…エンジン、 3,14,19…出力軸、 12…後輪、 13…第1モータ、 17…前輪、 18…第2モータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hybrid vehicle, 2 ... Engine, 3, 14, 19 ... Output shaft, 12 ... Rear wheel, 13 ... 1st motor, 17 ... Front wheel, 18 ... 2nd motor.

Claims (1)

車両前方に配置され、かつ後輪の駆動トルクを発生させるエンジンと、前記車両の前輪の駆動トルクを発生させる駆動モータと、前記エンジンから前記後輪にトルクが伝達されるトルク伝達経路のトルクを加減するアシストモータとを備えたハイブリッド車両において、
前記エンジンの出力軸、前記アシストモータの出力軸、および前記駆動モータの出力軸が平行に配置され、かつ前記アシストモータと前記駆動モータとの少なくとも一部が前記車両の前後方向において同一位置となるように構成されている
ことを特徴とするハイブリッド車両。
An engine disposed in front of the vehicle and generating a driving torque for a rear wheel, a driving motor generating a driving torque for a front wheel of the vehicle, and a torque of a torque transmission path through which torque is transmitted from the engine to the rear wheel. In a hybrid vehicle equipped with an adjustable assist motor,
The output shaft of the engine, the output shaft of the assist motor, and the output shaft of the drive motor are arranged in parallel, and at least a part of the assist motor and the drive motor are located at the same position in the front-rear direction of the vehicle. A hybrid vehicle characterized by being configured as described above.
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