JP2582505B2

JP2582505B2 - ハイブリッド型車両

Info

Publication number: JP2582505B2
Application number: JP11198192A
Authority: JP
Inventors: 脩三諸戸; 睦川本; 幸蔵山口
Original assignee: Ekuosu Risaachi Kk
Current assignee: Ekuosu Risaachi Kk
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPH05305823A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド型車両に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両は一般に、ガソリン機関であ
るエンジンを作動させることによって発生させた回転を
自動変速機、マニュアル変速機等のトランスミッション
を介して変速し、駆動輪に伝達するようにしている。前
記ガソリン機関は、ガソリンと空気の混合気を圧縮状態
で燃焼させ、この時発生するエネルギをトルクに変換し
ているため、燃焼に伴う騒音が発生するだけでなく、排
気ガスによって環境を汚染してしまう。

【０００３】一方、エンジンを電動機すなわちモータに
置き換え、騒音や排気ガスの発生を防止した電気自動車
が提供されている。この場合、車両にモータ及びバッテ
リを搭載し、前記モータによって駆動輪を回転させて走
行するようにしている。したがって、車両の走行に伴う
騒音はほとんど発生することがなく、しかも、排気ガス
を発生することもない。

【０００４】ところが、電気自動車の場合、バッテリに
充電することができる電気量には限度があり、航続距離
が短くなってしまう。そのため、モータをホイール内に
設けてトルクの伝達効率を向上させたものが提供されて
いるが、その分ばね下荷重が大きくなってしまい、固有
振動が発生して乗り心地が悪くなってしまう。そこで、
エンジンとモータを併用したハイブリッド型車両が提供
されている。

【０００５】この種のハイブリッド型車両は各種提供さ
れていて、エンジンで発電機を駆動して電気エネルギを
発生させ、該電気エネルギによってモータを回転させ、
その回転を駆動輪に伝達するシリーズ（直列）型のもの
（特開昭６２−１０４４０３号公報参照）や、エンジン
及びモータによって直接駆動輪を回転させるパラレル
（並列）型のものに分類される。該パラレル型のもの
は、更にエンジンの駆動系とモータの駆動系を連結した
一系統式のもの（特開昭５６−１３２１０２号公報、米
国特許明細書第４，５３３，０１１号参照）と、前輪と
後輪をそれぞれエンジンとモータによって独立して駆動
する二系統式のものに分類される。

【０００６】前記シリーズ型のものの場合、駆動輪はモ
ータのみによって駆動されるため、長距離を高速で走行
することはできない。したがって、長距離を高速で走行
する場合などにはパラレル型のハイブリッド型車両が利
用される。図２は従来のハイブリッド型車両の概略図で
ある。図において、１１はエンジン、１２はモータ、１
３は前記エンジン１１及びモータ１２の回転を変速し、
出力軸１４に出力するトランスミッション、１５は前記
出力軸１４の回転を差動するとともに減速機を構成する
ディファレンシャル装置、１８，１９は第１、第２駆動
軸、２０，２１は該第１、第２駆動軸１８，１９によっ
て回転させられるホイールである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のハイブリッド型車両においては、トルク伝達系にお
けるモータ１２の下流側、すなわちモータ１２と第１、
第２駆動軸１８，１９間にトランスミッション１３やデ
ィファレンシャル装置１５などが配設されるため、ベア
リングの支持部の摩擦損失やギヤの噛合（しごう）損率
が大きく、モータ１２が発生したトルクのみによって走
行するモータ駆動時のトルクの伝達効率が低くなってし
まう。

【０００８】特に、フロントエンジン・リヤドライブ
（ＦＲ）式のハイブリッド型車両においては、前記出力
軸１４とディファレンシャル装置１５間にはハイポイド
ギヤが配設されるため、噛合損率が特に大きくなりトル
クの伝達効率が低くなってしまう。本発明は、前記従来
のハイブリッド型車両の問題点を解決して、モータ駆動
時においてトルクの伝達効率を向上することができるハ
イブリッド型車両を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のハ
イブリッド型車両においては、エンジンと、該エンジン
の回転を変速するトランスミッションと、該トランスミ
ッションの回転を出力する出力軸と、該出力軸にケース
を介して接続されるとともに、該ケースを介して伝達さ
れた回転を、差動を許容しながら出力するディファレン
シャル装置と、該ディファレンシャル装置から出力され
た回転をホイールに伝達する二つの駆動軸と、該各駆動
軸に対応させて、それぞれ各駆動軸の径方向外方に配設
された二つのモータとを有する。そして、該各モータ
は、前記ディファレンシャル装置のケースに固定された
ロータ、及び該各ロータに対応させて車両側に固定され
たステータを備える。

【００１０】本発明の他のハイブリッド型車両において
は、エンジンと、該エンジンの回転を変速するトランス
ミッションと、該トランスミッションの回転を出力する
出力軸と、該出力軸にケースを介して接続されるととも
に、該ケースを介して伝達された回転を、差動を許容し
ながら出力するディファレンシャル装置と、該ディファ
レンシャル装置から出力された回転をホイールに伝達す
る二つの駆動軸と、該各駆動軸に対応させて、それぞれ
各駆動軸の径方向外方に配設された二つのモータとを有
する。そして、該各モータは、各駆動軸に固定されたロ
ータ、及び該各ロータに対応させて車両側に固定された
ステータを備える。

【００１１】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、ハイブリッド
型車両においては、エンジンと、該エンジンの回転を変
速するトランスミッションと、該トランスミッションの
回転を出力する出力軸と、該出力軸にケースを介して接
続されるとともに、該ケースを介して伝達された回転
を、差動を許容しながら出力するディファレンシャル装
置と、該ディファレンシャル装置から出力された回転を
ホイールに伝達する二つの駆動軸と、該各駆動軸に対応
させて、それぞれ各駆動軸の径方向外方に配設された二
つのモータとを有する。そして、該各モータは、前記デ
ィファレンシャル装置のケースに固定されたロータ、及
び該各ロータに対応させて車両側に固定されたステータ
を備える。この場合、エンジンの回転が、トランスミッ
ションによって変速され、出力軸に出力される。また、
前記ディファレンシャル装置は、ケースを介して伝達さ
れた回転を、差動を許容しながら出力する。そして、前
記ディファレンシャル装置から出力された回転は、駆動
軸に伝達され、更にホイールに伝達される。また、二つ
のモータが配設され、該各モータのロータが前記ディフ
ァレンシャル装置のケースに固定され、前記各モータの
回転が、ロータ及びディファレンシャル装置を介して各
駆動軸に出力される。したがって、各モータの回転は、
途中にトランスミッション、ハイポイドギヤ等を介する
ことなく各駆動軸に伝達されるので、トルクの伝達効率
を向上させることができる。また、二つのモータの一方
が故障しても他方のモータを駆動してハイブリッド型車
両を走行させることができるとともに、二つのモータの
特性を互いに異ならせた場合に、車速に応じた最適なト
ルク分布を得ることができる。

【００１２】本発明の他のハイブリッド型車両において
は、エンジンと、該エンジンの回転を変速するトランス
ミッションと、該トランスミッションの回転を出力する
出力軸と、該出力軸にケースを介して接続されるととも
に、該ケースを介して伝達された回転を、差動を許容し
ながら出力するディファレンシャル装置と、該ディファ
レンシャル装置から出力された回転をホイールに伝達す
る二つの駆動軸と、該各駆動軸に対応させて、それぞれ
各駆動軸の径方向外方に配設された二つのモータとを有
する。そして、該各モータは、各駆動軸に固定されたロ
ータ、及び該各ロータに対応させて車両側に固定された
ステータを備える。この場合、エンジンの回転が、トラ
ンスミッションによって変速され、出力軸に出力され
る。また、前記ディファレンシャル装置は、ケースを介
して伝達された回転を、差動を許容しながら出力する。
そして、前記ディファレンシャル装置から出力された回
転は、各駆動軸に伝達され、更にホイールに伝達され
る。また、二つのモータが配設され、該各モータの各ロ
ータがそれぞれ各駆動軸に固定されるので、前記各モー
タの回転が、各ロータを介して各駆動軸に出力される。
したがって、各モータの回転は、途中にトランスミッシ
ョン、ハイポイドギヤ等を介することなく直接各駆動軸
に伝達されるので、トルクの伝達効率を向上させること
ができる。また、各モータの各ロータがディファレンシ
ャル装置を介することなく前記各駆動軸に直接固定され
るので、従来のディファレンシャル装置をそのまま使用
することができるだけでなく、各モータを独立させて駆
動することができるので、トラクションコントロール及
び旋回時の駆動力制御が可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例を
示すハイブリッド型車両の概念図、図３は本発明の第１
の実施例を示すハイブリッド型車両における終減速装置
・モータ駆動部の断面図である。

【００１４】図１において、１１はエンジン、１３は該
エンジン１１の回転を変速するトランスミッション、２
４は該トランスミッション１３の出力軸、２５はハイポ
イドギヤとディファレンシャル装置から成る終減速装
置、３４，３５は第１、第２モータである。前記エンジ
ン１１が発生した回転及び第１、第２モータ３４，３５
が発生した回転は、ディファレンシャル装置によって差
動させられ、第１、第２駆動軸１８，１９に伝達され、
ホイール２０，２１を回転する。

【００１５】図３において、３１はケースであり、エン
ジン１１（図１）及びトランスミッション１３に対向す
る側に出力軸２４が貫通して配設されるとともに、ハイ
ブリッド型車両の左右のホイール２０，２１に対向する
側に第１、第２駆動軸１８，１９が貫通して配設され
る。そして、前記ケース３１内にはほぼ中央にディファ
レンシャル装置３３が、該ディファレンシャル装置３３
の左右には複数、例えば一対の第１、第２モータ３４，
３５が収容される。そのため、該ケース３１は所定箇所
で分割され、ボルトによって固定されている。前記第
１、第２モータ３４，３５のステータ３６，３７は電機
子鉄心３８，３９及びコイル４１，４２から成り、前記
電機子鉄心３８，３９が前記ケース３１の内周壁に固定
されている。

【００１６】一方、前記第１、第２モータ３４，３５の
ロータ４３，４４は、前記電機子鉄心３８，３９の径方
向内側に回転自在に配設される永久磁石４５，４６、及
び該永久磁石４５，４６を支持する支持体４７，４８か
ら成り、該支持体４７，４８が前記ディファレンシャル
装置３３によって支持される。すなわち、ディファレン
シャル装置３３は、ディファレンシャルケース５１、該
ディファレンシャルケース５１内を貫通して配設される
ピニオンシャフト５２、該ピニオンシャフト５２に対し
て回転自在に配設されるピニオン５３、及び該ピニオン
５３と噛合して配設される第１、第２サイドギヤ５４，
５５から成っている。

【００１７】前記第１、第２サイドギヤ５４，５５は、
ディファレンシャルケース５１に伝達された回転を差動
して、ハイブリッド型車両の左右に延びる第１、第２駆
動軸１８，１９に伝達する。そして、前記ディファレン
シャルケース５１は、前記第１、第２駆動軸１８，１９
を包囲して延びる筒状部５６，５７、及び該筒状部５
６，５７間の本体部５８，５９を有しており、該本体部
５８，５９をボルト６０で固定することによって形成さ
れ、前記筒状部５６，５７で前記支持体４７，４８を支
持する。

【００１８】前記筒状部５６，５７と支持体４７，４８
間はスプライン嵌合され、また、筒状部５６，５７のホ
イール２０，２１側端部とケース３１間にベアリング６
１，６２が配設され、ディファレンシャル装置３３が回
転自在に支持される。なお、６３，６４はオイルシール
である。そして、前記筒状部５６，５７と第１、第２駆
動軸１８，１９間には適宜量の間隙が設けられていて、
相対回転自在に配設される。したがって、前記ディファ
レンシャル装置３３が回転を差動する際には、前記筒状
部５６，５７に対して第１、第２駆動軸１８，１９が相
対回転する。

【００１９】また、前記ディファレンシャルケース５１
の本体部５８の外周には、環状の従動側ハイポイドギヤ
６５がボルト６６によって固定されている。そして、前
記出力軸２４の端部に設けられた駆動側ハイポイドギヤ
６７と前記従動側ハイポイドギヤ６５が噛合し、前記ト
ランスミッション１３から出力された回転をディファレ
ンシャル装置３３に伝達するようになっている。そのた
め、前記出力軸２４はベアリング６８，６９によってケ
ース３１に対して回転自在に支持されている。なお、７
０はオイルシールである。

【００２０】前記構成のハイブリッド型車両において、
エンジン１１が駆動されると、トランスミッション１３
から出力された回転が出力軸２４を介して伝達され、前
記駆動側ハイポイドギヤ６７及び前記従動側ハイポイド
ギヤ６５によって減速されるとともに回転方向が９０°
変更される。前記ディファレンシャル装置３３は、伝達
された回転を第１、第２サイドギヤ５４，５５によって
差動し、第１、第２駆動軸１８，１９に伝達してホイー
ル２０，２１を回転させる。

【００２１】また、第１、第２モータ３４，３５が駆動
されると、ロータ４３，４４は回転し、該ロータ４３，
４４の回転に伴ってディファレンシャルケース５１が回
転する。前記ディファレンシャル装置３３は、伝達され
た回転を第１、第２サイドギヤ５４，５５によって差動
し、第１、第２駆動軸１８，１９に伝達してホイール２
０，２１を回転させる。

【００２２】このように、第１、第２モータ３４，３５
の回転は、途中にトランスミッション１３や駆動側、従
動側ハイポイドギヤ６５，６７を介することなく直接デ
ィファレンシャル装置３３に伝達されるため、トルクの
伝達効率が向上する。また、左右に第１、第２モータ３
４，３５が設けられるため、ベアリング６１，６２のス
パンを長くすることができ、駆動側、従動側ハイポイド
ギヤ６５，６７及び第１、第２モータ３４，３５のセン
タリング精度を向上させることができる。

【００２３】さらに、第１、第２モータ３４，３５によ
って共通のディファレンシャルケース５１を回転させる
ようにしているため、第１、第２モータ３４，３５のい
ずれか一方が故障しても両方のホイール２０，２１で走
行することができるだけでなく、第１、第２モータ３
４，３５を互いに異なる特性のものにした場合に、車速
に応じた最適なトルク分布を得ることができる。

【００２４】次に、第２の実施例について説明する。図
４は本発明の第２の実施例を示すハイブリッド型車両に
おける終減速装置・モータ駆動部の断面図である。図に
おいて、３１はケースであり、エンジン１１（図１）及
びトランスミッション１３に対向する側に出力軸２４が
貫通して配設されるとともに、ハイブリッド型車両の左
右のホイール２０，２１に対向する側に第１、第２駆動
軸１８，１９が貫通して配設される。３１ａは第１セン
タケース、３１ｂは第２センタケースであり、該第１、
第２センタケース３１ａ，３１ｂの互いに対向する端面
が接合される。３１ｃは前記第１センタケース３１ａに
接合される第１サイドケース、３１ｄは第２センタケー
ス３１ｂに接合される第２サイドケースである。前記第
１、第２センタケース３１ａ，３１ｂにおける第１、第
２サイドケース３１ｃ，３１ｄ側の端部には、それぞれ
軸心方向に延びる隔壁７３，７４が形成される。

【００２５】そして、前記第１、第２センタケース３１
ａ，３１ｂ間を適宜手段によって接合するとともに、該
第１、第２センタケース３１ａ，３１ｂに対して第１、
第２サイドケース３１ｃ，３１ｄをボルト３２ａ，３２
ｂによって接合することによって、前記隔壁７３，７４
間にディファレンシャル装置室７５が、前記隔壁７３と
第１サイドケース３１ｃ間及び隔壁７４と第２サイドケ
ース３１ｄ間にモータ室７７，７８が形成される。そし
て、前記ディファレンシャル装置室７５内にはディファ
レンシャル装置３３が、前記モータ室７７，７８内には
複数、例えば一対の第１、第２モータ３４，３５が収容
される。

【００２６】前記第１、第２モータ３４，３５のステー
タ３６，３７は電機子鉄心３８，３９及びコイル４１，
４２から成り、前記電機子鉄心３８，３９が前記第１、
第２サイドケース３１ｃ，３１ｄの内周壁に固定されて
いる。一方、前記第１、第２モータ３４，３５のロータ
４３，４４は、前記電機子鉄心３８，３９の径方向内側
に回転自在に配設される永久磁石４５，４６、及び該永
久磁石４５，４６を支持する支持体４７，４８から成
り、該支持体４７，４８が前記第１、第２駆動軸１８，
１９にスプライン嵌合などによって支持される。

【００２７】前記ディファレンシャル装置３３は、ディ
ファレンシャルケース５１、該ディファレンシャルケー
ス５１内を貫通して配設されるピニオンシャフト５２、
該ピニオンシャフト５２に対して回転自在に配設される
ピニオン５３、該ピニオン５３と噛合して配設される第
１、第２サイドギヤ５４，５５から成っている。前記第
１、第２サイドギヤ５４，５５はディファレンシャルケ
ース５１に伝達された回転を差動して、ハイブリッド型
車両の左右に延びる第１、第２駆動軸１８，１９に伝達
する。そして、ディファレンシャルケース５１は、半球
状部８８，８９を有しており、該半球状部８８，８９を
ボルト６０で固定することによって形成される。前記半
球状部８８，８９のホイール側端部８８ａ，８９ａは、
ベアリング８０，８１を介して前記隔壁７３，７４に回
転自在に支持される。

【００２８】また、前記第１、第２駆動軸１８，１９
は、ホイール２０，２１側にベアリング８２，８３が配
設され、該ベアリング８２，８３によって第１、第２サ
イドケース３１ｃ，３１ｄに回転自在に支持される。な
お、６３，６４はオイルシールである。そして、前記ホ
イール側端部８８ａ，８９ａと第１、第２駆動軸１８，
１９間には適宜量の間隙が設けられていて、相対回転自
在に配設される。したがって、前記ディファレンシャル
装置３３が回転を差動する際には、前記ホイール側端部
８８ａ，８９ａに対して第１、第２駆動軸１８，１９が
相対回転する。

【００２９】また、前記ディファレンシャルケース５１
の半球状部８８の外周には、環状の従動側ハイポイドギ
ヤ６５がボルト６６によって固定されている。そして、
前記出力軸２４の端部に設けられた駆動側ハイポイドギ
ヤ６７と前記従動側ハイポイドギヤ６５が噛合し、前記
トランスミッション１３から出力された回転をディファ
レンシャル装置３３に伝達するようになっている。その
ため、前記出力軸２４はベアリング６８，６９によって
ケース３１に対して回転自在に支持されている。なお、
７０はオイルシールである。

【００３０】前記構成のハイブリッド型車両において、
エンジン１１が駆動されると、トランスミッション１３
から出力された回転が出力軸２４を介して伝達され、前
記駆動側ハイポイドギヤ６７及び前記従動側ハイポイド
ギヤ６５によって減速されるとともに回転方向が９０°
変更される。前記ディファレンシャル装置３３は、伝達
された回転を第１、第２サイドギヤ５４，５５によって
差動し、第１、第２駆動軸１８，１９に伝達してホイー
ル２０，２１を回転させる。

【００３１】また、第１、第２モータ３４，３５が駆動
されると、ロータ４３，４４を介して第１、第２駆動軸
１８，１９が回転し、ホイール２０，２１を回転させ
る。このように、第１、第２モータ３４，３５の回転
は、途中にトランスミッション１３、駆動側、従動側ハ
イポイドギヤ６５，６７、ディファレンシャル装置３３
を介することなく直接第１、第２駆動軸１８，１９に伝
達されるため、トルクの伝達効率が向上する。また、第
１、第２駆動軸１８，１９に第１、第２モータ３４，３
５が設けられるため、従来のディファレンシャル装置３
３をそのまま使用することができるだけでなく、独立し
て駆動することができるため、トラクションコントロー
ルや旋回時の駆動力制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すハイブリッド型車
両の概念図である。

【図２】従来のハイブリッド型車両の概略図である。

【図３】本発明の第１の実施例を示すハイブリッド型車
両における終減速装置・モータ駆動部の断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示すハイブリッド型車
両における終減速装置・モータ駆動部の断面図である。

【符号の説明】

１１エンジン１３トランスミッション１８第１駆動軸１９第２駆動軸２０，２１ホイール２４出力軸３１ケース３３ディファレンシャル装置３４第１モータ３５第２モータ５１ディファレンシャルケース

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）エンジンと、（ｂ）該エンジンの回転を変速するトランスミッション
と、（ｃ）該トランスミッションの回転を出力する出力軸
と、（ｄ）該出力軸にケースを介して接続されるとともに、
該ケースを介して伝達された回転を、差動を許容しなが
ら出力するディファレンシャル装置と、（ｅ）該ディファレンシャル装置から出力された回転を
ホイールに伝達する二つの駆動軸と、（ｆ）該各駆動軸に対応させて、それぞれ各駆動軸の径
方向外方に配設された二つのモータとを有するととも
に、（ｇ）該各モータは、前記ディファレンシャル装置のケ
ースに固定されたロータ、及び該各ロータに対応させて
車両側に固定されたステータを備えることを特徴とする
ハイブリッド型車両。
【請求項２】（ａ）エンジンと、（ｂ）該エンジンの回転を変速するトランスミッション
と、（ｃ）該トランスミッションの回転を出力する出力軸
と、（ｄ）該出力軸にケースを介して接続されるとともに、
該ケースを介して伝達された回転を、差動を許容しなが
ら出力するディファレンシャル装置と、（ｅ）該ディファレンシャル装置から出力された回転を
ホイールに伝達する二つの駆動軸と、（ｆ）該各駆動軸に対応させて、それぞれ各駆動軸の径
方向外方に配設された二つのモータとを有するととも
に、（ｇ）該各モータは、各駆動軸に固定されたロータ、及
び該各ロータに対応させて車両側に固定されたステータ
を備えることを特徴とするハイブリッド型車両。