JP3826575B2 - ハイブリッド車両の電気モータ配設構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと電気モータとを併用して走行するハイブリッド車両の電気モータ配設構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ハイブリッド車両として、シリーズ方式と呼ばれるものが知られている（例えば、特開平６−１６５３０９号公報参照）。このものでは、エンジンにより駆動されるジェネレータによって発電を行い、この電気により駆動される電気モータのみを走行用駆動源として走行するようにしている。
【０００３】
一方、ハイブリッド車両として、パラレル方式と呼ばれるものが知られている。このものでは、電気モータ及びエンジンを駆動源として併用して走行するように構成されていおり、上記電気モータのみによって走行する場合と、上記電気モータ及びエンジンによって走行する場合とに切り替わるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなパラレル方式のハイブリッド車両においては、エンジン及び電気モータ双方の駆動力をドライブシャフトに伝達する必要があるため、上記エンジンのクランクシャフトが連結されたトランスミッションに対し上記電気モータをその出力軸が上記トランスミッションの出力軸に直結するように連結することが考えられる。
【０００５】
ところが、このように上記電気モータの出力軸をトランスミッション出力軸に直結させれば、上記電気モータの車軸に対する駆動力を例えばエンジン特性または車両特性に応じて変更させたいという場合には上記電気モータ自体を取り替えて駆動力の変更に対応しなければならず、コストの増大等の不都合が生じてしまうようになる。
【０００６】
また、上記電気モータの出力軸の回転方向とエンジンのクランクシャフトの回転方向とを同じ方向になるようすれば、上記エンジンのクランクシャフトの回転による慣性モーメントが上記電気モータ出力軸の回転による慣性モーメントによって増幅されてしまい、エンジンマウントに入力される振動の増幅を招くおそれがある。
【０００７】
また、上記のようなハイブリッド車両においては、エンジンのみを駆動源とする通常の車両には備えられていない上記電気モータ、及び、この電気モータを駆動させるための電気を発電するジェネレータをエンジンルーム内に配置させなければならないという要求がある。このため、上記エンジン、電気モータ、及び、ジェネレータをできるだけコンパクトに配設したいという要求が生じることになる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンと電気モータとを駆動源として併用して走行するハイブリッド車両の電気モータ配設構造において、上記電気モータの配設におけるコンパクト化を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、エンジンと電気モータとを併用して走行するハイブリッド車両を前提としている。このものにおいて、上記エンジンを横置きにかつ前方に傾けて配設し、上記電気モータをその出力軸が上記エンジンの後側位置において上記エンジンのクランクシャフトと平行になるように配設する構成とするものである。
【００１０】
上記の構成の場合、エンジンを前方に傾けて配置することにより、このエンジンの後側上部に空間が生まれる。この空間に電気モータを配置させることにより、エンジン及び電気モータの配設構造として車体前後方向にコンパクトにすることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の配置構成図を示し、このハイブリッド車両はパラレル方式に構成されている。
【００１３】
同図において、１はエンジン、２１は電気モータ、２２はジェネレータであり、上記エンジン１は横置きに配置され、上記電気モータ２１はエンジンの後側、ジェネレータ２２はエンジンの前側に配置されている。そして、上記エンジン１のクランクシャフト（図示省略）及び電気モータ２１の出力軸（図示省略）とがそれぞれ接続されるトランスミッションユニット３は、上記エンジン１の側部位置に配設されるようになっている。また、上記電気モータ２１を駆動するための走行用バッテリ４１はトランクルーム内に配置されている。
【００１４】
図２は、上記ハイブリッド車両の駆動系のブロック図を示している。
【００１５】
上記エンジン１のクランクシャフト１１の一端はトランスミッションユニット３に接続されている一方、他端は第１駆動力伝達ベルト６１によりジェネレータ２２と互いに連結されている。また、電気モータ２１の出力軸２１ａも上記トランスミッションユニット３に接続されている。
【００１６】
上記電気モータ２１及びジェネレータ２２は、共にモータ・ジェネレータコントローラ２３（以下、Ｍ・Ｇコントローラと略称する。）を介して、走行用バッテリ４１に接続されるようになっている。このＭ・Ｇコントローラ２３はシステムコントローラ５１に接続されており、このシステムコントローラ５１の信号を受けて上記Ｍ・Ｇコントローラ２３が上記電気モータ２１側と、ジェネレータ２２側との電力を制御するようにしている。また、上記クランクシャフト１１が回転すれば、上記ジェネレータ２２が駆動されて発電が行われ、その発電された電気が上記走行用バッテリ４１の充電状態に応じて充電されるようになっている。また、上記走行用バッテリ４１とは別に車両用バッテリ４２が備えられており、この車両用バッテリ４２はコンバータ４３を介して、空調装置５２、パワーステアリングのモータ５３、または、オーディオ等の車両システム５４のための電力を供給している。
【００１７】
上記システムコントローラ５１には、アクセルペダル５５が接続されており、このアクセルペダル５５の踏込量に応じて上記エンジン１、または、電気モータ２１の駆動を制御するようになっている一方、ブレーキペダル５６に接続されたブレーキユニット５７と、システムコントローラ５１とが互いに接続されており、上記システムコントローラ５１により制動量を制御するようになっている。
【００１８】
そして、上記トランスミッション３は以下のように構成されている。
【００１９】
すなわち、図３に示すように、上記クランクシャフト１１は、トルクコンバータ３１及びクラッチ３２を介してトランスミッション３３に連結されるようになっている。そして、このトランスミッション３３のプライマリギア３４は、トランスミッション出力軸３ａに取り付けられたセカンダリギア３５及びアウトプットギア３６を介してディファレンシャル装置３７のリングギア３７ａに接続され、前輪のドライブシャフト３８が駆動されるようになっている。上記エンジン１の駆動力は、クラッチ３２によってディファレンシャル装置３７に伝達する場合と、伝達しない場合とに切り替えられるようになっている。
【００２０】
一方、上記電気モータ２１の出力軸２１ａに取り付けられたドライブギア３６は、第１アイドルギア３９ａ、及び、この第１アイドルギア３９ａと一体になって駆動する第２アイドルギア３９ｂを介して上記セカンダリギア３５に接続されるようになっている。上記第１及び第２アイドルギア３９ａ，３９ｂにより、上記電気モータ２１の出力軸２１ａの回転方向が、クランクシャフト１１の回転方向に対して逆方向になるようになっている（同図の矢印参照）。
【００２１】
次に上記ハイブリッド車両の走行について説明する。
【００２２】
車両の発進は電気モータ２１で行うようにされており、上記システムコントローラ５１により上記トランスミッションユニット３のクラッチ３２は切られた状態にされて、上記走行用バッテリ４１の電気により電気モータ２１が駆動して車両を発進させるようにしている。
【００２３】
そして、所定車速と必要駆動力とをシステムコントローラ５１が検知してこのシステムコントローラ５１の制御によりジェネレータ２２に電力が供給され、このジェネレータ２２がスタータとなって上記エンジン１を始動させる。そして、上記エンジン１の駆動によりジェネレータ２２が駆動されて発電が行われ、その発電された電気が上記走行用バッテリ４１に充電される。この場合も上記クラッチ３２は切られた状態のままにされている。
【００２４】
また、急加速時等の場合には、上記のようにしてエンジン１を始動させ、上記クラッチ３２をつないで、電気モータ２１及びエンジン１の双方の駆動力により前輪３５を駆動するようにする。
【００２５】
そして、図４または図５は、エンジン１及び電気モータ２１の配設構造を示しており、上記エンジン１は燃料を燃焼室に直接噴射するいわゆる直噴エンジンであり、１２は燃料ポンプ、１３は吸気管、１４は燃料を噴射するインジェクタ、１５は排気管である。なお、図４及び図５の右側は車体前後方向の前側、その左側は後側である。
【００２６】
上記エンジン１は前側に傾いて配置されており、上記電気モータ２１が上記エンジン１の後側の上部位置に配置されている。一方、ジェネレータ２２は上記エンジン１の前側の下部位置に配置されており、この電気モータ２１及びジェネレータ２２は、それぞれブラケット２１ｂ，２２ａを介して上記シリンダブロック１６ａに支持固定されるようになっている。
【００２７】
また、上記排気管１５の基端は触媒を内蔵した触媒装置としてのキャタリスタ１５ａに連通されており、このキャタリスタ１５ａは上記ジェネレータ２２に対し車幅方向に並んで配置されている。そして、上記インジェクタ１４がシリンダヘッド１６ｂに対し上方に傾斜して挿入されている一方、吸気管１３が上記インジェクタ１４に沿ってエンジン１の後方の上方に傾斜して配設されている。
【００２８】
そして、図４に示すように、クランクシャフト１１に対しジェネレータ駆動プーリ１１ａが取り付けられており、このジェネレータ駆動プーリ１１ａと、上記ジェネレータ２２の回転軸に取り付けられたジェネレータプーリ２２ｂとが第１駆動力伝達ベルト６１により互いに連結されている。そして、上記クランクシャフト１１の基端側に取り付けられたカムシャフト駆動プーリ１１ｂと、吸気及び排気側カムシャフトに取り付けられた吸気及び排気側カムシャフトプーリ１７，１８とが第３駆動力伝達ベルト６３により互いに連結され、上記排気側カムシャフトプーリ１８と、ウォータポンプ１９とが第２駆動力伝達ベルト６２により互いに連結されている。
【００２９】
図６はトランスミッションユニット３を示しており、同図において左側が車体前後方向の前側、右側が後側である。同図において、ディファレンシャル装置が車体前後方向の後部の下部位置に配置されており、そのリングギア３７ａが回転軸Ｘ１を中心として回転するようになっている。この回転軸Ｘ１はドライブシャフト３７ｂの回転軸と同軸である。そして、上記リングギア３７ａの前方の斜め上方にアウトプットギア３６、及び、このアウトプットギア３６と同軸（回転軸Ｘ２）のセカンダリギア３５が配置されており、上記アウトプットギア３６が、上記リングギアに対し連結するようになっている。そして、上記セカンダリギア３５には、その前方の斜め下方に配置されたトランスミッションのプライマリギア３４と、上記セカンダリギア３５の後方の斜め上方に配置された第２アイドルギア３９ｂがそれぞれ連結されるようになっている。上記プライマリギア３４の回転軸Ｘ３はクランクシャフト１１の回転軸と同軸である。そして、上記第２アイドルギア３９ｂと同軸（回転軸Ｘ４）の第１アイドルギア３９ａには、その後方の斜め上方に配置された電気モータ２１の出力ギア３８が連結するようになっている。
【００３０】
つぎに、上記実施形態の作用・効果を説明する。
【００３１】
電気モータ２１の出力ギア３８とセカンダリギア３５との間に第１及び第２アイドルギア３９ａ，３９ｂを介設することにより、上記電気モータ２１の出力軸２１ａの回転方向をクランクシャフト１１の回転方向に対し逆方向にさせることができるようになる。このため、上記クランクシャフト１１の回転による慣性モーメントが出力軸２１ａの回転による慣性モーメントにより打ち消されるようになり、エンジンマウントに入力される振動を低減することができる。
【００３２】
また、上記第１及び第２アイドルギア３９ａ，３９ｂをそのギア比が異なるものにするだけで、上記電気モータ２１の駆動力を調整することができるようになる。これにより、エンジン特性または車両特性に応じた電気モータ駆動力の調整をこの電気モータ２１を取り替えることなく同じ電気モータ２１を用いて容易に行うことができるようになる。
【００３３】
さらに、エンジン１を前側に傾けて配置することにより、このエンジン１の後側上部に空間が生まれ、この空間に電気モータ２１を配置させることにより、エンジン１及び電気モータ２１の配設構造として車体前後方向にコンパクトにすることができるようになる。また、ジェネレータ２２を上記エンジン１の前側に配設することにより、電気モータ２１、エンジン１、及び、ジェネレータ２２をバランス良く配置させることができるようになる。また、キャタリスタ１５ａと上記ジェネレータ２２とを上記エンジン１の前側位置で車幅方向に並べて配置させることにより、上記エンジン１、ジェネレータ２２及びキャタリスタ１５ａをコンパクトに配置させることができるようになる。
【００３４】
加えて、吸気管１３をエンジン１の後方の上方に向けて傾斜させることにより、この吸気管１３を電気モータ２１に干渉することなく配設することができ、しかも、上記エンジン１及び電気モータ２１の配設構造における車体前後方向のコンパクト化を図ることができるようになる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明におけるハイブリッド車両の電気モータ配設構造によれば、エンジンを前方に傾けて配設することにより、このエンジンの後側上部に空間が生まれ、この空間に電気モータを配置させることにより、エンジン及び電気モータの配設構造として車体前後方向にコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の配置構成を示す説明図である。
【図２】 ハイブリッド車両の駆動系の構成を示すブロック図である。
【図３】 トランスミッションユニットの構成を示す説明図である。
【図４】 エンジン、電気モータ及びジェネレータの配置を示す右側面説明図である。
【図５】 エンジン、電気モータ及びジェネレータの配置を示す平面説明図である。
【図６】 トランスミッションケースを示す左側面説明図である。
【符号の説明】
１ エンジン
１１ クランクシャフト
１３ 吸気管
１４ インジェクタ
２１ 電気モータ
２２ ジェネレータ
１５ａ キャタリスタ（触媒装置）
２１ａ 電気モータ出力軸
３５ａ トランスミッション出力軸
３９ａ 第１アイドルギア
３９ｂ 第２アイドルギア

Claims (1)

1. エンジンと電気モータとを併用して走行するハイブリッド車両において、
   上記エンジンは横置きにかつ前方に傾けて配設され、
   上記電気モータはその出力軸が上記エンジンの後側位置において上記エンジンのクランクシャフトと平行になるように配設されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の電気モータ配設構造。

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