JP4226610B2

JP4226610B2 - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP4226610B2
Application number: JP2006086993A
Authority: JP
Inventors: 純司浦野; 哲郎浜田; 俊行湯本; 和之岩田; 利隆今井; 正明貝塚
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: JP2007261346A

Description

本発明は、車両を走行させる駆動力を発生するエンジンおよび電動モータを備えたハイブリッド車両に関する。

エンジンの駆動力をベルト式無段変速機を介して駆動輪に伝達する第１駆動力伝達経路と、エンジンのクランクシャフトと同軸に配置したモータ・ジェネレータの駆動力を固定減衰比の減速機を介して駆動輪に伝達する第２駆動力伝達経路とを備え、車両の中・高速走行時にはエンジンの駆動力で前記第１駆動力伝達経路を介して駆動輪を駆動し、車両の発進時や低速走行時にはモータ・ジェネレータの駆動力で前記第２駆動力伝達経路を介して駆動輪を駆動するハイブリッド車両が、下記特許文献１により公知である。
特開２００５−５９７８８号公報

ところで上記従来のものは、モータ・ジェネレータの駆動力が車両の発進時や低速走行時に第２駆動力伝達経路を介して駆動輪に伝達されるだけであり、その駆動力が第１駆動力伝達経路を介して駆動輪に伝達されることがないため、エンジンの駆動力が第１駆動力伝達経路を介して駆動輪に伝達される車両の中・高速走行時にモータ・ジェネレータの駆動力を活かしきれない問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、走行用の駆動源としてエンジンおよび電動モータを備えたハイブリッド車両において、電動モータの駆動力を有効利用できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両を走行させる駆動力を発生するエンジンおよび電動モータを備えたハイブリッド車両において、前記エンジンおよび前記電動モータの駆動力を変速機を介して車輪に伝達する第１駆動力伝達経路と、前記電動モータの駆動力を、変速機への伝達を行わずに、減速比を固定した減速機を介して車輪に伝達する第２駆動力伝達経路と、前記第１、第２駆動力伝達経路を切り換える駆動力伝達経路切換手段とを備え、前記駆動力伝達経路切換手段は、前記第２駆動力伝達経路の上流側端部を前記第１駆動力伝達経路から切り離す第１クラッチ手段と、前記第１駆動力伝達経路の中間部を前記第２駆動力伝達経路から切り離す第２クラッチ手段と、前記第２駆動力伝達経路の中間部を前記第１駆動力伝達経路から切り離す第３クラッチ手段とで構成され、前記第１駆動力伝達経路における前記変速機の減速比の可変設定範囲は、前記第２駆動力伝達経路における前記減速機の固定減速比未満であることを特徴とするハイブリッド車両が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記電動モータは前記エンジンの出力軸の外周を囲むように配置されることを特徴とするハイブリッド車両が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記駆動力伝達経路切換手段はクラッチにより構成されることを特徴とするハイブリッド車両が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記駆動力伝達経路切換手段は、車両の発進、後進および減速回生の少なくとも何れかの場合に前記第２駆動力伝達経路を作動させることを特徴とするハイブリッド車両が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、メインシャフトの回転を減速してカウンタシャフトに伝達する前記減速機は前記両シャフト間にアイドラシャフトを備えており、前記アイドラシャフトに設けられたギヤは、軸方向に見て前記メインシャフト上に配置された前記電動モータの投影範囲内に概ね納まっていることを特徴とするハイブリッド車両が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記エンジンから前記変速機への駆動力伝達経路にクラッチを備えたことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項６の構成に加えて、前記変速機は、固定側プーリ半体および可動側プーリ半体を有してメインシャフト上に配置された駆動プーリと、固定側プーリ半体および可動側プーリ半体を有してカウンタシャフト上に配置された従動プーリとに金属ベルトを巻き掛けたベルト式無段変速機よりなり、前記両固定側プーリ半体および前記両可動側プーリ半体は対角位置に配置され、前記クラッチは前記メインシャフト上の前記駆動プーリの固定側プーリ半体に隣接して配置されることを特徴とするハイブリッド車両が提案される。

また請求項８に記載された発明によれば、請求項１〜請求項７の何れか１項の構成に加えて、前記電動モータを回生制動するときには車速に基づいて前記第１、第２駆動力伝達経路の一方を作動させるとともに、前記第１駆動力伝達経路を作動させるときには前記電動モータの回生効率に基づいて前記変速機の変速比を制御することを特徴とするハイブリッド車両が提案される。

尚、実施の形態の第１油圧多板クラッチ１６は本発明のクラッチに対応し、実施の形態のメインシャフト１７は本発明の出力軸に対応し、実施の形態のベルト式無段変速機２４は本発明の変速機に対応し、実施の形態の第２、第３および第４油圧多板クラッチ２２，３２，３３は本発明の駆動力伝達経路切換手段に対応し、実施の形態の第２モータギヤ３６および第３モータギヤ３７は本発明のギヤに対応し、実施の形態のモータ・ジェネレータＭＧは本発明の電動モータに対応する。

請求項１の構成によれば、ハイブリッド車両のエンジンおよび電動モータの駆動力を変速機を介して車輪に伝達する第１駆動力伝達経路と、電動モータの駆動力を、変速機への伝達を行わずに、減速比を固定した減速機を介して車輪に伝達する第２駆動力伝達経路とを、駆動力伝達経路切換手段で切り換えることができる。

従って、車両の発進時には第３クラッチ手段を係合し、電動モータを高減速比の第２駆動力伝達経路を介して車輪に接続することで、低回転で高トルクを発生する電動モータの出力特性を活かして高い駆動トルクを得ることができる。

また第２クラッチ手段を係合し、変速機を有する第１駆動力伝達経路を介してエンジンを車輪に接続することで、変速機の変速比を制御してエンジンの燃料消費量を節減することができるだけでなく、この状態で第１クラッチ手段を係合して電動モータを第１駆動力伝達経路に接続すれば、エンジンの駆動力を電動モータの駆動力でアシストすることができる。

また第１、第２クラッチ手段を係合し、変速機を有する第１駆動力伝達経路を介して電動モータの駆動力だけを車輪に伝達すれば、電動モータの駆動力だけで変速を行いながら走行することができるので、電動モータの消費電力を削減することができる。

また電動モータを回生制動する場合には、第１、第２クラッチ手段を係合して第１駆動力伝達経路を介して駆動力を電動モータに逆伝達したり、第３クラッチ手段を係合して第２駆動力伝達経路を介して駆動力を電動モータに逆伝達したりすることで、電動モータの回転数を回生効率が最も高くなる回転数に近づけてエネルギーの回収効率を高めることができる。

しかも第１駆動力伝達経路および第２駆動力伝達経路の一方で走行あるいは回生制動を行っているときに他方は作動しないので、不使用の駆動力伝達経路が引きずられて駆動力を無駄に消費することがない。

更に、変速機の減速比の可変設定範囲を減速機の固定減速比未満に設定したので、変速機の高減速比領域の機能を減速機に受け持たせることで、変速機の構造を簡素にしてコンパクト化を図ることができる。

また請求項２の構成によれば、電動モータをエンジンの出力軸の外周を囲むように配置したので、ハイブリッド車両のパワーユニット全体をコンパクト化することができる。

また請求項３の構成によれば、駆動力伝達経路切換手段をクラッチにより構成したので、駆動力の引きずりを防止してエンジンあるいは電動モータの駆動力を効率的に駆動輪に伝達することができ、更に電動モータを高回転まで引きずらないので該電動モータの体格を小さくすることができる。

また請求項４の構成によれば、車両の発進時、後進時あるいは減速回生時に駆動力伝達経路切換手段が第２駆動力伝達経路を作動させるので、低回転で高トルクを発生可能な電動モータで車両の発進や後進をスムーズに行うことができ、しかも電動モータは正逆回転が可能であるため、第２駆動力伝達経路にリバース機構を設けることなく、電動モータで車両の発進および後進が可能になる。また請求項２の発明に従属する場合には、第２駆動力伝達経路の減速比が第１駆動力伝達経路の減速比よりも高く設定されるので、駆動輪から逆伝達される駆動力で電動モータを高速回転させて回生制動を効率的に行うことができる。

また請求項５の構成によれば、メインシャフトの回転を減速してカウンタシャフトに伝達する減速機のアイドラシャフトに設けたギヤが、軸方向に見てメインシャフト上に配置した電動モータの投影範囲内に概ね納まっているので、軸方向に見たパワーユニットの寸法を小型化することができる。

また請求項６の構成によれば、エンジンから変速機への駆動力伝達経路にクラッチを設けたので、エンジンの駆動力を必要としないときにクラッチを係合解除してエンジンを変速機から切り離し、エンジンのフリクションによるエネルギー損失を回避することができる。

また請求項７の構成によれば、ベルト式無段変速機のメインシャフト上の駆動プーリおよびカウンタシャフト上の従動プーリの両固定側プーリ半体および両可動側プーリ半体を対角位置に配置し、クラッチをメインシャフト上の駆動プーリの固定側プーリ半体に隣接して配置したので、可動側プーリ半体よりも小型の固定側プーリ半体に隣接する位置に形成されるデッドスペースをクラッチの配置スペースに利用し、パワーユニットの軸方向寸法を小型化することができる。

また請求項８の構成によれば、電動モータを回生制動するときには車速に基づいて前記第１、第２駆動力伝達経路の一方を作動させるので、電動モータの回転数を回生制動に適した値に近づけて回生効率を高めることができ、かつ第１駆動力伝達経路を作動させるときには電動モータの回生効率に基づいて変速機の変速比を制御するので、電動モータの回転数を回生制動に適した値に精度良く制御して回生効率を更に高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１はハイブリッド車両の駆動力伝達経路のスケルトン図、図２は図１の２−２線矢視図、図３は図１の３部拡大図、図４はモータ・ジェネレータによる発進時の作用を説明する図、図５はエンジンによる走行時の作用を説明する図、図６はモータ・ジェネレータによる走行時の作用を説明する図である。

図１に示すように、ハイブリッド車両は左右の車輪Ｗ，Ｗを駆動するエンジンＥおよびモータ・ジェネレータＭＧを備え、更にエアコン用のモータと兼用されるスタータモータＳＭを備える。スタータモータＳＭはエンジンＥのクランクシャフト１１にドライブギヤ１２およびドリブンギヤ１３を介して接続されるもので、クランクシャフト１１をクランキングしてエンジンＥを始動することができる。エンジンＥのクランクシャフト１１はフライホイール付きダンパー１４を介してインプットシャフト１５に接続されており、インプットシャフト１５は第１油圧多板クラッチ１６を介してメインシャフト１７に接続される。

メインシャフト１７の外周にモータ・ジェネレータＭＧが同軸に配置される。モータ・ジェネレータＭＧはケーシング１８に固定した環状のステータ１９と、このステータ１９の内周に回転自在に配置されたロータ２０とを備えており、ロータ２０はメインシャフト１７の外周に相対回転自在に嵌合する中空のモータ出力軸２１に固定される。モータ出力軸２１は第２油圧多板クラッチ２２を介してメインシャフト１７に結合可能である。メインシャフト１７の外周を囲むようにモータ・ジェネレータＭＧを配置したので、メインシャフト１７の外側にモータ・ジェネレータＭＧを配置する場合に比べて、パワーユニット全体の寸法を小型化することができる。

メインシャフト１７と平行に配置されたカウンタシャフト２３は、同軸に配置された第１カウンタシャフト２３Ａ、第２カウンタシャフト２３Ｂおよび第３カウンタシャフト２３Ｃに３分割されており、メインシャフト１７と第１カウンタシャフト２３Ａとの間に配置されるベルト式無段変速機２４は、メインシャフト１７に支持された固定側プーリ半体２５および可動側プーリ半体２６よりなる駆動プーリ２７と、第１カウンタシャフト２３Ａに支持された固定側プーリ半体２８および可動側プーリ半体２９よりなる従動プーリ３０と、駆動プーリ２７および従動プーリ３０に巻き掛けた金属ベルト３１とを備える。

駆動プーリ２７の可動側プーリ半体２６を固定側プーリ半体２５から離間させ、従動プーリ３０の可動側プーリ半体２９を固定側プーリ半体２８に接近させるとベルト式無段変速機２４の変速比がＬＯＷ側に無段階に変化し、逆に駆動プーリ２７の可動側プーリ半体２６を固定側プーリ半体２５に接近させ、従動プーリ３０の可動側プーリ半体２９を固定側プーリ半体２８から離間させるとベルト式無段変速機２４の変速比がＴＯＰ側に無段階に変化する。

駆動プーリ２７は、可動側プーリ半体２６がエンジンＥ側に配置されて固定側プーリ半体２５が反エンジンＥ側に配置されているのに対し、従動プーリ３０は、可動側プーリ半体２９が反エンジンＥ側に配置されて固定側プーリ半体２８がエンジンＥ側に配置される。即ち、両可動側プーリ半体２６，２９と両固定側プーリ半体２５，２８とは対角位置に配置される。

第１カウンタシャフト２３Ａおよび第２カウンタシャフト２３Ｂ間に第３油圧多板クラッチ３２が配置され、第２カウンタシャフト２３Ｂおよび第３カウンタシャフト２３Ｃ間に第４油圧多板クラッチ３３が配置される。モータ・ジェネレータＭＧのモータ出力軸２１に設けた第１モータギヤ３４がアイドラシャフト３５に設けた第２モータギヤ３６に噛合し、アイドラシャフト３５に設けた第３モータギヤ３７が第３カウンタシャフト２３Ｃに設けた第４モータギヤ３８に噛合する。また第２カウンタシャフト２３Ｂに設けた第１減速ギヤ３９がセカンダリシャフト４０に設けた第２減速ギヤ４１に噛合し、セカンダリシャフト４０に設けたファイナルドライブギヤ４２がディファレンシャルギヤ４３に設けたファイナルドリブンギヤ４４に噛合する。

第１モータギヤ３４、第２モータギヤ３６、第３モータギヤ３７および第４モータギヤ３８は減速機４５を構成する。メインシャフト１７からベルト式無段変速機２４、第１カウンタシャフト２３Ａ、第３油圧多板クラッチ３２、第２カウンタシャフト２３Ｂ、第１減速ギヤ３９、第２減速ギヤ４１、セカンダリシャフト４０、ファイナルドライブギヤ４２、ファイナルドリブンギヤ４４、ディファレンシャルギヤ４３および車軸４９，４９を介して車輪Ｗ，Ｗに至る経路が第１駆動力伝達経路４６と定義され、モータ出力軸２１から第１モータギヤ３４、第２モータギヤ３６、アイドラシャフト３５、第３モータギヤ３７、第４モータギヤ３８、第４油圧多板クラッチ３３、第２カウンタシャフト２３Ｂ、第１減速ギヤ３９、第２減速ギヤ４１、セカンダリシャフト４０、ファイナルドライブギヤ４２、ファイナルドリブンギヤ４４、ディファレンシャルギヤ４３および車軸４９，４９を介して車輪Ｗ，Ｗに至る経路が第２駆動力伝達経路４７と定義される。

ベルト式無段変速機２４の減速比の可変範囲は減速機４５の固定の減速比よりも低く設定されており、従ってベルト式無段変速機２４を含む第１駆動力伝達経路４６の減速比は、減速機４５を含む第２駆動力伝達経路４７の減速比よりも低くなる。

図２に示すように、メインシャフト１７に対してカウンタシャフト２３が後上方に配置され、カウンタシャフト２３に対してセカンダリシャフト４０が後下方に配置され、セカンダリシャフト４０に対して車軸４９，４９が下方に配置される。アイドラシャフト３５はメインシャフト１７の上方であってカウンタシャフト２３の前方に配置されており、アイドラシャフト３５に支持された第２、第３モータギヤ３６，３７は、モータ・ジェネレータＭＧの軸方向投影範囲内に概ね納まっている。このレイアウトにより、減速機４５の第２、第３モータギヤ３６，３７を設けたことによる軸腺方向に見たパワーユニットの寸法の大型化を回避することができる。

次に、図３に基づいて第４油圧多板クラッチ３３の周辺の構造を説明する。

第４油圧多板クラッチ３３が設けられるカウンタシャフト２３はボールベアリング５１を介してケーシング１８に回転自在に支持される。第４モータギヤ３８は、円筒状の支持部３８ａと、この支持部３８ａの一端から径方向外側に延びる円板状の本体部３８ｂと、この本体部３８ｂの外周に形成された歯部３８ｃとで構成されており、本体部３８ｂの一側面に環状の凹部３８ｄが形成される。

第４モータギヤ３８の支持部３８ａはカウンタシャフト２３の外周にニードルベアリング５３を介して相対回転自在に支持されており、その支持部３８ａの一端がスラストベアリング５４を介して前記ボールベアリング５１のインナーレースに支持されるとともに、他端がカウンタシャフト２３にスプライン結合した第１減速ギヤ３９の側面にスラストベアリング５５を介して支持される。

第４油圧多板クラッチ３３のクラッチアウター５６は円筒状の周壁部５６ａと、その周壁部５６ａから径方向内側に延びる側壁部５６ｂとを備えており、側壁部５６ｂの径方向内端が第４モータギヤ３８の凹部３８ｄの径方向内端の上面に溶接により固定される。これにより、クラッチアウター５６の側壁部５６ｂは第４モータギヤ３８の凹部３８ｄに収納された状態になり、その結果、クラッチアウター５６は第４モータギヤ３８の歯部３８ｃの径方向内側において、図３に示すＡの範囲で軸方向にオーバーラップする。

一方、円筒状のクラッチインナー５７が第１減速ギヤ３９からクラッチアウター５６の径方向内側に向けて一体に延びており、クラッチアウター５６およびクラッチインナー５７間に複数のクラッチディスク５８…およびクラッチプレート５９…が交互に重ね合わされた状態で、軸方向摺動自在にスプライン結合される。最も第１減速ギヤ３９側のクラッチディスク５８の軸方向外側にはエンドプレート６０が重ね合わされ、クラッチアウター５６の周壁部５６ａに設けたクリップ６１で抜け止めされる。

最も第４モータギヤ３８寄りのクラッチプレート５９の軸方向外側に、外周がクラッチアウター５６の周壁部５６ａの内周にシール部材６２を介して摺接し、内周が第４モータギヤ３８の支持部３８ａの外周にシール部材６３を介して摺接するクラッチピストン６４が配置される。クラッチピストン６４に内周部は、第４モータギヤ３８の支持部３８ａに設けたスプリングシート６５との間に縮設したクラッチスプリング７４で第４モータギヤ３８に向けて付勢される。

クラッチアウター５６の側壁部５６ｂおよび第４モータギヤ３８の本体部３８ｂの一部と、クラッチピストン６４との間にクラッチ油室６６が区画される。カウンタシャフト２３の内部に２本のパイプ６７，６８が同軸に配置されており、外側のパイプ６８の外周から供給されるオイルが油路６９を通ってボールベアリング５１を潤滑するとともに、内側のパイプ６７の内周にから供給されるオイルが油路７０を通ってニードルベアリング５３を潤滑する。また両パイプ６７，６８の間からのオイルが油路７１〜７３を通ってクラッチ油室６６に供給・排出される。

以上のように、カウンタシャフト２３上に第４油圧多板クラッチ３３および第４モータギヤ３８を相互に隣接して配置する際に、第４油圧多板クラッチ３３のクラッチアウター５６の側壁部５６ｂが、第４モータギヤ３８の本体部３８ｂの側面に形成した凹部３８ｄ内に収納されるように該凹部３８ｄの径方向内縁に溶接されるので、つまりクラッチアウター５６は第４モータギヤ３８の歯部３８ｃの径方向内側において、図３のＡの範囲で軸方向にオーバーラップするので、第４モータギヤ３８の歯部３８ｃの径方向内側のデッドスペースをクラッチアウター５６の設置スペースに利用し、第４油圧多板クラッチ３３および第４モータギヤ３８のトータルの軸方向寸法を小型化することができる。

またクラッチアウター５６を第４モータギヤ３８の側面に溶接により結合したので、ククラッチアウター５６および第４モータギヤ３８が相互に補強し合って剛性を高めることができる。更に、第４油圧多板クラッチ３３のクラッチ油室６６に連なる油路７３を第４モータギヤ３８の本体部３８ｂの壁面により構成したので、クラッチアウター５６の内部に油路を穿設する場合に比べて加工が容易になり、しかも第４油圧多板クラッチ３３の軸方向寸法を小型化することができる。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

車両の発進時には低回転で高トルクが得られるモータ・ジェネレータＭＧの駆動力が利用される。即ち、図４に示すように、第４油圧多板クラッチ３３を係合して第２カウンタシャフト２３Ｂと第３カウンタシャフト２３Ｃとを結合した状態でモータ・ジェネレータＭＧを駆動すると、モータ出力軸２１の回転が第１〜第４モータギヤ３４，３６，３７，３８よりなる減速機４５、第３カウンタシャフト２３Ｃ、第４油圧多板クラッチ３３、第２カウンタシャフト２３Ｂ、第１、第２減速ギヤ３９，４１、ファイナルドライブギヤ４２、ファイナルドリブンギヤ４４、ディファレンシャルギヤ４３および車軸４９，４９を介して車輪Ｗ，Ｗに伝達され、低回転で高トルクが得られるモータ・ジェネレータＭＧの駆動力で車両をスムーズに発進させ、あるいは車両を低速走行させることができる。しかも、このとき駆動力が伝達される第２駆動力伝達経路４７は第１駆動力伝達経路４６よりも減速比が高く設定されているため、より高い駆動トルクを得ることができる。

更に、第４油圧多板クラッチ３３を係合した状態で、モータ・ジェネレータＭＧを逆転駆動すれば、リバースクラッチやリバースギヤを必要とせずに車両を後進発進あるいは後進走行させることができ、また車輪Ｗ，Ｗ側から駆動力を逆伝達すれば、減速比の大きい減速機４５を利用してモータ・ジェネレータＭＧを高速回転させて回生制動し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして効率的に回収することができる。

図５に示すように、第１油圧多板クラッチ１６を係合してインプットシャフト１５およびメインシャフト１７を結合し、かつ第３油圧多板クラッチ３２を係合して第１カウンタシャフト２３Ａおよび第２カウンタシャフト２３Ｂを結合した状態でエンジンＥを駆動すると、エンジンＥのクランクシャフト１１の回転がフライホイール付きダンパー１４、インプットシャフト１５、第１油圧多板クラッチ１６、メインシャフト１７、ベルト式無段変速機２４、第１カウンタシャフト２３Ａ、第３油圧多板クラッチ３２、第２カウンタシャフト２３Ｂ、第１、第２減速ギヤ３９，４１、ファイナルドライブギヤ４２、ファイナルドリブンギヤ４４、ディファレンシャルギヤ４３および車軸４９，４９を介して車輪Ｗ，Ｗに伝達される。その際に、エンジンＥの負荷および回転数に応じてベルト式無段変速機２４の変速比を制御することで、エンジンＥの燃料消費量を節減することができる。

図６に示すように、第２油圧多板クラッチ２２を係合してモータ・ジェネレータＭＧのモータ出力軸２１をメインシャフト１７に結合し、かつ第３油圧多板クラッチ３２を係合して第１カウンタシャフト２３Ａおよび第２カウンタシャフト２３Ｂを結合した状態でモータ・ジェネレータＭＧを駆動すると、モータ出力軸２１の回転が第２油圧多板クラッチ２２、メインシャフト１７、ベルト式無段変速機２４、第１カウンタシャフト２３Ａ、第３油圧多板クラッチ３２、第２カウンタシャフト２３Ｂ、第１、第２減速ギヤ３９，４１、ファイナルドライブギヤ４２、ファイナルドリブンギヤ４４、ディファレンシャルギヤ４３および車軸４９，４９を介して車輪Ｗ，Ｗに伝達される。その際に、モータ・ジェネレータＭＧの負荷および回転数に応じてベルト式無段変速機２４の変速比を制御することで、モータ・ジェネレータＭＧの消費電力を節減することができる。このとき、第１油圧多板クラッチ１６が係合解除しているので、モータ・ジェネレータＭＧによってメインシャフト１７が回転しても、そのメインシャフト１７の回転がエンジンＥのクランクシャフト１１に伝達されることがなくなり、エンジンＥの引きずりを防止してモータ・ジェネレータＭＧの消費電力を更に節減することができる。

この状態で車輪Ｗ，Ｗ側から駆動力を逆伝達すれば、ベルト式無段変速機２４を介してモータ・ジェネレータＭＧを回転さて回生制動し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして効率的に回収することができる。

モータ・ジェネレータＭＧを回生制動する場合、モータ・ジェネレータＭＧの回転数を回生効率が最も高くなる回転数に近づけることが必要である。そこで車速に応じて、第１駆動力伝達経路４６が作動する状態（図６参照）と、第２駆動力伝達経路４７が作動する状態（図４参照）とが切り換えられる。またベルト式無段変速機２４を含む第１駆動力伝達経路４６が作動する状態では、モータ・ジェネレータＭＧの回転数が回生効率が最も高くなる回転数に一致するようにベルト式無段変速機２４の変速比が制御される。

また図５に示すエンジンＥによる走行時に、第２油圧多板クラッチ２２を係合してモータ・ジェネレータＭＧを駆動すると、エンジンＥの駆動力およびモータ・ジェネレータＭＧの駆動力をメインシャフト１７に合流させ、エンジンＥの駆動力をモータ・ジェネレータＭＧの駆動力でアシストすることができる。

またモータ・ジェネレータＭＧによる走行中や回生制動中に、サブモータＳＭを駆動してドライブギヤ１２およびドリブンギヤ１３を介してエンジンＥをクランキングすることで、エンジンＥを始動することができる。このとき、第１油圧多板クラッチ１６を係合解除しておくことで、エンジンＥの始動に伴う不快な振動や騒音の発生を防止することができる。

以上のように、第２油圧多板クラッチ２２、第３油圧多板クラッチ３２および第４油圧多板クラッチ３３を選択的に係合することで、車両の中・高速走行時にエンジンＥの駆動力および／またはモータ・ジェネレータＭＧの駆動力を第１駆動力伝達経路４６を介して車輪Ｗ，Ｗに伝達し、エンジンＥの駆動力に加えてモータ・ジェネレータＭＧの駆動力を有効に利用した車両を走行させることができる。また車両の発進時や低速走行時にはモータ・ジェネレータＭＧの駆動力を第２駆動力伝達経路４７を介して車輪Ｗ, Ｗに伝達することで、低回転で高トルクを発生するモータ・ジェネレータＭＧの出力特性を活かすことができる。しかも第２〜第４油圧多板クラッチ２２，３２，３３の係合および係合解除で第１、第２駆動力伝達経路４６，４７を切り換えるので、エンジンＥの駆動力による走行中にモータ・ジェネレータＭＧを完全に切り離して該モータ・ジェネレータＭＧの引きずりを防止することができるだけでなく、モータ・ジェネレータＭＧを高回転まで引きずらないので該モータ・ジェネレータＭＧの体格を小さくすることができる。

次に、図７に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

上述した第１の実施の形態では、カウンタシャフト２３上に第３油圧多板クラッチ３２および第４油圧多板クラッチ３３を配置しているが、第２の実施の形態では第４油圧多板クラッチ３３が減速機４５のアイドラシャフト３５上に配置されており、この第４油圧多板クラッチ３３で第２モータギヤ３６をアイドラシャフト３５に結合および結合解除するようになっている。

また第１の実施の形態では、第１油圧多板クラッチ１６がフライホイール付きダンパー１４に連なるインプットシャフト１５とメインシャフト１７との間に配置されているが、第２の実施の形態ではフライホイール付きダンパー１４に直接連なるメインシャフト１７の端部と、メインシャフト１７の外周に相対回転自在に嵌合して駆動プーリ２７を支持する駆動プーリシャフト４８の端部との間に、前記第１油圧多板クラッチ１６が配置されている。

第１の実施の形態では、カウンタシャフト２３上に第３油圧多板クラッチ３２および第４油圧多板クラッチ３３を配置したことでパワーユニットの軸方向寸法が大型化する問題があるが、第２の実施の形態では、第４油圧多板クラッチ３３をカウンタシャフト２３から分離してアイドラシャフト３５上に移動させたことで、パワーユニットの軸方向寸法を決定する要因となるカウンタシャフト２３の長さを短縮し、パワーユニットの軸方向寸法を小型化することができる。

また駆動プーリ２７の固定側プーリ半体２５は、それに対向する従動プーリ３０の可動側プーリ半体２９よりも軸方向寸法が小さくなるが、その寸法差により発生したデッドスペースを利用して第１油圧多板クラッチ１６を配置したので、パワーユニットの軸方向寸法を更に小型化することができる。

第２の実施の形態のその他の構成および効果は、上述した第１の実施の形態の構成および効果と同じである。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の変速機は実施の形態のベルト式無段変速機２４に限定されず、任意の構造の変速機が含まれる。

第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力伝達経路のスケルトン図図１の２−２線矢視図図１の３部拡大図モータ・ジェネレータによる発進時の作用を説明する図エンジンによる走行時の作用を説明する図モータ・ジェネレータによる走行時の作用を説明する図第２の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力伝達経路のスケルトン図

符号の説明

１６第１油圧多板クラッチ（クラッチ）
１７メインシャフト（出力軸）
２２第２油圧多板クラッチ（駆動力伝達経路切換手段）
２３カウンタシャフト
２４ベルト式無段変速機（変速機）
２５固定側プーリ半体
２６可動側プーリ半体
２７駆動プーリ
２８固定側プーリ半体
２９可動側プーリ半体
３０従動プーリ
３１金属ベルト
３２第３油圧多板クラッチ（駆動力伝達経路切換手段）
３３第４油圧多板クラッチ（駆動力伝達経路切換手段）
３５アイドラシャフト
３６第２モータギヤ（ギヤ）
３７第３モータギヤ（ギヤ）
４５減速機
４６第１駆動力伝達経路
４７第２駆動力伝達経路
Ｅエンジン
ＭＧモータ・ジェネレータ（電動モータ）

Claims

車両を走行させる駆動力を発生するエンジン（Ｅ）および電動モータ（ＭＧ）を備えたハイブリッド車両において、
前記エンジン（Ｅ）および前記電動モータ（ＭＧ）の駆動力を変速機（２４）を介して車輪（Ｗ）に伝達する第１駆動力伝達経路（４６）と、
前記電動モータ（ＭＧ）の駆動力を、変速機（２４）への伝達を行わずに、減速比を固定した減速機（４５）を介して車輪に伝達する第２駆動力伝達経路（４７）と、
前記第１、第２駆動力伝達経路（４６，４７）を切り換える駆動力伝達経路切換手段（２２，３２，３３）と、
を備え、
前記駆動力伝達経路切換手段は、前記第２駆動力伝達経路（４７）の上流側端部を前記第１駆動力伝達経路（４６）から切り離す第１クラッチ手段（２２）と、前記第１駆動力伝達経路（４６）の中間部を前記第２駆動力伝達経路（４７）から切り離す第２クラッチ手段（３２）と、前記第２駆動力伝達経路（４７）の中間部を前記第１駆動力伝達経路（４６）から切り離す第３クラッチ手段（３３）とで構成され、
前記第１駆動力伝達経路（４６）における前記変速機（２４）の減速比の可変設定範囲は、前記第２駆動力伝達経路（４７）における前記減速機（４５）の固定減速比未満であることを特徴とするハイブリッド車両。
前記電動モータ（ＭＧ）は前記エンジン（Ｅ）の出力軸（１７）の外周を囲むように配置されることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記駆動力伝達経路切換手段（２２，３２，３３）はクラッチにより構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両。
前記駆動力伝達経路切換手段（２２，３２，３３）は、車両の発進、後進および減速回生の少なくとも何れかの場合に前記第２駆動力伝達経路（４７）を作動させることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のハイブリッド車両。
メインシャフト（１７）の回転を減速してカウンタシャフト（２３）に伝達する前記減速機（４５）は前記両シャフト（１７，２３）間にアイドラシャフト（３５）を備えており、前記アイドラシャフト（３５）に設けられたギヤ（３６，３７）は、軸方向に見て前記メインシャフト（１７）上に配置された前記電動モータ（ＭＧ）の投影範囲内に概ね納まっていることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のハイブリッド車両。
前記エンジン（Ｅ）から前記変速機（２４）への駆動力伝達経路にクラッチ（１６）を備えたことを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のハイブリッド車両。
前記変速機（２４）は、固定側プーリ半体（２５）および可動側プーリ半体（２６）を有してメインシャフト（１７）上に配置された駆動プーリ（２７）と、固定側プーリ半体（２８）および可動側プーリ半体（２９）を有してカウンタシャフト（２３）上に配置された従動プーリ（３０）とに金属ベルト（３１）を巻き掛けたベルト式無段変速機よりなり、前記両固定側プーリ半体（２５，２８）および前記両可動側プーリ半体（２６，２９）は対角位置に配置され、前記クラッチ（１６）は前記メインシャフト（１７）上の前記駆動プーリ（２７）の固定側プーリ半体（２５）に隣接して配置されることを特徴とする、請求項６に記載のハイブリッド車両。
前記電動モータ（ＭＧ）を回生制動するときには車速に基づいて前記第１、第２駆動力伝達経路（４６，４７）の一方を作動させるとともに、前記第１駆動力伝達経路（４６）を作動させるときには前記電動モータ（ＭＧ）の回生効率に基づいて前記変速機（２４）の変速比を制御することを特徴とする、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のハイブリッド車両。