JP5404852B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、内燃機関と、電動機を有して、内燃機関と離間して配置された駆動装置と、を備えるハイブリッド車両に関する。
前輪を内燃機関で駆動し、後輪を電動モータで駆動するハイブリッド車両において、内燃機関から車両の前後方向に延びる排気管を、燃料タンクを間にして、蓄電装置及びパワードライブユニットと反対側に配置して、蓄電装置、パワードライブユニットや冷却系などへの排気管の熱による悪影響を抑制するものが考案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、ハイブリッド車両においては、極低温状態での使用時には、電動モータを暖機することが想定される。特許文献1に記載のハイブリッド車両では、上記配置により、電動モータと差動ディファレンシャルとに対して、排気管が近接して配置されているが、排気管の熱による昇温効果については考慮されておらず、十分な昇温効果を得るにはさらなる改善が望まれる。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気経路を通過する排気ガスの熱によって、電動機を有した駆動装置を効率的に昇温することができるハイブリッド車両を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、
内燃機関(例えば、後述の実施形態における内燃機関4)と、
該内燃機関の排気ガスが通過する排気通路(例えば、後述の実施形態における排気通路80)と、
車両の車輪(たとえば、後述の実施形態における左右後輪LWr,RWr)と動力伝達可能に接続される第1及び第2電動機(例えば、後述の実施形態における第1及び第2電動機2A、2B)と、該第1及び第2電動機を収容する筐体(例えば、後述の実施形態におけるケース11)と、を有し、前記内燃機関と離間して配置される駆動装置(例えば、後述の実施形態における後輪駆動装置1)と、
を有するハイブリッド車両(例えば、後述の実施形態における車両3)であって、
前記駆動装置は前記車両の前後方向で、前記内燃機関よりも後方に配置され、
前記排気通路は、前記内燃機関から前記車両の後方に向かって延出し、且つ、
前記筐体の前端を通り前記車両の前後方向に直交する第1平面と、前記筐体の後端を通り前記車両の前後方向に直交する第2平面と、前記筐体の左端を通り前記車両の左右方向に直交する第3平面と、前記筐体の右端を通り前記車両の左右方向に直交する第4平面と、を囲繞するように配置されることを特徴とする。
なお、本発明において、排気通路が第1平面乃至第4平面を囲繞するとは、各平面の少なくとも一部を囲うように形成されるものであればよく、即ち、排気通路が各平面の少なくとも一部と対向する部分を有するものであればよい。
内燃機関(例えば、後述の実施形態における内燃機関4)と、
該内燃機関の排気ガスが通過する排気通路(例えば、後述の実施形態における排気通路80)と、
車両の車輪(たとえば、後述の実施形態における左右後輪LWr,RWr)と動力伝達可能に接続される第1及び第2電動機(例えば、後述の実施形態における第1及び第2電動機2A、2B)と、該第1及び第2電動機を収容する筐体(例えば、後述の実施形態におけるケース11)と、を有し、前記内燃機関と離間して配置される駆動装置(例えば、後述の実施形態における後輪駆動装置1)と、
を有するハイブリッド車両(例えば、後述の実施形態における車両3)であって、
前記駆動装置は前記車両の前後方向で、前記内燃機関よりも後方に配置され、
前記排気通路は、前記内燃機関から前記車両の後方に向かって延出し、且つ、
前記筐体の前端を通り前記車両の前後方向に直交する第1平面と、前記筐体の後端を通り前記車両の前後方向に直交する第2平面と、前記筐体の左端を通り前記車両の左右方向に直交する第3平面と、前記筐体の右端を通り前記車両の左右方向に直交する第4平面と、を囲繞するように配置されることを特徴とする。
なお、本発明において、排気通路が第1平面乃至第4平面を囲繞するとは、各平面の少なくとも一部を囲うように形成されるものであればよく、即ち、排気通路が各平面の少なくとも一部と対向する部分を有するものであればよい。
請求項2に係る発明は、請求項1の構成に加えて、
前記排気通路は一端側が前記内燃機関に接続され、且つ、
前記第1及び第2電動機の並び方向で、前記第1電動機の前記第2電動機に対して遠位側を通る第1排気通路(例えば、後述の実施形態における第1排気通路81A)と、
該並び方向で、前記第2電動機の前記第1電動機に対して遠位側を通る第2排気通路(例えば、後述の実施形態における第2排気通路81B)と、を含むことを特徴とする。
前記排気通路は一端側が前記内燃機関に接続され、且つ、
前記第1及び第2電動機の並び方向で、前記第1電動機の前記第2電動機に対して遠位側を通る第1排気通路(例えば、後述の実施形態における第1排気通路81A)と、
該並び方向で、前記第2電動機の前記第1電動機に対して遠位側を通る第2排気通路(例えば、後述の実施形態における第2排気通路81B)と、を含むことを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項2の構成に加えて、
前記第1排気通路と前記第2排気通路とは前記第1平面よりも前記内燃機関に近位側に前記第1及び第2排気通路が共通の流路を形成する共通部(例えば、後述の実施形態における共通部82)を備え、
前記共通部は、前記第1及び第2電動機の並び方向と直交し、前記第1及び第2電動機から等距離に位置する仮想平面(例えば、後述の実施形態における仮想平面P)と交差する位置に配置されることを特徴とする。
前記第1排気通路と前記第2排気通路とは前記第1平面よりも前記内燃機関に近位側に前記第1及び第2排気通路が共通の流路を形成する共通部(例えば、後述の実施形態における共通部82)を備え、
前記共通部は、前記第1及び第2電動機の並び方向と直交し、前記第1及び第2電動機から等距離に位置する仮想平面(例えば、後述の実施形態における仮想平面P)と交差する位置に配置されることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項2または3の構成に加えて、
前記内燃機関は、前記第1及び第2電動機の並び方向と直交し、前記第1及び第2電動機から等距離に位置する仮想平面と交差する位置に配置されることを特徴とする。
前記内燃機関は、前記第1及び第2電動機の並び方向と直交し、前記第1及び第2電動機から等距離に位置する仮想平面と交差する位置に配置されることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1から4のいずれかの構成に加えて、
前記駆動装置は、前記第1及び第2電動機に加えて、第1及び第2変速機(例えば、後述の実施形態における第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12B)をさらに備え、
前記第1電動機と前記第1変速機とは前記車両の左車輪(例えば、後述の実施形態における左後輪LWr)と動力伝達可能に接続され、
前記第2電動機と前記第2変速機とは前記車両の右車輪(例えば、後述の実施形態における右後輪RWr)と動力伝達可能に接続され、
前記第1電動機は前記左右方向で左側に配置され、前記第2電動機は前記左右方向で右側に配置され、
前記第1及び第2変速機は前記左右方向で前記第1及び第2電動機の内側に配置されることを特徴とする。
前記駆動装置は、前記第1及び第2電動機に加えて、第1及び第2変速機(例えば、後述の実施形態における第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12B)をさらに備え、
前記第1電動機と前記第1変速機とは前記車両の左車輪(例えば、後述の実施形態における左後輪LWr)と動力伝達可能に接続され、
前記第2電動機と前記第2変速機とは前記車両の右車輪(例えば、後述の実施形態における右後輪RWr)と動力伝達可能に接続され、
前記第1電動機は前記左右方向で左側に配置され、前記第2電動機は前記左右方向で右側に配置され、
前記第1及び第2変速機は前記左右方向で前記第1及び第2電動機の内側に配置されることを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項5の構成に加えて、
前記第1電動機、前記第1変速機、前記第2電動機、及び前記第2変速機の各回転軸線は同一軸線(例えば、後述の実施形態における軸線x)上に配置され、
前記第1変速機は前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に配置され、
前記第2変速機は前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に配置され、
前記第1電動機と前記第1変速機との動力伝達経路は中空構造(例えば、後述の実施形態における円筒軸16A)を有し、
前記第1変速機と前記左車輪との動力伝達経路は、前記中空構造の内部を挿通し、
前記第2電動機と前記第2変速機との動力伝達経路は他の中空構造(例えば、後述の実施形態における円筒軸16B)を有し、
前記第2変速機と前記右車輪との動力伝達経路は、前記他の中空構造の内部を挿通することを特徴とする。
前記第1電動機、前記第1変速機、前記第2電動機、及び前記第2変速機の各回転軸線は同一軸線(例えば、後述の実施形態における軸線x)上に配置され、
前記第1変速機は前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に配置され、
前記第2変速機は前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に配置され、
前記第1電動機と前記第1変速機との動力伝達経路は中空構造(例えば、後述の実施形態における円筒軸16A)を有し、
前記第1変速機と前記左車輪との動力伝達経路は、前記中空構造の内部を挿通し、
前記第2電動機と前記第2変速機との動力伝達経路は他の中空構造(例えば、後述の実施形態における円筒軸16B)を有し、
前記第2変速機と前記右車輪との動力伝達経路は、前記他の中空構造の内部を挿通することを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項6の構成に加えて、
前記第1及び第2変速機は遊星歯車機構であることを特徴とする。
前記第1及び第2変速機は遊星歯車機構であることを特徴とする。
請求項8に係る発明は、請求項5から7のいずれかの構成に加えて、
前記第1及び第2変速機は、前記第1及び第2変速機を構成する少なくとも一つの要素を互いに連結して形成されることを特徴とする。
前記第1及び第2変速機は、前記第1及び第2変速機を構成する少なくとも一つの要素を互いに連結して形成されることを特徴とする。
請求項9に係る発明は、請求項1から8のいずれかの構成に加えて、
前記排気通路は全長に亘って前記筐体に対し間隙を存して配置されることを特徴とする。
前記排気通路は全長に亘って前記筐体に対し間隙を存して配置されることを特徴とする。
請求項10に係る発明は、請求項1から9のいずれかの構成に加えて、
前記内燃機関は、前記車両の車輪と動力伝達可能に接続されることを特徴とする。
前記内燃機関は、前記車両の車輪と動力伝達可能に接続されることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、筐体の周囲4面を囲繞するように排気通路が配置される。これにより、排気通路の熱によって筐体を四方から加温し、筐体内に収容される第1及び第2電動機の昇温が可能である。
請求項2の発明によれば、第1排気通路と第2排気通路とが、並列的に駆動装置の第1電動機側と第2電動機側とに配置される。これにより、第1排気通路と第2排気通路とを直列的に駆動装置の第1電動機側と第2電動機側とに配置する場合に比べて、筐体を、第1電動機と第2電動機との並び方向の受熱量差を少なくしながら加温することができる。
請求項3の発明によれば、第1及び第2電動機から等距離で、第1及び第2電動機よりも内燃機関に近位側に共通部が配置されるので、第1及び第2電動機の受熱量を均一にすることができる。
請求項4の発明によれば、内燃機関が駆動装置の中分平面上に配置されるので、第1及び第2排気通路の長さを略同一にすることができ、第1及び第2電動機の受熱量を均一にすることができる。
請求項5の発明によれば、第1及び第2電動機が左右方向に並んで配置されるので、前後方向に並んで配置される場合に比べて、受熱量の差を少なく抑えることができ、第1及び第2電動機は均等に受熱することができる。
また、一般的に変速機よりも電動機の方が単位空間あたりに占める要素が多い。筐体の中で、単位空間あたりに占める要素が多い電動機が左右方向外側に配置されるので、排気通路からの熱を効率的に受熱可能である。
また、一般的に変速機よりも電動機の方が単位空間あたりに占める要素が多い。筐体の中で、単位空間あたりに占める要素が多い電動機が左右方向外側に配置されるので、排気通路からの熱を効率的に受熱可能である。
請求項6の発明によれば、中空構造によって4つの回転体の回転軸線を一致させて、筐体の径方向の長大化を抑制することができる。また、排気通路から第1及び第2電動機の距離を均等にすることが可能なので、受熱量を均一化することも可能である。
請求項7の発明によれば、遊星歯車機構を用いることで、コンパクトな構成で、大きな減速比を与えることができる。
請求項8の発明によれば、変速機に比べて筐体と接する面積が多い第1及び第2電動機間を第1及び第2変速機の構成要素が連結する。これにより、第1及び第2電動機の間で熱の移動が可能で、片方のみが過熱することを防止することができる。
請求項9の発明によれば、排気通路は全長に亘って駆動装置に一切接触させないことによって、直接的な熱伝導関係を備えない。これにより、駆動装置が過度に受熱して、第1及び第2電動機が過熱するのを防止することができる。
請求項10の発明によれば、筐体を温める排気通路に接続される内燃機関は、車両の駆動源をなす。これにより、車両の駆動力を発生する際の内燃機関の熱によって、電動機の昇温が可能で、ヒーター等別部材を配置する必要がない。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態では、本発明に係るハイブリッド車両として、車両前部に配置される内燃機関と、内燃機関と離間して車両後部に配置される後輪駆動装置と、を有するものについて説明する。
以下、第1実施形態では、本発明に係るハイブリッド車両として、車両前部に配置される内燃機関と、内燃機関と離間して車両後部に配置される後輪駆動装置と、を有するものについて説明する。
図1に示すハイブリッド車両3は、内燃機関4と電動機5が直列に接続された駆動装置6(以下、前輪駆動装置と呼ぶ。)を車両前部に有し、この前輪駆動装置6の動力がトランスミッション7を介して前輪Wfに伝達される一方で、この前輪駆動装置6と別に、車両後部に設けられた駆動装置1(以下、後輪駆動装置と呼ぶ。)の動力が後輪Wr(RWr、LWr)に伝達されるようになっている。後輪駆動装置1は、第1及び第2電動機2A、2Bを備え、第1電動機2Aの動力が左後輪LWrに伝達され、第2電動機2Bの動力が右後輪RWrに伝達される。前輪駆動装置6の電動機5と後輪駆動装置1の第1及び第2電動機2A、2Bは、バッテリ9に接続され、バッテリ9からの電力供給と、バッテリ9へのエネルギー回生が可能となっている。図1中、符号8は車両全体を制御するための制御装置である。
図2は、後輪駆動装置1の全体の縦断面図を示すものであり、図3は、図2の上部部分拡大断面図である。後輪駆動装置1の筺体であるケース11は、車幅方向(以下、車両の左右方向とも称す)略中央部に配置される中央ケース11Mと、中央ケース11Mを挟むように中央ケース11Mの左右に配置される左側方ケース11A、及び右側方ケース11Bと、から構成され、全体が略円筒状に形成される。ケース11の内部には、後輪Wr用の車軸10A、10Bと、車軸駆動用の第1及び第2電動機2A、2Bと、この電動機2A、2Bの駆動回転を減速する第1及び第2変速機としての第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bとが収容されている。第1遊星歯車式減速機12Aは第1電動機2Aと左後輪LWrとの動力伝達経路上に配置され、第2遊星歯車式減速機12Bは第2電動機2Bと右後輪RWrとの動力伝達経路上に配置される。車軸10A、第1電動機2A及び第1遊星歯車式減速機12Aは、左後輪LWrと動力伝達可能に接続され、左後輪LWrを駆動制御する。また、車軸10B、第2電動機2B及び第2遊星歯車式減速機12Bは、右後輪RWrと動力伝達可能に接続され、右後輪RWrを駆動制御する。
第1電動機2A、第1遊星歯車式減速機12A、第2電動機2B、及び第2遊星歯車式減速機12Bの各回転軸線は、同一軸線x上にそれぞれ並んで配置されている。第1電動機2Aと第1遊星歯車式減速機12Aとは車両3の左右方向外側からこの順序で配置される。また、第2電動機2Bと第2遊星歯車式減速機12Bとは車両3の左右方向外側からこの順序で配置される。従って、第1及び第2電動機2A、2Bは第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bの外側に配置される。そして、車軸10A、第1電動機2A及び第1遊星歯車式減速機12Aと、車軸10B、第2電動機2B及び第2遊星歯車式減速機12Bは、ケース11内で車幅方向に左右対称に配置されている。
側方ケース11A、11Bの中央ケース11M側には、それぞれ径方向内側に延びる隔壁18A、18Bが設けられ、側方ケース11A、11Bと隔壁18A、18Bとの間には、それぞれ第1及び第2電動機2A、2Bが配置される。また、中央ケース11Mと隔壁18A、18Bとに囲まれた空間には、第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bが配置されている。なお、図2に示すように、本実施形態では、左側方ケース11Aと中央ケース11Mは、第1電動機2A及び第1遊星歯車式減速機12Aを収容する第1ケース11Lを構成し、また、右側方ケース11Bと中央ケース11Mは、第2電動機2B及び第2遊星歯車式減速機12Bを収容する第2ケース11Rを構成している。そして、第1ケース11Lは、第1電動機2Aと動力伝達経路の少なくとも一方の潤滑及び/又は冷却に供される液状媒体としてのオイルを貯留する左貯留部RLを有し、第2ケース11Rは、第2電動機2Bと動力伝達経路の少なくとも一方の潤滑及び/又は冷却に供されるオイルを貯留する右貯留部RRを有する。
後輪駆動装置1には、ケース11の内部と外部を連通するブリーザ装置40が設けられ、内部の空気が過度に高温・高圧とならないように内部の空気をブリーザ室41を介して外部に逃がすように構成される。ブリーザ室41は、ケース11の鉛直方向上部に配置され、中央ケース11Mの外壁と、中央ケース11M内に左側方ケース11A側に略水平に延設された第1円筒壁43と、右側方ケース11B側に略水平に延設された第2円筒壁44と、第1及び第2円筒壁43、44の内側端部同士をつなぐ左右分割壁45と、第1円筒壁43の左側方ケース11A側先端部に当接するように取り付けられたバッフルプレート47Aと、第2円筒壁44の右側方ケース11B側先端部に当接するように取り付けられたバッフルプレート47Bと、により形成された空間により構成される。
ブリーザ室41の下面を形成する第1及び第2円筒壁43、44と左右分割壁45は、第1円筒壁43が第2円筒壁44より径方向内側に位置し、左右分割壁45が、第2円筒壁44の内側端部から縮径しつつ屈曲しながら第1円筒壁43の内側端部まで延設され、さらに径方向内側に延設されて略水平に延設された第3円筒壁46に達する。第3円筒壁46は、第1円筒壁43と第2円筒壁44の両外側端部より内側に且つその略中央に位置している。
中央ケース11Mには、バッフルプレート47A、47Bが、第1円筒壁43と中央ケース11Mの外壁との間の空間又は第2円筒壁44と中央ケース11Mの外壁との間の空間を遊星歯車式減速機12A又は遊星歯車式減速機12Bからそれぞれ区画するように固定されている。
また、中央ケース11Mには、ブリーザ室41と外部とを連通する外部連通路49がブリーザ室41の鉛直方向上面に接続される。外部連通路49のブリーザ室側端部49aは、鉛直方向下方を指向して配置されている。従って、オイルが外部連通路49を通って外部に排出されるのが抑制される。
第1及び第2電動機2A、2Bは、ステータ14A、14Bがそれぞれ側方ケース11A、11Bに固定され、このステータ14A、14Bの内周側に環状のロータ15A、15Bがステータ14A、14Bに対して相対回転可能に配置されている。ロータ15A、15Bの内周部には車軸10A、10Bの外周を囲繞する円筒軸16A、16Bが結合され、この円筒軸16A、16Bが車軸10A、10Bと同軸上に相対回転可能となるように側方ケース11A、11Bの端部壁17A、17Bと隔壁18A、18Bに軸受19A、19Bを介して支持されている。即ち、本実施形態では、第1電動機2Aと第1遊星歯車式減速機12Aとの動力伝達経路は、円筒軸16Aによって中空構造を有し、第1遊星歯車式減速機12Aと左後輪LWrとの動力伝達経路を構成する車軸10Aは、この中空構造の内部を挿通する。同様に、第2電動機2Bと第2遊星歯車式減速機12Bとの動力伝達経路は円筒軸16Bによって他の中空構造を有し、第2遊星歯車式減速機12Bと右後輪RWrとの動力伝達経路を構成する車軸10Bは、他の中空構造の内部を挿通する。また、円筒軸16A、16Bの一端側の外周であって端部壁17A、17Bには、ロータ15A、15Bの回転位置情報を電動機2A、2Bの制御コントローラ(図示せず)にフィードバックするためのレゾルバ20A、20Bが設けられている。
また、第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bは、サンギヤ21A、21Bと、このサンギヤ21に噛合される複数のプラネタリギヤ22A、22Bと、これらのプラネタリギヤ22A、22Bを支持するプラネタリキャリア23A、23Bと、プラネタリギヤ22A、22Bの外周側に噛合されるリングギヤ24A、24Bと、を備え、サンギヤ21A、21Bから電動機2A、2Bの駆動力が入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア23A、23Bを通して車軸10A、10Bに出力されるようになっている。
サンギヤ21A、21Bは円筒軸16A、16Bに一体に形成されている。また、プラネタリギヤ22A、22Bは、サンギヤ21A、21Bに直接噛合される大径の第1ピニオン26A、26Bと、この第1ピニオン26A、26Bよりも小径の第2ピニオン27A、27Bを有する2連ピニオンであり、これらの第1ピニオン26A、26Bと第2ピニオン27A、27Bが同軸にかつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。このプラネタリギヤ22A、22Bはニードルベアリング31A、31Bを介してプラネタリキャリア23A、23Bのピニオンシャフト32A、32Bに支持され、プラネタリキャリア23A、23Bは、軸方向内側端部が径方向内側に伸びて車軸10A、10Bにスプライン嵌合され一体回転可能に支持されるとともに、軸受33A、33Bを介して隔壁18A、18Bに支持されている。
リングギヤ24A、24Bは、その内周面が小径の第2ピニオン27A、27Bに噛合されるギヤ部28A、28Bと、ギヤ部28A、28Bより小径でケース11の中間位置で互いに対向配置される小径部29A、29Bと、ギヤ部28A、28Bの軸方向内側端部と小径部29A、29Bの軸方向外側端部を径方向に連結する連結部30A、30Bとを備えて構成されている。
ギヤ部28A、28Bは、中央ケース11Mの左右分割壁45の内径側端部に形成された第3円筒壁46を挟んで軸方向に対向している。小径部29A、29Bは、その外周面がそれぞれ後述する一方向クラッチ50のインナーレース51とスプライン嵌合し、リングギヤ24A、24Bは一方向クラッチ50のインナーレース51と一体回転するように互いに連結されて構成されている。
遊星歯車式減速機12B側であって、ケース11を構成する中央ケース11Mの第2円筒壁44とリングギヤ24Bのギヤ部28Bとの間には、リングギヤ24Bに対する制動手段を構成する油圧ブレーキ60が第1ピニオン26Bと径方向でオーバーラップし、第2ピニオン27Bと軸方向でオーバーラップするように配置されている。油圧ブレーキ60は、第2円筒壁44の内周面にスプライン嵌合された複数の固定プレート35と、リングギヤ24Bのギヤ部28Bの外周面にスプライン嵌合された複数の回転プレート36が軸方向に交互に配置され、これらのプレート35,36が環状のピストン37によって締結及び解放操作されるようになっている。ピストン37は、中央ケース11Mの左右分割壁45と第3円筒壁46間に形成された環状のシリンダ室に進退自在に収容されており、さらに第3円筒壁46の外周面に設けられた受け座38に支持される弾性部材39によって、常時、固定プレート35と回転プレート36とを解放する方向に付勢される。
また、さらに詳細には、左右分割壁45とピストン37の間はオイルが直接導入される作動室Sとされ、作動室Sに導入されるオイルの圧力が弾性部材39の付勢力に勝ると、ピストン37が前進(右動)し、固定プレート35と回転プレート36とが相互に押し付けられて締結することとなる。また、弾性部材39の付勢力が作動室Sに導入されるオイルの圧力に勝ると、ピストン37が後進(左動)し、固定プレート35と回転プレート36とが離間して解放することとなる。なお、油圧ブレーキ60は後述のオイルポンプ70(図4参照)に接続されている。
この油圧ブレーキ60の場合、固定プレート35がケース11を構成する中央ケース11Mの左右分割壁45から伸びる第2円筒壁44に支持される一方で、回転プレート36がリングギヤ24Bのギヤ部28Bに支持されているため、両プレート35、36がピストン37によって押し付けられると、両プレート35、36間の摩擦締結によってリングギヤ24Bに制動力が作用し固定される。その状態からピストン37による締結が解放されると、リングギヤ24Bの自由な回転が許容される。なお、上述したように、リングギヤ24A、24Bは互いに連結されているため、油圧ブレーキ60が締結することによりリングギヤ24Aにも制動力が作用し固定され、油圧ブレーキ60が解放することによりリングギヤ24Aも自由な回転が許容される。
また、軸方向で対向するリングギヤ24A、24Bの連結部30A、30B間にも空間部が確保され、その空間部内に、リングギヤ24A、24Bに対し一方向の動力のみを伝達し他方向の動力を遮断する一方向クラッチ50が配置されている。一方向クラッチ50は、インナーレース51とアウターレース52との間に多数のスプラグ53を介在させたものであって、そのインナーレース51がスプライン嵌合によりリングギヤ24A、24Bの小径部29A、29Bと一体回転するように構成されている。またアウターレース52は、第3円筒壁46により位置決めされるとともに、回り止めされている。
一方向クラッチ50は、車両3が電動機2A、2Bの動力で前進する際に係合してリングギヤ24A、24Bの回転をロックするように構成されている。より具体的に説明すると、一方向クラッチ50は、電動機2A、2B側の順方向(車両3を前進させる際の回転方向)の回転動力が車輪Wr側に入力されるときに係合状態となるとともに電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるときに非係合状態となり、車輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときに非係合状態となるとともに車輪Wr側の逆方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときに係合状態となる。
また、中央ケース11Mの前方側面11fには、図4に示すように、補機であるオイルポンプ70が固定されている。オイルポンプ70は、例えば、トロコイドポンプであり、位置センサレス・ブラシレス直流モータなどの不図示の電動機によって駆動されて左右貯留部RL、RRに貯留するオイルを吸引し、ケース11及び車軸10A、10Bなどの各機構部品に設けられた潤滑流路71A、71Bを介して各部を潤滑及び冷却する。
図4に示すように、後輪駆動装置1は、マウント部材13a、13bによってサブフレーム13に支持され、該サブフレーム13を介して車両3のフロアパネル72(図6参照)の下方に固定される。また、図4に示すように、左側方ケース11A及び右側方ケース11Bの前方側面11fには、ステータ14A、14Bに巻回されたステータコイルの3相線を、不図示の外部機器から延設される導電ケーブル103A、103Bと電気的に接続するための第1及び第2コネクタ101A、101Bがそれぞれ設けられている。
このように本実施形態の後輪駆動装置1では、電動機2A、2Bと車輪Wrとの動力伝達経路上に一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60とが並列に設けられている。なお、油圧ブレーキ60は、車両の走行状態や一方向クラッチ50の係合・非係合状態に応じて、オイルポンプ70から供給されるオイルの圧力により、解放状態、弱締結状態、締結状態に制御される。例えば、車両3が電動機2A、2Bの力行駆動により前進する時(低車速時、中車速時)は、一方向クラッチ50が締結するため動力伝達可能な状態となるが油圧ブレーキ60が弱締結状態に制御されることで、電動機2A、2B側からの順方向の回転動力の入力が一時的に低下して一方向クラッチ50が非係合状態となった場合にも、電動機2A、2B側と車輪Wr側とで動力伝達不能になることが抑制される。また、車両3が内燃機関4及び/又は電動機5の力行駆動により前進する時(高車速時)は、一方向クラッチ50が非係合となりさらに油圧ブレーキ60が解放状態に制御されることで、電動機2A、2Bの過回転が防止される。一方、車両3の後進時や回生時には、一方向クラッチ50が非係合となるため油圧ブレーキ60が締結状態に制御されることで、電動機2A、2B側からの逆方向の回転動力が車輪Wr側に出力され、又は車輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力される。
ここで、図5に示すように、後輪駆動装置1は車両3の前後方向で、内燃機関4よりも後方に配置される。また、車両の前輪Wfと動力伝達可能に接続される内燃機関4は、第1及び第2電動機2A、2Bの並び方向と直交し、第1及び第2電動機2A、2Bから等距離に位置する仮想平面P(図2参照)と交差する位置に配置される。
また、図5及び図6に示すように、内燃機関4に一端側が接続され、内燃機関4の排気ガスが通過する排気通路80は、内燃機関4から車両3の後方に延出して、第1及び第2電動機2A、2Bの並び方向で、第1電動機2Aの第2電動機2Bに対して遠位側を通る第1排気通路81Aと、該並び方向で、第2電動機2Bの第1電動機2Aに対して遠位側を通る第2排気通路81Bと、を含む。また、排気通路80は、第1排気通路81Aと第2排気通路81Bよりも一端側で、仮想平面Pと交差する位置に配置され、第1及び第2排気通路81A、81Bの共通の流路を形成する共通部82を備える。
このように構成された排気通路80は、ケース11の周囲4面を囲繞するように配置される。即ち、排気通路80は、ケース11の前端を通り車両3の前後方向に直交する第1平面S1と、ケース11の後端を通り車両3の前後方向に直交する第2平面S2と、ケース11の左端を通り車両3の左右方向に直交する第3平面S3と、ケース11の右端を通り車両3の左右方向に直交する第4平面S4と、を囲繞するように配置される。
具体的に、第1排気通路81Aは、共通部82から分岐して左右方向外側に延び、第1平面S1と対向する分岐部83aと、この分岐部83aから後方に延出して、第3平面S3と対向する軸方向延出部84aと、軸方向延出部84aから後方に向かうにつれて左右方向内側に延び、第2平面S2と対向する内向き延出部85aと、この内向き延出部85aからさらに左右方向外側に湾曲される湾曲部86aと、を有する。また、第2排気通路81Bも、共通部82から分岐して左右方向外側に延び、第1平面S1と対向する分岐部83bと、この分岐部83bから後方に延出して、第4平面S4と対向する軸方向延出部84bと、軸方向延出部84bから後方に向かうにつれて左右方向内側に延び、第2平面S2と対向する内向き延出部85bと、この内向き延出部85bからさらに左右方向外側に湾曲される湾曲部86bと、を有する。
これにより、排気通路80の熱によってケース11を四方から加温することができ、ケース11内に収容される第1及び第2電動機2A、2Bの昇温が可能である。また、第1排気通路81Aと第2排気通路81Bとが、並列的に後輪駆動装置1の第1電動機側と第2電動機側とに配置されるので、ケース11を、第1電動機2Aと第2電動機2Bとの並び方向の受熱量差を少なくしながら加温することができる。
さらに、第1排気通路81Aと第2排気通路81Bとは、内燃機関4に近位側に共通部82を備えるので、第1及び第2電動機2A、2Bの受熱量を均一にすることが可能である。
さらに、第1排気通路81Aと第2排気通路81Bとは、内燃機関4に近位側に共通部82を備えるので、第1及び第2電動機2A、2Bの受熱量を均一にすることが可能である。
なお、排気通路80は、後輪駆動装置1が過度に受熱して、電動機2A、2Bが過熱するのを防止するため、全長に亘ってケース11に対し間隙を存して配置されている。
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両3によれば、内燃機関4と、内燃機関4の排気ガスが通過する排気通路80と、左右後輪LWr,RWrと動力伝達可能に接続される第1及び第2電動機2A、2Bと、第1及び第2電動機2A、2Bを収容するケース11と、を有し、内燃機関4と離間して配置される後輪駆動装置1と、を有する。そして、後輪駆動装置1は車両3の前後方向で、内燃機関4よりも後方に配置され、排気通路80は、内燃機関4から車両3の後方に向かって延出し、且つ、ケース11の前端を通り車両3の前後方向に直交する第1平面S1と、ケース11の後端を通り車両3の前後方向に直交する第2平面S2と、ケース11の左端を通り車両3の左右方向に直交する第3平面S3と、ケース11の右端を通り車両3の左右方向に直交する第4平面S4と、を囲繞するように配置される。これにより、排気通路80の熱によってケース11を四方から加温し、ケース11内に収容される第1及び第2電動機2A、2Bの昇温が可能である。
また、排気通路80は一端側が内燃機関4に接続され、且つ、第1及び第2電動機2A、2Bの並び方向で、第1電動機2Aの第2電動機2Bに対して遠位側を通る第1排気通路81Aと、該並び方向で、第2電動機2Bの第1電動機2Aに対して遠位側を通る第2排気通路81Bと、を含む。従って、第1排気通路81Aと第2排気通路81Bとが、並列的に後輪駆動装置1の第1電動機側と第2電動機側とに配置されるので、第1排気通路81Aと第2排気通路81Bとを直列的に後輪駆動装置1の第1電動機側と第2電動機側とに配置する場合に比べて、ケース11を、該並び方向の受熱量差を少なくしながら加温することができる。
さらに、第1排気通路81Aと第2排気通路81Bとは第1平面S1よりも内燃機関4に近位側に第1及び第2排気通路が共通の流路を形成する共通部82を備え、共通部82は、該並び方向と直交し、第1及び第2電動機2A、2Bから等距離に位置する仮想平面Pと交差する位置に配置される。従って、第1及び第2電動機2A、2Bから等距離で、第1及び第2電動機2A、2Bよりも内燃機関4に近位側に共通部82が配置されるので、第1及び第2電動機2A、2Bの受熱量を均一にすることができる。
加えて、内燃機関4は、仮想平面Pと交差する位置、即ち、後輪駆動装置1の中分平面上に配置されるので、第1及び第2排気通路81A、81Bの長さを略同一にすることができ、第1及び第2電動機2A、2Bの受熱量を均一にすることができる。
また、後輪駆動装置1は、第1及び第2電動機2A、2Bに加えて、第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bをさらに備え、第1電動機2Aと第1遊星歯車式減速機12Aとは車両3の左後輪LWrと動力伝達可能に接続され、第2電動機2Bと第2遊星歯車式減速機12Bとは車両3の右後輪RWrと動力伝達可能に接続される。そして、第1電動機2Aは左右方向で左側に配置され、第2電動機2Bは左右方向で右側に配置され、第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bは左右方向で第1及び第2電動機2A、2Bの内側に配置される。即ち、第1及び第2電動機2A、2Bが左右方向に並んで配置されるので、前後方向に並んで配置される場合に比べて、受熱量の差を少なく抑えることができ、これにより、第1及び第2電動機2A、2Bは均等に受熱することができる。
また、一般的に遊星歯車式減速機12A、12Bよりも電動機2A、2Bの方が単位空間あたりに占める要素が多く、本実施形態では、ケース11の中で、単位空間あたりに占める要素が多い電動機2A、2Bが左右方向外側に配置されるので、排気通路80からの熱を効率的に受熱可能である。
また、一般的に遊星歯車式減速機12A、12Bよりも電動機2A、2Bの方が単位空間あたりに占める要素が多く、本実施形態では、ケース11の中で、単位空間あたりに占める要素が多い電動機2A、2Bが左右方向外側に配置されるので、排気通路80からの熱を効率的に受熱可能である。
さらに、第1電動機2A、第1遊星歯車式減速機12A、第2電動機2B、及び第2遊星歯車式減速機12の各回転軸線は同一軸線x上に配置され、第1遊星歯車式減速機12Aは第1電動機2Aと左後輪LWrとの動力伝達経路上に配置され、第2遊星歯車式減速機12Bは第2電動機2Bと右車輪RWrとの動力伝達経路上に配置される。そして、第1電動機2Aと第1遊星歯車式減速機12Aとの動力伝達経路は、円筒軸16Aによって中空構造を有し、第1遊星歯車式減速機12Aと左後輪LWrとの動力伝達経路を構成する車軸10Aは、中空構造の内部を挿通する。また、第2電動機2Bと第2遊星歯車式減速機12Bとの動力伝達経路は円筒軸16Bによって他の中空構造を有し、第2遊星歯車式減速機12Bと右後輪RWrとの動力伝達経路を構成する車軸10Bは、他の中空構造の内部を挿通する。従って、中空構造によって4つの回転体の回転軸線を一致させて、ケース11の径方向の長大化を抑制することができる。また、排気通路80から第1及び第2電動機2A、2Bの距離を均等にすることが可能なので、受熱量を均一化することも可能である。
また、第1及び第2変速機12A、12Bとして、遊星歯車機構を用いることで、コンパクトな構成で、大きな減速比を与えることができる。
さらに、第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bは、リングギヤ24A、24Bを互いに連結して形成されるので、変速機12A、12Bに比べてケース11と接する面積が多い第1及び第2電動機2A、2B間を第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bのリングギヤ24A、24Bが連結する。これにより、第1及び第2電動機2A、2Bの間で熱の移動が可能で、片方のみが過熱することを防止することができる。
また、排気通路80は全長に亘ってケース11に対し間隙を存して配置される。即ち、排気通路80は全長に亘って後輪駆動装置1に一切接触させないことによって、直接的な熱伝導関係を備えない。これにより、後輪駆動装置1が過度に受熱して、第1及び第2電動機2A、2Bが過熱するのを防止することができる。
また、内燃機関4は、車両3の前輪Wfと動力伝達可能に接続され、ケース11を温める排気通路80に接続される内燃機関4は、車両3の駆動源をなす。これにより、車両3の駆動力を発生する際の内燃機関4の熱によって、電動機2A、2Bの昇温が可能で、ヒーター等別部材を配置する必要がない。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るハイブリッド車両について、図7を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して、説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第2実施形態に係るハイブリッド車両について、図7を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して、説明を省略あるいは簡略化する。
本実施形態の排気通路80aは、第1排気通路81Aと第2排気通路81Bとが、共通部82を有さず、内燃機関4の一端側と別々に接続されている点において、第1実施形態のものと異なる。
この場合、第1排気通路81Aは、第1実施形態の軸方向延出部84a、内向き延出部85a、及び湾曲部86aに加え、軸方向延出部84aより前方で、後方に向かうにつれて左右方向外側に広がり、第1平面S1と対向する外向き延出部87aを有する。また、第2排気通路81Bも、第1実施形態の軸方向延出部84b、内向き延出部85b、及び湾曲部86bに加え、軸方向延出部84bより前方で、後方に向かうにつれて左右方向外側に広がり、第1平面S1と対向する外向き延出部87bを有する。
これにより、排気通路80aも、ケース11の前端を通り、車両3の前後方向に直交する第1平面S1と、ケース11の後端を通り、車両3の前後方向に直交する第2平面S2と、ケース11の左端を通り、車両3の左右方向に直交する第3平面S3と、ケース11の右端を通り、車両3の左右方向に直交する第4平面S4と、を囲繞するように配置されるので、排気通路80の熱によってケース11を四方から加温することができ、ケース11内に収容される第1及び第2電動機2A、2Bの昇温が可能である。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
上記実施形態では、車両前部に内燃機関4と電動機5とを備えた前輪駆動装置6と、内燃機関4と離間した車両後部に、第1及び第2電動機2A、2Bと第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bとを備えた後輪駆動装置1と、を有するハイブリッド車両について説明したが、本発明は、排気通路80、80aが接続される内燃機関4と、内燃機関4と離間して、第1及び第2電動機2A、2Bとケース11を備えた駆動装置とを有するものであれば、これに限定されない。
上記実施形態では、車両前部に内燃機関4と電動機5とを備えた前輪駆動装置6と、内燃機関4と離間した車両後部に、第1及び第2電動機2A、2Bと第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bとを備えた後輪駆動装置1と、を有するハイブリッド車両について説明したが、本発明は、排気通路80、80aが接続される内燃機関4と、内燃機関4と離間して、第1及び第2電動機2A、2Bとケース11を備えた駆動装置とを有するものであれば、これに限定されない。
例えば、図8(a)に示すように、車両後部に配置される駆動装置1が、第1及び第2変速機を介さずに、第1及び第2電動機2A、2Bと左右後輪LWr、RWrとが動力伝達可能に接続される構成であってもよい。また、図8(b)に示すように、第1及び第2電動機2A、2Bと第1及び第2変速機12A、12Bを有する前輪駆動装置1aが、該駆動装置1aより前方の内燃機関4と離間して車両前部に配置され、左右前輪LWf、RWfを駆動する構成であってもよい。さらに、図8(c)に示すように、車両前部に配置される前輪駆動装置1aが、第1及び第2変速機を介さずに、第1及び第2電動機2A、2Bと左右前輪LWf、RWfとが動力伝達可能に接続される構成であってもよい。
また、本実施形態では、二つの電動機2A、2Bは、一つのケース11内に収容されているが、本発明はこれに限らず、別々のケースを設けてそれぞれに収容されてもよい。
さらに、本発明の排気通路80、80aは、排気管によって構成されているが、排気管と接続される触媒装置や消音器を含んだ構成であってもよく、触媒装置や消音器が第1乃至第4平面を部分的に囲繞する構成であってもよい。
また、排気通路80は、第1乃至第4平面を囲繞するように形成されるものであれば、上記実施形態のものに限定されるものでなく、筐体の形状や、フロアパネルの下方の形状などに応じて設計されればよい。
例えば、第1及び第2排気通路81A、81Bでは、軸方向延出部84a、84bが、車両の前後方向において、車軸10A、10B、即ち、軸線xと交差する位置付近で最も膨出するように形成されているが、前後方向に沿って直線状に形成されてもよい。
例えば、第1及び第2排気通路81A、81Bでは、軸方向延出部84a、84bが、車両の前後方向において、車軸10A、10B、即ち、軸線xと交差する位置付近で最も膨出するように形成されているが、前後方向に沿って直線状に形成されてもよい。
1 後輪駆動装置(駆動装置)
1a 前輪駆動装置(駆動装置)
2A 第1電動機
2B 第2電動機
3 ハイブリッド車両
4 内燃機関
11 ケース(筐体)
12A 第1遊星歯車式減速機(第1変速機)
12B 第2遊星歯車式減速機(第2変速機)
16a、16b 円筒軸
80 排気通路
81A 第1排気通路
81B 第2排気通路
82 共通部
P 仮想平面
x 軸線
S1 第1平面
S2 第2平面
S3 第3平面
S4 第4平面
1a 前輪駆動装置(駆動装置)
2A 第1電動機
2B 第2電動機
3 ハイブリッド車両
4 内燃機関
11 ケース(筐体)
12A 第1遊星歯車式減速機(第1変速機)
12B 第2遊星歯車式減速機(第2変速機)
16a、16b 円筒軸
80 排気通路
81A 第1排気通路
81B 第2排気通路
82 共通部
P 仮想平面
x 軸線
S1 第1平面
S2 第2平面
S3 第3平面
S4 第4平面
Claims (10)
- 内燃機関と、
該内燃機関の排気ガスが通過する排気通路と、
車両の車輪と動力伝達可能に接続される第1及び第2電動機と、該第1及び第2電動機を収容する筐体と、を有し、前記内燃機関と離間して配置される駆動装置と、
を有するハイブリッド車両であって、
前記駆動装置は前記車両の前後方向で、前記内燃機関よりも後方に配置され、
前記排気通路は、前記内燃機関から前記車両の後方に向かって延出し、且つ、
前記筐体の前端を通り前記車両の前後方向に直交する第1平面と、前記筐体の後端を通り前記車両の前後方向に直交する第2平面と、前記筐体の左端を通り前記車両の左右方向に直交する第3平面と、前記筐体の右端を通り前記車両の左右方向に直交する第4平面と、を囲繞するように配置されることを特徴とするハイブリッド車両。 - 前記排気通路は一端側が前記内燃機関に接続され、且つ、
前記第1及び第2電動機の並び方向で、前記第1電動機の前記第2電動機に対して遠位側を通る第1排気通路と、
該並び方向で、前記第2電動機の前記第1電動機に対して遠位側を通る第2排気通路と、を含むことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両。 - 前記第1排気通路と前記第2排気通路とは前記第1平面よりも前記内燃機関に近位側に前記第1及び第2排気通路が共通の流路を形成する共通部を備え、
前記共通部は、前記第1及び第2電動機の並び方向と直交し、前記第1及び第2電動機から等距離に位置する仮想平面と交差する位置に配置されることを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド車両。 - 前記内燃機関は、前記第1及び第2電動機の並び方向と直交し、前記第1及び第2電動機から等距離に位置する仮想平面と交差する位置に配置されることを特徴とする請求項2または3に記載のハイブリッド車両。
- 前記駆動装置は、前記第1及び第2電動機に加えて、第1及び第2変速機をさらに備え、
前記第1電動機と前記第1変速機とは前記車両の左車輪と動力伝達可能に接続され、
前記第2電動機と前記第2変速機とは前記車両の右車輪と動力伝達可能に接続され、
前記第1電動機は前記左右方向で左側に配置され、前記第2電動機は前記左右方向で右側に配置され、
前記第1及び第2変速機は前記左右方向で前記第1及び第2電動機の内側に配置されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のハイブリッド車両。 - 前記第1電動機の回転軸線と、前記第1変速機の回転軸線とは、同一直線上に配置され、
前記第2電動機の回転軸線と、前記第2変速機の回転軸線とは、同一直線上に配置され、
前記第1電動機及び前記第1変速機の回転軸線と、前記第2電動機及び前記第2変速機の回転軸線とは同一直線上に配置され、
前記第1変速機は前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に配置され、
前記第2変速機は前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に配置され、
前記第1電動機と前記第1変速機との動力伝達経路は中空構造を有し、
前記第1変速機と前記左車輪との動力伝達経路は、前記中空構造の内部を挿通し、
前記第2電動機と前記第2変速機との動力伝達経路は他の中空構造を有し、
前記第2変速機と前記右車輪との動力伝達経路は、前記他の中空構造の内部を挿通することを特徴とする請求項5に記載のハイブリッド車両。 - 前記第1及び第2変速機は遊星歯車機構であ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。
- 前記第1及び第2変速機は、前記第1及び第2変速機を構成する少なくとも一つの要素を互いに連結して形成されることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載のハイブリッド車両。
- 前記排気通路は全長に亘って前記筐体に対し間隙を存して配置されることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のハイブリッド車両。
- 前記内燃機関は、前記車両の車輪と動力伝達可能に接続されることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のハイブリッド車両。
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