JP7070240B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/06—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with chains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/28—Four wheel or all wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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Description

この発明は、駆動力源としてエンジンと発電機能を有するモータとを備え、前輪および後輪を駆動して走行することが可能なハイブリッド車両に関するものである。
特許文献１には、駆動力源としてエンジンおよびモータを搭載したハイブリッド車両に関する発明が記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、後輪を駆動するエンジンおよびリヤ駆動モータと、前輪を駆動するフロント駆動モータと、エンジンの出力を用いて発電する発電モータと、プロペラシャフトおよびデファレンシャルギヤ等を介して後輪に連結された自動変速機とを備えている。エンジンは、車両の前側に、クランク軸の回転軸線方向を車両の前後方向に合わせたいわゆる縦置きに配置されている。そのエンジンと同軸上に、リヤ駆動モータおよび自動変速機が配置されている。フロント駆動モータは、エンジンの吸気側に、車幅方向でエンジンと並列に配置され、出力伝動機構を介して前輪に連結されている。
特開２０１６－２７７２号公報
上記のように、特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、縦置きのエンジン、および、エンジンと同軸上に配置したリヤ駆動モータで後輪を駆動し、エンジンと並列に配置したフロント駆動モータで前輪を駆動する。すなわち、特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、車両の前側に縦置きしたエンジンおよびリヤ駆動モータによる後輪駆動車（ＦＲ）をベースに、前輪駆動用のフロント駆動モータを組み合わせた電動の四輪駆動車（４ＷＤ）あるいは全輪駆動車（ＡＷＤ）である。その特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、フロント駆動モータを出力伝動機構（トランスアクスル）を介してフロントドライブシャフトに連結しているので、特許文献１の図２に示されているような従来の電動４ＷＤのハイブリッド車両と比較し、前輪に動力を伝達するためのトランスファやプロペラシャフトが不要になる。そのため、特許文献１に記載された（特許文献１の図１に示されている）ハイブリッド車両によれば、フロント駆動モータを追加することによる車両床下のレイアウトへの影響やエンジン排気管のレイアウトへの影響を抑えることができる、とされている。
しかしながら、特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、上記のように前輪用のトランスファやプロペラシャフトを省くことができるものの、フロント駆動モータとフロントドライブシャフトとの連結部分にはトランスアクスルを新設しなければならない。また、エンジンと前輪との間にフロント駆動モータを配置するためのスペースを新たに確保しなければならない。したがって、既存のＦＲ車をベースにして特許文献１に記載されたハイブリッド車両を構成するには、既存の車体の構造やレイアウトを少なからず変更しなければならない。そのため、設計変更や追加の設備投資等が必要となり、これらの設計変更や設備投資等が、コストアップの要因となってしまう。
さらに、特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、フロント駆動モータおよび伝動機構が、車幅方向でエンジンに隣接して配置されている。そのため、車両の前側の重量が後ろ側の重量に比較して大きくなり、車両の重心位置が、車両の前後方向での中央部よりも前側に偏ってしまう。その結果、車両の走行安定性や旋回特性などに悪影響を及ぼしてしまう可能性がある。
この発明は、上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、既存のＦＲ車あるいはＦＲ車をベースにした四輪駆動車の車体構造やレイアウトを可能な限り変更することなく、エンジンおよび二基のモータを駆動力源として前輪および後輪の両方を駆動す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。
上記の目的を達成するために、この発明は、クランクシャフトの回転軸線方向を車体の前後方向に合わせた縦置きで、前記車体の前側に配置されたエンジンと、前記エンジンと同軸上に配置されて前記エンジンが出力するエンジントルクを増減する自動変速機と、前記エンジントルクによって駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記エンジントルクおよび前記第１モータが出力する第１モータトルクの少なくともいずれか一方のトルクが伝達されて駆動力を発生する後輪と、第２モータトルクを出力する第２モータと、前記第２モータトルクが伝達されて駆動力を発生する前輪と、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第１モータと前記後輪との間でトルクを伝達する後輪側駆動系統と、前記後輪側駆動系統に対して独立して前記第２モータと前記前輪との間でトルクを伝達する前輪側駆動系統とが形成されており、前記後輪側駆動系統内に設けられ、前記エンジンおよび前記第１モータと前記後輪との間のトルクの伝達および遮断を行うクラッチを備え、前記第１モータおよび前記第２モータは、いずれも、前記エンジンと前記自動変速機との間でかつ前記エンジンおよび前記自動変速機と同軸上に配置され、前記第１モータは、前記エンジンに連結され、前記前輪の駆動力を増大および減少させる伝動機構が設けられ、前記第２モータは、前記エンジンおよび前記自動変速機には連結されずに前記伝動機構に連結されており、前記伝動機構は、前記第２モータの回転軸から前記前輪側に前記第２モータトルクを増幅して伝達する減速部を有しており、前記第１モータおよび前記第２モータのそれぞれの最大外径が互いに異なっているとともに、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記前後方向で、前記エンジンに近い方から、前記第１モータと前記第２モータとのうち最大外径が大きい一方のモータ、前記最大外径が小さい他方のモータの順に配置されており、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記同軸上で互いに隣接して、または、前記同軸上で前記減速部を挟んで互いに隣接して、配置されていることを特徴とするものである。
また、この発明は、クランクシャフトの回転軸線方向を車体の前後方向に合わせた縦置きで、前記車体の前側に配置されたエンジンと、前記エンジンと同軸上に配置されて前記エンジンが出力するエンジントルクを増減する自動変速機と、前記エンジントルクによって駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記エンジントルクおよび前記第１モータが出力する第１モータトルクの少なくともいずれか一方のトルクが伝達されて駆動力を発生する後輪と、第２モータトルクを出力する第２モータと、前記第２モータトルクが伝達されて駆動力を発生する前輪と、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第１モータと前記後輪との間に設けられ、前記エンジンおよび前記第１モータと前記後輪との間のトルクの伝達および遮断を行うクラッチを備え、前記第１モータおよび前記第２モータは、いずれも、前記エンジンと前記自動変速機との間でかつ前記エンジンおよび前記自動変速機と同軸上に配置され、前記第１モータは、前記エンジンに連結され、前記前輪の駆動力を増大および減少させる伝動機構が設けられ、前記第２モータは、前記エンジンおよび前記自動変速機には連結されずに前記伝動機構に連結されており、前記伝動機構は、複数の減速ギヤ対を組み合わせた変速部を有し、前記変速部で、前記前輪の駆動力を増大および減少させることを特徴とするものである。
また、この発明は、クランクシャフトの回転軸線方向を車体の前後方向に合わせた縦置きで、前記車体の前側に配置されたエンジンと、前記エンジンと同軸上に配置されて前記エンジンが出力するエンジントルクを増減する自動変速機と、前記エンジントルクによって駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記エンジントルクおよび前記第１モータが出力する第１モータトルクの少なくともいずれか一方のトルクが伝達されて駆動力を発生する後輪と、第２モータトルクを出力する第２モータと、前記第２モータトルクが伝達されて駆動力を発生する前輪と、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第１モータと前記後輪との間でトルクを伝達する後輪側駆動系統と、前記後輪側駆動系統に対して独立して前記第２モータと前記前輪との間でトルクを伝達する前輪側駆動系統とが形成されており、前記後輪側駆動系統内に設けられ、前記エンジンおよび前記第１モータと前記後輪との間のトルクの伝達および遮断を行うクラッチを備え、前記第１モータおよび前記第２モータは、いずれも、前記エンジンと前記自動変速機との間でかつ前記エンジンおよび前記自動変速機と同軸上に配置され、前記第１モータは、前記エンジンに連結され、前記前輪の駆動力を増大および減少させる伝動機構が設けられ、前記第２モータは、前記エンジンおよび前記自動変速機には連結されずに前記伝動機構に連結されており、前記伝動機構は、前記第２モータの回転軸から前記前輪側に前記第２モータトルクを増幅して伝達する減速部と、複数の減速ギヤ対を組み合わせた変速部とを有し、前記変速部で、前記前輪の駆動力を増大および減少させ、前記第１モータおよび前記第２モータのそれぞれの最大外径が互いに異なっているとともに、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記前後方向で、前記エンジンに近い方から、前記第１モータと前記第２モータとのうち最大外径が大きい一方のモータ、前記最大外径が小さい他方のモータの順に配置されており、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記同軸上で互いに隣接して、または、前記同軸上で前記減速部を挟んで互いに隣接して、配置されていることを特徴とするものである。
また、この発明は、前記クラッチとして、前記記エンジンと前記自動変速機との間に、前記エンジンと前記自動変速機との間のトルクの伝達および遮断を行う発進クラッチが設けられていることを特徴としている。
また、この発明は、前記クラッチとして、前記自動変速機は、前記自動変速機の入力軸と出力軸との間でトルクの伝達および遮断を行うクラッチ機構を有していることを特徴としている。
また、この発明は、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記前後方向で、前記エンジンに近い方から、前記第２モータ、前記第１モータの順に配置されていることを特徴としている。
また、この発明は、前記前輪側駆動系統１７の前記第２モータと前記前輪との間で、前記第２モータトルクを変化させて前記前輪側に伝達する変速機構を備えていることを特徴としている。
また、この発明は、前記伝動機構は、前記第２モータトルクを二段階で増幅するチェーン減速機構を有し、前記チェーン減速機構は、前記第２モータの回転軸と一体に回転する第１チェーン減速軸と、前記第１チェーン減速軸に対して回転数が減速する第２チェーン減速軸と、前記第２チェーン減速軸に対して回転数が減速する第３チェーン減速軸とを有し、前記第２チェーン減速軸および前記第３チェーン減速軸は、前記幅方向で、前記クランクシャフトの回転軸線を挟んで両端側に分かれて配置されていることを特徴としている。
また、この発明は、前記伝動機構は、前記第２モータトルクを二段階で増幅する減速機構を有し、前記減速機構は、前記第２モータの回転軸と一体に回転する第１減速軸と、前記第１減速軸に対して回転数が減速する第２減速軸と、前記第２減速軸に対して回転数が減速する第３減速軸とを有し、前記第３減速軸は、前記前輪に連結される前輪側デファレンシャルギヤを介して前記前輪にトルクを伝達する第４減速軸と動力伝達可能に連結されていることを特徴としている。
そして、この発明は、前記エンジンは、前記クランクシャフトの回転軸線方向に複数のシリンダを一列に配置した直列エンジンであって、吸気系統が接続された吸気側と、前記車体の幅方向における前記吸気側の反対側で、排気系統が接続された排気側とを有し、前記伝動機構は、前記前輪に連結される前輪側デファレンシャルギヤと、前記第２モータと前記前輪側デファレンシャルギヤとの間でトルクを伝達する前輪側プロペラシャフトとを有し、前記前輪側プロペラシャフトは、前記幅方向における前記吸気側に、前記前輪側プロペラシャフトの回転軸線方向を前記前後方向に向けて配置されていることを特徴としている。
この発明のハイブリッド車両は、エンジン、第１モータ、および、第２モータを駆動力源とし、前輪および後輪の両方を駆動する四輪駆動車あるいは全輪駆動車として構成される。エンジンおよび第1モータは、後輪側の駆動系統における駆動力源であり、後輪を駆動する。第２モータは、前輪側の駆動系統における駆動力源であり、前輪を駆動する。後輪側の駆動系統と前輪側の駆動系統とは互いに独立しており、それら二つの駆動系統の間でトルクの伝達は行われない。すなわち、第２モータは、前輪側の駆動系統にトルクを伝達しない。その一方で、第２モータは、第１モータと共にエンジンのクランクシャフトの回転軸線上に配置される。したがって、この発明によれば、縦置きのエンジンと同軸上に第１モータおよび第２モータが配置され、それらエンジンおよび二基のモータを駆動力源とする四輪駆動あるいは全輪駆動のハイブリッド車両が構成される。そのため、車両の前側に縦置きしたエンジンで後輪を駆動するいわゆるＦＲ車、あるいは、そのようなＦＲ車をベースにした四輪駆動車など、既存の車両の車体構造やレイアウトを大きく変更することなく、２モータタイプで、四輪駆動あるいは全輪駆動のハイブリッド車両を構成することができる。
また、この発明のハイブリッド車両は、第１モータと後輪との間に発進クラッチを備えている。すなわち、後輪側の駆動系統においてエンジンの出力側に発進クラッチが設けられている。したがって、この発明のハイブリッド車両によれば、エンジントルクを後輪に伝達して発進する際に、発進クラッチの係合状態を制御してスムーズな発進を行うことができる。そのため、従来一般的に用いられているトルクコンバータを省くこともできる。また、発進クラッチを解放することにより、後輪側の駆動系統からエンジンおよび第１モータを切り離すことができる。その状態で、前輪側の駆動系統における第２モータが出力するモータトルクによってハイブリッド車両を走行させることができる。すなわち、ハイブリッド車両を、第２モータを駆動力源とする電気自動車として走行させることもできる。
また、この発明のハイブリッド車両は、第１モータと後輪との間に自動変速機を備えている。すなわち、後輪側の駆動系統においてエンジンの出力側に自動変速機が設けられている。したがって、エンジンの回転数を自動変速機で適切に変速し、エンジントルクを後輪に伝達して適切な駆動力を発生させることができる。さらに、この発明のハイブリッド車両によれば、自動変速機のクラッチ機構を、上記のような発進クラッチとして機能させることができる。そのため、上記のような発進クラッチやトルクコンバータを省くこともできる。
また、この発明のハイブリッド車両では、第１モータおよび第２モータが、それぞれ、エンジンと同軸上に配置され、それらのモータのうち第２モータが、車両の前後方向で、よりエンジンの近くに配置される。エンジンは縦置きで車両の前側に配置される。したがって、第２モータは、第１モータの出力側に配置される場合と比較し、車両の前後方向で、より前輪の近くに配置される。そのため、この発明のハイブリッド車両によれば、第２モータが第１モータの出力側に配置される場合と比較し、第２モータと前輪との間の前輪側駆動系統１７の距離を短縮できる。例えば、前輪側駆動系統１７におけるプロペラシャフトの長さを短縮できる。プロペラシャフトが短くなる分、小型化および軽量化を図ることができる。また、プロペラシャフトを含む回転振動系の固有振動数を高めることができ、その結果、通常の走行時（巡航時もしくは定速走行時）における前輪側の駆動系統での共振の発生を抑制し、ハイブリッド車両のＮＶ性能を向上させることができる。さらに、動力伝達時におけるプロペラシャフトのねじり量を低減できる。その結果、前輪側駆動系統１７における駆動力の応答性を向上させることができる。
また、この発明のハイブリッド車両では、第１モータおよび第２モータが、それぞれ、エンジンと同軸上に配置され、それら第１モータと第２モータとのうち外径の大きい方のモータが、車両の前後方向で、よりエンジンの近くに配置される。したがって、この発明のハイブリッド車両によれば、一般に駆動ユニットの中で外径が最も大きいエンジンの出力側に、外径の大きいものから順に配置される。そのため、エンジンの出力側周辺のスペースを有効に活用することができる。また、エンジンから離れて後輪により近くなるほど外径を小さくできるため、車両の床下スペースでの既存の構造との干渉を回避または抑制できるとともに、車室内の居住スペースを確保できる。したがって、既存のＦＲ車やＦＲ車をベースにした四輪駆動車に対するモータの搭載性が良好なハイブリッド車両を構成することができる。
また、この発明のハイブリッド車両は、第２モータと前輪との間にチェーン減速機構を備えている。チェーン減速機構は、第２モータと前輪との間で、第１チェーン減速軸、第２チェーン減速軸、および、第３チェーン減速軸の三つの回転軸を有している。そして、各回転軸にそれぞれ取り付けられたスプロケットにチェーンが巻き掛けられ、チェーン減速機構が構成されている。すなわち、第１チェーン減速軸と第２チェーン減速軸との間にチェーンを巻き掛けたチェーン伝動機構と、第２チェーン減速軸と第３チェーン減速軸との間にチェーンを巻き掛けたチェーン伝動機構とから、第２モータの回転数を二段階に減速するチェーン減速機構が構成されている。そのため、この発明のハイブリッド車両によれば、第２モータの出力トルクを大きく増幅して前輪に伝達することができる。ひいては、第２モータの小型化を図ることができる。さらに、この発明のハイブリッド車両では、上記の第２チェーン減速軸と第３チェーン減速軸とが、車体の幅方向に分かれて配置される。そのため、車体の幅方向のスペースを有効に活用し、第２モータおよび前輪側の駆動系統の搭載性が良好なハイブリッド車両を構成することができる。
また、この発明のハイブリッド車両は、第２モータと前輪との間に減速機構を備えている。減速機構は、例えば減速ギヤ対やチェーン伝動機構から構成され、第２モータの回転数を二段階に減速する。さらに、減速機構は、第２モータと前輪との間で、第２モータの回転軸を含めて四つの回転軸を有しており、そのうち最も前輪寄りの第４減速軸と前輪の終減速機である前輪側デファレンシャルギヤとが動力伝達可能に連結される。したがって、第２モータと前輪との間で、第２モータの回転数を三段階に減速できる。そのため、この発明のハイブリッド車両によれば、第２モータの出力トルクを大きく増幅して前輪に伝達することができる。ひいては、第２モータの小型化を図ることができる。
そして、この発明のハイブリッド車両では、駆動力源のエンジンとして直列エンジンを用いる場合に、上記のように縦置きされるエンジンの吸気系統と排気系統とが、それぞれ、車体の幅方向におけるエンジンの両側部分、すなわち、エンジンの吸気側と排気側とに分かれて接続される。そして、前輪側の駆動系統におけるプロペラシャフトが、車体の幅方向でエンジンの吸気側に、エンジンに隣接して配置される。したがって、例えば排気管や触媒などの排気系統との干渉を回避し、それら排気系統とは反対側の吸気側周辺のスペースを有効に利用して、前輪側プロペラシャフトおよび前輪側の駆動系統を配置できる。そのため、既存の車両の車体構造やレイアウトを大きく変更することなく、特に前輪側の駆動系統の搭載性が良好なハイブリッド車両を構成することができる。
この発明で対象とするハイブリッド車両の一例（第２モータを前方、第１モータを後方に配置した構成）を示す図である。 この発明で対象とするハイブリッド車両の他の例（直列エンジンを搭載した場合の構成）を示す図である。 この発明で対象とするハイブリッド車両の他の例（第２モータを前方、第１モータを後方に配置し、発進クラッチを第１モータの内径側に配置した構成）を示す図である。 この発明で対象とするハイブリッド車両の他の例（第２モータを前方、第１モータを後方に配置し、第２モータと前輪との間の伝動機構を前輪寄りに配置した構成）を示す図である。 この発明で対象とするハイブリッド車両の他の例（大径の第１モータを前方、小径の第２モータを後方に配置し、発進クラッチを第１モータの内径側に配置した構成）を示す図である。 この発明で対象とするハイブリッド車両の他の例（第１モータを前方、第２モータを後方に配置し、第２モータの出力側に配置した自動変速機のクラッチ機構を発進クラッチとして機能させる構成）を示す図である。 この発明で対象とするハイブリッド車両の他の例（第１モータを前方、第２モータを後方に配置し、第２モータと前輪との間に二段階のチェーン減速機構を設けた構成）を示す図である。 図７で示す構成の車両前面視であり、チェーン減速機構における回転軸の位置関係を示す図である。 この発明で対象とするハイブリッド車両の他の例（第１モータを前方、第２モータを後方に配置し、第２モータと前輪との間に四軸の減速機構を設けた構成）を示す図である。 図９で示す構成の車両前面視であり、四軸の減速機構における回転軸の位置関係を示す図である。
この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。
この発明の実施形態で対象にする車両は、エンジン、ならびに、第１モータおよび第２モータを駆動力源とするハイブリッド車両である。エンジンおよび第１モータは、後輪に対して動力伝達可能に連結されている。また、第１モータはエンジンの出力側に配置され、エンジンが出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより発電する機能を有している。第２モータは、前輪に対して動力伝達可能に連結されている。したがって、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両は、前輪および後輪の両方で駆動力を発生できる四輪駆動車（４ＷＤ）あるいは全輪駆動車（ＡＷＤ）である。なお、第２モータは、エンジンおよび第１モータならびに後輪には連結されておらず、それらエンジンおよび第１モータならびに後輪に対してトルクを伝達しない。
そして、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の駆動力源、すなわち、エンジン、第１モータ、および、第２モータは、いずれも、同軸上に配置されている。エンジンは、車両の前側に、クランクシャフトの回転軸線方向を車両の前後方向に合わせたいわゆる縦置きに配置されている。したがって、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両は、車両の前側に縦置きのエンジンを配置して後輪を駆動する後輪駆動車（ＦＲ車）、あるいは、そのようなＦＲ車をベースにした四輪駆動車などの、既存の車体構造やレイアウトを転用し、もしくは、変更して構成することができる。
図１に、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の具体例を示してある。図１に示すハイブリッド車両（以下、車両）Ｖｅは、駆動力源として、エンジン（ENG）１、ならびに、第１モータ（MG1）２、および、第２モータ（MG2）３を備えている。また、車両Ｖｅは、他の主要な構成要素として、後輪（駆動輪）４、前輪（駆動輪）５、自動変速機（AT）６、および、発進クラッチ７を備えている。
エンジン１は、例えば、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、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。前述したように、エンジン１は、クランクシャフト（または、出力軸）１ａの回転軸線ＡＬ方向を車両Ｖｅの前後方向（図１の左右方向）に合わせたいわゆる縦置きに配置されている。
また、エンジン１は、例えば、直列エンジン、Ｖ型エンジン、または、水平対向エンジンなど、シリンダの配列が異なる各種のタイプのエンジンを採用することができる。図１では、エンジン１としてＶ型エンジンを用いた例を示してある。一方、図２には、エンジン１として直列エンジンを用いた例を示してある。図２に示す例では、エンジン１は、複数のシリンダ１ｂを有している。それら複数のシリンダ１ｂは、クランクシャフト１ａの回転軸線ＡＬ方向で、一列に配置されている。この図２に示すように、特にエンジン１として直列エンジンを用いる場合には、エンジン１は、エンジン１の燃焼室（図示せず）に燃料と共に空気を供給するための吸気系統１ｃ、および、燃焼後の排ガスを排出するための排気系統１ｄを備えている。吸気系統１ｃは、車体の幅方向におけるエンジン１の一方（図２の下側）の側部であって、エンジン１の吸気側１ｅに接続される。排気系統１ｄは、車体の幅方向におけるエンジン１の他方（図２の上側）の側部であって、エンジン１の排気側１ｆに接続される。すなわち、この図２に示す直列エンジンの例では、エンジン１は、吸気系統１ｃが接続された吸気側１ｅと、車体の幅方向における吸気側１ｅの反対側であって、排気系統１ｄが接続された排気側１ｆとを有している。
第１モータ２は、エンジン１の出力側（図１，図２の右側）に、エンジン１と同軸上に配置されている。第１モータ２は、少なくとも、エンジン１が出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより電力を発生する発電機としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第１モータ２は、電力が供給されることにより駆動されてモータトルク（第１モータトルク）を出力する原動機としての機能も有している。すなわち、第１モータ２は、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第１モータ２には、インバータ（図示せず）を介して、バッテリ（図示せず）が接続されている。したがって、第１モータ２を発電機として駆動し、その際に発生する電力をバッテリに蓄えることができる。また、バッテリに蓄えられている電力を第１モータ２に供給し、第１モータ２を原動機として駆動してモータトルクを出力することもできる。
第２モータ３は、エンジン１の出力側に、エンジン１および第１モータ２と同軸上に配置されている。図１，図２に示す例では、エンジン１の回転軸線、すなわち、回転軸線ＡＬ上で、エンジン１に近い側（図１，図２の左側）から、第２モータ３、第１モータ２の順で配置されている。第２モータ３は、少なくとも、電力が供給されることにより駆動されてモータトルク（第２モータトルク）を出力する原動機としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第２モータ３は、外部からトルクを受けて駆動されることによって電気を発生する発電機としての機能も有している。すなわち、第２モータ３は、上記の第１モータ２と同様に、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第２モータ３には、インバータ（図示せず）を介して、バッテリ（図示せず）が接続されている。したがって、バッテリに蓄えられている電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３を原動機として駆動してモータトルクを出力することができる。また、後述するように、第２モータ３は、前輪５に対して動力伝達可能に連結されている。したがって、前輪５から伝達されるトルクによって第２モータ３を発電機として駆動し、その際に発生する回生電力をバッテリに蓄えることもできる。さらに、第１モータ２および第２モータ３は、インバータを介して、互いに電力の授受が可能なように接続されている。例えば、第１モータ２で発生した電力を、直接、第２モータ３に供給し、第２モータ３でモータトルクを出力することも可能である。
後輪４は、駆動力源が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する駆動輪である。図１，図２に示す例では、後輪４は、後述する自動変速機６および発進クラッチ７、リヤプロペラシャフト８、リヤデファレンシャルギヤ９、ならびに、リヤドライブシャフト１０を介して、エンジン１および第１モータ２に連結されている。
前輪５は、上記の後輪４と同様に、駆動力源が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する駆動輪である。図１，図２に示す例では、前輪５は、後述する伝動機構１１、フロントプロペラシャフト１２、フロントデファレンシャルギヤ１３、および、フロントドライブシャフト１４を介して、第２モータ３に連結されている。したがって、車両Ｖｅは、駆動トルクを前輪５および後輪４の両方に伝達して駆動力を発生させる四輪駆動車あるいは全輪駆動車である。
自動変速機６は、エンジン１の出力側に、エンジン１および第１モータ２と同軸上に配置されている。図１，図２に示す例では、回転軸線ＡＬ上で、第１モータ２の出力側（図１，図２の右側）に配置されており、エンジン１および第１モータ２と後輪４との間でトルクを伝達する。自動変速機６は、要は、入力回転数の出力回転数に対する比率を適宜に変更できる機構であって、有段変速機や無段変速機などの自動制御が可能な変速機によって構成される。また、自動変速機６は、より好ましくは、係合することによってトルクを伝達し、解放することによってトルクの伝達を遮断してニュートラル状態を設定することのできるクラッチ機構を備えている。
発進クラッチ７は、エンジン１の出力側に、エンジン１および第１モータ２と同軸上に配置されている。図１，図２に示す例では、回転軸線ＡＬ上で、第１モータ２と自動変速機６との間に配置されている。発進クラッチ７は、エンジン１および第１モータ２と後輪４との間の後輪側駆動系統１５で、選択的に動力の伝達および遮断を行う。図１，図２に示す例では、発進クラッチ７は、エンジン１および第１モータ２側の回転部材に連結された摩擦板７ａ、ならびに、前輪５側の回転部材に連結された摩擦板７ｂを有している。そして、発進クラッチ７は、摩擦板７ａと摩擦板７ｂとが係合することにより、後輪側駆動系統１５でトルクの伝達を行う。発進クラッチ７を解放することにより、エンジン１および第１モータ２が後輪側駆動系統１５から切り離される。また、発進クラッチ７を係合することにより、エンジン１および第１モータ２が後輪側駆動系統１５に連結される。
発進クラッチ７の摩擦板７ａは、第１モータ２の回転軸２ａに連結されている。回転軸２ａは、ダンパ１６を介して、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）１ａに連結されている。したがって、エンジン１の出力軸１ａと第１モータの回転軸２ａおよび発進クラッチ７の摩擦板７ａとが連結されている。
一方、発進クラッチ７の摩擦板７ｂは、自動変速機６の入力軸６ａに連結されている。自動変速機６の出力軸６ｂは、リヤプロペラシャフト８、リヤデファレンシャルギヤ９、および、リヤドライブシャフト１０を介して、後輪４に連結されている。したがって、発進クラッチ７の摩擦板７ｂと後輪４とが、自動変速機６を介して動力伝達可能に連結されている。
なお、図１，図２では図示していないが、この発明の実施形態における発進クラッチ７は、例えば、複数の摩擦板７ａおよび複数の摩擦板７ｂを有し、それら複数の摩擦板７ａと複数の摩擦板７ｂとを交互に配置した多板クラッチによって構成することもできる。要するに、この発明の実施形態における発進クラッチ７は、例えば、伝達トルク容量を連続的に変化させることができる摩擦クラッチが用いられる。したがって、エンジン１のエンジントルクを後輪４に伝達する際に、発進クラッチ７の係合状態を制御し、発進クラッチ７の伝達トルク容量を連続的に変化させることにより、スムーズな動力伝達を行うことができる。あるいは、スムーズな発進を行うことができる。
また、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上記のように後輪側駆動系統１５においてエンジン１と第１モータ２とが連結されている。したがって、上記のような発進クラッチ７を用いずに、エンジン１のエンジントルクによる発進あるいはスムーズな動力伝達を行うことも可能である。例えば、エンジントルクを後輪４に伝達する際に、第１モータでエンジントルクを増減するように制御して、発進クラッチ７を用いずに車両Ｖｅ発進させること、あるいは、スムーズな動力伝達を行うことができる。ただし、例えば時速１kmから時速３km程度の極低車速で、エンジントルクによって定常走行するような場合では、エンジン１のアイドル回転数と車輪速との差回転が生じる。そのような場合には、発進クラッチ７を用いて差回転を吸収することにより、よりスムーズな動力伝達を行うことができる。
前述したように、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、第２モータ３が駆動力源の回転軸線ＡＬ上でエンジン１と第１モータ２との間に配置されている。第２モータ３は、自らが出力するモータトルクを前輪５に伝達して駆動力を発生することが可能なように、車両Ｖｅの前輪５側の駆動系統に連結されている。また、第２モータ３は、エンジン１および第１モータ２ならびに後輪４には連結されておらず、それらエンジン１および第１モータ２ならびに後輪４に対して動力伝達しない。図１，図２に示す例では、第２モータ３は、回転軸３ａが中空軸に形成されており、その中空部分にエンジン１の出力軸１ａが回転軸３ａに対して相対回転が可能なように挿入されている。したがって、第２モータ３は、回転軸線ＡＬ上においては、エンジン１および第１モータ２と同軸上に配置されている。それに対して、エンジン１および第１モータ２と後輪４との間の後輪側駆動系統１５からは分離されており、第２モータ３は、エンジン１および第１モータ２ならびに後輪４に対して動力伝達しない。
第２モータ３の回転軸３ａは、伝動機構１１、フロントプロペラシャフト１２、フロントデファレンシャルギヤ１３、および、フロントドライブシャフト１４を介して、前輪５に連結されている。そのため、第２モータ３が出力するモータトルクは、伝動機構１１およびフロントデファレンシャルギヤ１３で増幅され、前輪５に伝達される。したがって、第２モータ３は、伝動機構１１、フロントプロペラシャフト１２、フロントデファレンシャルギヤ１３、および、フロントドライブシャフト１４などと共に、第２モータ３と前輪５との間で動力を伝達する前輪側駆動系統１７を形成している。前輪側駆動系統１７は、上記の後輪側駆動系統１５に対して独立している。
車両Ｖｅは、エンジン１を停止した状態で、第２モータ３が出力するモータトルクを前輪５に伝達して駆動力を発生することが可能である。また、発進クラッチ７を解放した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ２を駆動して発電させるとともに、第２モータ３のモータトルクを前輪５に伝達して駆動力を発生することが可能である。そして、発進クラッチ７を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクを後輪４に伝達するとともに、第２モータ３のモータトルクを前輪５に伝達して駆動力を発生することも可能である。
なお、上記の伝動機構１１は、第２モータ３が出力するモータトルクを変更してフロントプロペラシャフト１２に伝達する変速機構である。伝動機構１１は、例えば、減速ギヤ対によって構成される。あるいは、複数の減速ギヤ対を組み合わせた変速機構によって構成することもできる。図１，図２に示す例では、伝動機構１１として、チェーン伝動機構、複数の減速ギヤ対、および、切り替えクラッチ等から構成される二段変速の減速機構が用いられている。
上記のように、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第１モータ２および第２モータ３が、いずれも、車両Ｖｅの前側に縦置きされたエンジン１と同軸上に配置される。そのため、既存のＦＲ車やＦＲ車をベースにした四輪駆動車に対するモータの搭載性が良好になる。
また、図２に示すような直列エンジンを用いた車両Ｖｅでは、上記のように縦置きされるエンジン１の吸気系統１ｃと排気系統１ｄとが、それぞれ、車体の幅方向におけるエンジン１の吸気側１ｅと排気側１ｆとに分かれて接続される。そして、前輪側駆動系統１７におけるフロントプロペラシャフト１２が、車体の幅方向でエンジン１の吸気側１ｅに、エンジン１に隣接して配置される。したがって、例えば排気管や触媒などの排気系統１ｄとの干渉を回避し、それら排気系統１ｄとは反対側の吸気側１ｅ周辺のスペースを有効に利用して、フロントプロペラシャフト１２および前輪側駆動系統１７を配置できる。そのため、既存の車両の車体構造やレイアウトを大きく変更することなく、特に前輪側駆動系統１７の搭載性が向上する。
また、図１，図２に示す車両Ｖｅでは、第２モータ３は、車両Ｖｅの前後方向で、よりエンジン１の近くに配置される。エンジン１は縦置きで車両Ｖｅの前側（図１，図２の左側）に配置される。言い換えれば、第２モータ３は、例えば第１モータ２の出力側に配置される場合と比較し、車両Ｖｅの前後方向で、より前輪５の近くに配置される。そのため、この図１，図２に示す車両Ｖｅでは、第２モータ３と前輪５との間の前輪側駆動系統１７の距離を短くすることができる。例えば、前輪側駆動系統１７におけるフロントプロペラシャフト１２の長さを短くすることができる。フロントプロペラシャフト１２が短くなる分、駆動ユニットの小型化および軽量化を図ることができる。また、フロントプロペラシャフト１２を短縮することにより、フロントプロペラシャフト１２を含む回転振動系の固有振動数を高めることができる。その結果、例えば、通常の走行時（巡航時もしくは定速走行時）における前輪側駆動系統１７での共振の発生を抑制し、車両ＶｅのＮＶ性能を向上させることができる。さらに、動力伝達時におけるフロントプロペラシャフト１２のねじり量を低減できる。その結果、前輪側駆動系統１７における駆動力の応答性を向上させることができる。
この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上記の図１，図２で示した構成に限定されない。例えば、以下の図３から図１０に示す例のように構成することもできる。なお、以下の各図に示す車両Ｖｅにおいて、上記の図１，図２で示した車両Ｖｅあるいは既出のいずれかの図で示した車両Ｖｅと構成や機能が同じ構成要素については、図１，図２あるいは既出のいずれかの図と同じ参照符号を付けてある。
図３に示す車両Ｖｅは、発進クラッチ７を第１モータ２の内径部分に配置している。具体的には、この図３に示す例では、第１モータ２は、回転軸２ｂが中空形状に形成されており、その中空部分に発進クラッチ７が配置されている。発進クラッチ７の摩擦板７ａは、回転軸２ａの第２モータ３側（図３の左側）の端部２ｃに連結されている。発進クラッチ７の摩擦板７ｂは、前述したように、自動変速機６の入力軸６ａに連結されている。入力軸６ａは、回転軸２ｂの中空部分に、回転軸２ｂに対して相対回転が可能なように挿入されている。したがって、発進クラッチ７は、回転軸線ＡＬ上において、エンジン１、第１モータ２、および、第２モータ３と同軸上に配置されている。
この図３に示す例のように、第１モータ２の回転軸２ｂの中空部分に発進クラッチ７を配置することにより、エンジン１から後輪４に至る後輪側駆動系統１５の全長を短縮できる。そのため、既存の車体構造やレイアウトを転用する場合に、例えば車体の床下構造との干渉を抑制し、あるいは、既存の車体への設置の自由度を高めることができる。その結果、既存のＦＲ車やＦＲ車をベースにした四輪駆動車に対するモータの搭載性が向上する。
図４に示す車両Ｖｅは、第２モータ３と伝動機構１１との間の動力伝達を、第２モータ３のエンジン１側（図４の左側）で行うように構成している。具体的には、この図４に示す例では、第２モータ３の回転軸３ａのエンジン１側の端部３ｂに、回転軸線ＡＬ方向でエンジン１側に向けて突出する突出部３ｃが形成されている。そして、その突出部３ｃと伝動機構１１とが、例えば歯車伝動機構やチェーン伝動機構などを介して動力伝達可能に連結されている。図４に示す例では、突出部３ｃと伝動機構１１とがチェーン伝動機構２０を介して連結されている。なお、突出部３ｃは回転軸３ａと同様に中空形状に形成されている。
この図４に示す例のように、第２モータ３と伝動機構１１との間の動力伝達を第２モータ３のエンジン１側で行うように構成することにより、エンジンコンパートメント内の空間を有効に利用し、伝動機構１１を配置することができる。そのため、既存のＦＲ車やＦＲ車をベースにした四輪駆動車に対する第２モータ３の搭載性が向上する。
図５に示す車両Ｖｅは、第１モータ２および第２モータ３を、回転軸線ＡＬ上で、エンジン１に近い側（図５の左側）から、第１モータ２、第２モータ３の順で配置している。図５に示す例では、第１モータ２は、第２モータ３よりも最大外径が大きい。すなわち、図５に示す車両Ｖｅは、第１モータ２および第２モータ３は、車両Ｖｅの前後方向で、エンジン１に近い方から、第１モータ２と第２モータ３とのうち最大外径が大きい一方のモータ（図５に示す例では、第１モータ２）、最大外径が小さい他方のモータ（図５に示す例では、第２モータ３）の順に配置されている。
この図５に示す例のように、駆動力源として搭載する二基のモータのうち、より最大外径が大きい方のモータをエンジン１に近い側に配置することにより、エンジンコンパートメント内の空間を有効に利用し、最大外径の大きなモータを配置することができる。また、エンジン１、第１モータ２、および、第２モータ３を駆動力源とするハイブリッド駆動ユニットの外形形状（輪郭形状）を、一般的な車体のフロアトンネルの形状に沿った形状にすることができる。そのため、既存のＦＲ車やＦＲ車をベースにした四輪駆動車に対するモータの搭載性が良好になる。なお、この図５に示す車両Ｖｅにおいても、前述の図３に示す例と同様に、第１モータ２の回転軸２ｂの中空部分に発進クラッチ７が配置されている。そのため、後輪側駆動系統１５の全長を短縮できる。
図６に示す車両Ｖｅは、自動変速機６の内部に設けたクラッチ機構６ｃを発進クラッチとして機能させ、上述したような発進クラッチ７を省いている。具体的には、この図６に示す例では、自動変速機６は、自動変速機６の入力軸６ａと出力軸６ｂとの間で選択的に動力の伝達および遮断を行うクラッチ機構６ｃを有している。クラッチ機構６ｃは、係合することによってトルクを伝達し、解放することによってトルクの伝達を遮断して、自動変速機６のニュートラル状態を設定する。また、クラッチ機構６ｃは、伝達トルク容量を連続的に変化させることができる。
この図６に示す例のように、自動変速機６のクラッチ機構６ｃを発進クラッチとして機能させることにより、上述したような発進クラッチ７を省くことができる。そのため、エンジン１から後輪４に至る後輪側駆動系統１５の全長を短縮できる。その結果、既存のＦＲ車やＦＲ車をベースにした四輪駆動車に対するモータの搭載性が向上する。
図７に示す車両Ｖｅは、エンジン１と自動変速機６との間で、かつ、第２モータ３と前輪５との間に、第２モータ３の出力トルクを二段階で増幅するチェーン減速機構３０を備えている。具体的には、この図７に示す例では、第２モータ３と伝動機構１１との間に、チェーン減速機構３０が設けられている。チェーン減速機構３０は、第１チェーン減速軸３１と、第１チェーン減速軸３１に対して回転数が減速する第２チェーン減速軸３２と、第２チェーン減速軸３２に対して回転数が減速する第３チェーン減速軸３３とを有している。第１チェーン減速軸３１は、第２モータ３の回転軸３ａと一体に回転するように形成されており、先端（図７の左側の端部）にスプロケット３１ａが取り付けられている。第２チェーン減速軸３２は、車幅方向で第１チェーン減速軸３１と平行に配置されており、一方（図７の右側）の端部に、スプロケット３１ａよりも大径のスプロケット３２ａが取り付けられ、他方（図７の左側）の端部に、後述する第３チェーン減速軸３３のスプロケット３３ａよりも小径のスプロケット３２ｂが取り付けられている。第３チェーン減速軸３３は、伝動機構１１の入力軸１１ａと一体に回転するように形成されており、先端（図７の右側の端部）にスプロケット３３ａが取り付けられている。そして、スプロケット３１ａとスプロケット３２ａとの間に、チェーン３４が巻き掛けられ、スプロケット３２ｂとスプロケット３３ａとの間に、チェーン３５が巻き掛けられている。したがって、第２チェーン減速軸３２は、第１チェーン減速軸３１に対して回転数が減速する。そして、第３チェーン減速軸３３は、第２チェーン減速軸３２に対して回転数が減速する。すなわち、チェーン減速機構３０は、第２モータ３と前輪５との間で、第２モータ３の出力トルクを二段階で増幅する。
さらに、この図７に示す車両Ｖｅでは、上記の第２チェーン減速軸３２および第３チェーン減速軸３３が、車体の幅方向（図７の上下方向）で、回転軸線ＡＬを挟んで両端側（図７の上下）に分かれて配置されている。
この図７に示す例のように、第２モータ３の回転数を二段階に減速するチェーン減速機構３０が設けられることにより、第２モータ３の出力トルクを大きく増幅して前輪５に伝達することができる。そのため、第２モータ３の小型化を図ることができる。また、チェーン減速機構３０における第２チェーン減速軸３２と第３チェーン減速軸３３とが、車幅方向に分かれて配置される。そのため、図８に示すように、第１チェーン減速軸３１、第２チェーン減速軸３２、および、第３チェーン減速軸３３の三つの回転軸を有するチェーン減速機構３０を、車体の幅方向にコンパクトに配置できる。それと共に、車体の幅方向のスペースを有効に活用し、チェーン減速機構３０を配置できる。さらに、（前述したチェーン伝動機構２０も含め、）チェーン減速機構３０のようなチェーン伝動機構は、例えば歯車伝動機構と比較し、互いにトルクを伝達する二つの回転軸の軸間距離を大きく取ることができ、配置の自由度が高くなる。したがって、既存のＦＲ車やＦＲ車をベースにした四輪駆動車に対する第２モータ３および前輪側駆動系統１７の搭載性を向上させることができる。
図９に示す車両Ｖｅは、エンジン１と自動変速機６との間で、かつ、第２モータ３と前輪５との間に、第２モータ３の出力トルクを二段階で増幅する減速機構４０を備えている。具体的には、この図９に示す例では、第２モータ３と伝動機構１１との間に、減速機構４０が設けられている。減速機構４０は、第１減速軸４１と、第１減速軸４１に対して回転数が減速する第２減速軸４２と、第２減速軸４２に対して回転数が減速する第３減速軸４３とを有している。第１減速軸４１は、第２モータ３の回転軸３ａと一体に回転するように形成されており、先端（図９の左側の端部）にスプロケット４１ａが取り付けられている。第２減速軸４２は、車幅方向で第１減速軸４１と平行に配置されており、一方（図９の右側）の端部に、スプロケット４１ａよりも大径のスプロケット４２ａが取り付けられている。第２減速軸４２の他方（図９の左側）の端部には、後述する第３減速軸４３のギヤ４３ａよりも小径のギヤ４２ｂが取り付けられている。第３減速軸４３は、伝動機構１１の入力軸１１ａを兼ねており、先端（図９の右側の端部）にギヤ４３ａが取り付けられている。そして、スプロケット４１ａとスプロケット４２ａとの間に、チェーン４４が巻き掛けられている。また、ギヤ４２ｂとギヤ４３ａとが噛み合っている。したがって、第２減速軸４２は、第１減速軸４１に対して回転数が減速する。そして、第３減速軸４３は、第２減速軸４２に対して回転数が減速する。すなわち、減速機構４０は、第２モータ３と前輪５との間で、第２モータ３の出力トルクを二段階で増幅する。
さらに、この図９に示す車両Ｖｅでは、上記の第３減速軸４３が、フロントデファレンシャルギヤ１３を介して前輪５に動力を伝達するフロントプロペラシャフト１２と動力伝達可能に連結されている。フロントデファレンシャルギヤ１３は、前輪５側のいわゆる終減速機であり、フロントプロペラシャフト１２からフロントドライブシャフト１４へ動力伝達する際に、フロントプロペラシャフト１２の回転数を減速する。したがって、フロントプロペラシャフト１２は、第３減速軸４３に対して回転数が減速し、この発明の実施形態におけるいわゆる第４減速軸に相当する。すなわち、この図９に示す車両Ｖｅでは、図１０に示すように、全体として四軸の減速機構４０が構成されている。
したがって、この図９に示す車両Ｖｅは、第２モータ３と伝動機構１１との間に減速機構４０を備え、第２モータ３の回転数を二段階に減速する。さらに、減速機構４０は、第２モータ３と前輪５との間で、第２モータ３の回転軸３ａおよびフロントプロペラシャフト１２を含めて四つの回転軸を有しており、そのうち最も前輪寄りの第４減速軸（フロントプロペラシャフト１２）と前輪５の終減速機であるフロントデファレンシャルギヤ１３とが動力伝達可能に連結される。したがって、第２モータ３と前輪５との間で、第２モータ３の回転数を三段階に減速できる。そのため、第２モータ３の出力トルクを大きく増幅して前輪５に伝達することができる。ひいては、第２モータ３を小型化し、既存のＦＲ車やＦＲ車をベースにした四輪駆動車に対する第２モータ３の搭載性を向上させることができる。
１…エンジン（駆動力源；ENG）、 １ａ…（エンジン１の）クランク軸，出力軸、 １ｂ…（直列エンジンの）シリンダ、 １ｃ…（直列エンジンの）吸気系統、 １ｄ…（直列エンジンの）排気系統、 １ｅ…（直列エンジンの）吸気側、 １ｆ…（直列エンジンの）排気側、 ２…第１モータ（駆動力源；MG1）、 ２ａ，２ｂ…（第１モータ２の）回転軸、 ２ｃ…（回転軸２ｂの）端部、 ３…第２モータ（駆動力源；MG2）、 ３ａ…（第２モータ３の）回転軸、 ３ｂ…（回転軸３ａの）端部、 ３ｃ…（回転軸３ａの）突出部、 ４…後輪（駆動輪）、 ５…前輪（駆動輪）、 ６…自動変速機（AT）、 ６ａ…（自動変速機６の）入力軸、 ６ｂ…（自動変速機６の）出力軸、 ７…発進クラッチ、 ７ａ…摩擦板、 ７ｂ…摩擦板、 ８…リヤプロペラシャフト、 ９…リヤデファレンシャルギヤ、 １０…リヤドライブシャフト、 １１…伝動機構、 １２…フロントプロペラシャフト（前輪側プロペラシャフト，第４減速軸）、 １３…フロントデファレンシャルギヤ（前輪側デファレンシャルギヤ）、 １４…フロントドライブシャフト、 １５…後輪側駆動系統、 １６…ダンパ、 １７…前輪側駆動系統、 ２０…チェーン伝動機構、 ３０…チェーン減速機構、 ３１…第１チェーン減速軸、 ３１ａ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ…スプロケット、 ３２…第２チェーン減速軸、 ３３…第３チェーン減速軸、 ３４，３５，４４…チェーン、 ４０…減速機構、 ４１…第１減速軸、 ４１ａ，４２ａ…スプロケット、 ４２…第２減速軸、 ４２ｂ，４３ａ…ギヤ、 ４３…第３減速軸、 ＡＬ…（駆動力源の）回転軸線、 Ｖｅ…車両（ハイブリッド車両）。

Claims (9)

  1. クランクシャフトの回転軸線方向を車体の前後方向に合わせた縦置きで、前記車体の前側に配置されたエンジンと、前記エンジンと同軸上に配置されて前記エンジンが出力するエンジントルクを増減する自動変速機と、前記エンジントルクによって駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記エンジントルクおよび前記第１モータが出力する第１モータトルクの少なくともいずれか一方のトルクが伝達されて駆動力を発生する後輪と、第２モータトルクを出力する第２モータと、前記第２モータトルクが伝達されて駆動力を発生する前輪と、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第１モータと前記後輪との間でトルクを伝達する後輪側駆動系統と、前記後輪側駆動系統に対して独立して前記第２モータと前記前輪との間でトルクを伝達する前輪側駆動系統とが形成されており、
    前記後輪側駆動系統内に設けられ、前記エンジンおよび前記第１モータと前記後輪との間のトルクの伝達および遮断を行うクラッチを備え、
    前記第１モータおよび前記第２モータは、いずれも、前記エンジンと前記自動変速機との間でかつ前記エンジンおよび前記自動変速機と同軸上に配置され、
    前記第１モータは、前記エンジンに連結され、
    前記前輪の駆動力を増大および減少させる伝動機構が設けられ、
    前記第２モータは、前記エンジンおよび前記自動変速機には連結されずに前記伝動機構に連結されており、
    前記伝動機構は、前記第２モータの回転軸から前記前輪側に前記第２モータトルクを増幅して伝達する減速部を有しており、
    前記第１モータおよび前記第２モータのそれぞれの最大外径が互いに異なっているとともに、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記前後方向で、前記エンジンに近い方から、前記第１モータと前記第２モータとのうち最大外径が大きい一方のモータ、前記最大外径が小さい他方のモータの順に配置されており、
    前記第１モータおよび前記第２モータは、前記同軸上で互いに隣接して、または、前記同軸上で前記減速部を挟んで互いに隣接して、配置されている
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  2. クランクシャフトの回転軸線方向を車体の前後方向に合わせた縦置きで、前記車体の前側に配置されたエンジンと、前記エンジンと同軸上に配置されて前記エンジンが出力するエンジントルクを増減する自動変速機と、前記エンジントルクによって駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記エンジントルクおよび前記第１モータが出力する第１モータトルクの少なくともいずれか一方のトルクが伝達されて駆動力を発生する後輪と、第２モータトルクを出力する第２モータと、前記第２モータトルクが伝達されて駆動力を発生する前輪と、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第１モータと前記後輪との間に設けられ、前記エンジンおよび前記第１モータと前記後輪との間のトルクの伝達および遮断を行うクラッチを備え、
    前記第１モータおよび前記第２モータは、いずれも、前記エンジンと前記自動変速機との間でかつ前記エンジンおよび前記自動変速機と同軸上に配置され、
    前記第１モータは、前記エンジンに連結され、
    前記前輪の駆動力を増大および減少させる伝動機構が設けられ、
    前記第２モータは、前記エンジンおよび前記自動変速機には連結されずに前記伝動機構に連結されており、
    前記伝動機構は、複数の減速ギヤ対を組み合わせた変速部を有し、前記変速部で、前記前輪の駆動力を増大および減少させる
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  3. クランクシャフトの回転軸線方向を車体の前後方向に合わせた縦置きで、前記車体の前側に配置されたエンジンと、前記エンジンと同軸上に配置されて前記エンジンが出力するエンジントルクを増減する自動変速機と、前記エンジントルクによって駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記エンジントルクおよび前記第１モータが出力する第１モータトルクの少なくともいずれか一方のトルクが伝達されて駆動力を発生する後輪と、第２モータトルクを出力する第２モータと、前記第２モータトルクが伝達されて駆動力を発生する前輪と、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第１モータと前記後輪との間でトルクを伝達する後輪側駆動系統と、前記後輪側駆動系統に対して独立して前記第２モータと前記前輪との間でトルクを伝達する前輪側駆動系統とが形成されており、
    前記後輪側駆動系統内に設けられ、前記エンジンおよび前記第１モータと前記後輪との間のトルクの伝達および遮断を行うクラッチを備え、
    前記第１モータおよび前記第２モータは、いずれも、前記エンジンと前記自動変速機との間でかつ前記エンジンおよび前記自動変速機と同軸上に配置され、
    前記第１モータは、前記エンジンに連結され、
    前記前輪の駆動力を増大および減少させる伝動機構が設けられ、
    前記第２モータは、前記エンジンおよび前記自動変速機には連結されずに前記伝動機構に連結されており、
    前記伝動機構は、前記第２モータの回転軸から前記前輪側に前記第２モータトルクを増幅して伝達する減速部と、複数の減速ギヤ対を組み合わせた変速部とを有し、前記変速部で、前記前輪の駆動力を増大および減少させ、
    前記第１モータおよび前記第２モータのそれぞれの最大外径が互いに異なっているとともに、前記第１モータおよび前記第２モータは、前記前後方向で、前記エンジンに近い方から、前記第１モータと前記第２モータとのうち最大外径が大きい一方のモータ、前記最大外径が小さい他方のモータの順に配置されており、
    前記第１モータおよび前記第２モータは、前記同軸上で互いに隣接して、または、前記同軸上で前記減速部を挟んで互いに隣接して、配置されている
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両において、
    前記クラッチとして、前記エンジンと前記自動変速機との間に、前記エンジンと前記自動変速機との間のトルクの伝達および遮断を行う発進クラッチが設けられている
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  5. 請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両において、
    前記クラッチとして、前記自動変速機は、前記自動変速機の入力軸と出力軸との間でトルクの伝達および遮断を行うクラッチ機構を有している
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両において、
    前記第１モータおよび前記第２モータは、前記前後方向で、前記エンジンに近い方から、前記第２モータ、前記第１モータの順に配置されている
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両において、
    前記伝動機構は、前記第２モータトルクを二段階で増幅するチェーン減速機構を有し、
    前記チェーン減速機構は、前記第２モータの回転軸と一体に回転する第１チェーン減速軸と、前記第１チェーン減速軸に対して回転数が減速する第２チェーン減速軸と、前記第２チェーン減速軸に対して回転数が減速する第３チェーン減速軸とを有し、
    前記第２チェーン減速軸および前記第３チェーン減速軸は、前記幅方向で、前記クランクシャフトの回転軸線を挟んで両端側に分かれて配置されている
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  8. 請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両において、
    前記伝動機構は、前記第２モータトルクを二段階で増幅する減速機構を有し、
    前記減速機構は、前記第２モータの回転軸と一体に回転する第１減速軸と、前記第１減速軸に対して回転数が減速する第２減速軸と、前記第２減速軸に対して回転数が減速する第３減速軸とを有し、
    前記第３減速軸は、前記前輪に連結される前輪側デファレンシャルギヤを介して前記前輪にトルクを伝達する第４減速軸と動力伝達可能に連結されている
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
  9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のハイブリッド車両において、
    前記エンジンは、前記クランクシャフトの回転軸線方向に複数のシリンダを一列に配置した直列エンジンであって、吸気系統が接続された吸気側と、前記車体の幅方向における前記吸気側の反対側で、排気系統が接続された排気側とを有し、
    前記伝動機構は、前記前輪に連結される前輪側デファレンシャルギヤと、前記第２モータと前記前輪側デファレンシャルギヤとの間でトルクを伝達する前輪側プロペラシャフトとを有し、
    前記前輪側プロペラシャフトは、前記幅方向における前記吸気側に、前記前輪側プロペラシャフトの回転軸線方向を前記前後方向に向けて配置されている
    ことを特徴とするハイブリッド車両。
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