JPH04243627A - 補助駆動型車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンにより得られ
る駆動力に加え電動機等の駆動力を補助駆動力として利
用する補助駆動型車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジンに加え電動機により
駆動力を得る車両が知られている。このような車両にお
いては、エンジンにより得られる駆動力を車両の主駆動
力として利用し、電動機により得られる駆動力を所定条
件下での補助駆動力として用いるのが一般的である。例
えば、車両が泥寧地に入ってしまった場合に、脱出する
ため補助駆動力が用いられる。

【０００３】図６には、一従来例に係り電動機を有する
車両の構成が示されている。この図に示される従来例は
、実開昭５５−１１０３２８号に開示されている。

【０００４】この従来例に係る車両１０は、前輪駆動（
ＦＦ）の車両である。すなわち、前輪１２を駆動するよ
うエンジン１４が車両１０の前部に搭載されている。 前輪１２は、エンジン１４により、トランスミッション
を介して駆動され、これにより車両１０が推進される。

【０００５】この従来例においては、スリップ等への対
応のため、後輪１６を駆動する電動機１８が設けられて
いる。電動機１８は、車両１０の後部に搭載される。電
動機１８の駆動電圧は、発電機２０の出力として得られ
る。

【０００６】発電機２０は、エンジン１４側、すなわち
車両１０の前部に搭載されている。エンジン１４と発電
機２０との間は軸により機械的に連結され、発電機２０
と電動機１８の間は電気的に接続されている。従って、
発電機２０は、エンジン１４の駆動によって発電し、発
電により得られる電圧で電動機１８を駆動する。

【０００７】このような動作は、コントローラ２２によ
る各部制御により実現される。言い換えれば、コントロ
ーラ２２は、前後輪１２及び１６の回転数等に応じてス
リップを検出し、必要な制御を実行して電動機１８によ
る補助駆動力を発生させる。これにより、スリップ等の
状況に対応して好適な車両走行を実現できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来の車両においては、車両内のレイ
アウトの自由が制限されるという問題点がある。すなわ
ち、エンジンと発電機が共に車両の片側（ＦＦの場合に
は前部、後輪駆動（ＦＲ）の場合には後部）に集中する
ため、集中した側の残余スペースが狭くなり、車両のレ
イアウト設計において不都合である。

【０００９】また、電動機を有していない車両を改造し
て従来例のような構成を実現しようとすると、構成部品
の変更が多くなり、設計の手間の増大や、低価格化の支
障発生等の問題点が生じる。

【００１０】例えば、十分な補助駆動力を得るためには
発電機に比較的大出力のものを用いる必要がある。この
ため、発電機の体積は比較的大きなものとなる。このよ
うな発電機をエンジンにより直接駆動しようとすると、
エンジンルームカバー等のボディー部品、マニホルド、
補機等の部品との干渉が生じる。また、発電機を減速機
を介して間接駆動しようとすると、発電機配置がより電
動機側に偏ることになり、車両フロアとの干渉によりフ
ロア設計の変更が必要となる。

【００１１】また、同様の理由から、電動機にも比較的
大型のものを用いる必要が生じる。すると、電動機（及
び電動機用減速機）を支持するサブフレームや、周囲部
品の変更が必要となる。

【００１２】ところで、近年、４輪駆動（４ＷＤ）の車
両が広く普及してきている。このような車両においては
、エンジンの駆動力を車両の前後部間で伝達するプロペ
ラシャフトが用いられている。４ＷＤ車両は、車両の前
輪及び後輪を駆動する点からすれば、先に掲げた従来例
のような構成の補助電気駆動型車両と共通の構造を有し
ているといえる。

【００１３】本発明は、４ＷＤ車両において用いられる
プロペラシャフトに着目し、これと同様の手段をもって
、従来の補助電気駆動型車両の問題点を解決しようとす
るものである。すなわち、車両内のレイアウトの自由度
を向上させると共に、電動機を有しない車両の改造によ
り簡易安価に実現できる補助駆動型車両を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、発電機等の補助駆動力源をエンジ
ンと逆側に搭載し、エンジンと補助駆動力源との間をプ
ロペラシャフト等の機械伝達手段により連結し、補助駆
動力源と同じ側に搭載された電動機等の補助駆動手段に
よりエンジン搭載側と逆側の車輪を駆動して、エンジン
と、補助駆動力源及び補助駆動手段と、を車両の前部及
び後部に分離して搭載することを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明においては、エンジンの出力が機械伝達
手段を介して補助駆動力源に伝達される。補助駆動力源
の出力により補助駆動手段が駆動され、補助駆動力が得
られる。補助駆動力源及び補助駆動手段は、エンジンと
逆側、すなわちＦＦ車両の場合には後部、ＲＲ車両の場
合には前部に搭載される。従って、特にエンジン搭載側
においてスペース確保が容易に可能となり、レイアウト
の自由度が確保される。また、従来車両の改造により、
簡易に構成可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図６に示される従来例と同様の
構成には同一の符号を付し説明を省略する。

【００１７】図１には、本発明の第１実施例に係る補助
駆動型車両の基本構成が示されている。

【００１８】この実施例においては、前輪１２側にエン
ジン１４が配置されている。すなわち、この車両はＦＦ
である。エンジン１４の出力は、クラッチまたはトルク
コンバータ（以下単にクラッチという）２４を介して変
速機２６に供給され、従来公知のトランスミッション動
作をへた後に、トランスアクスル２８に供給される。ト
ランスアクスル２８は、それぞれ両端に自在継手３０−
Ｌａ、３０−Ｌｂ又は３０−Ｒａ、３０−Ｒｂを有する
ハーフシャフト３０−Ｌ及び３０−Ｒにより、左右の前
輪１２−Ｌ及び１２−Ｒに連結される。従って、前輪１
２はエンジン１４により、従来のＦＦ車両と同様に駆動
される。この駆動は、車両を推進させる。　　なお、こ
の実施例においては、後輪１６に機械的手段のみを用い
て動力を伝達する構成を採用していない。すなわち、発
電機２０及び電動機１８を介して動力を伝達している。 従って、トランスアクスル２８は、ディファレンシャル
ギアの機能（センターデフ機能）を有していない。

【００１９】車両の前部と後部は、両端に自在継手３２
ａ及び３２ｂを有するプロペラシャフト３２により連結
されている。すなわち、プロペラシャフト３２はトラン
スアクスル２８と自在継手３２ａにより連結され、更に
、他端に設けられた自在継手３２ｂにより減速機３４に
連結されている。従って、プロペラシャフト３２は、エ
ンジン１４駆動に応じて生じる前車軸回転を後輪１６側
に伝達し、前車軸回転は減速機３４に与えられることに
なる。

【００２０】この減速機３４は、車両の後部に搭載され
ている。すなわち、減速機３４は後輪１６側の構成であ
る。左右の後輪１６−Ｌ及び１６−Ｒは、ハブキャリア
３６−Ｌ及び３６−Ｒにより回転可能に支持されている
。ハブキャリア３６−Ｌ及び３６−Ｒは、サスペンショ
ンアーム３８−Ｌ１、３８−Ｌ２及び３８−Ｒ１、３８
−Ｒ２によりサブフレーム４０に支持されている。なお
、図示していないが、サスペンションアーム３８には従
来公知の構成を有するバネ等の懸架装置が設けられてい
る。また、サブフレーム４０には、減速機３４が減速機
マウント３４ａ、３４ｂ及び３４ｃにより固定されてい
る。サブフレーム４０自身は、マウント４０ａ、４０ｂ
、４０ｃ及び４０ｄにより、図示しない車体に取り付け
られている。　　減速機３４は、従って、後輪１６側の
サブフレーム４０上に配置される。この減速機３４には
、発電機２０、左右の電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒが連
結されている。さらに、それぞれ両端に自在継手４２−
Ｌａ及び４２−Ｌｂ又は４２−Ｒａ及び４２−Ｒｂを有
するハーフシャフト４２−Ｌ及び４２−Ｒにより、減速
機３４と後輪１６−Ｌ及び１６−Ｒの間が、連結されて
いる。

【００２１】減速機３４は、プロペラシャフト３２等を
介してエンジン１４から供給される回転駆動力を、増速
して発電機２０の回転子に与える機能を有している。従
って、クラッチ２４がオンしており減速機３４が所定の
状態となっている場合には、発電機２０の固定子からは
電圧出力が得られる。この電圧は、電動機１８−Ｌ及び
１８−Ｒを動作させる。電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒの
回転子が、減速機３４を介してハーフシャフト４２−Ｌ
及び４２−Ｒに連結されると、後輪１６−Ｌ及び１６−
Ｒが電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒ出力により駆動される
ことになる。このとき、減速機３４は電動機１８−Ｌ及
び１８−Ｒ出力を減速する。

【００２２】図２には、このような動作を可能にする減
速機３４の一例構成がスケルトン図として示されている
。

【００２３】減速機３４は、入力軸４４を有している。 入力軸４４は、プロペラシャフト３２からの回転入力に
係る軸である。入力軸４４には傘歯車４６が設けられて
おり、この傘歯車４６は、発電機２０の回転子に係る軸
である出力軸４８に傘歯車５０を介して連結されている
。従って、入力軸４４の回転は出力軸４８に伝達され、
発電機２０が駆動される。

【００２４】また、減速機３４は、電動機１８−Ｌ及び
１８−Ｒの回転子に係る軸である左入力軸５２−Ｌ及び
右入力軸５２−Ｒを有している。左入力軸５２−Ｌ及び
右入力軸５２−Ｒにはそれぞれ平歯車５４−Ｌ及び５４
−Ｒが設けられており、この平歯車５４−Ｌ及び５４−
Ｒは、それぞれ平歯車５６−Ｌ及び５６−Ｒと組み合わ
されている。従って、発電機２０の電圧により電動機１
８−Ｌ及び１８−Ｒが駆動すると、平歯車５４−Ｌ及び
５４−Ｒと平歯車５６−Ｌ及び５６−Ｒのギア比に応じ
て、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒの回転が平歯車５６−
Ｌ及び５６−Ｒ側に、伝達される。このとき、ギア比は
、減速比に応じて設定されている。

【００２５】平歯車５６−Ｌ及び５６−Ｒは、それぞれ
、左右のサンギア入力・キャリア出力型のプラネタリギ
アセットを介して後輪１６−Ｌ及び１６−Ｒに係る出力
軸５８−Ｌ及び５８−Ｒに連結されている。出力軸５８
−Ｌ及び５８−Ｒは、それぞれハーフシャフト４２−Ｌ
及び４２−Ｒに連結される。従って、電動機１８−Ｌ及
び１８−Ｒが後輪１６−Ｌ及び１６−Ｒに連結され、電
動機１８−Ｌ及び１８−Ｒの駆動により後輪１６−Ｌ及
び１６−Ｒが駆動される。

【００２６】左右のサンギア入力・キャリア出力型のプ
ラネタリギアセットは、所定の減速比を実現すべく、そ
れぞれ、サンギア６０−Ｌ又は６０−Ｒ、ピニオン６２
−Ｌ又は６２−Ｒ、リングギア６４−Ｌ又は６４−Ｒ、
並びにキャリア６６−Ｌ又は６６−Ｒにより構成されて
いる。サンギア６０−Ｌ及び６０−Ｒは、それぞれ平歯
車５６−Ｌ及び５６−Ｒと軸連結されており、さらにピ
ニオン６２−Ｌ及び６２−Ｒとかみ合っている。ピニオ
ン６２−Ｌ及び６２−Ｒは、それぞれ減速機３４のハウ
ジングに固定されているリングギア６４−Ｌ及び６４−
Ｒともかみ合いつつ、キャリア６６−Ｌ及び６６−Ｒに
連結されてる。キャリア６６−Ｌ及び６６−Ｒは、プラ
ネタリギアセットの出力部材である。

【００２７】このように、本実施例によれば、発電機２
０、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒが減速機３４のそれぞ
れ異なる位置に取り付けられているため、要求仕様がこ
れら発電機２０、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒの大型化
を余儀無くさせるものであっても、これらの干渉が生じ
ない。従って、設計の自由度が向上する。

【００２８】また、減速機３４内部の歯車の歯幅を増加
させた場合にも、これが発電機２０、電動機１８−Ｌ及
び１８−Ｒの配置等に影響を与えない。従って、減速機
３４の設計変更が容易になる。

【００２９】さらに、この実施例においては、発電機２
０、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒの高速駆動による小型
化が可能になる。すなわち、発電機２０等は高速回転可
能であれば小型のもので良い。この実施例の場合、トラ
ンスアクスル２８側の増速ギア（図示せず）及び減速機
３４により十分増速が可能である。従って、発電機２０
は十分高速で駆動できる。また、プラネタリギアセット
により、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒの出力は十分減速
されて後輪１６−Ｌ及び１６−Ｒに供給される。従って
、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒも十分高速で駆動できる
。この結果、発電機２０、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒ
を小型化できる。

【００３０】また、電動機として左右に１個ずつ（１８
−Ｌ及び１８−Ｒ）を備えているため、これらを異なる
トルクで駆動しても良い。例えば、一方の電動機１８−
Ｌ又は１８−Ｒを電動機動作、他方の電動機１８−Ｒ又
は１８−Ｌを発電機動作とすると、電動機動作側の後輪
１６が駆動、発電機動作側の後輪１６が制動されること
になる。このような制御を行えば、車両にヨーイングモ
ーメントを与えることができ、操向制御を行うことがで
きる。

【００３１】同様にして、車両制動時には、発電機２０
、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒを全て発電機動作とする
こともできる。すなわち、バッテリ等にエネルギを回収
する回生制動が可能になる。

【００３２】そして、発電機２０と電動機１８−Ｌ及び
１８−Ｒとが近接配置されているため、両者を接続する
電力ケーブルを短縮できる。また、インバータ等の発電
機２０、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒ制御用の回路・装
置は、後輪１６側に配置すると良い。

【００３３】図３には、本発明の第２実施例に係る補助
電気駆動型車両の構成、特に減速機３４の構成がスケル
トン図として示されている。

【００３４】この実施例の減速機３４が、第１実施例に
係る減速機３４と異なる点は、プロペラシャフト３２に
係る入力軸４４と、発電機２０に係る出力軸４８との連
結において、キャリア入力・サンギア出力型のプラネタ
リギアセットを用いた点にある。すなわち、入力軸４４
には、キャリア６８が設けられており、キャリア６８は
、ピニオン７０によりサンギア７２に連結されている。 サンギア７２は、出力軸４８に連結されており、従って
、入力軸４４の回転により発電機２０の回転子が回転す
ることになる。なお、図において７４は、ピニオン７０
と噛み合うよう減速機３４のハウジングに設けられたリ
ングギアである。

【００３５】これに応じ、本実施例においては、発電機
２０がプロペラシャフト３２の延長上に設けられること
になる。また、図３（ｂ）に示されるように、プロペラ
シャフト３２と発電機２０との連結に係る構成と、電動
機２８と後輪１６との連結に係る構成とは互いに干渉し
てはならないため、高さを違えて配置されている。

【００３６】このように、本実施例においては、先に述
べた第２実施例において得られる効果を得ることができ
る。また、発電機２０を車両の中心線上にオフセットな
く配置することができるため、車両の左右重量バランス
が確保されることになる。また、同様の理由によりサブ
フレーム４０の小型化が可能となるため、サスペンショ
ンアーム３８の長さを十分確保することができ、いわゆ
る足まわりの設計上、有利である。

【００３７】なお、電動機１８は、この実施例において
は、減速機３４の前側に配置されている。しかし、これ
は後側でも構わない。また、電動機１８−Ｌ及び１８−
Ｒのうち、一方を前、他方を後に配置してもよい。言い
換えれば、電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒの配置を調整す
ることによって、車両全体における重量配分を調整する
ことができる。

【００３８】図４には、本発明の第４実施例に係る補助
電気駆動型車両の構成、特に、減速機３４の構成がスケ
ルトン図により示されている。

【００３９】この実施例において特徴的なことは、プロ
ペラシャフト３２に係る入力軸４４と、発電機２０に係
る出力軸４８との連結が、平歯車７６及び７８により行
なわれていることである。すなわち、入力軸４４の一端
には、平歯車７６が設けられ、平歯車７６は出力軸４８
の一端に設けられた平歯車７８と噛み合い、従ってプロ
ペラシャフト３２の回転が発電機４８の回転子に伝達す
ることになる。

【００４０】また、この実施例においては、電動機１８
−Ｌ及び１８−Ｒに係る入力軸５２−Ｌ及び５２−Ｒと
、後輪１６−Ｌ及び１６−Ｒに係る出力軸５８−Ｌ及び
５８−Ｒと、の間が平歯車減速機構により連結されてい
る。この平歯車減速機構は、入力軸５２−Ｌ及び５２−
Ｒにそれぞれ設けられている平歯車５４−Ｌ及び５４−
Ｒと、この平歯車５４−Ｌ及び５４−Ｒと噛み合うよう
設けられている平歯車５６−Ｌ及び５６−Ｒと、平歯車
５６−Ｌ及び５６−Ｒと同軸の平歯車８０−Ｌ及び８０
−Ｒと、この平歯車８０−Ｌ及び８０−Ｒとそれぞれ噛
み合うよう出力軸５８−Ｌ及び５８−Ｒの一端に設けら
れた平歯車８２−Ｌ及び８２−Ｒと、から構成されてい
る。

【００４１】従って、この実施例においては、前述の第
１実施例において得られた効果をそのまま得ることがで
きるとともに、平歯車を利用しているために頑丈に構成
することが可能となる。また、重量物である発電機２０
と２個の電動機１８−Ｌ及び１８−Ｒを、後輪の駆動に
係る出力軸５８−Ｌ及び５８−Ｒよりも後部に配設する
ため、車両全体の重心をより後寄りに移動することがで
きる。また、同様の理由から、車両の推進機構のうち後
部に設けられる分の車室内への突出量を抑制することが
でき、車室をより広く利用することが可能となる。

【００４２】図５には、本発明の第４実施例に係る補助
電気駆動型車両の構成、特に減速機３４の構成が示され
ている。

【００４３】この図に示される減速機３４は、第３実施
例と同様、電動機１８と後輪１６との間を平歯車減速機
構により連結した構成である。加えて、プロペラシャフ
ト３２に係る入力軸４４と発電機２０に係る出力軸４８
との間をプラネタリギアセットにより連結した構成であ
る。このプラネタリギアセットは、第２実施例における
プロペラシャフト３２側のプラネタリギアセットと同様
、キャリア６８、ピニオン７０、サンギア７２及びリン
グギア７４から構成されており、減速機３４内において
、より後部寄りに配置されている。

【００４４】また、この実施例においては、第３実施例
とは異なり、出力軸５８−Ｌ及び５８−Ｒがより前部に
位置するよう、平歯車８２−Ｌ及び８２−Ｒが平歯車８
０−Ｌ及び８０−Ｒから見て前寄りに配置されている。

【００４５】従って、この実施例によれば、第３実施例
において得ることができる効果を得ることができる。こ
れに加え、後輪１６を駆動する出力軸５８−Ｌ及び５８
−Ｒが減速機３４内の最前部にあるため、車両全体の重
量を第３実施例よりも更に後ろ側に移動させることがで
きる。更に、車室内への推進機構の突出量を第３実施例
よりも更に抑制することができ、車室内の有効利用の効
果は更に顕著となる。なお、以上の説明においては、車
両がＦＦ車両であるとして説明した。しかし、これは前
後の機構を入れ替えるのみで、ＦＲ車両にも応用できる
。

【００４６】更に、減速機３４内において、平歯車や傘
歯車を用いるものとして構成されているが、平歯車は例
えばはすば歯車に置き換えることができ、傘歯車はハイ
ポイドギアに置き換えることができる。平歯車に代えは
すば歯車を用いた場合、歯車の歯に加わる力が抑制され
るため、減速機３４をより信頼度の高いものとすること
ができる。また、傘歯車に代え、ハイポイドギアを用い
た場合、各ギアに継る軸の高さを違えることができる。

【００４７】更に、発電機２０を油圧ポンプに、電動機
１８を油圧モータに、発電機２０と電動機１８とを接続
する電力ケーブルを油圧配管に、それぞれ置き換えるこ
とができる。すなわち、電気系と油圧系との変換である
。従って本発明は、発電機、電動機等に代表される電気
系に限定されるものではなく、油圧系も含むものである
。この場合、制動時のエネルギー回収は、油圧モータを
油圧ポンプとして作動させることにより、油圧を圧力蓄
積手段に蓄積するようにして行えばよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンジンと、補助駆動力源及び補助駆動手段と、を車両
の前後に分離搭載するようにしたため、レイアウトの自
由度の向上、従来車両の改造による実現が容易になる。 また、車両における重量分布を均等化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る補助駆動型車両の基
本構成を示す平面図である。

【図２】第１実施例における減速機の構成を示すスケル
トン図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る補助駆動型車両の減
速機の構成を示すスケルトン図であり、図３（ａ）は上
面図、図３（ｂ）はＢ方向から見た図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る補助駆動型車両の減
速機の構成を示すスケルトン図である。

【図５】本発明の第４実施例に係る補助駆動型車両の減
速機の構成を示すスケルトン図である。

【図６】一従来例に係る発電機及び電動機を備えた車両
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１２，１２−Ｌ，１２−Ｒ　　前輪 １４　　エンジン １６，１６−Ｌ，１６−Ｒ　　後輪 １８，１８−Ｌ，１８−Ｒ　　電動機 ２０　　発電機 ３２　　プロペラシャフト ３４　　減速機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の前部及び後部のいずれかに搭載され
   、搭載側の車輪を回転駆動するエンジンと、車両の前部
   及び後部のうちエンジンと逆側の位置に搭載され、エン
   ジンの出力である回転駆動力によって駆動される発電機
   等の補助駆動力源と、補助駆動力源と同じ側に搭載され
   、補助駆動力源の出力で駆動されることにより搭載側の
   車輪を回転駆動して車両の補助駆動力を発生させる補助
   駆動手段と、エンジンと補助駆動力源の間に介在し、エ
   ンジンの出力を補助駆動力源に伝達する機械伝達手段と
   、を備え、エンジンと、補助駆動力源及び補助駆動手段
   と、が車両の前部及び後部に分離して搭載されることを
   特徴とする補助駆動型車両。