JPH08183348A

JPH08183348A - ハイブリッド型車両

Info

Publication number: JPH08183348A
Application number: JP32867794A
Authority: JP
Inventors: Kozo Yamaguchi; 幸蔵山口; Yoshinori Miyaishi; 善則宮石; Katsutoshi Shimizu; 勝利清水; Masayuki Takenaka; 正幸竹中
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JP3251449B2

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動装置の軸方向寸法を小さくすることがで
き、エンジン及びモータを同時に最大効率点で駆動する
ことができるようにする。【構成】エンジン１１と、該エンジン１１からの回転を
伝達する伝達軸１７と、該伝達軸１７に固定されたロー
タ２１及びステータ２２を備えた発電機１６と、電流供
給により回転駆動するモータ２５と、係脱自在に配設さ
れ、係合させられたときに前記ロータ２１の回転を停止
させるブレーキとを有する。前記発電機１６のロータ２
１は、前記伝達軸１７に配設された第１固定部材と第２
固定部材とによって挟まれて押圧され、前記ブレーキの
ブレーキハブと前記第２固定部材とは一体に形成され
る。前記ブレーキのブレーキハブと前記第２固定部材と
は一体に形成されるので、駆動装置の軸方向寸法を小さ
くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド型車両に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンとモータとを併用した駆
動装置を有するハイブリッド型車両が提供されている。
この種のハイブリッド型車両は各種提供されていて、エ
ンジンによって発電機を駆動して電気エネルギーを発生
させ、該電気エネルギーによってモータを回転させ、そ
の回転を駆動輪に伝達するシリーズ（直列）式のハイブ
リッド型車両や、エンジン及びモータによって駆動輪を
直接回転させるパラレル（並列）式のハイブリッド型車
両などに分類される。

【０００３】前記シリーズ式のハイブリッド型車両にお
いては、エンジンが車両の駆動系と切り離されているの
で、エンジンを最大効率点で駆動することができる。ま
た、パラレル式のハイブリッド型車両においては、エン
ジンによってトルクを発生させるとともに、モータによ
って補助的なトルクを発生させるようにしている。した
がって、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する割
合が少なく、エネルギー伝達効率が高い。

【０００４】ところが、パラレル式のハイブリッド型車
両においては、エンジン回転数が車速に連動してしまう
ので、エンジンを必ずしも最大効率点で駆動することが
できない。そこで、エンジン効率を高くすることができ
るハイブリッド型車両が提供されている（実開平２−７
７０２号公報参照）。

【０００５】前記ハイブリッド型車両においては、エン
ジン、モータ及び発電機を備え、エンジン及び発電機を
クラッチによって出力軸から切り離すことができる。ク
ラッチを係合させるとパラレル式のハイブリッド型車両
として、クラッチを解放するとシリーズ式のハイブリッ
ド型車両として作動する。したがって、例えば、市街地
走行においてはクラッチを解放し、高速走行においては
クラッチを係合させるような使い分けをすることができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のハイブリッド型車両においては、発電が不要なとき
に発電機のロータを回転させると発電機ロスが発生する
が、ロータを停止させようとするとブレーキが必要にな
り、駆動装置の軸方向寸法がその分大きくなってしま
う。したがって、ＦＦ式のハイブリッド型車両に駆動装
置を搭載した場合、ステアリング角度を十分に採ること
ができず、ハイブリッド型車両の最小回転半径が大きく
なってしまう。

【０００７】本発明は、前記従来のハイブリッド型車両
の問題点を解決して、駆動装置の軸方向寸法を小さくす
ることができ、エンジン及びモータを同時に最大効率点
で駆動することができるハイブリッド型車両を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のハ
イブリッド型車両においては、エンジンと、該エンジン
からの回転を伝達する伝達軸と、該伝達軸に固定された
ロータ及びステータを備えた発電機と、電流供給により
回転駆動するモータと、係脱自在に配設され、係合させ
られたときに前記ロータの回転を停止させるブレーキと
を有する。

【０００９】そして、前記発電機のロータは、前記伝達
軸に配設された第１固定部材と第２固定部材とによって
挟まれて押圧され、かつ、前記ブレーキのブレーキハブ
と前記第２固定部材とは一体に形成される。本発明の他
のハイブリッド型車両においては、前記伝達軸はベアリ
ングによってケーシングの支持部に回転自在に支持さ
れ、前記ブレーキハブは前記支持部を包囲する。

【００１０】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、前記のように
ハイブリッド型車両においては、エンジンと、該エンジ
ンからの回転を伝達する伝達軸と、該伝達軸に固定され
たロータ及びステータを備えた発電機と、電流供給によ
り回転駆動するモータと、係脱自在に配設され、係合さ
せられたときに前記ロータの回転を停止させるブレーキ
とを有する。

【００１１】この場合、エンジンだけを駆動するエンジ
ン駆動モード、モータだけを駆動するモータ駆動モー
ド、並びにエンジン及びモータを駆動するエンジン・モ
ータ駆動モードでハイブリッド型車両を走行させること
ができる。また、前記発電機において発生させられる電
力を制御することによって、エンジン及びモータをそれ
ぞれ最大効率点で駆動することができる。さらに、発電
機によってエンジンを始動させることもできる。

【００１２】そして、前記発電機による発電が不要な場
合は、ブレーキによってロータを固定することができ
る。したがって、発電機ロスが発生するのを防止するこ
とができるだけでなく、駆動装置の効率を高くすること
ができる。また、前記発電機のロータは、前記伝達軸に
配設された第１固定部材と第２固定部材とによって挟ま
れて押圧され、かつ、前記ブレーキのブレーキハブと前
記第２固定部材とは一体に形成される。

【００１３】この場合、前記発電機のロータは、プレー
トを積層することによって形成されるので、ロータに鉄
損が発生するのを防止することができる。そして、前記
ブレーキのブレーキハブと前記第２固定部材とは一体に
形成されるので、駆動装置の軸方向寸法を小さくするこ
とができる。したがって、駆動装置を軽量にすることが
できるだけでなく、コストを低くすることができる。ま
た、ＦＦ式のハイブリッド型車両に駆動装置を搭載した
場合、ステアリング角度を十分に採ることができ、ハイ
ブリッド型車両の最小回転半径を小さくすることができ
る。

【００１４】本発明の他のハイブリッド型車両において
は、前記伝達軸はベアリングによってケーシングの支持
部に回転自在に支持され、前記ブレーキハブは前記支持
部を包囲する。この場合、駆動装置の軸方向寸法を一層
小さくすることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例における
ハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。図にお
いて、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は該エンジン１
１を駆動することによって発生させられた回転を出力す
る出力軸、１３は該出力軸１２を介して入力された回転
に対して変速を行うプラネタリギヤユニット、１４は該
プラネタリギヤユニット１３における変速後の回転が出
力される出力軸、１５は該出力軸１４に固定された第１
ギヤ、１６は伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユ
ニット１３と連結された発電機（Ｇ）である。なお、前
記出力軸１４はスリーブ形状を有し、前記出力軸１２を
包囲して配設される。また、前記第１ギヤ１５はプラネ
タリギヤユニット１３よりエンジン１１側に配設され
る。

【００１６】前記プラネタリギヤユニット１３は、サン
ギヤＳ、該サンギヤＳと噛合（しごう）するピニオン
Ｐ、該ピニオンＰと噛合するリングギヤＲ、及び前記ピ
ニオンＰを回転自在に支持するキャリヤＣＲから成る。
また、前記サンギヤＳは前記伝達軸１７を介して発電機
１６と、リングギヤＲは出力軸１４を介して第１ギヤ１
５と、キャリヤＣＲは出力軸１２を介してエンジン１１
とそれぞれ連結される。

【００１７】さらに、前記発電機１６は、前記伝達軸１
７に固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロ
ータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及び該ステ
ータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前記発電機
１６は、伝達軸１７を介して伝達される回転によって電
力を発生させる。前記コイル２３は図示しない電源装置
及びバッテリに接続され、該バッテリに電流を供給して
蓄電する。

【００１８】また、２５は前記エンジン１１の軸線と平
行な軸線上に配設され、前記バッテリからの電流を受け
て回転を発生させるモータ（Ｍ）、２６は該モータ２５
の回転が出力される出力軸、２７は該出力軸２６に固定
された第２ギヤである。前記モータ２５は、前記出力軸
２６に固定され、回転自在に配設されたロータ３７、該
ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８、及び該ス
テータ３８に巻装されたコイル３９から成る。前記モー
タ２５は、コイル３９に供給される電流によってトルク
を発生させる。そのために、前記コイル３９は図示しな
い電源装置及びバッテリに接続され、該バッテリから電
流が供給されるようになっている。

【００１９】そして、前記エンジン１１の回転と同じ方
向に図示しない駆動輪を回転させるために、カウンタシ
ャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１に第３
ギヤ３２が固定される。また、該第３ギヤ３２と前記第
１ギヤ１５とが、第３ギヤ３２と第２ギヤ２７とが噛合
させられ、前記第１ギヤ１５の回転及び第２ギヤ２７の
回転が反転されて第３ギヤ３２に伝達されるようになっ
ている。

【００２０】さらに、前記カウンタシャフト３１には前
記第３ギヤ３２より歯数が小さな第４ギヤ３３が固定さ
れる。そして、該第４ギヤ３３と噛合させて第５ギヤ３
５が配設され、該第５ギヤ３５にディファレンシャル装
置３６が固定され、該ディファレンシャル装置３６によ
って第５ギヤ３５に伝達された回転が差動させられ、駆
動輪に伝達される。

【００２１】このように、エンジン１１によって発生さ
せられた回転を第３ギヤ３２に伝達することができるだ
けでなく、モータ２５によって発生させられた回転を第
３ギヤ３２に伝達することができるので、エンジン１１
だけを駆動するエンジン駆動モード、モータ２５だけを
駆動するモータ駆動モード、並びにエンジン１１及びモ
ータ２５を駆動するエンジン・モータ駆動モードでハイ
ブリッド型車両を走行させることができる。また、前記
発電機１６において発生させられる電力を制御すること
によって、前記伝達軸１７の回転数を制御し、エンジン
１１及びモータ２５をそれぞれ最大効率点で駆動するこ
とができる。さらに、発電機１６によってエンジン１１
を始動させることもできる。

【００２２】また、エンジン１１の回転は出力軸１２に
出力されて第１ギヤ１５に伝達され、一方、モータ２５
の回転は出力軸２６に出力されて第２ギヤ２７に伝達さ
れるので、第１ギヤ１５及び第３ギヤ３２におけるギヤ
比と、第２ギヤ２７及び第３ギヤ３２におけるギヤ比と
を異ならせることができる。したがって、エンジン１１
及びモータ２５の容量の自由度が高くなり、駆動装置の
設計が容易になる。

【００２３】次に、前記構成のハイブリッド型車両の詳
細について説明する。図２は本発明の実施例におけるハ
イブリッド型車両の駆動装置の第１の縦断面図、図３は
本発明の実施例におけるハイブリッド型車両の駆動装置
の第２の縦断面図、図４は本発明の実施例におけるハイ
ブリッド型車両の駆動装置の要部拡大図である。

【００２４】図において、１２は前記エンジン１１（図
１）を駆動することによって発生させられた回転を出力
する出力軸であり、該出力軸１２にフライホイール５１
が固定される。そして、該フライホイール５１に伝達さ
れた回転は、ダンパ装置５２及び伝動軸５３を介してプ
ラネタリギヤユニット１３に入力される。該プラネタリ
ギヤユニット１３は、サンギヤＳ、該サンギヤＳと噛合
するピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合するリングギヤ
Ｒ、及び前記ピニオンＰを回転自在に支持するキャリヤ
ＣＲから成る。

【００２５】そして、前記伝動軸５３にキャリヤＣＲが
固定され、該キャリヤＣＲにピニオンＰが回転自在に支
持される。前記伝動軸５３におけるエンジン１１側の端
部（以下「前端」という。）は、ベアリング５４によっ
てケーシング５５に回転自在に支持され、前記伝動軸５
３におけるエンジン１１と反対側の端部（以下「後端」
という。）は、ベアリング５７によって伝達軸１７に回
転自在に支持される。

【００２６】また、前記伝動軸５３の外周には、ベアリ
ング５８によって出力軸１４が回転自在に支持される。
該出力軸１４はスリーブ形状を有し、前端がスラストベ
アリング５９を介して前記伝動軸５３に形成されたフラ
ンジ部６０に、後端がスラストベアリング６１を介して
前記キャリヤＣＲに当接させられる。さらに、前記出力
軸１４の後端にはリングギヤフランジ６２が固定され、
該リングギヤフランジ６２に前記リングギヤＲが固定さ
れる。また、出力軸１４の中央部には第１ギヤ１５が固
定される。

【００２７】そして、前記伝達軸１７の前端には、前記
伝動軸５３の後端を収容する開口が形成され、該開口内
に配設されたベアリング５７によって前記伝動軸５３を
回転自在に支持する。また、伝動軸１７は、前端の近傍
においてベアリング６５によってケーシング５６に回転
自在に支持される。さらに、前記伝達軸１７は前記ベア
リング６５より前方に突出し、突出した部分の外周に前
記サンギヤＳがスプライン係合させられ、後端の近傍に
おいて、ベアリング６６によってケーシング６７に回転
自在に支持される。さらに、前記伝達軸１７は前記ベア
リング６６より後方に突出し、突出した部分の外周にレ
ゾルバ７０が配設される。該レゾルバ７０は歯車等を介
することなく伝達軸１７と連結されるので、バックラッ
シュによる位置精度の低下が発生するのを防止すること
ができる。また、伝達軸１７における発電機１６を挟ん
でエンジン１１と反対側に前記レゾルバ７０が配設され
るので、該レゾルバ７０を容易に調整したり着脱したり
することができる。

【００２８】さらに、前記伝達軸１７の中央部には発電
機１６が配設される。該発電機１６は前記伝達軸１７に
固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロータ
２１の周囲に配設され、ケーシング５６に固定されたス
テータ２２、及び該ステータ２２に巻装されたコイル２
３から成る。前記発電機１６は磁石式発電機から成り、
ロータ２１は永久磁石７１のＮ極とＳ極とを交互に配設
することによって形成される。そして、前記発電機１６
は伝達軸１７を介して伝達される回転によって電力を発
生させる。また、前記コイル２３は図示しない電源装置
及びバッテリに接続され、該バッテリに電流を供給して
蓄電する。

【００２９】ところで、前記プラネタリギヤユニット１
３のサンギヤＳと前記発電機１６とが、キャリヤＣＲと
エンジン１１とがそれぞれ連結される。そこで、例え
ば、リングギヤＲの歯数をサンギヤＳの歯数の２倍にす
ると、発電機１６のトルクをエンジン１１のトルクの１
／３にすることができる。したがって、発電機１６を小
型化することができる。

【００３０】ところで、前記発電機１６による発電が不
要な場合にロータ２１が回転すると、第１ギヤ１５の回
転数がその分低くなるだけでなく、発電機ロスが発生す
る。そこで、ブレーキＢを配設し、該ブレーキＢを係合
させることによってロータ２１を固定し、発電機ロスが
発生するのを防止することができる。このようにして、
駆動装置の効率を高くすることができる。そのために、
前記ブレーキＢは、湿式の多板式ブレーキから成り、油
圧サーボ７３を有する。該油圧サーボ７３に油圧を供給
してブレーキＢを係合させ、油圧サーボ７３をドレーン
してブレーキＢを解放することができる。

【００３１】また、カウンタシャフト３１の前端及び後
端にベアリング７５、７６が配設され、該ベアリング７
５、７６によってカウンタシャフト３１はケーシング５
６に回転自在に支持される。そして、前記カウンタシャ
フト３１の後端の近傍に第３ギヤ３２が固定され、該第
３ギヤ３２と前記第１ギヤ１５とが噛合させられる。一
方、モータ２５は、出力軸２６に固定され、回転自在に
配設されたロータ３７、該ロータ３７の周囲に配設され
たステータ３８、及び該ステータ３８に巻装されたコイ
ル３９から成る。そして、前記出力軸２６の前端はベア
リング７８によってケーシング５５に回転自在に支持さ
れ、出力軸２６の後端はベアリング７９によってケーシ
ング６７に回転自在に支持される。

【００３２】また、前記モータ２５は、コイル３９に供
給される電流によって回転を発生させる。そのために、
前記コイル３９は図示しない電源装置及びバッテリに接
続され、該バッテリから電流が供給されるようになって
いる。なお、前記出力軸２６におけるベアリング７８よ
りエンジン１１側にはレゾルバ８０が配設される。そし
て、出力軸２６の前端の近傍に第２ギヤ２７が固定さ
れ、該第２ギヤ２７と前記第３ギヤ３２とが噛合させら
れる。したがって、前記モータ２５によって発生させら
れた回転は、出力軸２６、第２ギヤ２７、第３ギヤ３２
を介してカウンタシャフト３１に伝達される。

【００３３】さらに、該カウンタシャフト３１の前端の
近傍には、カウンタシャフト３１と一体的に第４ギヤ３
３が形成され、該第４ギヤ３３にディファレンシャル装
置３６（図１）が固定される。該ディファレンシャル装
置３６は、第５ギヤ３５を外周に備えたディファレンシ
ャルケース８１、該ディファレンシャルケース８１に固
定されたピニオン軸８２、該ピニオン軸８２に回転自在
に支持されたピニオン８３、及び該ピニオン８３と噛合
する左右のサイドギヤ８４（この場合、右のサイドギヤ
だけ図示されている。）から成り、前記第５ギヤ３５に
伝達された回転を差動させてサイドギヤ８４に伝達す
る。そして、該サイドギヤ８４には駆動軸８５が固定さ
れているので、差動させられた回転は図示しない駆動輪
に伝達される。

【００３４】ところで、前記発電機１６のステータ２２
は、鉄損が発生するのを防止するために鉄製のプレート
１０１を複数枚積層することによって形成され、各プレ
ート１０１間には図示しない絶縁材が配設される。ま
た、同様にロータ２１も、鉄損が発生するのを防止する
ために鉄製のプレート１０２を複数枚積層することによ
って形成され、各プレート１０２間には図示しない絶縁
材が配設される。そして、各プレート１０２はプレス加
工によって形成される。

【００３５】このようにして、ロータ２１とステータ２
２とを同じ材料によって形成することができるだけでな
く、永久磁石７１の取付面、ロータ２１と伝達軸１７と
のスプライン嵌合（かんごう）のためのスプライン溝等
を形成するための加工が不要になるので、コストを低く
することができる。そして、前記各プレート１０２を両
側から挟んで押圧するために、前記ベアリング６５に隣
接させて環状の第１固定部材１０４、及び前記ベアリン
グ６６に隣接させて環状の第２固定部材１０５が配設さ
れるとともに、第１固定部材１０４及び第２固定部材１
０５は前記伝達軸１７にスプライン嵌合される。

【００３６】また、該伝達軸１７におけるサンギヤＳよ
り後方に段部Ｄ１が形成され、該段部Ｄ１にベアリング
６５が、該ベアリング６５に第１固定部材１０４が、該
第１固定部材１０４にロータ２１が、該ロータ２１に第
２固定部材１０５が、該第２固定部材１０５にベアリン
グ６６がそれぞれ当接させられ、該ベアリング６６をナ
ット１０６によってエンジン１１側に押圧することによ
って、第２固定部材１０５を前方に押圧し、前記ロータ
２１を締め付けるようになっている。そのために、前記
伝達軸１７におけるベアリング６６より後方の外周面に
前記ナット１０６と螺合（らごう）するねじが形成され
る。なお、ナット１０６に代えて、カシメの技術、溶接
の技術等を使用することもできる。

【００３７】一方、前記ブレーキＢは外側薄板１０９と
内側薄板１１０とを交互に配設することによって形成さ
れ、前記油圧サーボ７３によって外側薄板１０９と内側
薄板１１０とを互いに押し付けることによってブレーキ
Ｂを係合させることができるようになっている。そのた
めに、前記外側薄板１０９をケーシング６７にスプライ
ン嵌合させ、内側薄板１１０を前記第２固定部材１０５
と一体に形成されたブレーキハブ１１３にスプライン嵌
合させるようにしている。そして、前記ブレーキハブ１
１３は前記第２固定部材１０５の外周縁から後方に延
び、ケーシング６７におけるベアリング６６の支持部１
１４を包囲する。したがって、駆動装置の軸方向寸法を
一層小さくすることができる。

【００３８】なお、前記第１固定部材１０４におけるベ
アリング６５と対向する面、及び前記第２固定部材１０
５におけるベアリング６６と対向する面には微小なテー
パが付けられる。したがって、第１固定部材１０４とベ
アリング６５のアウタレースとが、第２固定部材１０５
とベアリング６６のアウタレースとが干渉するのを防止
することができる。

【００３９】このように、前記第２固定部材１０５とブ
レーキハブ１１３とが一体に形成さ、また、前記ブレー
キハブ１１３によって前記支持部１１４が包囲されるの
で、駆動装置の軸方向寸法を小さくすることができる。
したがって、駆動装置を軽量にすることができるだけで
なく、コストを低くすることができる。また、ＦＦ式の
ハイブリッド型車両に駆動装置を搭載した場合、ステア
リング角度を十分に採ることができ、ハイブリッド型車
両の最小回転半径を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるハイブリッド型車両の
駆動装置の概念図である。

【図２】本発明の実施例におけるハイブリッド型車両の
駆動装置の第１の縦断面図である。

【図３】本発明の実施例におけるハイブリッド型車両の
駆動装置の第２の縦断面図である。

【図４】本発明の実施例におけるハイブリッド型車両の
駆動装置の要部拡大図である。

【符号の説明】

１１エンジン１６発電機１７伝達軸２１ロータ２２ステータ２５モータ６６ベアリング６７ケーシング１０１、１０２プレート１０４第１固定部材１０５第２固定部材１１３ブレーキハブ１１４支持部Ｂブレーキ

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水勝利愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者竹中正幸愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと、該エンジンからの回転を伝
達する伝達軸と、該伝達軸に固定されたロータ及びステ
ータを備えた発電機と、電流供給により回転駆動するモ
ータと、係脱自在に配設され、係合させられたときに前
記ロータの回転を停止させるブレーキとを有するととも
に、前記発電機のロータは、前記伝達軸に配設された第
１固定部材と第２固定部材とによって挟まれて押圧さ
れ、かつ、前記ブレーキのブレーキハブと前記第２固定
部材とは一体に形成されることを特徴とするハイブリッ
ド型車両。
【請求項２】前記伝達軸はベアリングによってケーシ
ングの支持部に回転自在に支持され、前記ブレーキハブ
は前記支持部を包囲する請求項１に記載のハイブリッド
型車両。