JPH09132042A

JPH09132042A - 車両用動力伝達装置

Info

Publication number: JPH09132042A
Application number: JP28759795A
Authority: JP
Inventors: Akio Yasuda; 彰男安田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 1997-05-20

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンルーム内空間を有効利用でき、エン
ジン横置方式のハイブリッドＦＦ車に好適に使用でき
る。【解決手段】腕体５３にエンジン出力軸１１を連結す
る。遊星歯車機構を５設け、その内歯歯車５４に回転電
機３Ａの回転軸３４を、太陽歯車５１に回転電機３Ｂの
回転軸３２をそれぞれ連結する。平歯車６６を介して内
歯歯車５４を、傘歯車６２〜６５より構成される差動歯
車機構６に連結する。左右の駆動輪Ｗの車軸Ｓ１、Ｓ２
が傘歯車６４、６５に結合されており、かつ、内燃機関
１と、回転電機３Ａ、３Ｂとをそれぞれ車軸Ｓ１、Ｓ２
に平行に位置させるとともに、これら内燃機関１と回転
電機３Ａ、３Ｂを互いに平行に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用動力伝達装置
に関し、特に内燃機関と回転電機を搭載したハイブリッ
ド車両に好適に使用できる車両用動力伝達装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、石油資源の枯渇などのエネルギー
問題、および車両の排気ガスなどによる環境汚染問題が
深刻化するに従い、ガソリン等を燃料とする内燃機関を
備えた車両に対し、その燃費の改善や排気ガスの低減が
強く求められている。従来の車両に搭載されている内燃
機関のエネルギー効率は、一般の回転電機などと比較す
るとかなり劣っていることは広く知られている。これ
は、内燃機関が車両の速度路面負荷などの走行状態に応
じて、その回転数や出力を頻繁に変更しなくてはならな
いからである。一説によると、内燃機関を通常の車両走
行状態にて運転した場合と、最高効率点で定出力、定回
転で運転した場合ではそのエネルギー効率は１５％に対
し３０％と、２倍も改善されるという。

【０００３】車両用内燃機関を効率良く運転するための
手段を備えた車両としては、内燃機関を最高効率点付近
で運転し、発電機を回して生じた電気エルルギーで電動
機を駆動し、車両を走らせる、いわゆるＳＨＶ（シリー
ズハイブリッド車）や内燃機関の出力軸に電動機の出力
軸を機械的に連結して、両者共同で車両を駆動するＰＨ
Ｖ（パラレルハイブリッド車）などの車両用動力伝達装
置が発表されている。

【０００４】さらに、特開平７−１５８０５号公報ある
いは「ａｈｙｂｉｄｄｒｉｖｅｂａｓｅｄｏｎ
ａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｖａｒｉａｂｌｅａｒｒａ
ｎｇｅｍｅｎｔ」（１２ｔｈｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓｙｐｏｓｅ
ｕｍ論文集Ｄｅｃｅｍｂｅｒ５−７１９９４）
に記載された発明のように、内燃機関の出力と車両の要
求する出力との差を吸収あるいは付加するために、差動
歯車機構と単体もしくは複数の回転電機やクラッチ機構
を組み合わせて前記ＳＨＶとＰＨＶの機能を併せ持つよ
うな動力伝達装置も提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報等
に記載の装置は、内燃機関を略定回転、略定出力で運転
できるため内燃機関のエネルギー効率改善には有効であ
るものの、いずれのものも内燃機関、差動歯車機構、回
転電機が車両前後方向へ直列に配置されている。したが
って、近年の小型車の主流であるエンジン横置方式のＦ
Ｆ（ＦｒｏｎｔｅｎｇｉｎｅＦｒｏｎｔｄｒｉｖ
ｅ）車ではエンジンルーム内の空間に余裕がないことか
ら、このような動力伝達装置が搭載できないという問題
がある。

【０００６】本発明はこのような課題を解決するもの
で、エンジンルーム内空間を有効利用てき、エンジン横
置方式のハイブリッドＦＦ車に好適な車両用動力伝達装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、第１および第２の差動
歯車機構（５、６）を設けたことにより、内燃機関
（１）の動力が駆動輪（Ｗ）に伝達されるとともに、第
１および第２の回転電機（３Ａ、３Ｂ）により、駆動輪
（Ｗ）に伝達される動力の増減および回転数の変更が可
能である。

【０００８】そして、内燃機関（１）と、前記第１およ
び第２の回転電機（３Ａ、３Ｂ）とをそれぞれ前記車軸
（Ｓ１、Ｓ２）に平行に位置させるとともに、これら内
燃機関（１）と第１の回転電機（３Ａ）および第２の回
転電機（３Ｂ）を互いに平行に位置させたから、車両前
後方向および幅方向のいずれへも装置長が短くなり、エ
ンジン横置方式のハイブリッドＦＦ車に好適に使用でき
る。

【０００９】請求項２に記載の発明では、第１および第
２の差動歯車機構（５、６）を車幅方向の一側へ寄せて
配設してある。これにより、車幅方向に比較的大きな空
きスペースが生じ、ここに内燃機関（１）、回転電機
（３Ａ、３Ｂ）、あるいは補機類を配設することができ
る。請求項３に記載の発明では、差動歯車機構として遊
星歯車機構を採用したことにより、本機構の厚みを薄く
することが可能であり、動力伝達装置をさらにコンパク
トなものとできる。

【００１０】請求項４に記載の発明では、筒状とした一
方の回転軸（３４）内へ他方の回転軸（３２）を挿通し
たから、第１および第２の回転電機（３Ａ、３Ｂ）を同
軸に配置することが可能となり、さらに装置のコンパク
ト化が実現される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。（第１実施形態）図１にはＦＦ型ハイブリッド車の概略
構成を示す。図において、車両Ｖの前部（図の上部）に
は出力軸（図示略）を車幅方向へ向けて内燃機関（エン
ジン）１が配設してあり、その側端には車両前後方向へ
延びるギヤハウジング２が結合してある。エンジン１の
後面に接してハウジング３１が設けられ、このハウジン
グ３１内の左右位置に回転電機３Ａ、３Ｂが設けてあ
る。上記ギヤハウジング２の後端からは、駆動輪たる左
右の前輪Ｗへそれぞれ車軸Ｓ１、Ｓ２が延びている。こ
のようなエンジン１、回転電機３Ａ、３Ｂは車軸Ｓ１、
Ｓ２に対して平行に位置している。

【００１２】各回転電機３Ａ、３Ｂはインバータ４１
Ａ、４１Ｂにより通電制御されて、駆動源あるいは制動
源として機能する。これらインバータ４１Ａ、４１Ｂに
はバッテリ４３から電源が供給されるとともに、インバ
ータ４１Ａ、４１Ｂの作動はＣＰＵ４２からの指令に基
づいて行われる。図２には回転電機部の水平断面を示
す。図において、回転電機３Ａ、３Ｂのハウジング３１
は車軸Ｓ１、Ｓ２と平行に車幅方向へ延び、ハウジング
３１の中心には先端（図の左端）に向けて複数段で細く
なった回転軸３２が設けてある。そして、この回転軸３
２の基端外周に回転電機３Ｂのロータ３３が固定されて
いる。

【００１３】回転軸３２の中間部周囲には筒状の回転軸
３４が配してあり、この回転軸３４の外周には、隔壁３
５により上記回転電機３Ｂと区画された回転電機３Ａの
ロータ３３が固定されている。回転軸３２の先端はギヤ
ハウジング２内へ突出し、ここに遊星歯車機構５を構成
する太陽歯車５１がスプライン結合してある。太陽歯車
５１の外周には等間隔で３つないし４つの遊星歯車５２
が噛合しており、これら遊星歯車５２の支軸５２１は、
ギヤハウジング２の内壁に回転自在に支持された円板状
の腕体５３の板面に突設されている。上記腕体５３の外
周には歯形が形成され、この歯形に、エンジン１（図
１）の出力軸１１に設けた平歯車１２が噛合している。

【００１４】各遊星歯車５２の外周歯にこれらを連ねて
大径の内歯歯車５４の内周歯が噛合しており、内歯歯車
５４の中心ボス部５４１外周に形成された歯形には平歯
車６６が噛合している。中心ボス部５４１の内周には上
記回転軸３４の一端外周がスプライン結合してある。平
歯車６６の中心には円筒壁６６１が形成されて、この円
筒壁６６１がギヤハウジング２に回転自在に支持され、
円筒壁６６１内を横切るピン６１に支持された前後（図
の上下）一対の傘歯車６２、６３に左右一対の傘歯車６
４、６５が噛合して差動歯車機構６を構成している。そ
して、左右の各傘歯車６４、６５に、左右の駆動輪Ｗの
車軸Ｓ１、Ｓ２の一端がそれぞれスプライン結合されて
いる。

【００１５】左右の車軸Ｓ１、Ｓ２は車幅方向へ延び、
左側車軸Ｓ１は短くなっていて、ギヤハウジング２が全
体として車両Ｖの左側に位置し、エンジン１（図１参
照）が車幅方向の中央領域を占めている。なお、平歯車
１２、６６（図２）の外周に対向して回転センサ９１、
９２が設けられて、それぞれエンジン回転数、および駆
動輪回転数を検出している。

【００１６】エアコン用コンプレッサ等を搭載する場合
には、ギヤハウジング２内にエンジン動力を分離する歯
車を設けて、これの回転軸をギヤハウジング２外へ突出
させ、電磁クラット等を介してコンプレッサの軸に連結
する。このような構造の動力伝達装置において、エンジ
ン動力は平歯車１２、腕体５３、遊星歯車５２、内歯歯
車５４、平歯車６６を経て差動歯車機構６より左右の車
軸Ｓ１、Ｓ２へ伝達される。この時、回転電機３Ａへの
通電量を調整することにより、内歯歯車５４に駆動力あ
るいは制動力を与えることができ、これによりエンジン
動力を適宜増減して所定の駆動トルクを駆動輪Ｗへ伝達
することができる。

【００１７】回転電機３Ｂは通常、発電機として働いて
トルク負荷を生じる。このトルク負荷を制御することに
より太陽歯車５１の回転数を変更することができ、この
回転数の変更に伴って腕体５３（すなわちエンジン１）
から内歯歯車５４（すなわち駆動輪Ｗ）へ伝達される回
転数が連続的に変更される。これにより、エンジン回転
数と独立して車速を設定することが可能となる。

【００１８】上記装置構造においては、車軸Ｓ１、Ｓ２
と平行にエンジン１および回転電機３Ａ、３Ｂを配設し
ているから、車両前後方向の設置スペースを小さくする
ことができる。さらに、エンジン１と回転電機３Ａ、３
Ｂが平行に位置しているからエンジン１の側方へ構造物
が突出することはなく、車両幅方向の設置スペースも十
分小さくすることができ、エンジン横置方式のＦＦ車に
好適に使用することができる。

【００１９】また、差動歯車機構として遊星歯車機構５
を採用しているから、減速部の厚みを薄くすることがで
き、これにより車幅方向の装置全体長が短くなる。この
ことは、遊星歯車機構５と作動歯車機構６とをコンパク
トにギヤハウジング２内に収納したことによっても達成
される。（第２実施形態）図３には本発明の他の実施形態を示
す。本実施形態では図に示すように、エンジン１の左側
部直後に設けたハウジング３１内を区画して、車両前後
位置に回転電機３Ａ、３Ｂが設けてある。他の部品配置
は既に説明した第１実施形態と同一である。

【００２０】図４には回転電機設置部の詳細水平断面を
示す。図において、ハウジング３１内には隔壁３６によ
って区画され、車両前後（図の上下）方向へ区画された
空間内にそれぞれ回転電機３Ａ、３Ｂが設けられてい
る。各回転電機３Ａ、３Ｂのロータ３３を支持する回転
軸３２Ａ、３２Ｂは互いに平行に車幅方向へ延びてお
り、その先端は、ハウジング３１内の左側部に前後方向
へ形成されたギヤ収納室３ａ内へ突出している。

【００２１】回転電機３Ａの回転軸３２Ａ先端には平歯
車７８が設けられて、これに平歯車７７が噛合してい
る。平歯車７７は隔壁３６に突設された支軸７７１に回
転自在に支持され、この平歯車７７に筒状回転体７６の
外周側縁に形成された歯形が噛合している。上記回転体
７６の筒空間にはピン７１が架設され、このピン７１に
前後一対の傘歯車７２、７３が支持されている。そし
て、これら傘歯車７２、７３に左右一対の傘歯車７４、
７５が噛合して差動歯車機構７を構成している。

【００２２】上記各傘歯車７４、７５のうち、右側歯車
７５には回転電機３Ｂの回転軸３２Ｂの一端が固定さ
れ、左側歯車７４には平歯車１３の中心から突出する軸
体１４の先端が固定されている。平歯車１３にはエンジ
ン１の出力軸１１に設けた平歯車１２が噛合している。
上記回転体７６の後方には平歯車８６が設けてあり、こ
れが回転体７６外周の歯形に噛合している。平歯車８６
の中心には円筒壁８６１が形成されて、この円筒壁８６
１がハウジング３１壁に回転自在に支持され、円筒壁８
６１内を横切るピン８１に支持された前後一対の傘歯車
８２、８３に左右一対の傘歯車８４、８５が噛合して差
動歯車機構８を構成している。そして、左右の各傘歯車
８４、８５に、左右の駆動輪Ｗの車軸Ｓ１、Ｓ２の一端
がそれぞれスプライン結合されている。

【００２３】なお、９３、９４は回転センサである。こ
のような構造において、エンジン動力は平歯車１２、１
３、差動歯車機構７、平歯車８６、および差動歯車機構
８を介して左右の駆動輪Ｗへ伝達される。そして、回転
電機３Ａへの通電量を調整することにより、差動歯車機
構７を介して平歯車８６に駆動力あるいは制動力を与え
ることができる。これによりエンジン動力を適宜増減し
て所定の駆動トルクを駆動輪Ｗへ伝達することができ
る。

【００２４】また、回転電機３Ｂは発電機として働き、
トルク負荷を生じる。このトルク負荷を制御することに
より平歯車８６の回転数を変更することができ、エンジ
ン１から駆動輪Ｗへ伝達される回転数が連続的に変更さ
れる。これにより、エンジン回転数とは独立に車速を設
定することが可能となる。以上の構造によれば、車軸Ｓ
１、Ｓ２と平行にエンジン１および回転電機３Ａ、３Ｂ
を配設するとともに、エンジン１と回転電機３Ａ、３Ｂ
を互いに平行に配しているから、第１実施形態と同様に
エンジン横置方式のＦＦ車に好適に使用することができ
る。

【００２５】また、上記構造によれば、各回転電機３
Ａ、３Ｂの回転軸３２Ａ、３２Ｂを図４の右方向へ延ば
して補機やセンサ等を取り付けることができる。さら
に、差動歯車機構７、８を同一構造としたことにより部
品の共通化によるコストダウンが図られる。（第３実施形態）図５に示すように、エンジン１よりも
回転電機３Ａ、３Ｂが車幅方向へ長く延びるような場合
にも、車軸Ｓ１、Ｓ２に対して回転電機３Ａ、３Ｂを平
行に配置するとともにエンジン１と回転電機３Ａ、３Ｂ
を互いに平行に配置しているから、上記各実施形態と同
様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における、動力伝達装置
を設けたハイブリッド車の概略平面図である。

【図２】本発明の第１実施形態における、動力伝達装置
の水平断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態における、動力伝達装置
を設けたハイブリッド車の概略平面図である。

【図４】本発明の第２実施形態における、動力伝達装置
の水平断面図である。

【図５】本発明の第３実施形態における、動力伝達装置
を設けたハイブリッド車の概略平面図である。

【符号の説明】

１…エンジン、１１…出力軸、３Ａ、３Ｂ…回転電機、
３２、３４…回転軸、５…差動歯車機構、５１…太陽歯
車、５２…遊星歯車、５３…腕体、５４…内歯歯車、６
…差動歯車機構、６１…ピン、６２、６３、６４、６５
…傘歯車、Ｓ１、Ｓ２…車軸、Ｗ…駆動輪。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力部（５３）に内燃機関（１）の出力
軸（１１）を連結するとともに、一対の出力部の一方
（５４）に第１の回転電機（３Ａ）の回転軸（３４）
を、他方（５１）に第２の回転電機（３Ｂ）の回転軸
（３２）をそれぞれ連結した第１の差動歯車機構（５）
と、入力部（６６、６１、６２、６３）に前記第１の差動歯
車機構（５）の一方の出力部（５４）を連結するととも
に、一対の出力部（６４、６５）にそれぞれ左右の駆動
輪（Ｗ）の車軸（Ｓ１、Ｓ２）を連結した第２の差動歯
車機構（６）と、を備え、かつ、前記内燃機関（１）と、前記第１の回転電機（３
Ａ）および第２の回転電機（３Ｂ）とをそれぞれ前記車
軸（Ｓ１、Ｓ２）に平行に位置させるとともに、これら
内燃機関（１）と第１の回転電機（３Ａ）および第２の
回転電機（３Ｂ）を互いに平行に位置させたことを特徴
とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】前記第１および第２の差動歯車機構
（５、６）を車幅方向の一側へ寄せて配設したことを特
徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項３】前記第１の差動歯車機構（５）は遊星歯
車機構であり、その腕体（５３）に前記内燃機関（１）
の出力軸（１１）を連結するとともに、内歯歯車（５
４）に前記第１の回転電機（３Ａ）の回転軸（３４）
を、太陽歯車（５１）に前記第２の回転電機（３Ｂ）の
回転軸（３２）をそれぞれ連結したことを特徴とする請
求項１又は２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項４】前記第１および第２の回転電機（３Ａ、
３Ｂ）の一方の回転軸（３４）を筒状となし、当該回転
軸（３４）内へ他方の回転軸（３２）を挿通したことを
特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車
両用動力伝達装置。