JPH1178558A - ハイブリッド車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃エンジンに対してモータジェネレータを近
接配置してクランクシャフトの良好な回転状態を実現す
ることができるとともに、モータジェネレータからの漏
洩電流や漏洩磁束による内燃エンジンに対する悪影響の
ないハイブリッド車両駆動装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】クランクシャフト２８にモータジェネレー
タＭのロータ４８を直結し、その外周部にステータ５０
を配設する。そして、前記ステータ５０に巻装したコイ
ル７０と内燃エンジンＥとの間に遮蔽部材８０を配設
し、また、コイル７０とトランスミッションＴ側のフラ
イホイール１００との間に遮蔽部材として機能する第１
隔壁９４を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃エンジンに対
してモータジェネレータを直結したハイブリッド車両駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガソリンの燃焼によって駆動力を発生さ
せる内燃エンジンと、回生による発電および電力により
駆動力を発生させ、内燃エンジンの出力をアシストする
モータとして使用されるモータジェネレータとの両方を
備え、これらによる駆動力を必要に応じて合成し、車両
を駆動するハイブリッド車両が提案されている（特開平
９−１５６３８８号公報参照）。

【０００３】ところで、内燃エンジンを構成するクラン
クシャフトには、安定した回転状態を維持するためにフ
ライホイールが連結されている。この場合、前記クラン
クシャフトにさらにモータジェネレータを連結すると、
モータジェネレータを構成する比較的重量物からなるロ
ータの回転がクランクシャフトの回転に影響を与えるお
それがあるため、モータジェネレータをできるだけクラ
ンクシャフトに近づけて配置するのが望ましい。なお、
クランクシャフトにモータジェネレータを近づけること
により剛性も向上する。

【０００４】しかしながら、モータジェネレータを内燃
エンジン側に近づけると、コイルからの漏洩電流や漏洩
磁束が金属体により構成される内燃エンジンに影響し、
クランクシャフトの回転動作に悪影響を及ぼすおそれが
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の不具
合を考慮してなされたものであり、内燃エンジンに対し
てモータジェネレータを近接配置してクランクシャフト
の良好な回転状態を実現することができるとともに、モ
ータジェネレータからの漏洩電流や漏洩磁束による内燃
エンジンに対する悪影響のないハイブリッド車両駆動装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るハイブリッ
ド車両駆動装置では、内燃エンジンとモータジェネレー
タのコイルとの間に遮蔽部材を設けることにより、内燃
エンジン側に対する前記コイルからの漏洩電流や漏洩磁
束の影響が回避される。これにより、エンジン動作に悪
影響の生じることがなく、しかも、モータジェネレータ
を一層内燃エンジン側に近接配置することが可能となる
ため、安定したクランクシャフトの回転状態を実現する
ことができる。

【０００７】また、前記遮蔽部材に凸部を設けること
で、モータジェネレータのコイルに電気的に接続される
接続リングを介して前記コイルを固定させる機能を兼備
させることができる。さらに、遮蔽部材を内燃エンジン
側と、それに対向する側とに設けることにより、他の構
成部材、例えば、トランスミッション側に配置されるフ
ライホイールに対する漏洩電流や漏洩磁束の影響を回避
し、良好な回転状態を維持することができる。

【０００８】さらに、遮蔽部材を介在させることによ
り、内燃エンジンとモータジェネレータとを近接配置す
ることが可能となるため、剛性を向上させ、且つ、駆動
装置全体をコンパクトに構成することができる。

【０００９】なお、遮蔽部材としては、電流を遮断でき
る絶縁板、あるいは、磁束遮断できる磁気遮蔽板とする
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本実施形態のハイブリッ
ド車両駆動装置が適用されるハイブリッド車両Ｖの概略
を示す。

【００１１】ハイブリッド車両Ｖは、例えば、ガソリン
を燃焼させることによって駆動力を発生させる内燃エン
ジンＥと、回生による発電および電力により駆動力を発
生させ内燃エンジンＥの出力をアシストするモータジェ
ネレータＭと、フライホイールを含むクラッチ機構Ｃ
と、前記駆動力を切り換えて駆動軸１０に伝達するトラ
ンスミッションＴとを備える。

【００１２】モータジェネレータＭは、モータ駆動回路
１２によって駆動制御されるものであり、このモータ駆
動回路１２には、高圧系の電力を供給／充電する、例え
ば、キャパシタからなる第１蓄電器１３と、ダウンバー
タ１４を介して電力を蓄積する第２蓄電器１５とが接続
される。また、ハイブリッド車両Ｖは、マネージメント
制御回路１６を有し、このマネージメント制御回路１６
には、前記モータ駆動回路１２を介してモータジェネレ
ータＭを制御するモータ制御回路１７と、内燃エンジン
Ｅを制御するエンジン制御回路１８とが接続される。

【００１３】次に、内燃エンジンＥ、モータジェネレー
タＭ、クラッチ機構ＣおよびトランスミッションＴの構
造について詳細に説明する。

【００１４】図２〜図４は、マニュアル車用の駆動装置
を示す。３気筒からなる内燃エンジンＥは、オイルパン
２２とシリンダブロック２４とシリンダヘッド２６とか
ら構成される。なお、シリンダヘッド２６の上部には、
ヘッドカバー２７が装着される。オイルパン２２とシリ
ンダブロック２４との接合部分には、クランクシャフト
２８を軸支するジャーナル軸受３０ａ〜３０ｄおよび３
２ａ〜３２ｄが形成されている。クランクシャフト２８
は、ジャーナル３４ａ〜３４ｄと、クランクピン３６ａ
〜３６ｃと、カウンタウエイト３８ａ〜３８ｆとからな
り、ジャーナル３４ａ〜３４ｄが前記ジャーナル軸受３
０ａ〜３０ｄおよび３２ａ〜３２ｄによって軸支され
る。クランクピン３６ａ〜３６ｃには、コンロッド４０
ａ〜４０ｃの一端部が連結される。コンロッド４０ａ〜
４０ｃの他端部には、シリンダブロック２４のシリンダ
４２ａ〜４２ｃに沿って変位するピストン４４ａ〜４４
ｃが連結される。

【００１５】モータジェネレータＭおよびクラッチ機構
Ｃは、内燃エンジンＥの側部に結合されたハウジング４
６によって囲繞されている。

【００１６】図５は、モータジェネレータＭを内燃エン
ジンＥ側から見た図であり、図６は、モータジェネレー
タＭをトランスミッションＴ側から見た図である。モー
タジェネレータＭは、円形状のロータ４８と、その外周
部に装着されるドーナツ形状のステータ５０とからな
る。ロータ４８は、ボルト５６によりクランクシャフト
２８の端部に直接固定される（図４参照）。ロータ４８
は、その両側面に複数のフィン５８、６０を備えるとと
もに、外周部に複数の磁石６２がＮ極、Ｓ極交互に配設
される。

【００１７】ステータ５０は、複数のコイルユニット６
４を円周方向に複数配置して構成される。コイルユニッ
ト６４は、複数の金属板を積層してなるコア６６の外周
部に断面略コ字状のガイド部材６８を介してコイル７０
が巻装される。ステータ５０は、これらのコイルユニッ
ト６４の外周部に配設された取付部材７２を介して内燃
エンジンＥの側部に固定される。

【００１８】内燃エンジンＥ側における前記ガイド部材
６８には、図７に示すように、溝部７４および７６がス
テータ５０の外周部側および内周部側に沿って形成され
ており、溝部７４に導電性の３枚の接続リング７８ａ〜
７８ｃが重畳して装着される。接続リング７８ａ〜７８
ｃは、夫々の表面に絶縁層が形成されており、３相交流
により駆動されるべく、コイルユニット６４に巻装され
たコイル７０に２つおきに接続される。

【００１９】ステータ５０の内燃エンジンＥ側の側面に
は、内燃エンジンＥに対する電流や磁束の漏洩等を回避
するためのディスク状の遮蔽部材８０が装着される。遮
蔽部材８０は、取付部材７２に固定されており、外周側
および内周側には、ガイド部材６８の溝部７４、７６に
係合する凸部８２、８４が形成される。この場合、溝部
７４に係合する凸部８２は、接続リング７８ａ〜７８ｃ
を押圧して溝部７４に位置決め固定する作用をなす。ま
た、遮蔽部材８０には、コネクタ８６が形成されてお
り、このコネクタ８６において、接続リング７８ａ〜７
８ｃから外方に突出する端子部８８ａ〜８８ｃがハウジ
ング４６に設けられたコネクタ９０より導入された端子
板９２ａ〜９２ｃに接続する。

【００２０】なお、遮蔽部材８０を絶縁板として機能さ
せる場合には、材料として、樹脂材、あるいは、ＳＵＳ
（ステンレス系）のものを樹脂、フッ素等で絶縁コーテ
ィングしたものを使用することができる。また、遮蔽部
材８０を磁気遮蔽板として機能させる場合には、金属材
料を使用することができる。さらに、遮蔽部材８０は、
図８または図９に示すように、シリンダブロック２４側
に上部または下部をボルトＢによって固定し、あるい
は、図１０に示すように、上部を折曲した状態でシリン
ダブロック２４にボルトＢによって固定するようにして
もよい。さらに、遮蔽部材８０をステータ５０側ではな
く、ロータ４８側に固定するようにしてもよい。

【００２１】一方、ステータ５０のトランスミッション
Ｔ側の側面には、ハウジング４６に固定されたドーナツ
形状の第１隔壁９４が配置される。第１隔壁９４は、遮
蔽部材として機能し、内周側がトランスミッションＴ側
に湾曲した形状となっている。なお、第１隔壁９４に
は、ロータ４８のステータ５０に対する回転位置を検出
する位置検出センサ９６が装着されている。この場合、
位置検出センサ９６からの信号線は、ハウジング４６に
設けられた信号線取出口５１から外部に導出されれる
（図６参照）。

【００２２】また、クラッチ機構Ｃにおいて、ロータ４
８には、ボルト９８（図４参照）によりトランスミッシ
ョンＴ側から位置決めピン９９を介してディスク状のフ
ライホイール１００が固定される。フライホイール１０
０は、その外周部にスタータモータ１０２のギア１０４
に噛合するリングギア１０６が形成されており、モータ
ジェネレータＭ側の側面には、ドライブプレート１０７
と、ドーナツ形状の第２隔壁１０８とが固定される。第
２隔壁１０８は、内周側が第１隔壁９４側に湾曲した形
状となり、且つ、径方向に対して第１隔壁と重畳するよ
うに構成される。なお、スタータモータ１０２は、トラ
ンスミッションＴのミッションケース１３７にボルトＢ
によって装着されている。

【００２３】ドライブプレート１０７には、位置検出セ
ンサ９６に対向する部位に図示しない孔部が形成されて
おり、ロータ４８の回転に伴って回転するドライブプレ
ート１０７の回転位置が前記位置検出センサ９６による
前記孔部の検出によって検知される。この場合、ロータ
４８に装着された磁石６２と、ドライブプレート１０７
に形成された孔部とは、ロータ４８およびフライホイー
ル１００間に係合する位置決めピン９９により相互の位
置合わせがなされている。

【００２４】一方、フライホイール１００のトランスミ
ッションＴ側の側面には、フリクションディスク１１２
が配置される。フリクションディスク１１２は、内周に
スプラインの形成されたボス部１１６と、前記ボス部１
１６の外周部にトーションスプリング１１８を介して配
置されるプレート１２０と、前記プレート１２０の両面
に接合される摩擦板１２２ａ、１２２ｂとから構成され
る。

【００２５】また、フリクションディスク１１２を構成
する摩擦板１２２ｂ側には、プレッシャープレート１２
４が配置される。プレッシャープレート１２４のトラン
スミッションＴ側には、フライホイール１００に固定さ
れたハウジング１２６にワイヤスプリング１２８によっ
て保持されるダイヤフラムスプリング１３０の外周部が
配置される。一方、ダイヤフラムスプリング１３０の内
周部のトランスミッションＴ側には、ピストン１３２が
配置される。このピストン１３２は、ハウジング４６に
形成されたボス部１３４の外周部に配設されており、図
示しない油圧機構によって前記ボス部１３４に沿って変
位し、ダイヤフラムスプリング１３０を押圧する。な
お、このボス部１３４およびフリクションディスク１１
２のボス部１１６には、トランスミッションＴからのシ
ャフト１３６が挿通される。

【００２６】本実施形態のハイブリッド車両駆動装置
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその作用効果について説明する。

【００２７】先ず、ハイブリッド車両Ｖが内燃エンジン
Ｅによって駆動される場合について説明する。この場
合、シリンダヘッド２６に対してガソリンが供給され点
火されることにより、ピストン４４ａ〜４４ｃがシリン
ダ４２ａ〜４２ｃ内で変位し、それに伴ってクランクシ
ャフト２８が回転する。クランクシャフト２８は、それ
に直結するモータジェネレータＭのロータ４８およびフ
ライホイール１００を回転させる。

【００２８】ここで、ドライバによりトランスミッショ
ンＴを構成するギアが所定のギア比に設定された後、ク
ラッチ結合操作がなされると、クラッチ機構Ｃを構成す
るピストン１３２が駆動され、ダイヤフラムスプリング
１３０より離間する方向に変位する。従って、前記ダイ
ヤフラムスプリング１３０は、ピストン１３２に追従し
て変位し、外周面がプレッシャープレート１２４を押圧
する。この結果、フリクションディスク１１２を構成す
る摩擦板１２２ａ、１２２ｂがプレッシャープレート１
２４とフライホイール１００との間に挟設され、これに
よってトランスミッションＴと内燃エンジンＥとがモー
タジェネレータＭのロータ４８を介して連結される。

【００２９】そこで、内燃エンジンＥとトランスミッシ
ョンＴとがクラッチ機構Ｃによって連結されると、駆動
力が駆動軸１０に伝達され、ハイブリッド車両Ｖが駆動
される。なお、クランクシャフト２８には、比較的重量
物からなるモータジェネレータＭのロータ４８が直接連
結されているため、安定した回転がトランスミッション
Ｔ側に伝達される。

【００３０】次に、ハイブリッド車両Ｖがモータジェネ
レータＭによって駆動される場合について説明する。こ
の場合、第１蓄電器１３には、モータジェネレータＭに
よって内燃エンジンＥの減速時あるいはアイドル時に回
生作用により電力が蓄積されており、この電力がモータ
駆動回路１２を介してモータジェネレータＭのコイル７
０に供給されると、それによって発生した磁界によりロ
ータ４８およびフライホイール１００が回転し、クラッ
チ機構ＣおよびトランスミッションＴを介して駆動力が
駆動軸１０に伝達され、ハイブリッド車両Ｖが駆動され
る。なお、モータジェネレータＭによる駆動力は、内燃
エンジンＥによる駆動力に対するアシスト力として同時
に発生させることが可能である。

【００３１】一方、ドライバによるクラッチの切り離し
操作がなされた場合には、ピストン１３２が内燃エンジ
ンＥ側に変位し、これによってダイヤフラムスプリング
１３０の外周面がプレッシャープレート１２４より離間
するため、前記プレッシャープレート１２４とフライホ
イール１００とによる摩擦板１２２ａ、１２２ｂの挟持
動作が解除され、内燃エンジンＥまたはモータジェネレ
ータＭとトランスミッションＴとの結合状態が解除され
る。

【００３２】ここで、前記のように、モータジェネレー
タＭを構成するコイル７０に通電した場合において、前
記コイル７０より電流や磁束が内燃エンジンＥ側に漏洩
すると、シリンダブロック２４等が金属により構成され
ているため、それに電流が流れあるいは帯磁してピスト
ン４４ａ〜４４ｃの動作に悪影響を及ぼすおそれがあ
る。

【００３３】しかしながら、本実施形態においては、内
燃エンジンＥとモータジェネレータＭとの間に遮蔽部材
８０を配設しているため、コイル７０に生じた電流や磁
束が前記遮蔽部材８０によって好適に遮蔽され、内燃エ
ンジンＥ側に漏洩することがない。従って、シリンダブ
ロック２４等が電流の影響を受けることがなく、あるい
は、磁化されることがなく、その動作に支障を来すこと
がない。また、モータジェネレータＭとフライホイール
１００との間にも遮蔽部材として機能する第１隔壁９４
が配設されているため、フライホイール１００側に対す
る電流や磁束の漏洩がなく、フライホイール１００の動
作に支障を来すおそれがない。この結果、フライホイー
ル１００の回転に障害が生じることがない。

【００３４】なお、本実施形態では、内燃エンジンＥに
対してモータジェネレータＭ、フライホイール１００、
トランスミッションＴを順に接続している。この場合、
フライホイール１００に対するクラッチ機構Ｃの取付構
造がモータジェネレータＭに拘束されることがないた
め、従来の取付構造をそのまま利用し、容易にこのよう
な構成を実現することができる。

【００３５】さらに、遮蔽部材として機能する第１隔壁
９４は、摩擦板１２２ａ、１２２ｂより発生する金属粉
のモータジェネレータＭに対する侵入を阻止する部材と
しても機能する。

【００３６】すなわち、クラッチ機構Ｃを介して内燃エ
ンジンＥまたはモータジェネレータＭとトランスミッシ
ョンＴとを連結した場合において、フリクションディス
ク１１２を構成する摩擦板１２２ａ、１２２ｂから発生
した金属粉は、先端部がモータジェネレータＭ側に湾曲
した第２隔壁１０８によって阻止され、さらに、先端部
がフライホイール１００側に湾曲した第１隔壁９４によ
って阻止される。また、回転するロータ４８には、その
側面にフィン５８、６０が設けられているため、特にフ
ライホイール１００側のフィン６０によって発生した気
流がモータジェネレータＭ側への金属粉の侵入を阻止す
る。従って、モータジェネレータＭは、金属粉の影響を
受けることなく、良好な状態を維持することができる。
なお、フィン５８、６０は、金属粉の侵入を阻止すると
ともに、モータジェネレータＭの放熱を同時に行うこと
ができる。

【００３７】図１１は、他の実施形態であるオートマチ
ック車用の駆動装置を示す。なお、図４に示す構成要件
と同一の構成要件には同一の参照符号を付し、その説明
は省略する。

【００３８】モータジェネレータＭとオートマチック車
用のトランスミッションＴ′との間には、フライホイー
ル機構Ｆが配設される。フライホイール機構Ｆは、連結
プレート１５０を介してモータジェネレータＭのロータ
４８に連結され、連結プレート１５０には、ドライブプ
レート１５２が装着される。連結プレート１５０には、
リングギア１５４を外周部に備えたプライマリフライホ
イール１５６が連結される。また、前記プライマリフラ
イホイール１５６に対して並行にセカンダリフライホイ
ール１５８が配置される。セカンダリフライホイール１
５８は、トランスミッションＴ′のシャフト１３６が係
合するスプラインの形成されたボス部１６０を中央部に
有する。プライマリフライホイール１５６は、前記ボス
部１６０にベアリング１６２を介して支持されており、
トーションスプリング１６４によってセカンダリフライ
ホイール１５８に連結される。

【００３９】前記のように構成される駆動装置は、モー
タジェネレータＭのロータ４８が回転することによりプ
ライマリフライホイール１５６が回転し、その回転がト
ーションスプリング１６４を介してセカンダリフライホ
イール１５８に伝達され、セカンダリフライホイール１
５８の回転がシャフト１３６を介してトランスミッショ
ンＴ′に伝達される。トランスミッションＴ′は、シャ
フト１３６の回転速度に応じて自動変速機構を駆動し、
駆動軸１０を回転させる。

【００４０】このように構成され動作する駆動装置にお
いて、遮蔽部材８０および第１隔壁９４は、モータジェ
ネレータＭのコイル７０から生じる電流や磁束を遮蔽
し、内燃エンジンＥ側およびフライホイール機構Ｆ側に
対する電流や磁束の漏洩を阻止するため、例えば、シリ
ンダブロック２４やプライマリフライホイール１５６、
セカンダリフライホイール１５８等に不要な電流が流
れ、あるいは、帯磁する事態を容易に回避することがで
きる。従って、クランクシャフト２８を円滑に回転させ
ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るハイ
ブリッド車両駆動装置によれば、内燃エンジンやフライ
ホイール等に対するモータジェネレータからの漏洩電流
や漏洩磁束の影響を回避することができるため、クラン
クシャフトを極めて円滑に回転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のハイブリッド車両駆動装置が適用
されるハイブリッド車両の概略説明図である。

【図２】本実施形態のハイブリッド車両駆動装置の外観
斜視図である。

【図３】本実施形態のハイブリッド車両駆動装置の外観
側面図である。

【図４】本実施形態のハイブリッド車両駆動装置の側面
断面図である。

【図５】内燃エンジン側から見たモータジェネレータの
一部切欠構成図である。

【図６】トランスミッション側から見たモータジェネレ
ータの構成図である。

【図７】モータジェネレータおよびクラッチ機構の要部
断面図である。

【図８】遮蔽部材の他の取付状態の要部断面説明図であ
る。

【図９】遮蔽部材のさらに他の取付状態の要部断面説明
図である。

【図１０】遮蔽部材のさらにまた他の取付状態の要部断
面説明図である。

【図１１】他の実施形態のハイブリッド車両駆動装置の
側面断面図である。

【符号の説明】

Ｖ…ハイブリッド車両 Ｅ…内燃エンジン Ｍ…モータジェネレータ Ｃ…クラッチ機構 Ｔ…トランスミッション １０…駆動軸 １２…モータ駆動回路 １３…第１蓄電器 １５…第２蓄電器 １６…マネージメ
ント制御回路 ２２…オイルパン ２４…シリンダブ
ロック ２６…シリンダヘッド ２８…クランクシ
ャフト ４６…ハウジング ４８…ロータ ５０…ステータ ５８、６０…フィ
ン ６４…コイルユニット ８０…遮蔽部材 ９４…第１隔壁 １００…フライホ
イール １１２…フリクションディスク １２２ａ、１２２
ｂ…摩擦板 １３０…ダイヤフラムスプリング １３２…ピストン １３６…シャフト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行用駆動源として内燃エンジンおよびモ
   ータジェネレータを備え、前記内燃エンジンおよび／ま
   たは前記モータジェネレータによる駆動力をトランスミ
   ッションを介して駆動軸へと出力するハイブリッド車両
   駆動装置において、 前記内燃エンジンの出力軸に直結する前記モータジェネ
   レータのロータを介して、前記内燃エンジンおよび前記
   モータジェネレータの駆動力を駆動軸に伝達するトラン
   スミッションと、 前記内燃エンジンと前記モータジェネレータとの間に配
   設され、前記モータジェネレータからの電流、磁束等を
   遮蔽する遮蔽部材と、 を備えることを特徴とするハイブリッド車両駆動装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記遮蔽部材は、前記モータジェネレータを構成するス
   テータ側に配設されることを特徴とするハイブリッド車
   両駆動装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の装置において、 前記遮蔽部材は、 前記モータジェネレータを構成するコイルに電気的に接
   続される接続リングを介して前記コイルを前記ステータ
   に固定する凸部を備えることを特徴とするハイブリッド
   車両駆動装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の装置において、 前記モータジェネレータと前記トランスミッションとの
   間には、前記ロータに連結されるフライホイールが配設
   され、前記遮蔽部材が、前記内燃エンジンと前記ステー
   タとの間、および、前記ステータと前記フライホイール
   との間に配設されることを特徴とするハイブリッド車両
   駆動装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の装置において、 前記遮蔽部材は、絶縁板であることを特徴とするハイブ
   リッド車両駆動装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の装置において、 前記遮蔽部材は、磁気遮蔽板であることを特徴とするハ
   イブリッド車両駆動装置。