JP2004306646A - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】モータの駆動力をリバースカウンタシャフトのリバースギヤに入力するマニュアルトランスミッションを備えたハイブリッド車両において、後進変速段を確立するためのクラッチ機構を適切に配置してマニュアルトランスミッションの軸方向寸法の大型化を回避する。
【解決手段】マニュアルトランスミッションTは、エンジンEに接続されたメインシャフトMSと、駆動輪Wに接続されたカウンタシャフトCSと、メインシャフトMSに連動して回転するリバース第1ギヤ49およびカウンタシャフトCSに連動して回転するリバース第2ギヤ50を相対回転可能に支持するリバースカウンタシャフトRCSと、リバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50を結合してリバース変速段を確立するシンクロ機構53とを備えており、モータMの駆動力はモータ出力ギヤ54からリバース第2ギヤ50に入力される。
【選択図】 図1
【解決手段】マニュアルトランスミッションTは、エンジンEに接続されたメインシャフトMSと、駆動輪Wに接続されたカウンタシャフトCSと、メインシャフトMSに連動して回転するリバース第1ギヤ49およびカウンタシャフトCSに連動して回転するリバース第2ギヤ50を相対回転可能に支持するリバースカウンタシャフトRCSと、リバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50を結合してリバース変速段を確立するシンクロ機構53とを備えており、モータMの駆動力はモータ出力ギヤ54からリバース第2ギヤ50に入力される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンおよびモータの駆動力をマニュアルトランスミッションを介して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両に関する。
【0002】
【従来の技術】
下記特許文献には、エンジンおよびモータの駆動力をマニュアルトランスミッションを介して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両において、リバースアイドルシャフト(本発明のリバースカウンタシャフト)に設けられて一体に回転する2個のリバースアイドルギヤを、エンジンに接続されたカウンタシャフト(本発明のメインシャフト)に相対回転自在に設けたリバースギヤと、駆動輪に接続されたメインシャフト(本発明のカウンタシャフト)に固設したリバースギヤとにそれぞれ噛合させ、カウンタシャフトに設けたリバースギヤをシンクロメッシュ機構で該カウンタシャフトに結合することで後進変速段を確立するものが記載されている。モータの駆動力はリバースアイドルシャフトに設けた一方のリバースアイドルギヤに入力され、そこからカウンタシャフトおよびメインシャフトを経て駆動輪に伝達される。
【0003】
【特許文献】
特開平11−122711号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、メインシャフト(本発明のカウンタシャフト)に相対回転自在に設けたリバースギヤをシンクロメッシュ機構で該メインシャフト(本発明のカウンタシャフト)に結合して後進変速段を確立するので、メインシャフト(本発明のカウンタシャフト)の長さが前記シンクロメッシュ機構の分だけ長くなってしまい、マニュアルトランスミッションの軸方向寸法が大型化する問題があった。
【0005】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、モータの駆動力をリバースカウンタシャフトのリバースギヤに入力するマニュアルトランスミッションを備えたハイブリッド車両において、後進変速段を確立するためのクラッチ機構を適切に配置してマニュアルトランスミッションの軸方向寸法の大型化を回避することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、エンジンおよびモータの駆動力をマニュアルトランスミッションを介して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両において、マニュアルトランスミッションは、エンジンに接続されたメインシャフトと、駆動輪に接続されたカウンタシャフトと、メインシャフトに連動して回転するリバース第1ギヤおよびカウンタシャフトに連動して回転するリバース第2ギヤを相対回転可能に支持するリバースカウンタシャフトと、リバース第1ギヤおよびリバース第2ギヤを結合してリバース変速段を確立する第1クラッチ機構とを備え、モータの駆動力を前記リバース第2ギヤに入力可能としたことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【0007】
上記構成によれば、モータの駆動力をカウンタシャフトを介して駆動輪に伝達する動力伝達経路にリバース第2ギヤを介在させたので、特別の減速用ギヤを設けることなくリバース第2ギヤを減速用ギヤとして利用することで、部品点数、コストおよび重量を削減することができ、しかもカウンタシャフト上に特別の減速用ギヤを設ける必要がなくなってマニュアルトランスミッションの軸方向寸法を小型化することができる。またカウンタシャフトに比べて短いリバースカウンタシャフトにリバース変速段を確立するための第1クラッチ機構を設けたので、マニュアルトランスミッションの軸方向寸法の大型化を回避することができる。
【0008】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路に第2クラッチ機構を配置したことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【0009】
上記構成によれば、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路に配置した第2クラッチ機構を係合解除することで、駆動輪の回転がカウンタシャフトを介してモータに逆伝達されなくなるので、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路の減速比を大きく設定しても高速走行時のモータの耐久性に悪影響が及ぶことがなく、しかもエンジンによる走行時にモータの引きずりを防止して燃料消費量の削減を図ることができる。
【0010】
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、モータの駆動力を出力するモータ出力軸をメインシャフトおよびリバースカウンタシャフトよりも下方に配置したことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【0011】
上記構成によれば、モータの駆動力を出力するモータ出力軸をメインシャフトおよびリバースカウンタシャフトよりも下方に配置したので、メインシャフトおよびリバースカウンタシャフトを潤滑したオイルでモータ出力軸を潤滑することが可能なり、潤滑系の構造を簡素化することができる。
【0012】
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、ミッションケースの一部をモータケースの一部に共用したことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【0013】
上記構成によれば、ミッションケースの一部をモータケースの一部に共用したので、部品点数の削減を図ることができる。
【0014】
尚、実施例のフロントカバー12aは本発明のモータケースに対応し、実施例の第4シンクロメッシュ機構53は本発明の第1クラッチ機構に対応し、実施例の第5シンクロメッシュ機構56は本発明の第2クラッチ機構に対応する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0016】
図1〜図6は本発明の一実施例を示すもので、図1はハイブリッド車両用のマニュアルトランスミッションの縦断面図(図5の1−1線断面図)、図2は図1のA部拡大図、図3は図1のB部拡大図、図4は図1のC部拡大図、図5は図1の5−5線断面図、図6はマニュアルトランスミッションのスケルトン図である。
【0017】
ハイブリッド車両用のマニュアルトランスミッションTは、右側の第1ケーシング11および左側の第2ケーシング12を車体前後方向に延びる割り面で結合したミッションケース13を備えており、第1ケーシング11の右側面の開口部11aにエンジンEが結合される。第1、第2ケーシング11,12には、ボールベアリング14,15を介してメインシャフトMSが支持されるとともに、ローラベアリング16およびボールベアリング17を介してカウンタシャフトCSが支持され、更にメインシャフトMSおよびカウンタシャフトCSよりも短いリバースカウンタシャフトRCSが支持される。メインシャフトMSの右端はクラッチCを介してエンジンEのクランクシャフト18に接続される。
【0018】
モータMは本体ケーシング19と、その前面に結合されたフロントカバー12aと、その後面に結合されたリヤカバー20とを備えており、フロントカバー12aは第2ケーシング12と一体に形成される。このように、モータMのケーシングの一部をミッションケース13と一体に形成することで、部品点数の削減を図ることができる。モータ出力軸MOSは第1、第2ケーシング11,12にボールベアリング21,22を介して支持されており、そのモータ出力軸MOSに固定されたロータ23が本体ケーシング19の内周面に固定されたステータ24に対向する。
【0019】
メインシャフトMSには、メイン1速ギヤ25、メイン2速ギヤ26およびメインリバースギヤ27が固設され、メイン3速ギヤ28、メイン4速ギヤ29、メイン5速ギヤ30およびメイン6速ギヤ31がそれぞれニードルベアリング32〜35を介して相対回転自在に支持される。またカウンタシャフトCSには、カウンタ1速ギヤ36およびカウンタ2速ギヤ37がそれぞれニードルベアリング38,39を介して相対回転自在に支持され、カウンタ3速ギヤ40、カウンタ4速ギヤ41、カウンタ5速ギヤ42、カウンタ6速ギヤ43、カウンタリバースギヤ44およびファイナルドライブギヤ45が固設される。
【0020】
メイン1速ギヤ25、メイン2速ギヤ26、メイン3速ギヤ28、メイン4速ギヤ29、メイン5速ギヤ30およびメイン6速ギヤ31は、それぞれカウンタ1速ギヤ36、カウンタ2速ギヤ37、カウンタ3速ギヤ40、カウンタ4速ギヤ41、カウンタ5速ギヤ42およびカウンタ6速ギヤ43に噛合する。カウンタ1速ギヤ36およびカウンタ2速ギヤ37は第1シンクロメッシュ機構46を介してカウンタシャフトCSに選択的に結合可能であり、メイン3速ギヤ28およびメイン4速ギヤ29は第2シンクロメッシュ機構47を介してメインシャフトMSに選択的に結合可能であり、メイン5速ギヤ30およびメイン6速ギヤ31は第3シンクロメッシュ機構48を介してメインシャフトMSに選択的に結合可能である。
【0021】
リバースカウンタシャフトRCSには、リバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50がそれぞれニードルベアリング51,52を介して相対回転自在に支持されており、リバース第1ギヤ49はメインリバースギヤ27に常時噛合し、リバース第2ギヤ50はカウンタリバースギヤ44に常時噛合する。リバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50は第4シンクロメッシュ機構53を介して相互に結合可能である。
【0022】
モータ出力軸MOSには、リバース第2ギヤ50に常時噛合するモータ出力ギヤ54がニードルベアリング55を介して相対回転自在に支持されており、このモータ出力ギヤ54は第5シンクロメッシュ機構56を介してモータ出力軸MOSに結合可能である。
【0023】
尚、本実施例のマニュアルトランスミッションTはオートマチック作動するものであり、クラッチCおよび第1〜第5シンクロメッシュ機構46,47,48,53,56は、ドライバーによるマニュアル操作ではなくアクチュエータによるオートマチック操作で作動するようになっている。
【0024】
ディファレンシャルギヤDのディファレンシャルケース57が第1ケーシング11および第2ケーシング12にボールベアリング58,59を介して支持されており、ディファレンシャルケース57に設けたファイナルドリブンギヤ60がカウンタシャフトCSのファイナルドライブギヤ45に噛合する。ディファレンシャルケース57に設けたピニオンシャフト61に2個のディファレンシャルピニオン62,62が回転自在に支持されており、これらのディファレンシャルピニオン62,62に2個のディファレンシャルサイドギヤ63,63が噛合する。各々のディファレンシャルサイドギヤ63,63に結合されてディファレンシャルケース57に相対回転自在に支持された左右の車軸64,64が、左右の駆動輪W,Wにそれぞれ接続される。
【0025】
図5はマニュアルトランスミッションTの第2ケーシング12を第1ケーシング11との割り面の近傍において切断した断面図であって、エンジンEに接続されたメインシャフトMSの前下方にリバースカウンタシャフトRCSが配置され、その前下方にモータ出力軸MOSが配置される。またメインシャフトMSの後下方にカウンタシャフトCSが配置され、その後下方にディファレンシャルギヤDが配置される。第2ケーシング12の下部には、その前壁からカウンタシャフトCSの下方まで延びるS字状の隔壁12bが設けられており、その隔壁12bの前部にモータ出力軸MOSおよびモータ出力ギヤ54の下方を囲むようにオイル溜まり65が形成される。
【0026】
図1および図2から明らかなように、リバースカウンタシャフトRCSの左端から左側に延びる第2ケーシング12の前面に左右方向に延びるリブ12cが形成されており、そのリブ12cの右端はリバースカウンタシャフトRCSの内部を貫通するオイル通路66の左端に臨んでいる。
【0027】
次に、上記マニュアルトランスミッションTの作用を説明する。
【0028】
エンジンEによる前進走行を行うとき、第5シンクロメッシュ機構56によりモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSから切り離して駆動力がモータMに逆伝達されないようにするとともに、第4シンクロメッシュ機構53によりリバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50の結合を解除しておく。
【0029】
第1シンクロメッシュ機構46でカウンタ1速ギヤ36をカウンタシャフトCSに結合すると1速変速段が確立し、エンジンEにクラッチCを介して接続されたメインシャフトMSの回転は、メイン1速ギヤ25、カウンタ1速ギヤ36、カウンタシャフトCS、ファイナルドライブギヤ45、ファイナルドリブンギヤ60、ディファレンシャルギヤDおよび車軸64,64を介して駆動輪W,Wに伝達される。第1シンクロメッシュ機構46でカウンタ2速ギヤ37をカウンタシャフトCSに結合すると2速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン2速ギヤ26からカウンタ2速ギヤ37に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。
【0030】
第2シンクロメッシュ機構47でメイン3速ギヤ28をメインシャフトMSに結合すると3速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン3速ギヤ28からカウンタ3速ギヤ40に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。第2シンクロメッシュ機構47でメイン4速ギヤ29をメインシャフトMSに結合すると4速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン4速ギヤ29からカウンタ4速ギヤ41に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。第3シンクロメッシュ機構48でメイン5速ギヤ30をメインシャフトMSに結合すると5速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン5速ギヤ30からカウンタ5速ギヤ42に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。第3シンクロメッシュ機構48でメイン6速ギヤ31をメインシャフトMSに結合すると6速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン6速ギヤ31からカウンタ6速ギヤ43に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。
【0031】
尚、駆動輪W,Wに接続されたカウンタシャフトCSの回転は、カウンタリバースギヤ44およびリバース第2ギヤ50を介してモータ出力ギヤ54に常時伝達されるが、第5シンクロメッシュ機構56によりモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSから切り離すことで、高速走行時にモータMが外力で強制的に高速回転させられて耐久性が低下したり、モータMのフリクションによりエンジンEの燃料消費量が増加したりするのを防止することができる。
【0032】
但し、車両の減速時であり、かつモータMが外力で過回転になる虞のない場合には、第5シンクロメッシュ機構56によりモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSに結合することで、モータMをジェネレータとして機能させて回生制動を行うことができる。
【0033】
エンジンEによる後進走行を行うとき、第4シンクロメッシュ機構53でリバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50を一体に結合して後進変速段を確立する。その結果、エンジンEにクラッチCを介して接続されたメインシャフトMSの回転は、メインリバースギヤ27、リバース第1ギヤ49、リバース第2ギヤ50、カウンタリバースギヤ44、カウンタシャフトCS、ファイナルドライブギヤ45、ファイナルドリブンギヤ60、ディファレンシャルギヤDおよび車軸64,64を介して駆動輪W,Wに伝達される。
【0034】
上述したエンジンEによる前進走行中あるいは後進走行中に、第5シンクロメッシュ機構56でモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSに結合した状態でモータMを駆動すると、モータMの駆動力をモータ出力ギヤ54、リバース第2ギヤ50およびカウンタリバースギヤ44を介してカウンタシャフトCSに伝達することで、エンジンEの駆動力をモータMの駆動力でアシストすることができる。但し、前進走行中であるか後進走行中であるかに応じてモータMの駆動方向は逆になる。
【0035】
エンジンEの駆動力を使用せずにモータMの駆動力だけで車両を前進走行あるいは後進走行させる場合には、第5シンクロメッシュ機構56でモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSに結合し、かつ第4シンクロメッシュ機構53でリバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50の結合を解除した状態でモータMを正転あるいは逆転駆動する。これにより、モータMの駆動力がモータ出力ギヤ54、リバース第2ギヤ50およびカウンタリバースギヤ44、カウンタシャフトCS、ファイナルドライブギヤ45、ファイナルドリブンギヤ60、ディファレンシャルギヤDおよび車軸64,64を介して駆動輪W,Wに伝達される。
【0036】
モータMの駆動力を駆動輪W,Wに伝達する際に、モータ出力軸MOSに結合されたモータ出力ギヤ54の回転を第2リバースギヤ50を介してカウンタシャフトCSに伝達するので、モータMからカウンタシャフトCSへの駆動力の伝達経路の減速比を既存の第2リバースギヤ50およびカウンタリバースギヤ44を利用して稼ぐことができ、カウンタシャフトCS上に特別の減速用ギヤを設ける必要がなくして部品点数を削減するとともに、カウンタシャフトCSの長さが増加するのを防止してマニュアルトランスミッションTの軸方向寸法を小型化することができる。しかもカウンタシャフトCSに比べて短いリバースカウンタシャフトRCSにリバース変速段を確立するための第4シンクロメッシュ機構53を設けたので、カウンタシャフトCS上にシンクロメッシュ機構を配置する場合に比べてマニュアルトランスミッションTの軸方向寸法を小型化することができる。
【0037】
ミッションケース13の内部で最も低い位置にあるファイナルドリブンギヤ60が図5の矢印a方向に掻き上げたオイルは図示せぬオイル供給部に集められ、そこからメインシャフトMSおよびカウンタシャフトCSの内部を軸方向に貫通するオイル通路67,68に供給されたオイルは、オイル孔67a…,68a…から遠心力で径方向外側に噴出し、メインシャフトMSおよびカウンタシャフトCSの周囲に配置されたギヤ群、ニードルベアリング群、第1〜第3シンクロメッシュ機構46〜48等を潤滑する。
【0038】
メインシャフトMSおよびカウンタシャフトCSのオイル孔67a…,68a…から噴出したオイルの一部は、第2ケーシング12の壁面に沿って流下してリブ12cに案内され、図2に矢印bで示すように、リバースカウンタシャフトRCSの内部を軸方向に貫通するオイル通路66に流入する。そしてオイル通路66からオイル孔66a…を経て径方向外側に噴出したオイルはニードルベアリング51,52、リバース第1ギヤ49、リバース第2ギヤ50および第4シンクロメッシュ機構53を潤滑する。
【0039】
メインシャフトMS、カウンタシャフトCSおよびリバースカウンタシャフトRCSのオイル孔67a…,67b…,66a…から噴出したオイルは第2ケーシング12の隔壁12b上のオイル溜まり65に溜められ、そこからモータ出力ギヤ54により掻き上げられたオイルは図示せぬオイル供給部に集められ、そこからモータ出力軸MOSの内部を軸方向に貫通するオイル通路69に供給されたオイルは、オイル孔69a…から遠心力で径方向外側に噴出し、モータ出力軸MOSの周囲に配置されたモータ出力ギヤ54、ニードルベアリング55および第5シンクロメッシュ機構56を潤滑する。
【0040】
このように、モータ出力軸MOSをメインシャフトMSおよびリバースカウンタシャフトRCSよりも下方に配置したので、メインシャフトMSおよびリバースカウンタシャフトRCSの周囲を潤滑したオイルでモータ出力軸MOSの周囲を潤滑することが可能なり、潤滑系の構造を簡素化することができる。
【0041】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0042】
例えば、実施例のマニュアルトランスミッションTはアクチュエータによりオートマチック作動するものであるが、ドライバーによりマニュアル作動するものであっても良い。
【0043】
また本発明の第1、第2クラッチ機構は、シンクロメッシュ機能を備えていないものであっても良い。
【0044】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、モータの駆動力をカウンタシャフトを介して駆動輪に伝達する動力伝達経路にリバース第2ギヤを介在させたので、特別の減速用ギヤを設けることなくリバース第2ギヤを減速用ギヤとして利用することで、部品点数、コストおよび重量を削減することができ、しかもカウンタシャフト上に特別の減速用ギヤを設ける必要がなくなってマニュアルトランスミッションの軸方向寸法を小型化することができる。またカウンタシャフトに比べて短いリバースカウンタシャフトにリバース変速段を確立するための第1クラッチ機構を設けたので、マニュアルトランスミッションの軸方向寸法の大型化を回避することができる。
【0045】
また請求項2に記載された発明によれば、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路に配置した第2クラッチ機構を係合解除することで、駆動輪の回転がカウンタシャフトを介してモータに逆伝達されなくなるので、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路の減速比を大きく設定しても高速走行時のモータの耐久性に悪影響が及ぶことがなく、しかもエンジンによる走行時にモータの引きずりを防止して燃料消費量の削減を図ることができる。
【0046】
また請求項3に記載された発明によれば、モータの駆動力を出力するモータ出力軸をメインシャフトおよびリバースカウンタシャフトよりも下方に配置したので、メインシャフトおよびリバースカウンタシャフトを潤滑したオイルでモータ出力軸を潤滑することが可能なり、潤滑系の構造を簡素化することができる。
【0047】
また請求項4に記載された発明によれば、ミッションケースの一部をモータケースの一部に共用したので、部品点数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ハイブリッド車両用のマニュアルトランスミッションの縦断面図(図5の1−1線断面図)
【図2】図1のA部拡大図
【図3】図1のB部拡大図
【図4】図1のC部拡大図
【図5】図1の5−5線断面図
【図6】マニュアルトランスミッションのスケルトン図
【符号の説明】
CS カウンタシャフト
E エンジン
M モータ
MOS モータ出力軸
MS メインシャフト
RCS リバースカウンタシャフト
T マニュアルトランスミッション
W 駆動輪
12a フロントカバー(モータケース)
13 ミッションケース
49 リバース第1ギヤ
50 リバース第2ギヤ
53 第4シンクロメッシュ機構(第1クラッチ機構)
56 第5シンクロメッシュ機構(第2クラッチ機構)
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンおよびモータの駆動力をマニュアルトランスミッションを介して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両に関する。
【0002】
【従来の技術】
下記特許文献には、エンジンおよびモータの駆動力をマニュアルトランスミッションを介して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両において、リバースアイドルシャフト(本発明のリバースカウンタシャフト)に設けられて一体に回転する2個のリバースアイドルギヤを、エンジンに接続されたカウンタシャフト(本発明のメインシャフト)に相対回転自在に設けたリバースギヤと、駆動輪に接続されたメインシャフト(本発明のカウンタシャフト)に固設したリバースギヤとにそれぞれ噛合させ、カウンタシャフトに設けたリバースギヤをシンクロメッシュ機構で該カウンタシャフトに結合することで後進変速段を確立するものが記載されている。モータの駆動力はリバースアイドルシャフトに設けた一方のリバースアイドルギヤに入力され、そこからカウンタシャフトおよびメインシャフトを経て駆動輪に伝達される。
【0003】
【特許文献】
特開平11−122711号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、メインシャフト(本発明のカウンタシャフト)に相対回転自在に設けたリバースギヤをシンクロメッシュ機構で該メインシャフト(本発明のカウンタシャフト)に結合して後進変速段を確立するので、メインシャフト(本発明のカウンタシャフト)の長さが前記シンクロメッシュ機構の分だけ長くなってしまい、マニュアルトランスミッションの軸方向寸法が大型化する問題があった。
【0005】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、モータの駆動力をリバースカウンタシャフトのリバースギヤに入力するマニュアルトランスミッションを備えたハイブリッド車両において、後進変速段を確立するためのクラッチ機構を適切に配置してマニュアルトランスミッションの軸方向寸法の大型化を回避することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、エンジンおよびモータの駆動力をマニュアルトランスミッションを介して駆動輪に伝達可能なハイブリッド車両において、マニュアルトランスミッションは、エンジンに接続されたメインシャフトと、駆動輪に接続されたカウンタシャフトと、メインシャフトに連動して回転するリバース第1ギヤおよびカウンタシャフトに連動して回転するリバース第2ギヤを相対回転可能に支持するリバースカウンタシャフトと、リバース第1ギヤおよびリバース第2ギヤを結合してリバース変速段を確立する第1クラッチ機構とを備え、モータの駆動力を前記リバース第2ギヤに入力可能としたことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【0007】
上記構成によれば、モータの駆動力をカウンタシャフトを介して駆動輪に伝達する動力伝達経路にリバース第2ギヤを介在させたので、特別の減速用ギヤを設けることなくリバース第2ギヤを減速用ギヤとして利用することで、部品点数、コストおよび重量を削減することができ、しかもカウンタシャフト上に特別の減速用ギヤを設ける必要がなくなってマニュアルトランスミッションの軸方向寸法を小型化することができる。またカウンタシャフトに比べて短いリバースカウンタシャフトにリバース変速段を確立するための第1クラッチ機構を設けたので、マニュアルトランスミッションの軸方向寸法の大型化を回避することができる。
【0008】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路に第2クラッチ機構を配置したことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【0009】
上記構成によれば、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路に配置した第2クラッチ機構を係合解除することで、駆動輪の回転がカウンタシャフトを介してモータに逆伝達されなくなるので、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路の減速比を大きく設定しても高速走行時のモータの耐久性に悪影響が及ぶことがなく、しかもエンジンによる走行時にモータの引きずりを防止して燃料消費量の削減を図ることができる。
【0010】
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、モータの駆動力を出力するモータ出力軸をメインシャフトおよびリバースカウンタシャフトよりも下方に配置したことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【0011】
上記構成によれば、モータの駆動力を出力するモータ出力軸をメインシャフトおよびリバースカウンタシャフトよりも下方に配置したので、メインシャフトおよびリバースカウンタシャフトを潤滑したオイルでモータ出力軸を潤滑することが可能なり、潤滑系の構造を簡素化することができる。
【0012】
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、ミッションケースの一部をモータケースの一部に共用したことを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【0013】
上記構成によれば、ミッションケースの一部をモータケースの一部に共用したので、部品点数の削減を図ることができる。
【0014】
尚、実施例のフロントカバー12aは本発明のモータケースに対応し、実施例の第4シンクロメッシュ機構53は本発明の第1クラッチ機構に対応し、実施例の第5シンクロメッシュ機構56は本発明の第2クラッチ機構に対応する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0016】
図1〜図6は本発明の一実施例を示すもので、図1はハイブリッド車両用のマニュアルトランスミッションの縦断面図(図5の1−1線断面図)、図2は図1のA部拡大図、図3は図1のB部拡大図、図4は図1のC部拡大図、図5は図1の5−5線断面図、図6はマニュアルトランスミッションのスケルトン図である。
【0017】
ハイブリッド車両用のマニュアルトランスミッションTは、右側の第1ケーシング11および左側の第2ケーシング12を車体前後方向に延びる割り面で結合したミッションケース13を備えており、第1ケーシング11の右側面の開口部11aにエンジンEが結合される。第1、第2ケーシング11,12には、ボールベアリング14,15を介してメインシャフトMSが支持されるとともに、ローラベアリング16およびボールベアリング17を介してカウンタシャフトCSが支持され、更にメインシャフトMSおよびカウンタシャフトCSよりも短いリバースカウンタシャフトRCSが支持される。メインシャフトMSの右端はクラッチCを介してエンジンEのクランクシャフト18に接続される。
【0018】
モータMは本体ケーシング19と、その前面に結合されたフロントカバー12aと、その後面に結合されたリヤカバー20とを備えており、フロントカバー12aは第2ケーシング12と一体に形成される。このように、モータMのケーシングの一部をミッションケース13と一体に形成することで、部品点数の削減を図ることができる。モータ出力軸MOSは第1、第2ケーシング11,12にボールベアリング21,22を介して支持されており、そのモータ出力軸MOSに固定されたロータ23が本体ケーシング19の内周面に固定されたステータ24に対向する。
【0019】
メインシャフトMSには、メイン1速ギヤ25、メイン2速ギヤ26およびメインリバースギヤ27が固設され、メイン3速ギヤ28、メイン4速ギヤ29、メイン5速ギヤ30およびメイン6速ギヤ31がそれぞれニードルベアリング32〜35を介して相対回転自在に支持される。またカウンタシャフトCSには、カウンタ1速ギヤ36およびカウンタ2速ギヤ37がそれぞれニードルベアリング38,39を介して相対回転自在に支持され、カウンタ3速ギヤ40、カウンタ4速ギヤ41、カウンタ5速ギヤ42、カウンタ6速ギヤ43、カウンタリバースギヤ44およびファイナルドライブギヤ45が固設される。
【0020】
メイン1速ギヤ25、メイン2速ギヤ26、メイン3速ギヤ28、メイン4速ギヤ29、メイン5速ギヤ30およびメイン6速ギヤ31は、それぞれカウンタ1速ギヤ36、カウンタ2速ギヤ37、カウンタ3速ギヤ40、カウンタ4速ギヤ41、カウンタ5速ギヤ42およびカウンタ6速ギヤ43に噛合する。カウンタ1速ギヤ36およびカウンタ2速ギヤ37は第1シンクロメッシュ機構46を介してカウンタシャフトCSに選択的に結合可能であり、メイン3速ギヤ28およびメイン4速ギヤ29は第2シンクロメッシュ機構47を介してメインシャフトMSに選択的に結合可能であり、メイン5速ギヤ30およびメイン6速ギヤ31は第3シンクロメッシュ機構48を介してメインシャフトMSに選択的に結合可能である。
【0021】
リバースカウンタシャフトRCSには、リバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50がそれぞれニードルベアリング51,52を介して相対回転自在に支持されており、リバース第1ギヤ49はメインリバースギヤ27に常時噛合し、リバース第2ギヤ50はカウンタリバースギヤ44に常時噛合する。リバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50は第4シンクロメッシュ機構53を介して相互に結合可能である。
【0022】
モータ出力軸MOSには、リバース第2ギヤ50に常時噛合するモータ出力ギヤ54がニードルベアリング55を介して相対回転自在に支持されており、このモータ出力ギヤ54は第5シンクロメッシュ機構56を介してモータ出力軸MOSに結合可能である。
【0023】
尚、本実施例のマニュアルトランスミッションTはオートマチック作動するものであり、クラッチCおよび第1〜第5シンクロメッシュ機構46,47,48,53,56は、ドライバーによるマニュアル操作ではなくアクチュエータによるオートマチック操作で作動するようになっている。
【0024】
ディファレンシャルギヤDのディファレンシャルケース57が第1ケーシング11および第2ケーシング12にボールベアリング58,59を介して支持されており、ディファレンシャルケース57に設けたファイナルドリブンギヤ60がカウンタシャフトCSのファイナルドライブギヤ45に噛合する。ディファレンシャルケース57に設けたピニオンシャフト61に2個のディファレンシャルピニオン62,62が回転自在に支持されており、これらのディファレンシャルピニオン62,62に2個のディファレンシャルサイドギヤ63,63が噛合する。各々のディファレンシャルサイドギヤ63,63に結合されてディファレンシャルケース57に相対回転自在に支持された左右の車軸64,64が、左右の駆動輪W,Wにそれぞれ接続される。
【0025】
図5はマニュアルトランスミッションTの第2ケーシング12を第1ケーシング11との割り面の近傍において切断した断面図であって、エンジンEに接続されたメインシャフトMSの前下方にリバースカウンタシャフトRCSが配置され、その前下方にモータ出力軸MOSが配置される。またメインシャフトMSの後下方にカウンタシャフトCSが配置され、その後下方にディファレンシャルギヤDが配置される。第2ケーシング12の下部には、その前壁からカウンタシャフトCSの下方まで延びるS字状の隔壁12bが設けられており、その隔壁12bの前部にモータ出力軸MOSおよびモータ出力ギヤ54の下方を囲むようにオイル溜まり65が形成される。
【0026】
図1および図2から明らかなように、リバースカウンタシャフトRCSの左端から左側に延びる第2ケーシング12の前面に左右方向に延びるリブ12cが形成されており、そのリブ12cの右端はリバースカウンタシャフトRCSの内部を貫通するオイル通路66の左端に臨んでいる。
【0027】
次に、上記マニュアルトランスミッションTの作用を説明する。
【0028】
エンジンEによる前進走行を行うとき、第5シンクロメッシュ機構56によりモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSから切り離して駆動力がモータMに逆伝達されないようにするとともに、第4シンクロメッシュ機構53によりリバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50の結合を解除しておく。
【0029】
第1シンクロメッシュ機構46でカウンタ1速ギヤ36をカウンタシャフトCSに結合すると1速変速段が確立し、エンジンEにクラッチCを介して接続されたメインシャフトMSの回転は、メイン1速ギヤ25、カウンタ1速ギヤ36、カウンタシャフトCS、ファイナルドライブギヤ45、ファイナルドリブンギヤ60、ディファレンシャルギヤDおよび車軸64,64を介して駆動輪W,Wに伝達される。第1シンクロメッシュ機構46でカウンタ2速ギヤ37をカウンタシャフトCSに結合すると2速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン2速ギヤ26からカウンタ2速ギヤ37に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。
【0030】
第2シンクロメッシュ機構47でメイン3速ギヤ28をメインシャフトMSに結合すると3速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン3速ギヤ28からカウンタ3速ギヤ40に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。第2シンクロメッシュ機構47でメイン4速ギヤ29をメインシャフトMSに結合すると4速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン4速ギヤ29からカウンタ4速ギヤ41に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。第3シンクロメッシュ機構48でメイン5速ギヤ30をメインシャフトMSに結合すると5速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン5速ギヤ30からカウンタ5速ギヤ42に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。第3シンクロメッシュ機構48でメイン6速ギヤ31をメインシャフトMSに結合すると6速変速段が確立し、メインシャフトMSの回転は、メイン6速ギヤ31からカウンタ6速ギヤ43に伝達されて駆動輪W,Wが駆動される。
【0031】
尚、駆動輪W,Wに接続されたカウンタシャフトCSの回転は、カウンタリバースギヤ44およびリバース第2ギヤ50を介してモータ出力ギヤ54に常時伝達されるが、第5シンクロメッシュ機構56によりモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSから切り離すことで、高速走行時にモータMが外力で強制的に高速回転させられて耐久性が低下したり、モータMのフリクションによりエンジンEの燃料消費量が増加したりするのを防止することができる。
【0032】
但し、車両の減速時であり、かつモータMが外力で過回転になる虞のない場合には、第5シンクロメッシュ機構56によりモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSに結合することで、モータMをジェネレータとして機能させて回生制動を行うことができる。
【0033】
エンジンEによる後進走行を行うとき、第4シンクロメッシュ機構53でリバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50を一体に結合して後進変速段を確立する。その結果、エンジンEにクラッチCを介して接続されたメインシャフトMSの回転は、メインリバースギヤ27、リバース第1ギヤ49、リバース第2ギヤ50、カウンタリバースギヤ44、カウンタシャフトCS、ファイナルドライブギヤ45、ファイナルドリブンギヤ60、ディファレンシャルギヤDおよび車軸64,64を介して駆動輪W,Wに伝達される。
【0034】
上述したエンジンEによる前進走行中あるいは後進走行中に、第5シンクロメッシュ機構56でモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSに結合した状態でモータMを駆動すると、モータMの駆動力をモータ出力ギヤ54、リバース第2ギヤ50およびカウンタリバースギヤ44を介してカウンタシャフトCSに伝達することで、エンジンEの駆動力をモータMの駆動力でアシストすることができる。但し、前進走行中であるか後進走行中であるかに応じてモータMの駆動方向は逆になる。
【0035】
エンジンEの駆動力を使用せずにモータMの駆動力だけで車両を前進走行あるいは後進走行させる場合には、第5シンクロメッシュ機構56でモータ出力ギヤ54をモータ出力軸MOSに結合し、かつ第4シンクロメッシュ機構53でリバース第1ギヤ49およびリバース第2ギヤ50の結合を解除した状態でモータMを正転あるいは逆転駆動する。これにより、モータMの駆動力がモータ出力ギヤ54、リバース第2ギヤ50およびカウンタリバースギヤ44、カウンタシャフトCS、ファイナルドライブギヤ45、ファイナルドリブンギヤ60、ディファレンシャルギヤDおよび車軸64,64を介して駆動輪W,Wに伝達される。
【0036】
モータMの駆動力を駆動輪W,Wに伝達する際に、モータ出力軸MOSに結合されたモータ出力ギヤ54の回転を第2リバースギヤ50を介してカウンタシャフトCSに伝達するので、モータMからカウンタシャフトCSへの駆動力の伝達経路の減速比を既存の第2リバースギヤ50およびカウンタリバースギヤ44を利用して稼ぐことができ、カウンタシャフトCS上に特別の減速用ギヤを設ける必要がなくして部品点数を削減するとともに、カウンタシャフトCSの長さが増加するのを防止してマニュアルトランスミッションTの軸方向寸法を小型化することができる。しかもカウンタシャフトCSに比べて短いリバースカウンタシャフトRCSにリバース変速段を確立するための第4シンクロメッシュ機構53を設けたので、カウンタシャフトCS上にシンクロメッシュ機構を配置する場合に比べてマニュアルトランスミッションTの軸方向寸法を小型化することができる。
【0037】
ミッションケース13の内部で最も低い位置にあるファイナルドリブンギヤ60が図5の矢印a方向に掻き上げたオイルは図示せぬオイル供給部に集められ、そこからメインシャフトMSおよびカウンタシャフトCSの内部を軸方向に貫通するオイル通路67,68に供給されたオイルは、オイル孔67a…,68a…から遠心力で径方向外側に噴出し、メインシャフトMSおよびカウンタシャフトCSの周囲に配置されたギヤ群、ニードルベアリング群、第1〜第3シンクロメッシュ機構46〜48等を潤滑する。
【0038】
メインシャフトMSおよびカウンタシャフトCSのオイル孔67a…,68a…から噴出したオイルの一部は、第2ケーシング12の壁面に沿って流下してリブ12cに案内され、図2に矢印bで示すように、リバースカウンタシャフトRCSの内部を軸方向に貫通するオイル通路66に流入する。そしてオイル通路66からオイル孔66a…を経て径方向外側に噴出したオイルはニードルベアリング51,52、リバース第1ギヤ49、リバース第2ギヤ50および第4シンクロメッシュ機構53を潤滑する。
【0039】
メインシャフトMS、カウンタシャフトCSおよびリバースカウンタシャフトRCSのオイル孔67a…,67b…,66a…から噴出したオイルは第2ケーシング12の隔壁12b上のオイル溜まり65に溜められ、そこからモータ出力ギヤ54により掻き上げられたオイルは図示せぬオイル供給部に集められ、そこからモータ出力軸MOSの内部を軸方向に貫通するオイル通路69に供給されたオイルは、オイル孔69a…から遠心力で径方向外側に噴出し、モータ出力軸MOSの周囲に配置されたモータ出力ギヤ54、ニードルベアリング55および第5シンクロメッシュ機構56を潤滑する。
【0040】
このように、モータ出力軸MOSをメインシャフトMSおよびリバースカウンタシャフトRCSよりも下方に配置したので、メインシャフトMSおよびリバースカウンタシャフトRCSの周囲を潤滑したオイルでモータ出力軸MOSの周囲を潤滑することが可能なり、潤滑系の構造を簡素化することができる。
【0041】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0042】
例えば、実施例のマニュアルトランスミッションTはアクチュエータによりオートマチック作動するものであるが、ドライバーによりマニュアル作動するものであっても良い。
【0043】
また本発明の第1、第2クラッチ機構は、シンクロメッシュ機能を備えていないものであっても良い。
【0044】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、モータの駆動力をカウンタシャフトを介して駆動輪に伝達する動力伝達経路にリバース第2ギヤを介在させたので、特別の減速用ギヤを設けることなくリバース第2ギヤを減速用ギヤとして利用することで、部品点数、コストおよび重量を削減することができ、しかもカウンタシャフト上に特別の減速用ギヤを設ける必要がなくなってマニュアルトランスミッションの軸方向寸法を小型化することができる。またカウンタシャフトに比べて短いリバースカウンタシャフトにリバース変速段を確立するための第1クラッチ機構を設けたので、マニュアルトランスミッションの軸方向寸法の大型化を回避することができる。
【0045】
また請求項2に記載された発明によれば、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路に配置した第2クラッチ機構を係合解除することで、駆動輪の回転がカウンタシャフトを介してモータに逆伝達されなくなるので、モータおよびカウンタシャフト間の動力伝達経路の減速比を大きく設定しても高速走行時のモータの耐久性に悪影響が及ぶことがなく、しかもエンジンによる走行時にモータの引きずりを防止して燃料消費量の削減を図ることができる。
【0046】
また請求項3に記載された発明によれば、モータの駆動力を出力するモータ出力軸をメインシャフトおよびリバースカウンタシャフトよりも下方に配置したので、メインシャフトおよびリバースカウンタシャフトを潤滑したオイルでモータ出力軸を潤滑することが可能なり、潤滑系の構造を簡素化することができる。
【0047】
また請求項4に記載された発明によれば、ミッションケースの一部をモータケースの一部に共用したので、部品点数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ハイブリッド車両用のマニュアルトランスミッションの縦断面図(図5の1−1線断面図)
【図2】図1のA部拡大図
【図3】図1のB部拡大図
【図4】図1のC部拡大図
【図5】図1の5−5線断面図
【図6】マニュアルトランスミッションのスケルトン図
【符号の説明】
CS カウンタシャフト
E エンジン
M モータ
MOS モータ出力軸
MS メインシャフト
RCS リバースカウンタシャフト
T マニュアルトランスミッション
W 駆動輪
12a フロントカバー(モータケース)
13 ミッションケース
49 リバース第1ギヤ
50 リバース第2ギヤ
53 第4シンクロメッシュ機構(第1クラッチ機構)
56 第5シンクロメッシュ機構(第2クラッチ機構)
Claims (4)
- エンジン(E)およびモータ(M)の駆動力をマニュアルトランスミッション(T)を介して駆動輪(W)に伝達可能なハイブリッド車両において、
マニュアルトランスミッション(T)は、エンジン(E)に接続されたメインシャフト(MS)と、駆動輪(W)に接続されたカウンタシャフト(CS)と、メインシャフト(MS)に連動して回転するリバース第1ギヤ(49)およびカウンタシャフト(CS)に連動して回転するリバース第2ギヤ(50)を相対回転可能に支持するリバースカウンタシャフト(RCS)と、リバース第1ギヤ(49)およびリバース第2ギヤ(50)を結合してリバース変速段を確立する第1クラッチ機構(53)とを備え、モータ(M)の駆動力を前記リバース第2ギヤ(50)に入力可能としたことを特徴とするハイブリッド車両。 - モータ(M)およびカウンタシャフト(CS)間の動力伝達経路に第2クラッチ機構(56)を配置したことを特徴とする、請求項1に記載のハイブリッド車両。
- モータ(M)の駆動力を出力するモータ出力軸(MOS)をメインシャフト(MS)およびリバースカウンタシャフト(RCS)よりも下方に配置したことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のハイブリッド車両。
- ミッションケース(13)の一部をモータケース(12a)の一部に共用したことを特徴とする、請求項〜請求項3の何れか1項に記載のハイブリッド車両。
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