JP2007131107A

JP2007131107A - モータ駆動式４輪駆動車

Info

Publication number: JP2007131107A
Application number: JP2005325071A
Authority: JP
Inventors: Junichi Asano; 純一浅野; Hirotaka Kusukawa; 博隆楠川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】モータの動力を断続するクラッチのオフ時に、前輪に連れ回されてしまう駆動系部分を少なくして燃費の悪化を防ぐことができるモータ駆動式４輪駆動車を提供する。
【解決手段】前輪及び後輪をそれぞれ駆動する駆動源として少なくとも一つのモータを備えたモータ駆動式４輪駆動車において、駆動源から前輪１４Ａ，１４Ｂへと駆動力が伝達される駆動系のフロントファイナルドライブ２２ｂより前輪１４Ａ，１４Ｂ側にクラッチ機構２７を配置した。後輪１２Ａ，１２Ｂをエンジンで前輪１４Ａ，１４Ｂをモータ１３で駆動するＦＲ（Ｆｒｏｎｔ−ｅｎｇｉｎｅＲｅａｒ−Ｄｒｉｖｅ）構造を有し、ハイポイドギヤからなるフロントファイナルドライブ２２ｂとクラッチ機構２７を、エンジン１１の左右方向に分割して配置した。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータ駆動式４輪駆動車に関し、特に、前後輪の一方が内燃機関で他方が電動機で駆動されるモータ駆動式４輪駆動車に関する。

従来、前後輪の一方が内燃機関（エンジン）で他方が電動機（モータ）で駆動されるモータ駆動式４輪駆動車として、例えば、「パラレルハイブリッド電気自動車」（特許文献１参照）が知られている。

図６は、従来のモータ駆動式４輪駆動車の駆動系を示す概略構成図である。図６に示すように、モータ駆動式４輪駆動車であるパラレルハイブリッド電気自動車１は、エンジン２を駆動源とし、クラッチ３ａ、トランスミッション３ｂ、プロペラシャフト３ｃ、差動装置３ｄ、及びリアアクスル３ｅ，３ｆを経て後輪４Ａ，４Ｂを駆動するエンジン駆動系と、モータ５を駆動源とし、減速機部６ａ、ファイナルドライブ装置６ｂ、及びフロントアクスル６ｃ，６ｄを経て前輪７Ａ，７Ｂを駆動するモータ駆動系とを、互いに独立して設けている。モータ５は、バッテリ８ａからインバータ８ｂを介して供給される電力により駆動される。
特開２００３−１８７０８号公報

しかしながら、エンジンのみを動力とするＦＲ（Ｆｒｏｎｔ−ｅｎｇｉｎｅＲｅａｒ−Ｄｒｉｖｅ）ベースの４ＷＤ（４−ＷｈｅｅｌＤｒｉｖｅ）車と同様に、減速機部６ａの内部にモータ５の動力を断続するクラッチ（図示しない）を配置すると、２ＷＤ時、即ち、クラッチをオフ（ＯＦＦ）したときに、クラッチより下流の部品であるスプロケットやチェーン（図示しない）と共に、ファイナルドライブ装置６ｂ及びフロントアクスル６ｃ，６ｄが、前輪７Ａ，７Ｂに連れ回されてしまう。連れ回りが生じると燃費の悪化が避けられない。その上、クラッチから出力軸までの減速比の分だけ、クラッチ上の差回転が大きくなってしまう。

この発明の目的は、モータの動力を断続するクラッチのオフ時に、前輪に連れ回されてしまう駆動系部分を少なくして燃費の悪化を防ぐことができるモータ駆動式４輪駆動車を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係るモータ駆動式４輪駆動車は、前輪及び後輪をそれぞれ駆動する駆動源として少なくとも一つのモータを備えたモータ駆動式４輪駆動車において、前記駆動源から前輪へと駆動力が伝達される駆動系のフロントファイナルドライブより前輪側にクラッチ機構を配置したことを特徴としている。

この発明によれば、前輪及び後輪をそれぞれ駆動する駆動源として少なくとも一つのモータを備えたモータ駆動式４輪駆動車は、駆動源から前輪へと駆動力が伝達される駆動系のフロントファイナルドライブより前輪側に配置されたクラッチ機構によって、前輪駆動系が、フロントファイナルドライブ側より前輪側でクラッチ機構を境に分離される。
このため、モータの動力を断続するクラッチのオフ時に、前輪に連れ回されてしまう駆動系部分を少なくして燃費の悪化を防ぐことができる。また、クラッチから出力軸までの減速比の分だけクラッチ上の差回転が大きくなってしまうこともない。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係るモータ駆動式４輪駆動車の駆動系を示す概略構成図である。図１に示すように、モータ駆動式４輪駆動車１０は、車両前方に配置された縦置きのエンジン１１を駆動源として後輪１２Ａ，１２Ｂを駆動するエンジン駆動系と、モータ１３を駆動源として前輪１４Ａ，１４Ｂを駆動するモータ駆動系を、互いに独立して設けている。

エンジン駆動系は、エンジン１１の動力を、クラッチ１５、トランスミッション１６、プロペラシャフト１７、リヤファイナルドライブ１８、及びリアドライブシャフト１９ａ，１９ｂを経て、後輪１２Ａ，１２Ｂに伝達し、モータ駆動系は、モータ１３の動力を、トランスファ２０、フロントプロペラシャフト２１、フロントファイナルドライブ＆フロントディファレンシャル２２、及びフロントドライブシャフト２３ａ，２３ｂを経て、前輪１４Ａ，１４Ｂに伝達する。つまり、モータ駆動式４輪駆動車１０は、ＦＲ（Ｆｒｏｎｔ−ｅｎｇｉｎｅＲｅａｒ−Ｄｒｉｖｅ）構造をベースとしている。

モータ１３の動力を取り出すモータ軸１３ａは、円筒状の中空体からなり、その内部空間にプロペラシャフト２１を挿入配置する中空二重シャフト構造を有している。これにより、モータ１３を、プロペラシャフト２１と同軸に配置（図２参照）することができ、車両の左右方向における重量配分が向上する。なお、モータ１３及びトランスファ２０の位置については、車両の前後方向における重量配分に合わせて、プロペラシャフト２１上であればクラッチ１５からリヤファイナルドライブ１８の間のどこに配置してもよい。

図２は、図１のトランスファの内部を説明する概略構成図である。図２に示すように、トランスファ２０は、内部に、モータ軸１３ａの端部に装着された第１スプロケット２４、フロントプロペラシャフト２１の端部に装着された第２スプロケット２５、及び両スプロケット２４，２５間に架け渡されたチェン２６を有している。モータ１３の動力は、モータ軸１３ａから、第１スプロケット２４、チェン２６、第２スプロケット２５を経て、フロントプロペラシャフト２１に伝達される。

また、モータ１３を小型化するために高減速比の減速機を使用する場合は、モータ１３からフロントアクスル（フロントドライブシャフト）２３ａ，２３ｂの間に、クラッチ機構２７を配置する。クラッチ機構２７をフロントアクスル２３ａ，２３ｂ上に位置させる場合、フロントファイナルドライブ＆フロントディファレンシャル２２及びクラッチ機構２７を、エンジン１１の一方の側に配置（片側配置）し、或いはエンジン１１の両側に分けて配置（分割配置）する。

図３は、モータ駆動系の片側配置例を示し、（ａ）はディファレンシャル機構がベベルギヤタイプの概略構成図、（ｂ）はディファレンシャル機構が遊星歯車タイプの概略構成図である。図３に示すように、ディファレンシャル機構が、ベベルギヤタイプ（（ａ）参照）或いは遊星歯車タイプ（（ｂ）参照）の何れの場合も、モータ駆動系を構成するフロントディファレンシャル２２ａ、フロントファイナルドライブ２２ｂ、及びクラッチ機構２７は、エンジン１１の一方の側（ここでは、車両の前方に向かって左側を指す。以下同様）に配置されている。

なお、ディファレンシャル機構が、ベベルギヤタイプ（（ａ）参照）或いは遊星歯車タイプ（（ｂ）参照）の何れの場合であっても、フロントファイナルドライブ２２ｂは、ハイポイドギヤが用いられるので、ハイポイドオイルを使用する必要がある。このため、使用できるクラッチ機構２７が制限される。

図４は、ディファレンシャル機構がベベルギヤタイプの場合のモータ駆動系配置例を示し、（ａ）は分割配置（その一）の概略構成図、（ｂ）は分割配置（その二）の概略構成図である。図４に示すように、ディファレンシャル機構がベベルギヤタイプの場合、エンジン１１の一方の側に、フロントファイナルドライブ２２ｂのみを配置し、エンジン１１の他方の側（ここでは、車両の前方に向かって右側を指す。以下同様）に、フロントディファレンシャル２２ａ及びクラッチ機構２７を配置している（（ａ）参照）。或いは、エンジン１１の一方の側に、フロントディファレンシャル２２ａ及びフロントファイナルドライブ２２ｂを配置し、エンジン１１の他方の側に、クラッチ機構２７のみを配置している（（ｂ）参照）

図５は、ディファレンシャル機構が遊星歯車タイプの場合のモータ駆動系配置例を示し、（ａ）は分割配置（その一）の概略構成図、（ｂ）は分割配置（その二）の概略構成図である。図５に示すように、ディファレンシャル機構が遊星歯車タイプの場合、エンジン１１の一方の側に、フロントファイナルドライブ２２ｂのみを配置し、エンジン１１の他方の側に、フロントディファレンシャル２２ａ及びクラッチ機構２７を配置している（（ａ）参照）。或いは、エンジン１１の一方の側に、フロントディファレンシャル２２ａ及びフロントファイナルドライブ２２ｂを配置し、エンジン１１の他方の側に、クラッチ機構２７のみを配置している（（ｂ）参照）

なお、エンジン１１の他方の側に、クラッチ機構２７を単独で配置する場合（図４（ｂ），図５（ｂ）参照）、フロントアクスル２３ａが配置される部分は、フロントアクスル２３ａを中心軸とする３軸構造となる。

上述したように、モータ駆動系を構成するフロントディファレンシャル２２ａ、フロントファイナルドライブ２２ｂ、及びクラッチ機構２７の内、フロントファイナルドライブ２２ｂ及びクラッチ機構２７がそれぞれ単独になるように、エンジン１１の両側に分割配置している（図４，５参照）。このため、車両の左右方向における重量配分が向上する。その上、フロントファイナルドライブ２２ｂとクラッチ機構２７のケースが分割されることで、オイルも分離することができるので、クラッチ機構として、湿式多板クラッチ、２Ｗａｙクラッチ或いは１Ｗａｙクラッチを使用することができる。

このように、フロントディファレンシャル２２ａとフロントファイナルドライブ２２ｂの間にクラッチ機構２７を配置するため、２ＷＤ（クラッチＯＦＦ）時には、フロントディファレンシャル２２ａ、フロントドライブシャフト２３ａ，２３ｂのみが前輪１４Ａ，１４Ｂに連れ回されるので、フリクションが大幅に低減し燃費が向上する。その上、クラッチ上の差回転も大幅に減少する。

つまり、前後輪の一方が内燃機関（エンジン）で他方が電動機（モータ）で駆動されるモータ駆動式４輪駆動車のように、駆動源を２つ備えて、ＦＲ構造、ＦＦ（Ｆｒｏｎｔ−ｅｎｇｉｎｅＦｒｏｎｔ−Ｄｒｉｖｅ）構造、ＭＲ（Ｍｉｄｓｈｉｐ−ｅｎｇｉｎｅＲｅａｒ−Ｄｒｉｖｅ）構造をベースにした車両において、フロントファイナルドライブ２２ｂの下流側にクラッチ機構を配置している。

フロントファイナルドライブ２２ｂの下流側は、前輪をモータで駆動する場合にモータから前輪へと駆動力が伝達される駆動系にあって、フロントファイナルドライブ２２ｂより前輪側をいう。従って、クラッチ機構を、フロントディファレンシャル２２ａの下流側に配置しても良く、クラッチ機構を複数個設けても良い。

このように、この発明によれば、前輪及び後輪をそれぞれ駆動する駆動源として少なくとも一つのモータを備えたモータ駆動式４輪駆動車は、駆動源から前輪へと駆動力が伝達される駆動系のフロントファイナルドライブより前輪側に配置されたクラッチ機構によって、前輪駆動系が、フロントファイナルドライブ側より前輪側でクラッチ機構を境に分離されるので、モータの動力を断続するクラッチのオフ時に、前輪に連れ回されてしまう駆動系部分を少なくして燃費の悪化を防ぐことができる。また、クラッチから出力軸までの減速比の分だけクラッチ上の差回転が大きくなってしまう、ということもない。

この発明の一実施の形態に係るモータ駆動式４輪駆動車の駆動系を示す概略構成図である。図１のトランスファの内部を説明する概略構成図である。モータ駆動系の片側配置例を示し、（ａ）はディファレンシャル機構がベベルギヤタイプの概略構成図、（ｂ）はディファレンシャル機構が遊星歯車タイプの概略構成図である。ディファレンシャル機構がベベルギヤタイプの場合のモータ駆動系配置例を示し、（ａ）は分割配置（その一）の概略構成図、（ｂ）は分割配置（その二）の概略構成図である。ディファレンシャル機構が遊星歯車タイプの場合のモータ駆動系配置例を示し、（ａ）は分割配置（その一）の概略構成図、（ｂ）は分割配置（その二）の概略構成図である。従来のモータ駆動式４輪駆動車の駆動系を示す概略構成図である。

符号の説明

１０モータ駆動式４輪駆動車
１１エンジン
１２Ａ，１２Ｂ後輪
１３モータ
１３ａモータ軸
１４Ａ，１４Ｂ前輪
１５クラッチ
１６トランスミッション
１７プロペラシャフト
１８リヤファイナルドライブ
１９ａ，１９ｂリアドライブシャフト
２０トランスファ
２１フロントプロペラシャフト
２２フロントファイナルドライブ＆フロントディファレンシャル
２２ａフロントディファレンシャル
２２ｂフロントファイナルドライブ
２３ａ，２３ｂフロントドライブシャフト
２４第１スプロケット
２５第２スプロケット
２６チェン
２７クラッチ機構

Claims

前輪及び後輪をそれぞれ駆動する駆動源として少なくとも一つのモータを備えたモータ駆動式４輪駆動車において、
前記駆動源から前輪へと駆動力が伝達される駆動系のフロントファイナルドライブより前輪側にクラッチ機構を配置したことを特徴とするモータ駆動式４輪駆動車。
前記クラッチ機構を、前記フロントファイナルドライブとフロントディファレンシャルの間に配置したことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動式４輪駆動車。
車両前方側に配置されたエンジンで後輪を駆動すると共に、前輪をモータで駆動する構造を有し、ハイポイドギヤからなる前記フロントファイナルドライブと前記クラッチ機構を、前記エンジンの左右方向に分割して配置したことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動式４輪駆動車。
前記クラッチ機構と前記フロントディファレンシャルを共に、前記エンジンの左右何れかの側に配置したことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動式４輪駆動車。
前記モータのモータ軸内部空間に、前記エンジンの駆動力を前記後輪に伝達するプロペラシャフトを挿入配置した同軸構造を有することを特徴とする請求項３または４に記載のモータ駆動式４輪駆動車。