JP2019031215A - Hybrid four-wheel drive vehicle - Google Patents

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Abstract

To provide a hybrid four-wheel drive vehicle which can minimize spatial limitations on a motor which performs energy regeneration, increase an energy regeneration amount, and prevent or inhibit deterioration of NVH characteristics.SOLUTION: A hybrid four-wheel drive vehicle includes: an electric motor 13 configured to transmit torque to a second propeller shaft 10 and having a power generation function; and a transmission mechanism 15 which is connected to the side of the second propeller shaft 10 which is opposite to an engine 1 across a transfer 8 in a fore and aft direction of a vehicle body 2 and is configured so that a rotation number of the electric motor 13 becomes higher than a rotation number of the second propeller shaft. The electric motor 13 is disposed between the transfer 8 and the transmission mechanism 15 at the second propeller shaft 10 in the fore and aft direction of the vehicle body 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、駆動力源として内燃機関と、モータもしくは発電機能のあるモータとを備え、前輪および後輪を駆動して走行することのできるハイブリッド四輪駆動車に関するものである。   The present invention relates to a hybrid four-wheel drive vehicle that includes an internal combustion engine as a driving force source and a motor or a motor having a power generation function, and can travel by driving front wheels and rear wheels.

この種のハイブリッド車の一例が特許文献１の図２に記載されている。そのハイブリッド車は、エンジンとクラッチと駆動モータと自動変速機とトランスファとを、車両の前後方向でエンジン側から順に配列するとともに、トランスファから車両の前後方向で後方側にリヤプロペラシャフトが延びている。そのリヤプロペラシャフトにリヤデファレンシャルを介して後輪が連結されている。上述したリヤプロペラシャフトと平行にフロントプロペラシャフトが配置され、そのフロントプロペラシャフトとリヤプロペラシャフトとはトランスファを介してトルク伝達可能に連結されている。フロントプロペラシャフトはトランスファから車両の前後方向で前方側に延びており、そのフロントプロペラシャフトにフロントデファレンシャルを介して前輪が連結されている。また、フロントプロペラシャフトは車両の幅方向で駆動モータや自動変速機における一方の側に位置しており、駆動モータや自動変速機と隣接している。   An example of this type of hybrid vehicle is described in FIG. In the hybrid vehicle, an engine, a clutch, a drive motor, an automatic transmission, and a transfer are arranged in order from the engine side in the longitudinal direction of the vehicle, and a rear propeller shaft extends from the transfer to the rear side in the longitudinal direction of the vehicle. . A rear wheel is connected to the rear propeller shaft via a rear differential. A front propeller shaft is disposed in parallel with the above-described rear propeller shaft, and the front propeller shaft and the rear propeller shaft are connected to each other through a transfer so as to transmit torque. The front propeller shaft extends forward from the transfer in the front-rear direction of the vehicle, and a front wheel is connected to the front propeller shaft via a front differential. The front propeller shaft is positioned on one side of the drive motor or automatic transmission in the width direction of the vehicle, and is adjacent to the drive motor or automatic transmission.

特開２０１６−２７７２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-2772

特許文献１の図２に記載されたハイブリッド車では、例えば、パラレル走行時には、エンジンの出力を駆動モータのトルクによってアシストして走行し、減速時には、駆動モータによってエネルギ回生を行う。つまり、１つの駆動モータによって走行のためのトルクを出力しまたエネルギ回生を行うため、駆動モータでのいわゆる力行機能、および、回生機能のそれぞれを最適化することができず、エネルギを損失してしまう可能性がある。そこで、上述した各機能を最適化してエネルギの損失を抑制するために、駆動モータに加えて、エネルギ回生を行う他のモータを追加することが考えられる。例えば、フロントプロペラシャフトに他のモータを設けることが考えられるが、特許文献１の図２に記載された構成では、フロントプロペラシャフトは駆動モータや自動変速機に隣接して配置されているため、駆動モータや自動変速機と、他のモータとの干渉が生じやすく、スペース上の制約がある。また、上述した干渉を抑制するためには、例えば、他のモータを小型化せざるを得ず、エネルギの回生量が少なくなってしまう。更に、車両の前後方向でフロントプロペラシャフトにおける後方側に他のモータを配置するとすれば、車両の前後方向で後方側に配置される他の部材との干渉が生じる可能性がある。また、車両の前後方向で後方側に他のモータを配置すると、パワートレーンの中心あるいは重心から離れた箇所に他のモータが位置することになるため、パワートレーンの全体としての固有振動数が低下してしまう可能性がある。パワートレーンの固有振動数が小さくなると、走行時に駆動輪から入力される振動の周波数とパワートレーンの固有振動数との共振が生じやすくなり、ＮＶＨ特性が悪化してしまう可能性がある。   In the hybrid vehicle described in FIG. 2 of Patent Document 1, for example, during parallel running, the engine output is assisted by the torque of the drive motor, and during deceleration, energy regeneration is performed by the drive motor. In other words, since the driving torque is output by one drive motor and energy regeneration is performed, the so-called power running function and regeneration function of the drive motor cannot be optimized, and energy is lost. There is a possibility. Therefore, in order to optimize each function described above and suppress energy loss, it is conceivable to add another motor that performs energy regeneration in addition to the drive motor. For example, it is conceivable to provide another motor on the front propeller shaft. However, in the configuration described in FIG. 2 of Patent Document 1, the front propeller shaft is disposed adjacent to the drive motor and the automatic transmission. Interference between the drive motor and automatic transmission and other motors is likely to occur, and space is limited. Moreover, in order to suppress the interference mentioned above, for example, another motor must be reduced in size, and the amount of energy regeneration will decrease. Furthermore, if another motor is arranged on the rear side of the front propeller shaft in the front-rear direction of the vehicle, interference with other members arranged on the rear side in the front-rear direction of the vehicle may occur. In addition, if another motor is arranged on the rear side in the front-rear direction of the vehicle, the other motor is located at a position away from the center or the center of gravity of the power train, so the natural frequency as a whole of the power train is reduced. There is a possibility that. If the natural frequency of the power train is reduced, resonance between the vibration frequency input from the drive wheel during traveling and the natural frequency of the power train tends to occur, and the NVH characteristics may be deteriorated.

この発明は上記の技術的課題に着目して成されたものであり、エネルギ回生を行うモータに対するスペース上の制約を可及的に少なくすることができるとともに、エネルギの回生量を多くし、かつ、ＮＶＨ特性の悪化を防止もしくは抑制することができるハイブリッド四輪駆動車を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and can reduce the space restriction on the motor for performing energy regeneration as much as possible, increase the amount of energy regeneration, and An object of the present invention is to provide a hybrid four-wheel drive vehicle capable of preventing or suppressing deterioration of NVH characteristics.

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、前記エンジンに連結されかつ車体の前後方向に延びていて前記エンジンのトルクを第１駆動輪に伝達する第１プロペラシャフトと、前記第１プロペラシャフトと平行に配置されかつ第２駆動輪に前記エンジンのトルクを伝達する第２プロペラシャフトと、前記第１プロペラシャフトから前記第２プロペラシャフトに前記エンジンのトルクを伝達するトランスファとを有するハイブリッド四輪駆動車において、前記第２プロペラシャフトにトルク伝達可能に構成された発電機能を有する電動機と、前記第２プロペラシャフトにおける前記車体の前後方向で前記トランスファを挟んで前記エンジンとは反対側にトルク伝達可能に連結されていて前記第２プロペラシャフトの回転数に対して前記電動機の回転数が高回転数となるように構成された伝動機構とを備え、前記電動機は、前記第２プロペラシャフトにおける前記車体の前後方向で前記トランスファと前記伝動機構との間に配置されていることを特徴とするものである。   To achieve the above object, the present invention includes an engine, a first propeller shaft connected to the engine and extending in the front-rear direction of the vehicle body to transmit the torque of the engine to a first drive wheel, A second propeller shaft that is arranged in parallel with the one propeller shaft and transmits the engine torque to the second drive wheel; and a transfer that transmits the engine torque from the first propeller shaft to the second propeller shaft. In a hybrid four-wheel drive vehicle, an electric motor having a power generation function configured to transmit torque to the second propeller shaft, and an opposite side of the engine across the transfer in the front-rear direction of the vehicle body on the second propeller shaft To the number of rotations of the second propeller shaft. A transmission mechanism configured such that the number of rotations of the motor is high. The motor is disposed between the transfer and the transmission mechanism in the front-rear direction of the vehicle body on the second propeller shaft. It is characterized by that.

この発明によれば、第２プロペラシャフトにおける車体の前後方向で前方側からトランスファ、電動機、伝動機構の順に配列され、電動機は伝動機構を介して第２プロペラシャフトに連結されている。伝動機構は、第２プロペラシャフトの回転数に対して電動機の回転数が高回転数となるように構成されているため、電動機として、低トルク・高回転型のものつまり、小型化したものを採用することができ、スペース上の制約を少なくすることができる。その結果、電動機と車体に配置される他の部材との干渉を回避もしくは抑制して電動機の搭載性を向上することができる。また、走行慣性力によって電動機を回転させる場合には、電動機の回転数を高回転数にできることにより、電動機でのエネルギの回生量を多くすることができる。さらに、パワートレーンの全体としての中心あるいは重心に近い位置に重量物である電動機が配置される。そのため、パワートレーンの固有振動数を高くすることができ、車両の走行時に各駆動輪から入力される振動の周波数とパワートレーンの固有振動数との共振を防止もしくは抑制することができる。すなわち、ＮＶＨ特性の悪化を防止もしくは抑制することができる。   According to the present invention, the transfer, the electric motor, and the transmission mechanism are arranged in this order from the front side in the longitudinal direction of the vehicle body in the second propeller shaft, and the electric motor is connected to the second propeller shaft via the transmission mechanism. Since the transmission mechanism is configured such that the rotation speed of the motor is higher than the rotation speed of the second propeller shaft, a low-torque / high-rotation type motor, that is, a miniaturized one is used as the motor. It can be employed, and space constraints can be reduced. As a result, the mountability of the motor can be improved by avoiding or suppressing interference between the motor and other members arranged on the vehicle body. In addition, when the electric motor is rotated by the traveling inertia force, the amount of regenerative energy in the electric motor can be increased by making the rotational speed of the electric motor high. Further, a heavy electric motor is disposed at a position close to the center or the center of gravity of the power train as a whole. Therefore, the natural frequency of the power train can be increased, and resonance between the frequency of vibration input from each drive wheel and the natural frequency of the power train when the vehicle is traveling can be prevented or suppressed. That is, the deterioration of NVH characteristics can be prevented or suppressed.

この発明の第１実施形態におけるハイブリッド四輪駆動車のパワートレーンを示す模式図である。It is a schematic diagram showing a power train of the hybrid four-wheel drive vehicle in the first embodiment of the present invention. この発明の第２実施形態におけるハイブリッド四輪駆動車のパワートレーンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the power train of the hybrid four-wheel drive vehicle in 2nd Embodiment of this invention. この発明の第３実施形態におけるハイブリッド四輪駆動車のパワートレーンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the power train of the hybrid four-wheel drive vehicle in 3rd Embodiment of this invention.

（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態におけるハイブリッド四輪駆動車のパワートレーンを示す模式図である。ここに示す例は、エンジン１を車体２の前後方向で前方側に配置し、エンジン１の動力を後輪３に伝達するいわゆるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車をベースとした四輪駆動車の例である。後輪３がこの発明の実施形態における第１駆動輪に相当し、前輪４がこの発明の実施形態における第２駆動輪に相当する。また、エンジン１は前輪４側であって、左右の前輪４の間すなわち車体２の幅方向でのほぼ中央部に、後輪３側に向けていわゆる縦置きに配置されている。ここで、エンジン１の縦置きとは、エンジン１の図示しない出力軸が車体２の前後方向と平行な方向に延びるようにエンジン１を配置することである。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a power train of a hybrid four-wheel drive vehicle according to a first embodiment of the present invention. The example shown here is a four-wheel drive vehicle based on a so-called FR (front engine / rear drive) vehicle in which the engine 1 is arranged in the front-rear direction of the vehicle body 2 and transmits the power of the engine 1 to the rear wheels 3. It is an example. The rear wheel 3 corresponds to the first drive wheel in the embodiment of the present invention, and the front wheel 4 corresponds to the second drive wheel in the embodiment of the present invention. The engine 1 is arranged on the front wheel 4 side, between the left and right front wheels 4, that is, in a substantially central portion in the width direction of the vehicle body 2, so as to be arranged vertically so as to face the rear wheel 3. Here, the longitudinal placement of the engine 1 means that the engine 1 is arranged such that an output shaft (not shown) of the engine 1 extends in a direction parallel to the front-rear direction of the vehicle body 2.

エンジン１の出力側に変速機５が配置され、エンジン１の出力軸に変速機５の図示しない入力軸が連結されている。変速機５は、要は、入力回転数の出力回転数に対する比率を適宜に変更できる機構であって、有段変速機や変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機などによって構成することができる。変速機５は、より好ましくは、係合することによりトルクを伝達し、解放することによりトルクの伝達を遮断してニュートラル状態を設定することのできるクラッチ機構６を備えている。   A transmission 5 is disposed on the output side of the engine 1, and an input shaft (not shown) of the transmission 5 is connected to the output shaft of the engine 1. The transmission 5 is basically a mechanism that can appropriately change the ratio of the input rotation speed to the output rotation speed, and is configured by a stepped transmission or a continuously variable transmission that can continuously change the gear ratio. can do. More preferably, the transmission 5 includes a clutch mechanism 6 that can transmit torque by being engaged, and can interrupt transmission of torque by being released to set a neutral state.

エンジン１と変速機５とは、同一の軸線上に配置されており、エンジン１と変速機５との間に、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）７が配置されている。第１モータ・ジェネレータ７は、走行のためのトルクを出力し、またエンジン１をモータリングするトルクを出力し、さらにはシリーズハイブリッドモードではエンジン１のトルクによって駆動されて発電を行う。したがって、第１モータ・ジェネレータ７は、エンジン１の出力軸もしくは変速機５の入力軸に連結されている。第１モータ・ジェネレータ７は、エンジン１の出力軸もしくは変速機５の入力軸に直接連結されていてもよい。なお、第１モータ・ジェネレータ７をエンジン１の出力軸もしくは変速機５の入力軸に直接連結する場合には、第１モータ・ジェネレータ７をエンジン１や変速機５と同一の軸線上に配置してエンジン１の出力軸もしくは変速機５の入力軸に第１モータ・ジェネレータ７の図示しないロータを直接嵌合させて一体化すればよい。   The engine 1 and the transmission 5 are disposed on the same axis, and a first motor / generator (MG1) 7 is disposed between the engine 1 and the transmission 5. The first motor / generator 7 outputs a torque for running and outputs a torque for motoring the engine 1. Further, in the series hybrid mode, the first motor / generator 7 is driven by the torque of the engine 1 to generate electric power. Therefore, the first motor / generator 7 is connected to the output shaft of the engine 1 or the input shaft of the transmission 5. The first motor / generator 7 may be directly connected to the output shaft of the engine 1 or the input shaft of the transmission 5. When the first motor / generator 7 is directly connected to the output shaft of the engine 1 or the input shaft of the transmission 5, the first motor / generator 7 is disposed on the same axis as the engine 1 or the transmission 5. Then, the rotor (not shown) of the first motor / generator 7 may be directly fitted and integrated with the output shaft of the engine 1 or the input shaft of the transmission 5.

変速機５の出力側に四輪駆動用すなわち全輪駆動用のトランスファ８が配置されている。トランスファ８は、エンジン１が出力した動力もしくは変速機５から出力されるトルクを後輪３側と前輪４側とに分配する機構であり、チェーンやベルトを使用した巻き掛け伝動機構や歯車機構などによって構成することができる。また、トランスファ８は、前輪４と後輪３との差動回転を可能にする差動機構や、その差動回転を摩擦クラッチなどによって制限する差動制限機構を備えた差動機構からなるフルタイム四輪駆動機構、もしくは前輪４側へのトルクの伝達を選択的に遮断するパートタイム四輪駆動機構などによって構成することができる。図１には歯車機構によってトランスファ８を構成した例を示してあり、この発明の実施形態における第１プロペラシャフトに相当するリヤプロペラシャフト９に連結されたドライブギヤ８ａと、この発明の実施形態における第２プロペラシャフトに相当するフロントプロペラシャフト１０に連結されたドリブンギヤ８ｂとを備え、ドライブギヤ８ａとドリブンギヤ８ｂとが噛み合っている。   A transfer 8 for four-wheel drive, that is, all-wheel drive, is disposed on the output side of the transmission 5. The transfer 8 is a mechanism for distributing the power output from the engine 1 or the torque output from the transmission 5 to the rear wheel 3 side and the front wheel 4 side, such as a winding transmission mechanism or a gear mechanism using a chain or a belt. Can be configured. The transfer 8 is a full mechanism comprising a differential mechanism that enables differential rotation between the front wheels 4 and the rear wheels 3 and a differential limiting mechanism that limits the differential rotation by a friction clutch or the like. A time four-wheel drive mechanism or a part-time four-wheel drive mechanism that selectively blocks transmission of torque to the front wheel 4 side can be used. FIG. 1 shows an example in which a transfer 8 is constituted by a gear mechanism, and a drive gear 8a connected to a rear propeller shaft 9 corresponding to a first propeller shaft in the embodiment of the present invention, and in the embodiment of the present invention. A driven gear 8b connected to the front propeller shaft 10 corresponding to the second propeller shaft is provided, and the drive gear 8a and the driven gear 8b are engaged with each other.

リヤプロペラシャフト９は、変速機５またはトランスファ８から車両の前後方向で後方側に延びていて、リヤデファレンシャルギヤ１１に連結されている。リヤデファレンシャルギヤ１１は、左右の後輪３にトルクを伝達する終減速機である。また、フロントプロペラシャフト１０は、トランスファ８から車両の前後方向で前方側に延びていて、フロントデファレンシャルギヤ１２に連結されている。フロントデファレンシャルギヤ１２は、左右の前輪４にトルクを伝達する終減速機である。なお、フロントプロペラシャフト１０は、車体２の幅方向で、エンジン１や変速機５などを挟んで、車体２の幅方向での中心部に対して右側もしくは左側のいずれか一方側に偏って配置されている。これらフロントプロペラシャフト１０、変速機５、トランスファ８、ならびにリヤプロペラシャフト９などは、図示しないフロアパネルの下側すなわち床下に配置されている。   The rear propeller shaft 9 extends rearward from the transmission 5 or the transfer 8 in the vehicle front-rear direction, and is connected to the rear differential gear 11. The rear differential gear 11 is a final reduction gear that transmits torque to the left and right rear wheels 3. The front propeller shaft 10 extends forward from the transfer 8 in the front-rear direction of the vehicle, and is connected to the front differential gear 12. The front differential gear 12 is a final reduction gear that transmits torque to the left and right front wheels 4. The front propeller shaft 10 is disposed in the width direction of the vehicle body 2 so as to be biased to either the right side or the left side with respect to the center portion in the width direction of the vehicle body 2 with the engine 1 or the transmission 5 interposed therebetween. Has been. The front propeller shaft 10, the transmission 5, the transfer 8, the rear propeller shaft 9, and the like are arranged below a floor panel (not shown), that is, below the floor.

上述したフロントプロペラシャフト１０に、この発明の実施形態における電動機に相当する第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）１３が連結されている。第２モータ・ジェネレータ１３は走行のための駆動力を出力し、また、減速時にエネルギ回生を行うためのものであり、例えば永久磁石式の同期電動機のような発電機能のあるモータが採用されている。まず、第２モータ・ジェネレータ１３の配置について説明すると、第２モータ・ジェネレータ１３は、フロントプロペラシャフト１０における車体２の前後方向で後方側の端部より後方側に配置されている。より具体的には、図１で符号Ｒｍはフロアパネルの補強部材を示しており、その補強部材Ｒｍは車体２の前後方向でトランスファ８の後方側に位置しており、車体２の幅方向に延びている。第２モータ・ジェネレータ１３は、これらトランスファ８や補強部材Ｒｍなどとの干渉を回避もしくは抑制するとともに、パワートレーンの固有振動数を可及的に高くするために、車体２の前後方向で補強部材Ｒｍよりも前方側に配置されている。ここで、パワートレーンとは、エンジン１と自動変速機５と第１モータ・ジェネレータ７とトランスファ８と第２モータ・ジェネレータ１３となどの走行のためのトルクを出力しまたそのトルクを駆動輪３，４に伝達する装置類のことである。   A second motor / generator (MG2) 13 corresponding to the electric motor in the embodiment of the present invention is connected to the front propeller shaft 10 described above. The second motor / generator 13 outputs a driving force for traveling and performs energy regeneration during deceleration. For example, a motor having a power generation function such as a permanent magnet type synchronous motor is employed. Yes. First, the arrangement of the second motor / generator 13 will be described. The second motor / generator 13 is arranged on the rear side of the rear end portion of the front propeller shaft 10 in the front-rear direction of the vehicle body 2. More specifically, in FIG. 1, reference numeral Rm indicates a reinforcing member for the floor panel, and the reinforcing member Rm is located on the rear side of the transfer 8 in the front-rear direction of the vehicle body 2 and in the width direction of the vehicle body 2. It extends. The second motor / generator 13 avoids or suppresses interference with the transfer 8 and the reinforcing member Rm, and also increases the natural frequency of the power train as much as possible in the longitudinal direction of the vehicle body 2. It arrange | positions ahead of Rm. Here, the power train outputs torque for traveling of the engine 1, the automatic transmission 5, the first motor / generator 7, the transfer 8, the second motor / generator 13, and the like, and outputs the torque to the drive wheels 3. , 4 are the devices to be transmitted.

上記の第２モータ・ジェネレータ１３は、ここに示す例では、フロントプロペラシャフト１０における車体２の前後方向で後方側の端部に、減速ギヤ対１４とこの発明における伝動機構に相当する第１遊星歯車機構１５とを介して連結されている。減速ギヤ対１４はフロントプロペラシャフト１０における車体２の前後方向で第２モータ・ジェネレータ１３より前方側に配置されている。第１遊星歯車機構１５は第２モータ・ジェネレータ１３を挟んで減速ギヤ対１４とは反対側すなわち第２モータ・ジェネレータ１３の後方側に、第２モータ・ジェネレータ１３と同一軸線上に配置されている。したがって、上述した補強部材Ｒｍが位置している箇所には、第２モータ・ジェネレータ１３より外径の小さい第１遊星歯車機構１５が配置され、第２モータ・ジェネレータ１３と補強部材Ｒｍとの干渉が防止もしくは抑制されている。   In the example shown here, the above-mentioned second motor / generator 13 is provided with a reduction gear pair 14 and a first planetary gear corresponding to the transmission mechanism in the present invention at the rear end of the front propeller shaft 10 in the front-rear direction of the vehicle body 2. It is connected via a gear mechanism 15. The reduction gear pair 14 is disposed in front of the second motor / generator 13 in the front-rear direction of the vehicle body 2 on the front propeller shaft 10. The first planetary gear mechanism 15 is disposed on the same axis as the second motor / generator 13 on the opposite side of the speed reduction gear pair 14 across the second motor / generator 13, that is, on the rear side of the second motor / generator 13. Yes. Accordingly, the first planetary gear mechanism 15 having an outer diameter smaller than that of the second motor / generator 13 is disposed at the position where the reinforcing member Rm described above is located, and interference between the second motor / generator 13 and the reinforcing member Rm. Is prevented or suppressed.

減速ギヤ対１４はフロントプロペラシャフト１０と同軸上であって、フロントプロペラシャフト１０における車体２の前後方向で後方側の端部に連結されたドリブンギヤ１４ａと、ドリブンギヤ１４ａより小径すなわちドリブンギヤ１４ａより歯数が少ないドライブギヤ１４ｂとによって構成されている。なお、各ギヤ１４ａ，１４ｂは、軸線に対して斜めに歯が形成されたヘリカルギヤである。第１遊星歯車機構１５はサンギヤ１５Ｓと、サンギヤ１５Ｓと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１５Ｒと、サンギヤ１５Ｓおよびリングギヤ１５Ｒに噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤ１５Ｃとを回転要素としたシングルピニオン型の遊星歯車機構であって、その外径は第２モータ・ジェネレータ１３の外径より小さく設定されている。ここに示す例では、サンギヤ１５Ｓにケーシングなどの所定の固定部１６が連結され、リングギヤ１５Ｒに第２モータ・ジェネレータ１３の図示しないロータが連結されている。そのロータの図示しないロータシャフトは円筒状に形成されており、そのロータシャフトの内部をキャリヤ１５Ｃのキャリヤ軸が貫通している。そのキャリヤ軸における車体２の前後方向で前方側の端部にドライブギヤ１４ｂが連結されている。そのため、第２モータ・ジェネレータ１３がモータとして機能してトルクを出力する場合には、入力要素となる第１遊星歯車機構１５のリングギヤ１５Ｒの回転数に対して、出力要素となるキャリヤ１５Ｃの回転数が低回転数になる。また、キャリヤ１５Ｃに連結されたドライブギヤ１４ｂの回転数に対して、ドリブンギヤ１４ａの回転数が低回転数になる。すなわち、第２モータ・ジェネレータ１３がモータとして機能してトルクを出力する場合には、減速ギヤ対１４と第１遊星歯車機構１５とは共に減速機構として機能し、第２モータ・ジェネレータ１３の回転数は、図１に示す例では２段階に減速される。   The reduction gear pair 14 is coaxial with the front propeller shaft 10 and has a driven gear 14a connected to the rear end of the front propeller shaft 10 in the front-rear direction of the vehicle body 2 and a smaller diameter than the driven gear 14a, that is, the number of teeth from the driven gear 14a. And the drive gear 14b with a small amount. Each gear 14a, 14b is a helical gear having teeth formed obliquely with respect to the axis. The first planetary gear mechanism 15 includes a sun gear 15S, a ring gear 15R that is an internal gear arranged concentrically with the sun gear 15S, and a carrier 15C that holds the pinion gear meshed with the sun gear 15S and the ring gear 15R. The outer diameter of the single pinion type planetary gear mechanism is set smaller than the outer diameter of the second motor / generator 13. In the example shown here, a predetermined fixing portion 16 such as a casing is connected to the sun gear 15S, and a rotor (not shown) of the second motor / generator 13 is connected to the ring gear 15R. The rotor shaft (not shown) of the rotor is formed in a cylindrical shape, and the carrier shaft of the carrier 15C passes through the rotor shaft. A drive gear 14b is connected to the front end of the carrier shaft in the front-rear direction of the vehicle body 2. Therefore, when the second motor / generator 13 functions as a motor and outputs torque, the rotation of the carrier 15C serving as an output element with respect to the rotational speed of the ring gear 15R of the first planetary gear mechanism 15 serving as an input element. The number is low. In addition, the rotational speed of the driven gear 14a is lower than the rotational speed of the drive gear 14b connected to the carrier 15C. That is, when the second motor / generator 13 functions as a motor and outputs torque, both the reduction gear pair 14 and the first planetary gear mechanism 15 function as a reduction mechanism, and the rotation of the second motor / generator 13 rotates. The number is decelerated in two steps in the example shown in FIG.

したがって、図１に示す構成では、第２モータ・ジェネレータ１３は減速機構として機能する減速ギヤ対１４と第１遊星歯車機構１５とを介してフロントプロペラシャフト１０に連結されるため、第２モータ・ジェネレータ１３として、低トルク・高回転型のモータを採用することができる。そのため、スペース上の制約を少なくして車両への搭載性を向上することができる。また、第２モータ・ジェネレータ１３は車体２の前後方向でフロントプロペラシャフト１０における減速ギヤ対１４や第１遊星歯車機構１５よりも前方側に配置され、第１遊星歯車機構１５が配置される箇所にはフロアパネルの補強部材Ｒｍが位置している。つまり、補強部材Ｒｍを避けて第２モータ・ジェネレータ１３を配置することができるため、これによってもスペース上の制約を少なくしてパワートレーンの全体としての搭載性を向上することができる。また、パワートレーンの全体としての中心あるいは重心に近い位置に重量物である第２モータ・ジェネレータ１３を配置することができるため、パワートレーンの全体としての中心あるいは重心から離れた箇所に第２モータ・ジェネレータ１３を配置する場合と比較して、上記構成のハイブリッド車におけるパワートレーンの固有振動数を可及的に高い振動数とすることができる。これにより、車両の走行に伴って駆動輪３，４から入力される振動の周波数とパワートレーンの固有振動数との共振を回避もしくは抑制することができる。言い換えれば、既存の四輪駆動車における床下に生じているスペースを有効に利用して、各部材や装置の配置をいわゆる最適化することができるので、既存の四輪駆動車の構造を大きく変更することなく、ＮＶＨ特性が良好ないわゆる２モータ式のハイブリッド車を構成することができる。   Accordingly, in the configuration shown in FIG. 1, the second motor / generator 13 is connected to the front propeller shaft 10 via the reduction gear pair 14 and the first planetary gear mechanism 15 that function as a reduction mechanism. As the generator 13, a low torque / high rotation type motor can be employed. For this reason, it is possible to reduce the restrictions on the space and improve the mountability to the vehicle. Further, the second motor / generator 13 is disposed in front of the speed reduction gear pair 14 and the first planetary gear mechanism 15 in the front propeller shaft 10 in the front-rear direction of the vehicle body 2, and the first planetary gear mechanism 15 is disposed. The floor panel reinforcing member Rm is located at the bottom. That is, since the second motor / generator 13 can be disposed avoiding the reinforcing member Rm, it is possible to reduce the space restriction and improve the power train as a whole. Further, since the second motor / generator 13 which is a heavy object can be disposed at a position close to the center or the center of gravity of the power train as a whole, the second motor is located at a position away from the center or the center of gravity of the power train as a whole. -Compared with the case where the generator 13 is arrange | positioned, the natural frequency of the power train in the hybrid vehicle of the said structure can be made as high as possible. Thereby, it is possible to avoid or suppress the resonance between the vibration frequency input from the drive wheels 3 and 4 and the natural frequency of the power train as the vehicle travels. In other words, the space under the floor of an existing four-wheel drive vehicle can be effectively used to optimize the arrangement of each member and device, so the structure of the existing four-wheel drive vehicle has changed significantly. Therefore, a so-called two-motor hybrid vehicle with good NVH characteristics can be configured.

また、上記構成のハイブリッド車によれば、第２モータ・ジェネレータ１３がトルクを出力する場合には、減速ギヤ対１４と第１遊星歯車機構１５とは共に減速機構として機能するため、第２モータ・ジェネレータ１３として、低トルク・高回転型のモータを採用したとしても、第２モータ・ジェネレータ１３のトルクによって発進する場合には、前輪４での駆動力を大きくして発進加速性を良好にすることができる。一方、減速時であって、第２モータ・ジェネレータ１３を発電機として機能させてエネルギ回生を行う場合には、フロントプロペラシャフト１０の回転数に対して第２モータ・ジェネレータ１３の回転数が高くなる。つまり減速時には、減速ギヤ対１４と第１遊星歯車機構１５とは共に増速機構として機能する。また、前輪４での接地荷重が大きくあるいはスリップ限界が高いので、効率の良いエネルギ回生を行うことができる。   Further, according to the hybrid vehicle configured as described above, when the second motor / generator 13 outputs torque, both the reduction gear pair 14 and the first planetary gear mechanism 15 function as a reduction mechanism.・ Even if a low-torque / high-rotation type motor is used as the generator 13, when starting with the torque of the second motor / generator 13, the driving force at the front wheels 4 is increased to improve the starting acceleration. can do. On the other hand, when the second motor / generator 13 functions as a generator and performs energy regeneration during deceleration, the rotational speed of the second motor / generator 13 is higher than the rotational speed of the front propeller shaft 10. Become. That is, at the time of deceleration, both the reduction gear pair 14 and the first planetary gear mechanism 15 function as a speed increasing mechanism. In addition, since the ground contact load on the front wheel 4 is large or the slip limit is high, efficient energy regeneration can be performed.

（第２実施形態）
図２に示す例は、図１に示す構成における減速ギヤ対１４を、第２遊星歯車機構１７に替えた例である。第２遊星歯車機構１７は、サンギヤ１７Ｓと、サンギヤ１７Ｓと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１７Ｒと、サンギヤ１７Ｓおよびリングギヤ１７Ｒに噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤ１７Ｃとを回転要素としたシングルピニオン型の遊星歯車機構であって、フロントプロペラシャフト１０と同一軸線上に配置されている。第２遊星歯車機構１７の外径は第２モータ・ジェネレータ１３の外径より小さく、全体として第１遊星歯車機構１５とほぼ同じ外径に設定されている。ここに示す例では、サンギヤ１７Ｓに第１遊星歯車機構１５におけるキャリヤ１５Ｃのキャリヤ軸が連結され、リングギヤ１７Ｒに固定部１６が連結されている。第２遊星歯車機構１７のキャリヤ１７Ｃに、ドライブギヤ１４ｂが連結されている。すなわち、ここに示す例では、第２モータ・ジェネレータ１３と、各遊星歯車機構１５，１７とがフロントプロペラシャフト１０と同一軸線上に配置されている。そして、第２モータ・ジェネレータ１３がモータとして機能してトルクを出力する場合には、入力要素となる第２遊星歯車機構１７のサンギヤ１７Ｓの回転数に対して、出力要素となるキャリヤ１７Ｃの回転数が低回転数になり、第２遊星歯車機構１７は減速機構として機能する。 (Second Embodiment)
The example shown in FIG. 2 is an example in which the reduction gear pair 14 in the configuration shown in FIG. 1 is replaced with a second planetary gear mechanism 17. The second planetary gear mechanism 17 rotates a sun gear 17S, a ring gear 17R that is an internal gear arranged concentrically with the sun gear 17S, and a carrier 17C that holds a pinion gear that meshes with the sun gear 17S and the ring gear 17R. A single pinion type planetary gear mechanism as an element, which is arranged on the same axis as the front propeller shaft 10. The outer diameter of the second planetary gear mechanism 17 is smaller than the outer diameter of the second motor / generator 13 and is set to be substantially the same outer diameter as that of the first planetary gear mechanism 15 as a whole. In the example shown here, the carrier shaft of the carrier 15C in the first planetary gear mechanism 15 is connected to the sun gear 17S, and the fixed portion 16 is connected to the ring gear 17R. A drive gear 14 b is coupled to the carrier 17 </ b> C of the second planetary gear mechanism 17. That is, in the example shown here, the second motor / generator 13 and the planetary gear mechanisms 15 and 17 are arranged on the same axis as the front propeller shaft 10. When the second motor / generator 13 functions as a motor and outputs torque, the rotation of the carrier 17C serving as an output element with respect to the rotational speed of the sun gear 17S of the second planetary gear mechanism 17 serving as an input element. The number becomes low and the second planetary gear mechanism 17 functions as a speed reduction mechanism.

図２に示す構成においても、減速機構として機能する第１遊星歯車機構１５および第２遊星歯車機構１７を介してフロントプロペラシャフト１０に第２モータ・ジェネレータ１３が連結されるため、第２モータ・ジェネレータ１３として低トルク・高回転型のモータを採用することができ、スペース上の制約を少なくすることができる。また、第１実施形態と同様に、車体２の前後方向で第１遊星歯車機構１５より前方側に第２モータ・ジェネレータ１３が配置されるため、第２モータ・ジェネレータ１３と補強部材Ｒｍとの干渉を回避もしくは抑制することができ、これによってもパワートレーンの全体としての搭載性を向上することができる。また、パワートレーンの中心あるいは重心に近い位置に第２モータ・ジェネレータ１３が配置されるので、パワートレーンの固有振動数を高い振動数にすることができる。その結果、上述した共振を防止もしくは抑制することができる。また、発進や加速時には、第２モータ・ジェネレータ１３が高回転数型のモータであっても十分な駆動トルクを得ることができる。一方、減速時には、第１遊星歯車機構１５と第２遊星歯車機構１７とによってフロントプロペラシャフト１０の回転数に対して第２モータ・ジェネレータ１３の回転数が高くなるため、前輪４から伝達されるトルクによって第２モータ・ジェネレータ１３を発電機として機能させることにより、上述した第１実施形態と同様に、効率の良いエネルギ回生を行うことができる。   Also in the configuration shown in FIG. 2, the second motor generator 13 is connected to the front propeller shaft 10 via the first planetary gear mechanism 15 and the second planetary gear mechanism 17 that function as a speed reduction mechanism. A low torque / high rotation type motor can be employed as the generator 13, and space constraints can be reduced. Similarly to the first embodiment, since the second motor / generator 13 is disposed in front of the first planetary gear mechanism 15 in the longitudinal direction of the vehicle body 2, the second motor / generator 13 and the reinforcing member Rm Interference can be avoided or suppressed, and this can also improve the overall mountability of the power train. Further, since the second motor / generator 13 is disposed at a position close to the center or the center of gravity of the power train, the natural frequency of the power train can be increased. As a result, the above-described resonance can be prevented or suppressed. Further, at the time of starting or accelerating, a sufficient driving torque can be obtained even if the second motor / generator 13 is a high-rotation type motor. On the other hand, at the time of deceleration, the first planetary gear mechanism 15 and the second planetary gear mechanism 17 cause the rotation speed of the second motor / generator 13 to be higher than the rotation speed of the front propeller shaft 10, so that the transmission is transmitted from the front wheels 4. By causing the second motor / generator 13 to function as a generator by torque, efficient energy regeneration can be performed as in the first embodiment described above.

（第３実施形態）
図３に示す例は、図１に示す構成のうち減速ギヤ対１４を取り除くと共に、フロントプロペラシャフト１０における車体２の前後方向で後方側の端部に、第１遊星歯車機構１５におけるキャリヤ１５Ｃのキャリヤ軸を直接連結した例である。すなわち、図３に示す例では、フロントプロペラシャフト１０と同一軸線上に第２モータ・ジェネレータ１３と第１遊星歯車機構１５とが配置されている。この図３に示す構成であっても、減速機構として機能する第１遊星歯車機構１５を介してフロントプロペラシャフト１０に第２モータ・ジェネレータ１３が連結されるため、第２モータ・ジェネレータ１３として低トルク・高回転型のモータを採用することができ、スペース上の制約を少なくすることができる。また、第２モータ・ジェネレータ１３は車体２の前後方向で第１遊星歯車機構１５より前方側に配置されるため、第２モータ・ジェネレータ１３と補強部材Ｒｍとの干渉を回避もしくは抑制してパワートレーンの全体としての搭載性を向上することができる。また、パワートレーンの固有振動数を高い振動数にすることができるため、上述した共振を防止もしくは抑制することができる。また、発進や加速時には、第２モータ・ジェネレータ１３が高回転数型のモータであっても十分な駆動トルクを得ることができる。減速時には、第１遊星歯車機構１５によってフロントプロペラシャフト１０の回転数に対して第２モータ・ジェネレータ１３の回転数が高くなるため、前輪４から伝達されるトルクによって第２モータ・ジェネレータ１３を発電機として機能させることにより、第１実施形態や第２実施形態と同様に、効率の良いエネルギ回生を行うことができる。 (Third embodiment)
In the example shown in FIG. 3, the reduction gear pair 14 is removed from the configuration shown in FIG. 1, and the carrier 15 </ b> C in the first planetary gear mechanism 15 is disposed at the rear end of the front propeller shaft 10 in the front-rear direction of the vehicle body 2. This is an example in which carrier shafts are directly connected. That is, in the example shown in FIG. 3, the second motor / generator 13 and the first planetary gear mechanism 15 are arranged on the same axis as the front propeller shaft 10. Even in the configuration shown in FIG. 3, the second motor / generator 13 is connected to the front propeller shaft 10 via the first planetary gear mechanism 15 functioning as a speed reduction mechanism. A torque / high rotation type motor can be employed, and space constraints can be reduced. Further, since the second motor / generator 13 is disposed in front of the first planetary gear mechanism 15 in the front-rear direction of the vehicle body 2, the interference between the second motor / generator 13 and the reinforcing member Rm is avoided or suppressed. The mounting ability of the train as a whole can be improved. Moreover, since the natural frequency of the power train can be increased, the above-described resonance can be prevented or suppressed. Further, at the time of starting or accelerating, a sufficient driving torque can be obtained even if the second motor / generator 13 is a high-rotation type motor. During deceleration, the first planetary gear mechanism 15 causes the rotation speed of the second motor / generator 13 to be higher than the rotation speed of the front propeller shaft 10, so that the torque transmitted from the front wheels 4 generates the second motor / generator 13. By functioning as a machine, efficient energy regeneration can be performed as in the first and second embodiments.

なお、この発明は上述した実施形態で示した構成に限定されないのであって、特許を請求している範囲で適宜に変更して実施することができる。例えば、第２モータ・ジェネレータ１３と第１遊星歯車機構１５とを一体化していわゆるギヤードモータとしてもよい。この場合には、全体としての部品点数を少なくしたり、車両に取り付ける際の作業性を向上したりすることができる。また、エンジン１を後輪３側に車体２の前方に向けて配置し、エンジン１の駆動トルクは前輪４に対して伝達する一方、トランスファ８から後輪３に駆動トルクを伝達するように構成してもよい。また、伝動機構などに遊星歯車機構を用いる場合、サンギヤやリングギヤあるいはキャリヤなどの回転要素を、適宜に、入力要素や固定要素あるいは出力要素となるように構成してよい。   In addition, this invention is not limited to the structure shown by embodiment mentioned above, Comprising: In the range which has claimed the patent, it can change suitably and can implement. For example, the second motor / generator 13 and the first planetary gear mechanism 15 may be integrated to form a so-called geared motor. In this case, the number of parts as a whole can be reduced, and workability when attaching to a vehicle can be improved. The engine 1 is arranged on the rear wheel 3 side toward the front of the vehicle body 2, and the driving torque of the engine 1 is transmitted to the front wheel 4, while the driving torque is transmitted from the transfer 8 to the rear wheel 3. May be. When a planetary gear mechanism is used for a transmission mechanism or the like, a rotating element such as a sun gear, a ring gear, or a carrier may be appropriately configured as an input element, a fixed element, or an output element.

１…エンジン、 ２…車体、 ３…後輪（第１駆動輪）、 ４…前輪（第２駆動輪）、 、 ８…トランスファ、 ９…リヤプロペラシャフト（第１プロペラシャフト）、 １０…フロントプロペラシャフト（第２プロペラシャフト）、 １３…第２モータ・ジェネレータ（電動機）、 １５…第１遊星歯車機構（伝動機構）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Vehicle body, 3 ... Rear wheel (1st driving wheel), 4 ... Front wheel (2nd driving wheel), 8 ... Transfer, 9 ... Rear propeller shaft (1st propeller shaft), 10 ... Front propeller Shaft (second propeller shaft), 13 ... second motor / generator (electric motor), 15 ... first planetary gear mechanism (transmission mechanism).

Claims (1)

エンジンと、前記エンジンに連結されかつ車体の前後方向に延びていて前記エンジンのトルクを第１駆動輪に伝達する第１プロペラシャフトと、前記第１プロペラシャフトと平行に配置されかつ第２駆動輪に前記エンジンのトルクを伝達する第２プロペラシャフトと、前記第１プロペラシャフトから前記第２プロペラシャフトに前記エンジンのトルクを伝達するトランスファとを有するハイブリッド四輪駆動車において、
前記第２プロペラシャフトにトルク伝達可能に構成された発電機能を有する電動機と、
前記第２プロペラシャフトにおける前記車体の前後方向で前記トランスファを挟んで前記エンジンとは反対側にトルク伝達可能に連結されていて前記第２プロペラシャフトの回転数に対して前記電動機の回転数が高回転数となるように構成された伝動機構とを備え、
前記電動機は、前記第２プロペラシャフトにおける前記車体の前後方向で前記トランスファと前記伝動機構との間に配置されている
ことを特徴とするハイブリッド四輪駆動車。 An engine, a first propeller shaft coupled to the engine and extending in the front-rear direction of the vehicle body to transmit the torque of the engine to the first drive wheel; and a second drive wheel disposed in parallel with the first propeller shaft A hybrid four-wheel drive vehicle having a second propeller shaft that transmits the torque of the engine to the first propeller shaft, and a transfer that transmits the torque of the engine from the first propeller shaft to the second propeller shaft.
An electric motor having a power generation function configured to transmit torque to the second propeller shaft;
The second propeller shaft is connected to the opposite side of the engine across the transfer in the front-rear direction of the vehicle body so that torque can be transmitted, and the rotational speed of the motor is higher than the rotational speed of the second propeller shaft. A transmission mechanism configured to be at the rotational speed,
The hybrid four-wheel drive vehicle, wherein the electric motor is disposed between the transfer and the transmission mechanism in a longitudinal direction of the vehicle body on the second propeller shaft.
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