JP4345241B2 - ハイブリッド自動車のパワーユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車のパワーユニットに関し、特に内燃機関（エンジン）からの振動伝達を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンをエンジンルーム内で走行方向に対して横置きするような前輪駆動タイプの自動車においては、エンジンのロール慣性主軸上に配置したマウントによってパワーユニットを弾性支持することで、エンジンのトルク変動により発生するエンジンのロール振動の車両への伝達を低減するものが知られている（特開平８−３３２８５８号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにエンジンを横置きする場合、車両上方から見ると、図１８に示すように、駆動力伝達機構であるトランスミッション２３は車両後側に重量物であるデファレンシャル装置２５を有するため、その重心Ｇｔがエンジン２２の重心Ｇｅよりも後方側にずれ、パワーユニットのロール慣性主軸２４はクランク軸２６に対してトランスミッション２３側が後方へずれたものになる。
【０００４】
また、車両２１の前方から見ると、図１９に示すように、エンジン２２の重心Ｇｅよりもトランスミッション２３の重心位置Ｇｔが低いため、ロール慣性主軸２４はクランク軸２６に対してトランスミッション２３側が下方にずれたものになる。
このため、ロール慣性主軸２４とトルク変動の入力軸となるクランク軸２６とが平行とならず、振動が連成してロール振動以外にも振動が発生してしまう。
【０００５】
また、ロール慣性主軸上にマウント２７、２８を配置するためには、トランスミッション２３側の位置をかなり低くしなければならないが、図１９に示すように、通常この位置には車両メンバー２９があるため、実際には、該車両メンバー２９の上方にマウント２７を配置せざるを得ない。
このため、エンジン２のロール振動の車体への伝達を十分に低減することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであって、エンジンからの振動伝達を効果的に低減し、振動の連成による新たな振動の発生を防止できるハイブリッド自動車のパワーユニット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】
そのため、請求項１に係る発明は、内燃機関と、該内燃機関に連結され、前記内燃機関により駆動される発電部と発電部で発電された電気により駆動される電動部とを備えた駆動力伝達機構と、を含んで構成されるハイブリッド自動車のパワーユニットにおいて、複数の弾性支持部材を介して車体に支持されるものであって、該複数の弾性支持部材のうち少なくとも２つが、支持するパワーユニットのロール慣性主軸上に設置され、前記駆動力伝達機構の重心が内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記パワーユニットのロール慣性主軸が、内燃機関のクランク軸を含む水平面と略平行となるよう構成されることを特徴とする。請求項３に係る発明は、前記パワーユニットのロール慣性主軸が、内燃機関のクランク軸を含む鉛直面と略平行となるように構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記発電部と電動部のうち少なくとも一方の重心が、内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成されていることを特徴とする。請求項５に係る発明は、前記発電部と電動部の少なくとも一方の重心が、内燃機関の重心位置より上方に位置するよう構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、デファレンシャル装置と前記駆動力伝達機構とが一体的に構成されたパワーユニットであって、前記デファレンシャル装置の重心と前記発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれ配置されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、バッテリ又は前記発電部からの電流を交流に変換して前記電動部に供給するインバータと前記駆動力伝達機構とが一体的に構成されたパワーユニットであって、前記インバータの重心が内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、前記インバータの重心と前記発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれ配置されたことを特徴とする。請求項９に係る発明は、前記パワーユニットが、内燃機関の駆動により発電した電力によって駆動する電動部のみが車軸を駆動するシリーズ型ハイブリッド用のパワーユニットであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、駆動力伝達機構の重心を内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成することで、パワーユニットの慣性主軸がクランク軸と平行に近くなるので、振動の連成を抑制できる。また、パワーユニットのロール慣性主軸上に該パワーユニットを支持する弾性支持部材を配置することにより、エンジンのトルク変動に伴って発生するロール慣性主軸回りの振動の車体への伝達を大幅に低減できる。
【００１５】
また、慣性主軸の駆動力伝達機構側が引き上げられるので、駆動力伝達機構側でパワーユニットを支持する弾性支持部材についても、車体メンバーとの干渉を回避して慣性主軸上に配置できるので、車体への振動伝達を大幅に低減できる。
請求項２に係る発明によれば、
パワーユニットの慣性主軸が内燃機関のクランク軸を含む水平面と略平行となるよう構成されているので、振動の連成を抑制できる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、
パワーユニットの慣性主軸が内燃機関のクランク軸を含む鉛直面と略平行となるよう構成することで、振動の連成を抑制できる。
そして、請求項２に係る発明と合わせて、前記慣性主軸がクランク軸を含む水平面及び鉛直面と略平行となるよう構成すれば、より確実に振動の連成を抑制できる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、発電部と電動部のうち少なくとも一方の重心が、内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成することで、重量物である発電部（ジェネレータ）、電動部（モータ）、又は、発電部と電動部の双方の機能を備えた発電電動部（モータジェネレータ）が内燃機関のクランク軸より上方に配置され、駆動力伝達機構の重心位置を高くすることができる。これにより、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む水平面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、発電部と電動部の少なくとも一方の重心が、内燃機関の重心位置より上方に位置するよう構成することで、重量物である発電部（ジェネレータ）、電動部（モータ）、又は、発電部と電動部の双方の機能を備えた発電電動部（モータジェネレータ）が内燃機関の重心より上方に配置され、駆動力伝達機構の重心位置を高くすることができる。これにより、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む水平面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、デファレンシャル装置と前記駆動力伝達機構とが一体的に構成された、すなわち、デファレンシャル装置が駆動力伝達機構内に設置され、又は駆動力伝達機構に一体的に支持されたパワーユニットにあっては、重量物であるデファレンシャル装置の重心と、同じく重量物である発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれと配置することで、デファレンシャル装置による駆動力伝達機構の重心の車両前後方向のずれを抑えるので、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む鉛直面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００２１】
請求項７に係る発明によれば、インバータと駆動力伝達機構とが一体的に構成された、すなわち、インバータが駆動力伝達機構内に設置され、又は駆動力伝達機構に一体的に支持されたパワーユニットにあっては、重量物であるインバータの重心が内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成することで、駆動力伝達機構の重心位置を高くすることができる。これにより、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む水平面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、インバータと駆動力伝達機構とが一体的の構成されたパワーユニットにあっては、重量物であるインバータの重心と、同じく重量物である発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれと配置することで、駆動力伝達機構の重心の車両前後方向のずれを抑え、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む鉛直面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００２３】
請求項９に係る発明によれば、シリーズ型のハイブリッドパワーユニットでは、電動部がエンジンのクランク軸及び発電部と機械的に結合されていないため、電動部の設置位置の自由度が高い。従って、モータの設置位置を適宜設定することでパワーユニットの慣性主軸を、クランク軸に対して容易に平行とすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第1実施形態の全体構成を示すシステムである。
図に示すように、本実施形態では、エンジン２及びモータジェネレータ１０の双方が車軸を駆動するパラレル型のハイブリッドを採用している。
【００２５】
図２、３は、エンジン２と駆動伝達機構であるトランスミッション２０とが結合して構成される本実施形態に係るパワーユニット１１を示す。
トランスミッション２０は、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）１２と、前記エンジン２により駆動されて発電する発電部（ジェネレータ）及び発電部で発電された電力により駆動される電動部（モータ）の両方の機能を備えたモータジェネレータ１０と、を含んで構成されている。
【００２６】
前記モータジェネレータ１０は、図４に示すように、ギヤ１４を介してトランスミッション２０の入力軸１３と連結されており、入力軸１３はクラッチ１５を介してエンジン２のクランク軸６と結合されている。
以上のように構成されたパワーユニット１１を自動車１のエンジンルーム１２内に横置きに搭載した状態を図５、６に示す。
【００２７】
図に示すように、パワーユニット１１は、ロール慣性主軸４上に配置したエンジンマウント７、８により弾性支持されており、また、車両前後方向にもパワーユニット１１を支持する部材１４、１５が設けられている。
ここで、動作を説明すると、クラッチ１５が繋がりエンジン２が車軸２１を駆動すると、モータジェネレータ１０も回転して発電し、発電された電力は、車体に設置されたインバータ１８を介してバッテリ１９に蓄えられる。
【００２８】
バッテリ１８に蓄えられた電力は、インバータ１８を介してモータジェネレータ１０に供給されてモータジェネレータ１０を駆動し、エンジン２による駆動力にモータジェネレータ１０による駆動力を加えることができ、駆動力を増加させることができる。
また、クラッチ１５を切ることで、エンジン２の駆動力を使用せず、モータジェネレータ１０の駆動力のみで走行することもできる。
【００２９】
ここで、図２、３に示すように、本実施形態におけるパワーユニット１１は、モータジェネレータ１０がトランスミッション２０の上部で、かつ、車両前側となるように配置されている。
このように、重量物であるモータジェネレータ１０を上部に配置することで、トランスミッション１０の重心Ｇｔをクランク軸６より上方に引き上げる（高くする）ことができる。
【００３０】
また、モータジェネレータ１０を車両前側に配置することで、通常、トランスミッション２０の車両後側に配置されるデファレンシャル装置５によるトランスミッション２０の重心Ｇｅの後方へのずれを修正し、クランク軸６に近い位置とすることができる。
このため、エンジン２とトランスミッション２０とを合わせたパワーユニット１１の慣性主軸４は、従来（図１７、１８）に比べて、上下方向では、トランスミッション２０側が上方へ引き上げられ、また、前後方向では、クランク軸６とほぼ一致させることができ、クランク軸６に対してより平行に近くすることができる。
【００３１】
すなわち、ロール振動の入力となるエンジン２のトルク変動入力軸であるクランク軸６と、パワーユニット１１のロール慣性主軸４とが平行に近くなり、振動が連成してロール方向以外の振動が発生するのを抑制できる。
また、慣性主軸４のトランスミッション２０側が引き上げられることにより、エンジンルーム１２内の車体メンバー９との干渉を回避して、エンジンマウント７を慣性主軸上の配置することができ、ロール振動の車体１７への伝達を大幅に低減できる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の構成を示すシステム図である。図に示すように、本実施形態では、モータ２３の駆動力のみが車軸を駆動するシリーズ型のハイブリッドを採用している。
図８、９は、本実施形態に係るパワーユニット１１'を示す。
【００３３】
本実施形態におけるトランスミッション２０'は、ジェネレータ２２とモータ２３を含んで構成されており、ジェネレータ２２は、図１０に示すように、エンジン２のクランク軸６に直接結合されている。
上記パワーユニット１１'を自動車１のエンジンルーム１２内に横置きに搭載した状態を図１１、１２に示す。
【００３４】
前記第１実施形態と同様に、パワーユニット１１'は、ロール慣性主軸４'上に配置したエンジンマウント７、８により弾性支持されており、また、車両前後方向にもパワーユニット１１を支持する部材１４、１５が設けられている。
ここで、動作を説明すると、ジェネレータ２２は、エンジン２により駆動されて発電する。発電された電力は、車体１７に取り付けられたインバータ１８を介してバッテリ１９に蓄えられた後、又は、直接インバータ１８を介してモータ２３へ供給される。モータ２３は電力の供給を受けて駆動力を発生し、減速ギヤ２４、デファレンシャル５を介して車軸２１を駆動する。
【００３５】
このようにモータ２３はエンジン２のクランク軸６とは機械的に結合されていないため、モータ２３の設置位置の自由度が高く、より高い位置に設置することが可能である。
また、本実施形態のようなシリーズ型ハイブリッドにおいては、モータ２３のみで車軸２１を駆動するため、モータの出力が大きく、重量も重くなり、モータ２３の設置位置がトランスミッション２０'の重心位置Ｇｔ'に与える影響も大きい。
【００３６】
そこで、本実施形態におけるパワーユニット１１'は、図８、９に示すように、モータ２３を、トランスミッション２０'の上部、すなわち、モータ２３の重心がクランク軸６よりも上方、好ましくは、エンジン２の重心Ｇｅよりも上方に位置するように配置している。
このように、モータ２３をトランスミッション２０'の上部に配置することで、トランスミッション２０'の重心Ｇｔ'を上方に引き上げて（高くして）、ほぼエンジン２の重心Ｇｔ'と同じ高さとすることができる。
【００３７】
このため、エンジン２とトランスミッション２０'とを合わせたパワーユニット１１‘のロール慣性主軸４'は、車両前方から見てほぼ水平とすることができ、連成による振動が励起され難い。また、エンジンルーム１２内の車体メンバー９との干渉を回避し、エンジンマウント７、８をエンジン２側、トランスミッション２０'側共に、ロール慣性主軸４'上に設置することができ、車体１７へのロール振動の伝達を大幅に低減できる。
【００３８】
なお、本実施形態では、モータ２３を車両後側に配置しているが、図１３に示すように、モータ２３をトランスミッション２０'の上部で、かつ、車両前側に配置するようにしてもよい（第３実施形態）。
このようにすれば、トランスミッションの重心Ｇt'を上方に引き上げることに加えて、車両後側に配置されるデファレンシャル５によるトランスミッション２０'の重心Ｇｔ'の後方へのずれを、モータ２３により前方へと修正できる。
【００３９】
このため、パワーユニット１１'のロール慣性主軸４'を、車両上下方向、前後方向共に、クランク軸６により平行に近づけることができる。
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態は、前記第２実施形態に対して、インバータ１８を車体１７ではなく、トランスミッション２０''に一体的に取り付けたものである。
【００４０】
図１４、１５に本実施形態に係るパワーユニット１１''を示す。
図に示すように、インバータ１８は、クランク軸１６に対して、モータ２３の設置位置と反対側の車両前側で、かつ、その重心がクランク軸１６よりも高く位置するように取り付けられている。
インバータ１８は重量物であるため、このように設置することでトランスミッション２０''の重心Ｇｔ''を上方へ引き上げると共に、車両後側に配置されるモータ２３やデファレンシャル５による重心Ｇｔ''の後方へのずれを前方へと修正し、図１６、１７に示すように、パワーユニット１１''のロール慣性主軸４''を、車両上下方向、前後方向共に、クランク軸１６とほぼ平行にすることができる。
【００４１】
また、エンジンマウント７、８も、エンジン２側、トランスミッション２０''側共にパワーユニット１１''のロール慣性主軸４''上に容易に設置することができる。
この結果、振動が連成してロール方向以外の振動の励起を効果的に防止でき、ロール振動の車体１７への伝達も大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のシステム図。
【図２】同じく第１実施形態に係るパワーユニットの斜視図。
【図３】同じく第１実施形態に係るパワーユニットを示す図。
【図４】同じく第１実施形態に係るパワーユニットの構造図。
【図５】同じく第１実施形態に係るパワーユニットの車両搭載上面図。
【図６】同じく第１実施形態に係るパワーユニットの車両搭載正面図。
【図７】本発明の第２実施形態のシステム図。
【図８】同じく第２実施形態に係るパワーユニットの斜視図。
【図９】同じく第２実施形態に係るパワーユニットを示す図。
【図１０】同じく第２実施形態に係るパワーユニットの構造図。
【図１１】同じく第２実施形態に係るパワーユニットの車両搭載上面図。
【図１２】同じく第２実施形態に係るパワーユニットの車両搭載正面図。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るパワーユニットを示す図。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るパワーユニットの斜視図。
【図１５】同じく第４実施形態に係るパワーユニットを示す図。
【図１６】同じく第４実施形態に係るパワーユニットの車両搭載上面図。
【図１７】同じく第４実施形態に係るパワーユニットの車両搭載正面図。
【図１８】従来のパワーユニットの車両搭載上面図。
【図１９】従来のパワーユニットの車両搭載正面図。
【符号の説明】
２ エンジン
１０ モータジェネレータ
１１、１１'、１１'' パワーユニット
１８ インバータ
１９ バッテリ
２０、２０'、２０'' トランスミッション
２２ ジェネレータ
２３ モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車のパワーユニットに関し、特に内燃機関（エンジン）からの振動伝達を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンをエンジンルーム内で走行方向に対して横置きするような前輪駆動タイプの自動車においては、エンジンのロール慣性主軸上に配置したマウントによってパワーユニットを弾性支持することで、エンジンのトルク変動により発生するエンジンのロール振動の車両への伝達を低減するものが知られている（特開平８−３３２８５８号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにエンジンを横置きする場合、車両上方から見ると、図１８に示すように、駆動力伝達機構であるトランスミッション２３は車両後側に重量物であるデファレンシャル装置２５を有するため、その重心Ｇｔがエンジン２２の重心Ｇｅよりも後方側にずれ、パワーユニットのロール慣性主軸２４はクランク軸２６に対してトランスミッション２３側が後方へずれたものになる。
【０００４】
また、車両２１の前方から見ると、図１９に示すように、エンジン２２の重心Ｇｅよりもトランスミッション２３の重心位置Ｇｔが低いため、ロール慣性主軸２４はクランク軸２６に対してトランスミッション２３側が下方にずれたものになる。
このため、ロール慣性主軸２４とトルク変動の入力軸となるクランク軸２６とが平行とならず、振動が連成してロール振動以外にも振動が発生してしまう。
【０００５】
また、ロール慣性主軸上にマウント２７、２８を配置するためには、トランスミッション２３側の位置をかなり低くしなければならないが、図１９に示すように、通常この位置には車両メンバー２９があるため、実際には、該車両メンバー２９の上方にマウント２７を配置せざるを得ない。
このため、エンジン２のロール振動の車体への伝達を十分に低減することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであって、エンジンからの振動伝達を効果的に低減し、振動の連成による新たな振動の発生を防止できるハイブリッド自動車のパワーユニット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】
そのため、請求項１に係る発明は、内燃機関と、該内燃機関に連結され、前記内燃機関により駆動される発電部と発電部で発電された電気により駆動される電動部とを備えた駆動力伝達機構と、を含んで構成されるハイブリッド自動車のパワーユニットにおいて、複数の弾性支持部材を介して車体に支持されるものであって、該複数の弾性支持部材のうち少なくとも２つが、支持するパワーユニットのロール慣性主軸上に設置され、前記駆動力伝達機構の重心が内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記パワーユニットのロール慣性主軸が、内燃機関のクランク軸を含む水平面と略平行となるよう構成されることを特徴とする。請求項３に係る発明は、前記パワーユニットのロール慣性主軸が、内燃機関のクランク軸を含む鉛直面と略平行となるように構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記発電部と電動部のうち少なくとも一方の重心が、内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成されていることを特徴とする。請求項５に係る発明は、前記発電部と電動部の少なくとも一方の重心が、内燃機関の重心位置より上方に位置するよう構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、デファレンシャル装置と前記駆動力伝達機構とが一体的に構成されたパワーユニットであって、前記デファレンシャル装置の重心と前記発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれ配置されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、バッテリ又は前記発電部からの電流を交流に変換して前記電動部に供給するインバータと前記駆動力伝達機構とが一体的に構成されたパワーユニットであって、前記インバータの重心が内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、前記インバータの重心と前記発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれ配置されたことを特徴とする。請求項９に係る発明は、前記パワーユニットが、内燃機関の駆動により発電した電力によって駆動する電動部のみが車軸を駆動するシリーズ型ハイブリッド用のパワーユニットであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、駆動力伝達機構の重心を内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成することで、パワーユニットの慣性主軸がクランク軸と平行に近くなるので、振動の連成を抑制できる。また、パワーユニットのロール慣性主軸上に該パワーユニットを支持する弾性支持部材を配置することにより、エンジンのトルク変動に伴って発生するロール慣性主軸回りの振動の車体への伝達を大幅に低減できる。
【００１５】
また、慣性主軸の駆動力伝達機構側が引き上げられるので、駆動力伝達機構側でパワーユニットを支持する弾性支持部材についても、車体メンバーとの干渉を回避して慣性主軸上に配置できるので、車体への振動伝達を大幅に低減できる。
請求項２に係る発明によれば、
パワーユニットの慣性主軸が内燃機関のクランク軸を含む水平面と略平行となるよう構成されているので、振動の連成を抑制できる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、
パワーユニットの慣性主軸が内燃機関のクランク軸を含む鉛直面と略平行となるよう構成することで、振動の連成を抑制できる。
そして、請求項２に係る発明と合わせて、前記慣性主軸がクランク軸を含む水平面及び鉛直面と略平行となるよう構成すれば、より確実に振動の連成を抑制できる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、発電部と電動部のうち少なくとも一方の重心が、内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成することで、重量物である発電部（ジェネレータ）、電動部（モータ）、又は、発電部と電動部の双方の機能を備えた発電電動部（モータジェネレータ）が内燃機関のクランク軸より上方に配置され、駆動力伝達機構の重心位置を高くすることができる。これにより、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む水平面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、発電部と電動部の少なくとも一方の重心が、内燃機関の重心位置より上方に位置するよう構成することで、重量物である発電部（ジェネレータ）、電動部（モータ）、又は、発電部と電動部の双方の機能を備えた発電電動部（モータジェネレータ）が内燃機関の重心より上方に配置され、駆動力伝達機構の重心位置を高くすることができる。これにより、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む水平面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、デファレンシャル装置と前記駆動力伝達機構とが一体的に構成された、すなわち、デファレンシャル装置が駆動力伝達機構内に設置され、又は駆動力伝達機構に一体的に支持されたパワーユニットにあっては、重量物であるデファレンシャル装置の重心と、同じく重量物である発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれと配置することで、デファレンシャル装置による駆動力伝達機構の重心の車両前後方向のずれを抑えるので、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む鉛直面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００２１】
請求項７に係る発明によれば、インバータと駆動力伝達機構とが一体的に構成された、すなわち、インバータが駆動力伝達機構内に設置され、又は駆動力伝達機構に一体的に支持されたパワーユニットにあっては、重量物であるインバータの重心が内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成することで、駆動力伝達機構の重心位置を高くすることができる。これにより、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む水平面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、インバータと駆動力伝達機構とが一体的の構成されたパワーユニットにあっては、重量物であるインバータの重心と、同じく重量物である発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれと配置することで、駆動力伝達機構の重心の車両前後方向のずれを抑え、パワーユニットのロール慣性主軸がクランク軸を含む鉛直面に対して平行に近くなり、振動の連成を抑制できる。
【００２３】
請求項９に係る発明によれば、シリーズ型のハイブリッドパワーユニットでは、電動部がエンジンのクランク軸及び発電部と機械的に結合されていないため、電動部の設置位置の自由度が高い。従って、モータの設置位置を適宜設定することでパワーユニットの慣性主軸を、クランク軸に対して容易に平行とすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第1実施形態の全体構成を示すシステムである。
図に示すように、本実施形態では、エンジン２及びモータジェネレータ１０の双方が車軸を駆動するパラレル型のハイブリッドを採用している。
【００２５】
図２、３は、エンジン２と駆動伝達機構であるトランスミッション２０とが結合して構成される本実施形態に係るパワーユニット１１を示す。
トランスミッション２０は、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）１２と、前記エンジン２により駆動されて発電する発電部（ジェネレータ）及び発電部で発電された電力により駆動される電動部（モータ）の両方の機能を備えたモータジェネレータ１０と、を含んで構成されている。
【００２６】
前記モータジェネレータ１０は、図４に示すように、ギヤ１４を介してトランスミッション２０の入力軸１３と連結されており、入力軸１３はクラッチ１５を介してエンジン２のクランク軸６と結合されている。
以上のように構成されたパワーユニット１１を自動車１のエンジンルーム１２内に横置きに搭載した状態を図５、６に示す。
【００２７】
図に示すように、パワーユニット１１は、ロール慣性主軸４上に配置したエンジンマウント７、８により弾性支持されており、また、車両前後方向にもパワーユニット１１を支持する部材１４、１５が設けられている。
ここで、動作を説明すると、クラッチ１５が繋がりエンジン２が車軸２１を駆動すると、モータジェネレータ１０も回転して発電し、発電された電力は、車体に設置されたインバータ１８を介してバッテリ１９に蓄えられる。
【００２８】
バッテリ１８に蓄えられた電力は、インバータ１８を介してモータジェネレータ１０に供給されてモータジェネレータ１０を駆動し、エンジン２による駆動力にモータジェネレータ１０による駆動力を加えることができ、駆動力を増加させることができる。
また、クラッチ１５を切ることで、エンジン２の駆動力を使用せず、モータジェネレータ１０の駆動力のみで走行することもできる。
【００２９】
ここで、図２、３に示すように、本実施形態におけるパワーユニット１１は、モータジェネレータ１０がトランスミッション２０の上部で、かつ、車両前側となるように配置されている。
このように、重量物であるモータジェネレータ１０を上部に配置することで、トランスミッション１０の重心Ｇｔをクランク軸６より上方に引き上げる（高くする）ことができる。
【００３０】
また、モータジェネレータ１０を車両前側に配置することで、通常、トランスミッション２０の車両後側に配置されるデファレンシャル装置５によるトランスミッション２０の重心Ｇｅの後方へのずれを修正し、クランク軸６に近い位置とすることができる。
このため、エンジン２とトランスミッション２０とを合わせたパワーユニット１１の慣性主軸４は、従来（図１７、１８）に比べて、上下方向では、トランスミッション２０側が上方へ引き上げられ、また、前後方向では、クランク軸６とほぼ一致させることができ、クランク軸６に対してより平行に近くすることができる。
【００３１】
すなわち、ロール振動の入力となるエンジン２のトルク変動入力軸であるクランク軸６と、パワーユニット１１のロール慣性主軸４とが平行に近くなり、振動が連成してロール方向以外の振動が発生するのを抑制できる。
また、慣性主軸４のトランスミッション２０側が引き上げられることにより、エンジンルーム１２内の車体メンバー９との干渉を回避して、エンジンマウント７を慣性主軸上の配置することができ、ロール振動の車体１７への伝達を大幅に低減できる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の構成を示すシステム図である。図に示すように、本実施形態では、モータ２３の駆動力のみが車軸を駆動するシリーズ型のハイブリッドを採用している。
図８、９は、本実施形態に係るパワーユニット１１'を示す。
【００３３】
本実施形態におけるトランスミッション２０'は、ジェネレータ２２とモータ２３を含んで構成されており、ジェネレータ２２は、図１０に示すように、エンジン２のクランク軸６に直接結合されている。
上記パワーユニット１１'を自動車１のエンジンルーム１２内に横置きに搭載した状態を図１１、１２に示す。
【００３４】
前記第１実施形態と同様に、パワーユニット１１'は、ロール慣性主軸４'上に配置したエンジンマウント７、８により弾性支持されており、また、車両前後方向にもパワーユニット１１を支持する部材１４、１５が設けられている。
ここで、動作を説明すると、ジェネレータ２２は、エンジン２により駆動されて発電する。発電された電力は、車体１７に取り付けられたインバータ１８を介してバッテリ１９に蓄えられた後、又は、直接インバータ１８を介してモータ２３へ供給される。モータ２３は電力の供給を受けて駆動力を発生し、減速ギヤ２４、デファレンシャル５を介して車軸２１を駆動する。
【００３５】
このようにモータ２３はエンジン２のクランク軸６とは機械的に結合されていないため、モータ２３の設置位置の自由度が高く、より高い位置に設置することが可能である。
また、本実施形態のようなシリーズ型ハイブリッドにおいては、モータ２３のみで車軸２１を駆動するため、モータの出力が大きく、重量も重くなり、モータ２３の設置位置がトランスミッション２０'の重心位置Ｇｔ'に与える影響も大きい。
【００３６】
そこで、本実施形態におけるパワーユニット１１'は、図８、９に示すように、モータ２３を、トランスミッション２０'の上部、すなわち、モータ２３の重心がクランク軸６よりも上方、好ましくは、エンジン２の重心Ｇｅよりも上方に位置するように配置している。
このように、モータ２３をトランスミッション２０'の上部に配置することで、トランスミッション２０'の重心Ｇｔ'を上方に引き上げて（高くして）、ほぼエンジン２の重心Ｇｔ'と同じ高さとすることができる。
【００３７】
このため、エンジン２とトランスミッション２０'とを合わせたパワーユニット１１‘のロール慣性主軸４'は、車両前方から見てほぼ水平とすることができ、連成による振動が励起され難い。また、エンジンルーム１２内の車体メンバー９との干渉を回避し、エンジンマウント７、８をエンジン２側、トランスミッション２０'側共に、ロール慣性主軸４'上に設置することができ、車体１７へのロール振動の伝達を大幅に低減できる。
【００３８】
なお、本実施形態では、モータ２３を車両後側に配置しているが、図１３に示すように、モータ２３をトランスミッション２０'の上部で、かつ、車両前側に配置するようにしてもよい（第３実施形態）。
このようにすれば、トランスミッションの重心Ｇt'を上方に引き上げることに加えて、車両後側に配置されるデファレンシャル５によるトランスミッション２０'の重心Ｇｔ'の後方へのずれを、モータ２３により前方へと修正できる。
【００３９】
このため、パワーユニット１１'のロール慣性主軸４'を、車両上下方向、前後方向共に、クランク軸６により平行に近づけることができる。
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態は、前記第２実施形態に対して、インバータ１８を車体１７ではなく、トランスミッション２０''に一体的に取り付けたものである。
【００４０】
図１４、１５に本実施形態に係るパワーユニット１１''を示す。
図に示すように、インバータ１８は、クランク軸１６に対して、モータ２３の設置位置と反対側の車両前側で、かつ、その重心がクランク軸１６よりも高く位置するように取り付けられている。
インバータ１８は重量物であるため、このように設置することでトランスミッション２０''の重心Ｇｔ''を上方へ引き上げると共に、車両後側に配置されるモータ２３やデファレンシャル５による重心Ｇｔ''の後方へのずれを前方へと修正し、図１６、１７に示すように、パワーユニット１１''のロール慣性主軸４''を、車両上下方向、前後方向共に、クランク軸１６とほぼ平行にすることができる。
【００４１】
また、エンジンマウント７、８も、エンジン２側、トランスミッション２０''側共にパワーユニット１１''のロール慣性主軸４''上に容易に設置することができる。
この結果、振動が連成してロール方向以外の振動の励起を効果的に防止でき、ロール振動の車体１７への伝達も大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のシステム図。
【図２】同じく第１実施形態に係るパワーユニットの斜視図。
【図３】同じく第１実施形態に係るパワーユニットを示す図。
【図４】同じく第１実施形態に係るパワーユニットの構造図。
【図５】同じく第１実施形態に係るパワーユニットの車両搭載上面図。
【図６】同じく第１実施形態に係るパワーユニットの車両搭載正面図。
【図７】本発明の第２実施形態のシステム図。
【図８】同じく第２実施形態に係るパワーユニットの斜視図。
【図９】同じく第２実施形態に係るパワーユニットを示す図。
【図１０】同じく第２実施形態に係るパワーユニットの構造図。
【図１１】同じく第２実施形態に係るパワーユニットの車両搭載上面図。
【図１２】同じく第２実施形態に係るパワーユニットの車両搭載正面図。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るパワーユニットを示す図。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るパワーユニットの斜視図。
【図１５】同じく第４実施形態に係るパワーユニットを示す図。
【図１６】同じく第４実施形態に係るパワーユニットの車両搭載上面図。
【図１７】同じく第４実施形態に係るパワーユニットの車両搭載正面図。
【図１８】従来のパワーユニットの車両搭載上面図。
【図１９】従来のパワーユニットの車両搭載正面図。
【符号の説明】
２ エンジン
１０ モータジェネレータ
１１、１１'、１１'' パワーユニット
１８ インバータ
１９ バッテリ
２０、２０'、２０'' トランスミッション
２２ ジェネレータ
２３ モータ
Claims (9)
- 内燃機関と、該内燃機関に連結され、内燃機関により駆動される発電部と発電部で発電された電気により駆動される電動部とを備えた駆動力伝達機構と、を含んで構成されるハイブリッド自動車のパワーユニットにおいて、
複数の弾性支持部材を介して車体に支持されるものであって、該複数の弾性支持部材のうち少なくとも２つが、支持するパワーユニットのロール慣性主軸上に設置され、
前記駆動力伝達機構の重心が内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成したことを特徴とするハイブリッド自動車のパワーユニット。 - 前記パワーユニットのロール慣性主軸が、内燃機関のクランク軸を含む水平面と略平行となるよう構成されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド自動車のパワーユニット。
- 前記パワーユニットのロール慣性主軸が、内燃機関のクランク軸を含む鉛直面と略平行となるように構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のハイブリッド自動車のパワーユニット。
- 前記発電部と電動部のうち少なくとも一方の重心が、内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか1つに記載のハイブリッド自動車のパワーユニット。
- 前記発電部と電動部の少なくとも一方の重心が、内燃機関の重心位置より上方に位置するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のハイブリッド自動車のパワーユニット。
- デファレンシャル装置と前記駆動力伝達機構とが一体的に構成されたパワーユニットであって、前記デファレンシャル装置の重心と前記発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のハイブリッド自動車のパワーユニット。
- バッテリ又は前記発電部からの電流を交流に変換して前記電動部に供給するインバータと前記駆動力伝達機構とが一体的に構成されたパワーユニットであって、前記インバータの重心が内燃機関のクランク軸より上方に位置するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のハイブリッド自動車のパワーユニット。
- 前記インバータの重心と前記発電部と電動部の少なくとも一方の重心とが、内燃機関のクランク軸に対して、車両前後方向で相異なる位置にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド自動車のパワーユニット。
- 前記パワーユニットが、内燃機関の駆動により発電した電力によって駆動する電動部のみが車軸を駆動するシリーズ型ハイブリッド用のパワーユニットであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のハイブリッド自動車のパワーユニット。
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