JPH06328950A - ハイブリット車輌 - Google Patents

ハイブリット車輌

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JPH06328950A
JPH06328950A JP14576793A JP14576793A JPH06328950A JP H06328950 A JPH06328950 A JP H06328950A JP 14576793 A JP14576793 A JP 14576793A JP 14576793 A JP14576793 A JP 14576793A JP H06328950 A JPH06328950 A JP H06328950A
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Japan
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generator
engine
electric motor
hybrid vehicle
output gear
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脩三 諸戸
Kozo Yamaguchi
幸蔵 山口
Shigeo Tsuzuki
繁男 都築
Yoshinori Miyaishi
善則 宮石
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    • B60K6/405—Housings
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリーズタイプのハイブリット車輌におい
て、軸方向を短縮して搭載性を向上する。 【構成】 電気モータ１０、ジェネレータ６、クラッチ
７及び自動変速装置９を、エンジンの出力軸１ａと同軸
状に配置すると共に、一体ケース３内に収納する。ジェ
ネレータ６をエンジン１に隣接して配置し、外側端に電
気モータ１０を配置し、その間に自動変速装置９の出力
ギヤ２３及びクラッチ７を配置する。通常は、クラッチ
７を切断し、エンジン１にてジェネレータ６を駆動し、
電気モータ１０の回転が自動変速装置９、中央部に配置
された出力ギヤ２３及びディファレンシャル装置１１を
介して駆動車軸３３に伝えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガソリンエンジン、デ
ィーゼルエンジン及びガスタービンエンジン等の燃焼エ
ンジンと、バッテリ等の電気エネルギによる電気モータ
とを動力源として組合わせて用いるハイブリット車輌に
係り、詳しくはエンジン、ジェネレータ及びモータ等の
配置構造に関する。
【０００２】上記ハイブリット車輌は、エンジンを一定
状態で回転してジェネレータを駆動し、該ジェネレータ
の発電による電気エネルギによりモータを駆動して走行
するシリーズタイプと、エンジン及びモータの出力をそ
れぞれ駆動車輪に連結し、エンジン及びモータのいずれ
か一方を選択的に用いるパラレルタイプ、そしてこれら
シリーズタイプとパラレルタイプとを組合せたシリーズ
・パラレルタイプがあるが、本発明は、上記シリーズタ
イプ及びシリーズ・パラレルタイプに適用して好適であ
る。
【０００３】
【従来の技術】一般に、シリーズタイプのハイブリット
車輌は、エンジンとジェネレータとを一体的に構成して
車輌に搭載すると共に、これとは別にモータ又はモータ
及びトランスミッション（減速装置又は変速装置）を車
輌に搭載している、一例として、大型車輌では、前部に
モータ及びトランスミッションを搭載し、かつ後部にエ
ンジン及びジェネレータを搭載し、そして中央部にバッ
テリを搭載している。
【０００４】しかし、特に乗用車に適用する場合、発熱
部であるエンジン（及びそれと一体のジェネレータ）
は、ラム風を利用し得る車輌前方に配置することが好ま
しく、このため、バッテリは、必然的に車輌の中央部若
しくは後部に配置することになるが、中央部に配置する
ことは、一充電走行距離を確保するために多くのバッテ
リを搭載する必要がある実用化にあたっては、乗員スペ
ースを確保することが困難であり、従ってバッテリは、
一般的に車輌後部に搭載されることになる。
【０００５】このため、車輌の重量配分及び搭載スペー
スの関係から、モータ及びトランスミッションは、車輌
前部に配置されることが好ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン及
びジェネレータと、モータ及びトランスミッション（変
速装置）とは、それぞれ別個の駆動系及び起振系を構成
するため、それぞれ別個にマウントする必要があり、ま
たそれぞれ別個の挙動を起こすため、両者間に適当なク
リアランスを設けて載置する必要がある。このため、エ
ンジン、ジェネレータ、モータ及び変速装置の搭載には
大きな載置スペースを必要として、特にシリーズタイプ
のハイブリット車輌では、大きな容量のジェネレータを
必要とする関係上、車輌の前部、いわゆるエンジンルー
ム内に、これらを搭載することは困難であり、特にエン
ジン、ジェネレータ、モータ及びトランスミッションを
同軸上に配置することは、軸方向寸法が増大してエンジ
ンルームの幅内に納めることは困難である。
【０００７】更に、例え、上記同軸上の配置によるエン
ジンルーム内の搭載がぎりぎり可能になったとしても、
そのものでは、前輪の操舵角を充分に確保することがで
きず、車輌の旋回半径を大きくしてしまい、またエンジ
ン及びジェネレータと、モータ及びトランスミッション
用のそれぞれ別個のケースを必要とし、部品点数が増加
すると共に、重量増加及びコストアップの原因となる。
【０００８】また、エンジン及びジェネレータの配置の
ため、走行駆動源となる電気モータ及び変速装置等を車
輌中央部分に配置することは困難となり、このため該電
気モータからの回転が伝達されるディファレンシャル装
置が車輌中央部から偏倚した位置となり、左右の駆動車
軸が不等長となってトルクステアを生ずる原因となって
しまう。
【０００９】そこで、本発明は、ジェネレータ及びモー
タを同軸上に配置すると共に単一のケース内に収納し、
もって軸方向寸法の短縮化を図って上述課題を解決し
た、ハイブリット車輌を提供することを目的とするもの
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、燃焼エンジン（１）と、電気
モータ（１０）と、前記エンジンの回転に基づき発電す
るジェネレータ（６）と、前記電気モータの回転部（２
７）からの出力が伝達される出力ギヤ（２３）と、を備
えてなる、ハイブリット車輌において、前記電気モータ
（１０）、ジェネレータ（６）及び出力ギヤ（２３）
を、前記エンジンの出力軸（１ａ）と同軸状に配置する
と共に、一体ケース（３）内に収納し、かつ前記ジェネ
レータ（６）を前記エンジン（１）に隣接して配置し、
また、前記電気モータ（１０）を前記エンジンから離れ
た側に配置すると共に、前記出力ギヤ（２３）を前記ジ
ェネレータ（６）及び電気モータ（１０）の間の前記一
体ケース（３）の略中央部に配置して、該出力ギヤ（２
３）からディファレンシャル装置（１１）を介して左右
駆動車軸（３３ａ，３３ｂ）に動力伝達してなる、ハイ
ブリット車輌にある。
【００１１】また、本発明は、燃焼エンジン（１）と、
電気モータ（１０）と、前記エンジンの回転に基づき発
電するジェネレータ（６）と、変速ギヤユニット（２
５）及び該変速ギヤユニットの伝達経路を適宜変更する
係合手段（Ｃ２，Ｂ，Ｆ）を有する自動変速装置（９）
と、を備えてなる、ハイブリット車輌において、前記電
気モータ（１０）、ジェネレータ（６）及び自動変速装
置（９）を、前記エンジンの出力軸（１ａ）と同軸状に
配置すると共に、一体ケース（３）内に収納し、かつ前
記ジェネレータ（６）を前記エンジン（１）に隣接して
配置し、また、前記電気モータ（１０）を前記エンジン
から離れた側に配置すると共に該モータの回転部（２
７）を前記自動変速装置の入力部（Ｒ）に連結し、そし
て前記自動変速装置（９）の出力ギヤ（２３）を前記ジ
ェネレータ（６）及び電気モータ（１０）の間の前記一
体ケース（３）の略中央部に配置して、該出力ギヤ（２
３）からディファレンシャル装置（１１）を介して左右
駆動車軸（３３ａ，３３ｂ）に動力伝達してなる、ハイ
ブリット車輌にある。
【００１２】また、以下の構成を更に付加すると好まし
い（限定的ではない）。
【００１３】前記ジェネレータ（６）と出力ギヤ（２
３）との間に、前記エンジン出力軸（１ａ）に連結して
いるシャフト（１７）と前記電気モータ（１０）の回転
部（２７）とを断接し得るクラッチ（７）を配置する。
【００１４】前記ジェネレータ（６）が、前記ケース
（３）に固定されているステータコイル（１２）及びロ
ータ（１５）を有し、かつ該ロータの内径側に、前記エ
ンジン出力軸（１ａ）の回転を増速して該ロータ（１
５）に伝達する増速機構（５２）を配置する。
【００１５】前記電気モータ（１０）が、前記一体ケー
ス（３）に固定されているステータ（２６）及び偏平状
のロータ（２７）を有し、該ロータ（２７）の内径側に
形成された空間（Ａ）に、前記自動変速装置（９）を配
置する。
【００１６】前記ジェネレータ（６）及び電気モータ
（１０）の間に位置する前記出力ギヤ（２３）部分が、
前記ジェネレータ及び電気モータに比して小径からな
り、該小径部分に、前記出力ギヤの回転を前記ディファ
レンシャル装置（１１）に伝達するカウンタ機構（２
９，３０，３１）を配置する。
【００１７】
【作用】以上構成に基づき、エンジン（１）の回転は、
ジェネレータ（６）に伝えられ、該ジェネレータにて発
電してバッテリに充電される。この際、エンジン（１）
は、高い効率でかつ排ガスの発生の少ない状態にて一定
回転する。一方、走行信号に基づき、電気モータ（１
０）が回転すると、該モータの出力回転は、出力ギヤ
（２３）からディファレンシャル装置（１１）を介して
駆動車軸（３３ａ，３３ｂ）に伝達されて、車輌を走行
する。この際、バッテリは、電気モータ（１０）により
放電されるが、エンジン回転に基づくジェネレータ
（６）の発電により常に充電されるので、少ない容量の
バッテリで充分な走行距離を確保し得る共に、出力ギヤ
（２３）は、中央部分からディファレンシャル装置（１
１）に伝達し、左右等しい長さの駆動車軸（３３ａ，３
３ｂ）に伝達し得る。
【００１８】また、クラッチ（７）を設けると、通常で
は、該クラッチを切断して上述したシリーズタイプとし
て使用するが、例えば高速走行時、該クラッチ（７）を
接続して、電気モータ（１０）に代り又は該モータをア
シストとして、エンジン（１）の回転を出力ギヤ（２
３）に伝達し得る。
【００１９】なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであるが、本発明の構成を何等限定する
ものではない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ジェネレータ、電気モータ及び自動変速装置をエンジン
出力軸と同軸上に配置し、かつこれらを単一の一体ケー
スに収納したので、上記同軸上の回りに発生する１個の
起振系となるため、一個の一体部材に対する防振マウン
ト機構で足り、またエンジン及び電気モータが一体とな
るので、その間の干渉防止用クリアランスを必要とせ
ず、軸方向の短縮化が可能となり、車輌搭載性を向上す
ることができる。
【００２１】また、エンジンからの回転は、隣接するジ
ェネレータに伝達され、また電気モータからの回転は、
自動変速装置そしてケース中央部の出力ギヤからディフ
ァレンシャル装置に伝達されるので、すべての伝達経路
が短くて足り、更に、左右駆動車軸を同一長さとして、
トルクステアの発生を防止し、動力伝達における信頼性
を向上することができる。
【００２２】更に、ジェネレータは、エンジンに隣接し
た一体ケースに支持されるので、ロータを２点支持によ
り安定して支持することができる。
【００２３】更に、前記ジェネレータ、電気モータ及び
自動変速装置の一体ケースへの収納及び伝達経路の短縮
化が相俟って、部品点数を減少し、軽量化及びコストダ
ウンを図ることができる。
【００２４】そして、従来からあるＦＦ用の自動変速装
置において、そのトルクコンバータをジェネレータに代
る等により、該自動変速装置の生産ラインを利用して生
産することが可能であり、かつトランスアクスルも、デ
ィファレンシャル装置が中央に位置する従来のものをそ
のまま適用し得、容易に生産ラインを立上らせて実用化
に供せることが可能である。
【００２５】更に、電気モータは、エンジンから離れた
外側に配置されているので、電気モータを別体として設
計可能であると共に、エンジン及びジェネレータ等の構
成をそのまま利用し、車種等に応じて該モータのみを変
更することができ、各車種に対応する柔軟性を向上する
ことができる。
【００２６】また、ジェネレータと自動変速装置との間
にクラッチを介在すると、通常のシリーズタイプによる
使用の外、高速走行時等パラレルタイプとして使用する
ことができる。なお、この場合、ジェネレータを使用し
ないで、高効率で車輌を駆動走行することも可能であ
る。
【００２７】また、ジェネレータのロータ内径部に増速
機構を配置すると、軸方向の寸法増加を伴うことなく、
ジェネレータにて高電圧を発生し得、発電効率を向上す
ることができる。
【００２８】また、電気モータのロータ内径部に、自動
変速装置を配置すると、軸方向寸法を大幅に短縮し得る
と共に、電気モータの外径方向及び軸方向の制約は少な
く、モータの設計が容易となる。
【００２９】また、ジェネレータ及び電気モータに比し
て小径となる出力ギヤ部分にカウンタ機構を配置する
と、スペースを有効に利用して一層のコンパクト化が可
能となると共に、ジェネレータ及び電気モータの外径方
向の制約をなくして、これらの設計の自由度を向上する
ことができる。
【００３０】
【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。
【００３１】図１及び図２は、本発明の第１の実施例を
示すものであり、図１は、概略を示す図で、第２はその
具体的な構成を示す断面図である。
【００３２】ハイブリット車輌の前部（いわゆるエンジ
ンルーム）には、ガソリン又はディーゼル等の内燃エン
ジン１が横向きに搭載されており、更に該エンジン１に
連接して、従来の自動変速装置に相当する部分に本発明
に係るハイブリットユニット２が設置されている。該ハ
イブリットユニット２は、３分割（３1 ，３2 ，３3）
からなる一体ケース３を有しており、該ケース内には、
エンジン出力軸１ａに整列して、ジェネレータ６、クラ
ッチ７、２速自動変速装置９及び電気モータ１０が配置
され、更にその下方にはディファレンシャル装置１１が
配置されており、かつ該一体ケース３はエンジン１の側
部に固定されている。
【００３３】ジェネレータ６は、従来の自動変速装置の
トルクコンバータ部分、即ちエンジン１に隣接して配置
されて、前記一体ケース３を構成するジェネレータハウ
ジング３1 内に収納されており、該ハウジングに固定さ
れているステータコイル１２及び前記エンジン出力軸１
ａにダンパ１３を介して連結しているロータ１５からな
る。該ダンパ１３は、図２に詳示するように、エンジン
出力軸１ａに固定されている入力側１３ａ、ロータ１５
に固定されている出力側１３ｂ及びその間に介在してい
る多数のスプリング１３ｃよりなり、前記フィールドコ
イル１２の内径側に配置されている。また、前記ロータ
１５は、ボス部１５ａ、ハブ部１５ｂ及び該ハブ部の外
周に固定されているマグネット１５ｃからなり、ハブ部
１５ｂにて前記ダンパ１３が固定されており、かつボス
部１５ａは中空状からなり、該中空内に嵌挿しているシ
ャフト１７にスプライン係合している。
【００３４】前記クラッチ７は油圧湿式多板クラッチか
らなり、その入力側が前記シャフト１７に連結し、また
その出力側が自動変速装置９に向けて延びている中間軸
２１に連結している。また、該中間軸２１にはスリーブ
状の出力軸２２が回転自在に被嵌しており、該出力軸２
２の一端部には前記クラッチ７に隣接してカウンタドラ
イブギヤ２３が固定されている。そして、図２に詳示す
るように、該クラッチ７及びカウンタドライブギヤ２３
は、一体ケース３の略々中央部に配置されていると共
に、前記一体ケース３の中間部を構成するアクスルケー
ス３2 内、詳しくは該ケース３2 に形成された環状鍔部
（一部切欠きを有する）３ａ内に収納されており、該鍔
部３ａの先端部には、前記ジェネレータハウジング３1
の側壁に隣接してポンプケース１９が固定されている。
該ポンプケース内にはインターナルギヤポンプが配置さ
れており、本ハイブリットユニット２のクラッチ（７，
Ｃ２）及びブレーキ（Ｂ）を作動する油圧源となると共
に、各箇所に供給する潤滑油の供給源となる。
【００３５】２速自動変速装置９は、変速ギヤユニット
を構成するシングルプラネタリギヤユニット２５を有す
るアンダードライブ機構部（Ｕ／Ｄ）を備え、そのリン
グギヤＲが中間軸２１に連結し、そのキャリヤＣＲが出
力軸２２に連結している。更に、キャリヤＣＲとサンギ
ヤＳとの間には油圧式多板クラッチかなるダイレクトク
ラッチＣ２が介在しており、かつサンギヤＳと前記アク
スルケース３2 との間には油圧多板からなる低速用のブ
レーキＢ及びワンウェイクラッチＦが介在している。
【００３６】一方、電気モータ１０は、ブラシレスＤＣ
モータ、誘導モータ、直流分巻モータ等のホローモータ
からなり、エンジン１から離れた軸方向最外部に配置さ
れ、かつ３前記一体ケース３の一部を構成するモータケ
ース３3 内に配置されている。該電気モータ１０は偏平
状のステータ２６及び偏平状のロータ２７を有してお
り、ステータ２６はモータケース３3 の内壁に固定され
かつコイル２８が巻装されており、またロータ２７は前
記中間軸２１と共にプラネタリギヤユニット２５のリン
グギヤＲに連結している。従って、該電気モータ１０は
その中央部に軸方向に延びる大きな筒状の中空部Ａを有
しており、該中空部Ａ内に、前記アクスルケース３2 の
一部に亘って前記２速自動変速装置９が配置されてい
る。
【００３７】また、ジェネレータハウジング３1 及びト
ランスアクスルケース３2 の下方にはカウンタ軸２９及
びディファレンシャル装置１１が配置されており、該カ
ウンタ軸２９には前記ドライブギヤ２３に噛合するカウ
ンタドリブンギヤ３０及びピニオン３１が固定されてい
る。ディファレンシャル装置１１は該ピニオン３１に噛
合するリングギヤ３２を有しており、該ギヤ３２からの
トルクがそれぞれ負荷トルクに応じて左右の前車輪３３
ａ，３３ｂに伝達される。なお、図１及び図２は展開し
て図示しており、シャフト１７（２１，２２），２９及
び３３ａ（３３ｂ）は、正面視において３角状に配置さ
れている。
【００３８】そして、ジェネレータ６及び電気モータ１
０に比して、前記カウンタドライブ２３及びクラッチ７
部分は小径からなり、これらを囲んでいる環状鍔部３ａ
の外径も、ジェネレータハウジング３1 及びモータケー
ス３3 の外径に比して小径になっている。該小径部分に
位置して、前記カウンタシャフト２９が配置されてお
り、かつピニオン３１はクラッチ部分、即ち小径部分で
車輌幅中心に近づく方向に配置されている。更に、該ピ
ニオン３１は、ディファレンシャル装置１１のデフケー
ス１１ａの一側に固定されたリングギヤ３２に噛合して
おり、かつ該ディファレンシャル装置は、車輌幅の中央
部に位置して、左右駆動車軸３３ａ，３３ｂが同一長に
て車輪４９ａ，４９ｂに伸びている。
【００３９】また、図２に詳示するように、前記ジェネ
レータ６のロータボス部１５ａは、その先端部分が滑り
軸受３５を介して回転自在に支持されていると共に、そ
の基端部分がシャフト１７にキャップ３６を介して支持
されている。更に、該シャフト１７は、ポンプケース１
９から延びているスリーブ部１９ａに、その両端部分に
て滑り軸受３７，３９を介して回転自在に支持されてい
る。従って、前記ジェネレータロータボス部１５ａは、
その先端部分を固定部材であるポンプケース１９に直接
支持され、かつその基端部分を、２点支持されているシ
ャフト１７を介して支持されて、２点支持により安定し
て支持されている。なお、シャフト１７とロータ１５と
は互に連結されて一体に回転するので、ロータ１５はシ
ャフト１７により径方向に支持されるだけで、相対回転
を生ずることはない。
【００４０】一方、潤滑油は、モータケース３3 の油路
４０を通って、中間軸２０の中心油路４１に導かれ、更
に該中間軸に穿たれた半径方向の多数の孔４１ａ…を通
って必要箇所に供給されると共に、ポンプケース１９に
形成された潤滑油路４２に供給される。更に、該油路４
２からの潤滑油は、シャフト１７とスリーブ部１９ａと
の間ａに導かれ、滑り軸受３７，３９を潤滑すると共
に、孔ｂを通って滑り軸受３５に供給され、また孔ｄ及
びシャフト１７の中心孔ｅを通ってキャップ３６部分に
供給される（図２及び図７参照）。
【００４１】これにより、ジェネレータ６、電気モータ
１０及び自動変速装置９は、一体ケース３に収納・支持
されているので、同一の潤滑油系から、自動変速装置９
と共にジェネレータ６をも潤滑・冷却することができ
る。
【００４２】なお、図１において、４５はバッテリ、４
６はジェネレータ６からの交流発電を直流に交換してバ
ッテリに導くコンバータ、４７はバッテリ４５からの電
流を適宜制御して電気モータ１０に供給するインバータ
である。
【００４３】図８は、各要素の配置を示すハイブリット
車輌ＨＶの平面図であり、車輌の前部いわゆるエンジン
ルーム内に、エンジン１、ジェネレータ６、電気モータ
１０及び自動変速装置９が横方向に配置されており、略
々その中央部から突出しているカウンタギヤ部（２９，
３０，３１）を介してディファレンシャル装置１１に連
結している。該ディファレンシャル装置１１は、右前駆
動車輌３３ａ，３３ｂの中央に位置しており、同長の車
軸を介して左右前輪４９ａ，４９ｂに連動している。ま
た、車輌の後部における左右後輪５０ａ，５０ｂの間に
バッテリ４５が搭載されている。
【００４４】ついで、該第１の実施例による作用につい
て説明する。
【００４５】通常の使用状態にあっては、クラッチ７は
切状態に保持されており、エンジンからのシャフト１７
とモータ１０からの中間軸２１とは切断状態となってい
る。この状態で、オペレータのキー操作によりエンジン
１は回転され、該エンジンは、車輌の使用中、即ち走行
速度に拘りなくかつ停止中においても、効率が高くかつ
排ガスの発生の最も少ない状態（回転数及びトルク）で
一定回転している。該エンジン１の回転は、ダンパ１３
を介してジェネレータ６のロータ１５に伝えられて、ス
テータコイル１２に所定電流を発生し、コンバータ４６
を介してバッテリ４を充電する。また、該エンジン１の
回転は、ロータボス部１５ａを介してケース１９内のオ
イルポンプを駆動し、所定油圧を発生する。
【００４６】一方、アクセルペダルの踏操作等の走行信
号により、バッテリ４５から及び／又はコンバータ４６
からの電流がインバータ４７にて所定電流に変換されて
電気モータ１０に供給され、要求に対応した回転数及び
トルクにて該電気モータ１０のロータ２７が回転する。
そして、該ロータ２７の回転は、スロットル開度及び車
速に基づき自動変速装置９にて２速に変速され、出力軸
２２に伝達される。即ち、１速状態にあっては、ダイレ
クトクラッチＣ２が切られると共に、ワンウェイクラッ
チＦが係止状態にある。この状態では、ロータ２７の回
転は、リングギヤＲに伝達され、更に係止状態にあるサ
ンギヤＳに基づき、ピニオンＰを自転しつつキャリヤＣ
Ｒが減速回転し、該減速回転（Ｕ／Ｄ）が出力軸２２に
伝達される。なお、回生ブレーキ作動時（コースト時）
にあっては、ブレーキＢが係合し、サンギヤＳを停止し
て、出力軸２２の回転をロータ２７に伝達する。
【００４７】そして、２速状態にあっては、ダイレクト
クラッチＣ２を係合する。この状態にあっては、サンギ
ヤＳとキャリヤＣＲとがクラッチＣ２により一体とな
り、ギヤユニット２５が一体回転する。従って、ロータ
２７の回転は、そのまま出力軸２２に伝達される。
【００４８】そして、該出力軸２２の回転はカウンタド
ライブギヤ２３からドリブンギヤ３０に伝達され、更に
ディファレンシャルドライブピニオン３２を介してディ
ファレンシャル装置１１に伝達される。更に、該ディフ
ァレンシャル装置１１は左右前車軸３３ａ，３３ｂにそ
れぞれディファレンシャル回転を伝達する。
【００４９】この際、発進時、加速時及び登坂時等、大
きな負荷トルクが作用する場合、前記自動変速装置９は
１速状態にあって、電気モータ１０からのトルクを増大
して前車軸３３ａ，３３ｂに伝え、また通常走行等の高
い回転数を要求される場合、自動変速装置９は２速状態
となって高速回転を伝え、従って電気モータ１０のサイ
ズを大きくしなくとも、所定要求トルクに対応すること
ができる。
【００５０】上述したように、本実施例は、通常は、電
気モータ１０からの動力にて走行するシリーズタイプか
らなるが、電気モータ１０の故障時、又は高速道路等で
高速走行するため、電気モータ１０のみの出力では不足
する場合には、オペレータの操作により又は自動的にク
ラッチ７が接続されて、パラレルタイプとして用いられ
る。この場合、エンジン出力軸１ａの回転は、ダンパ１
３を介してジェネレータロータ１５に伝達され、更にシ
ャフト１７及び接続状態にあるクラッチ７を介しても中
間軸２１に伝達され、そして自動変速装置９の入力部材
であるリングギヤＲに伝達される。これにより、電気モ
ータに代って又は電気モータをアシストして、エンジン
１の回転が自動変速装置９に伝達され、更に車輪に伝達
される。
【００５１】ついで、図３及び図４に沿って、本発明の
第２の実施例について説明する。なお、以下に示す実施
例において、前述した第１の実施例と同じ部分は同一符
号を付して説明を省略する。
【００５２】本実施例は、上記第１の実施例においてク
ラッチ７を廃止したものである。従って、本第２の実施
例にあっては、シリーズタイプとしてのみ使用可能であ
る。また、ジェネレータ６において、シャフト１７2
は、クラッチ等に回転を伝える必要がなく、単にポンプ
ケース１９に装着・支持されており、かつロータボス部
１５ａは、先端部を滑り軸受３５により、また基端部を
上記シャフト１７2 にブッシュ３６′を介して支持され
ている。
【００５３】本実施例によると、クラッチを廃止した分
だけ、更に軸方向の短縮化が可能である。。
【００５４】ついで、図５及び図６に沿って第３の実施
例について説明する。
【００５５】本実施例は、基本構造は第１の実施例と同
一であり、ジェネレータ６に増速機構５２を付加した点
が相違している。該増速機構５２は、シングルプラネタ
リギヤからなり、エンジン出力軸１ａからの回転がダン
パ１３を介してキャリヤＣＲ２に伝達されており、また
リングギヤＲ２がロータ１５に連結され、かつサンギヤ
Ｓ２がポンプケース１９にスリーブ部１９ａを介して固
定されている。また、キャリヤＣＲ２は前記シャフト１
７にスプライン係合している。
【００５６】更に、図７に示すように、ポンプケース１
９の潤滑油路４２からの潤滑油は、シャフト１７とスリ
ーブ部１９ａとの間ａを通って、更にシャフト１７の油
路ｄ，ｅを通ってプラネタリギヤ５２のキャリヤ油路ｆ
に供給され、そして油受け板５３を介してピニオンシャ
フトの油路ｇに供給される。一方、間隙ａから、滑り軸
受３７に直接供給されると共に、油孔ｂを通って滑り軸
受３５に供給され、また孔ｈを通ってスリーブ部１０ａ
とキャリヤボス部５４との間ｉに導かれ、更に油路ｊ等
を経てベアリング５５，５６，５７に供給される。
【００５７】本実施例は以上のような構成からなるの
で、エンジン出力軸１ａの回転は、ダンパ１３を介して
増速機構５２のキャリヤＣＲ２に伝達され、該増速機構
５２は、サンギヤＳ２の固定に基づきリングギヤＲ２に
増速回転を伝達する。従って、該リングギヤＲ２に連結
しているロータ１５は増速されて回転し、フィールドコ
イル１２に対して速い相対回転にて回転する。これによ
り、ジェネレータ６は、高電圧を発生して、コンバータ
４６を介して効率よくバッテリ４５に充電し得る。ま
た、増速機構５２は、ロータ１５の内径側に配置される
ので、上述した効率よい発電にも拘らず、ジェネレータ
６を軸方向に寸法を増加することはなく、また潤滑及び
冷却も確実に行なわれる。
【００５８】なお、増速機構は、シングルプラネタリギ
ヤに限らず、ダブルピニオンプラネタリギヤ等の他の機
構を採用してもよいことは勿論である。
【００５９】また、上述した第１〜第３の実施例は、電
気モータ１０の回転部２７と出力ギヤ２３との間に自動
変速装置９を介在しているが、該自動変速装置を介在せ
ずに、電気モータ１０の回転部２７を直接又は減速装置
を介して出力ギヤ２３に連結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例を示す概略図。
【図２】該第１の実施例を具体化したハイブリットユニ
ットを示す断面図。
【図３】本発明に係る第２の実施例を示す概略図。
【図４】該第２の実施例を具体化したハイブリットユニ
ットを示す断面図。
【図５】本発明に係る第３の実施例を示す概略図。
【図６】該第２の実施例を具体化したハイブリットユニ
ットを示す断面図。
【図７】図６の増速機構部分を拡大した部分拡大断面
図。
【図８】各構成要素の配置を示すハイブリット車輌の平
面図。
【符号の説明】
１ 燃焼（内燃）エンジン １ａ 出力軸 ２，２2 ，２3 ハイブリットユニット ３，３1 ，３2 ，３3 一体ケース（ジェネレータハウ
ジング、トランスケース、モータケース） ６ ジェネレータ ７ クラッチ ９ 自動変速装置 １０ 電気モータ １１ ディファレンシャル装置 １２ フィールドコイル １５ ロータ １７ シャフト ２１ 中間軸 ２２ 出力軸 ２３ 出力ギヤ（カウンタドライブギヤ） ２５ 変速ギヤユニット ２６ ステータ ２７ モータ回転部（ロータ） ２９，３０，３１ カウンタ機構（カウンタ軸、ギ
ヤ、ピニオン） ５２ 増速機構 Ａ 空間 Ｒ 自動変速装置の入力部（リングギヤ） Ｃ２，Ｂ，Ｆ 係合手段（ダイレクトクラッチ、ブレ
ーキ、ワンウェイクラッチ） ＨＶ ハイブリット車輌
フロントページの続き (72)発明者 宮石 善則 東京都千代田区外神田２丁目19番12号 株 式会社エクォス・リサーチ内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼エンジンと、電気モータと、前記エ
    ンジンの回転に基づき発電するジェネレータと、前記電
    気モータの回転部からの出力が伝達される出力ギヤと、
    を備えてなる、ハイブリット車輌において、 前記電気モータ、ジェネレータ及び出力ギヤを、前記エ
    ンジンの出力軸と同軸状に配置すると共に、一体ケース
    内に収納し、 かつ前記ジェネレータを前記エンジンに隣接して配置
    し、また前記電気モータを前記エンジンから離れた側に
    配置すると共に、前記出力ギヤを前記ジェネレータ及び
    電気モータの間の前記一体ケースの略中央部に配置し
    て、該出力ギヤからディファレンシャル装置を介して左
    右駆動車軸に動力伝達してなる、 ハイブリット車輌。
  2. 【請求項２】 燃焼エンジンと、電気モータと、前記エ
    ンジンの回転に基づき発電するジェネレータと、変速ギ
    ヤユニット及び該変速ギヤユニットの伝達経路を適宜変
    更する係合手段を有する自動変速装置と、を備えてな
    る、ハイブリット車輌において、 前記電気モータ、ジェネレータ及び自動変速装置を、前
    記エンジンの出力軸と同軸状に配置すると共に、一体ケ
    ース内に収納し、 かつ前記ジェネレータを前記エンジンに隣接して配置
    し、また前記電気モータを前記エンジンから離れた側に
    配置すると共に該モータの回転部を前記自動変速装置の
    入力部に連結し、そして前記自動変速装置の出力ギヤを
    前記ジェネレータ及び電気モータの間の前記一体ケース
    の略中央部に配置して、該出力ギヤからディファレンシ
    ャル装置を介して左右駆動車軸に動力伝達してなる、 ハイブリット車輌。
  3. 【請求項３】 前記ジェネレータと出力ギヤとの間に、
    前記エンジン出力軸に連結しているシャフトと前記電気
    モータの回転部とを断接し得るクラッチを配置してな
    る、 請求項１又は２記載のハイブリット車輌。
  4. 【請求項４】 前記ジェネレータが、前記ケースに固定
    されているステータコイル及びロータを有し、かつ該ロ
    ータの内径側に、前記エンジン出力軸の回転を増速して
    該ロータに伝達する増速機構を配置してなる、 請求項１、２又は３記載のハイブリット車輌。
  5. 【請求項５】 前記電気モータが、前記一体ケースに固
    定されているステータ及び偏平状のロータを有し、該ロ
    ータの内径側に形成された空間に、前記自動変速装置を
    配置してなる、 請求項２、３又は４記載のハイブリット車輌。
  6. 【請求項６】 前記ジェネレータ及び電気モータの間に
    位置する前記出力ギヤ部分が、前記ジェネレータ及び電
    気モータに比して小径からなり、該小径部分に、前記出
    力ギヤの回転を前記ディファレンシャル装置に伝達する
    カウンタ機構を配置してなる、 請求項１、２、３、４又は５記載のハイブリット車輌。
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