(57)【要約】【課題】フロントエンジン・リヤドライブの車両において、変速機構の配置高さを低くすることができる。【解決手段】本ユニットレイアウトでは、横置きのエンジン本体１８のクランク軸１６の回転が、回転伝達機構２１を介してトランスファー２６の入力軸２７に伝達されると共に、トランスファー２６の出力軸２８の回転が変速機構３４によって変速されてプロペラシャフト３６に伝達される。ここで、トランスファー２６の出力軸２８は、エンジン本体１８のクランク軸１６よりも車両下方側に設けられている。このため、変速機構３４の入出力軸（図示省略）をトランスファー２６の出力軸２８と同程度の高さ、すなわちエンジン１４のクランク軸１６よりも車両下方側に配置させることができる。これにより、従来のＦＲ車よりも変速機構３４の配置高さを低くすることができる【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントエンジン・リヤドライブの車両に適用されるユニットレイアウトであって、
車体前部のエンジンルーム内に横置きに配置されたエンジンと、
前記エンジンの車両後方側に設けられ、車幅方向に沿った軸線周りに回転可能とされた入力軸及び車両前後方向に沿った軸線周りに回転可能とされた出力軸を有し、少なくとも前記出力軸が前記エンジンのクランク軸の車両下方側に配置されたトランスファーと、
前記クランク軸の回転を前記入力軸に伝達する回転伝達機構と、
前記トランスファーの車両後方側のフロアトンネル内に車両前後方向に沿って設けられ、前記出力軸の回転を変速してプロペラシャフトに伝達する変速機構と、
を備えたことを特徴とする車両のユニットレイアウト。
【請求項２】
前記回転伝達機構は、前記クランク軸に固定された第１ギヤと、前記入力軸に固定されて前記第１ギヤに噛合された第２ギヤとを有することを特徴とする請求項１に記載の車両のユニットレイアウト。
【請求項３】
前記変速機構はモータが組み込まれたハイブリッドシステム用変速機構であると共に、前記モータを駆動させるための駆動用電池が前記ハイブリッドシステム用変速機構の車両上方側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両のユニットレイアウト。
【請求項４】
前記ハイブリッドシステム用変速機構と前記駆動用電池とが一体的にユニット化されていることを特徴とする請求項３に記載の車両のユニットレイアウト。
【請求項５】
前記ハイブリッドシステム用変速機構、前記駆動用電池、前記エンジン、及び車両用空調装置が熱媒体の配管により接続されて１つの熱交換システムを構成していることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両のユニットレイアウト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のパワートレーン等のユニットのレイアウトに関し、特にフロントエンジン・リヤドライブの車両に適用されるユニットレイアウトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フロントエンジン・リヤドライブのハイブリッド車両（例えば、特許文献１参照）では、車体前部のエンジンルーム内にエンジンが縦置きに配置されており、エンジンの車両後方側のフロアトンネル内に、ハイブリッドシステム用変速機構（駆動装置）やプロペラシャフトが配置されている。
【特許文献１】特開２００６−２６４４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述の如き車両では、縦置きのエンジンのクランク軸から変速機構が同軸的に後方に伸びているため、変速機構やプロペラシャフトの配置高さを低くすることが困難である。このため、車室側へのフロアトンネルの張り出しが大きくなり、車室のスペースが減少する。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、フロントエンジン・リヤドライブの車両において、変速機構の配置高さを低くすることができる車両のユニットレイアウトを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトは、フロントエンジン・リヤドライブの車両に適用されるユニットレイアウトであって、車体前部のエンジンルーム内に横置きに配置されたエンジンと、前記エンジンの車両後方側に設けられ、車幅方向に沿った軸線周りに回転可能とされた入力軸及び車両前後方向に沿った軸線周りに回転可能とされた出力軸を有し、少なくとも前記出力軸が前記エンジンのクランク軸の車両下方側に配置されたトランスファーと、前記クランク軸の回転を前記入力軸に伝達する回転伝達機構と、前記トランスファーの車両後方側のフロアトンネル内に車両前後方向に沿って設けられ、前記出力軸の回転を変速してプロペラシャフトに伝達する変速機構と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載の車両のユニットレイアウトでは、横置きのエンジンのクランク軸の回転が、回転伝達機構を介してトランスファーの入力軸に伝達されると共に、トランスファーの出力軸の回転が変速機構によって変速されてプロペラシャフトに伝達される。
【０００７】
ここで、トランスファーの出力軸は、エンジンのクランク軸よりも車両下方側に設けられているため、当該出力軸の回転を変速してプロペラシャフトに伝達する変速機構の配置高さを従来のフロントエンジン・リヤドライブの車両よりも低くすることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトは、請求項１に記載の車両のユニットレイアウトにおいて、前記回転伝達機構は、前記クランク軸に固定された第１ギヤと、前記入力軸に固定されて前記第１ギヤに噛合された第２ギヤとを有することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の車両のユニットレイアウトでは、エンジンのクランク軸の回転が第１ギヤ及び第２ギヤを介してトランスファーの入力軸に伝達される。このため、第２ギヤを第１ギヤよりも車両下方側に配置させることで、トランスファーの入力軸をエンジンのクランク軸よりも車両下方側に配置させることができる。したがって、トランスファーの入力軸と出力軸が同じ高さに配置されている場合でも、トランスファーの出力軸をエンジンのクランク軸よりも車両下方側に配置させることができるため、トランスファーの設計の自由度が向上する。
【００１０】
請求項３に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトは、請求項１又は請求項２に記載の車両のユニットレイアウトにおいて、前記変速機構はモータが組み込まれたハイブリッドシステム用変速機構であると共に、前記モータを駆動させるための駆動用電池が前記ハイブリッドシステム用変速機構の車両上方側に配置されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の車両のユニットレイアウトでは、従来のフロントエンジン・リヤドライブの車両よりも低い位置に配置された変速機構（ハイブリッドシステム用変速機構）の車両上方側のスペースに、当該ハイブリッドシステム用変速機構のモータを駆動させるための駆動用電池が配置されている。このため、ラゲッジスペース等に駆動用電池を配置する必要がなく、ラゲッジスペース等の縮小を回避することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトは、請求項３に記載の車両のユニットレイアウトにおいて、前記ハイブリッドシステム用変速機構と前記駆動用電池とが一体的にユニット化されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の車両のユニットレイアウトでは、ハイブリッドシステム用変速機構と駆動用電池とが一体的にユニット化されているため、ハイブリッドシステム用変速機構及び駆動用電池を車両に搭載する際の搭載性を向上させることができる。また、ハイブリッドシステム用変速機構のモータと駆動用電池とを接続するワイヤハーネスが不要又は短縮可能になるため、ワイヤハーネスの電気抵抗による送電ロスを減少させることができ、エネルギ効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトは、請求項３又は請求項４に記載の車両のユニットレイアウトにおいて、前記ハイブリッドシステム用変速機構、前記駆動用電池、前記エンジン、及び車両用空調装置が熱媒体の配管により接続されて１つの熱交換システムを構成していることを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載の車両のユニットレイアウトでは、ハイブリッドシステム用変速機構、駆動用電池、エンジン、及び車両用空調装置が熱媒体の配管により接続されており、１つの熱交換システムが構成されている。このため、例えば駆動用電池の性能の早期立ち上げのためにモータの発熱を利用したり、モータや駆動用電池の発熱を暖房熱源として利用することができ、効率的な熱マネージメントが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、請求項１に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトでは、フロントエンジン・リヤドライブの車両において、変速機構の配置高さを低くすることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトでは、トランスファーの設計の自由度が向上する。
【００１８】
請求項３に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトでは、ラゲッジスペース等の縮小を回避することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトでは、ハイブリッドシステム用変速機構及び駆動用電池の車両搭載性を向上させることができると共に、エネルギ効率を向上させることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明に係る車両のユニットレイアウトでは、効率的な熱マネージメントが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
図１には、本発明の第１の実施形態に係る車両のユニットレイアウトが適用されて構成された車両１０が側面側から見た概略図にて示されている。また、図２には、この車両１０が上面側から見た概略図にて示されている。さらに、図３には、この車両１０のパワートレーンの部分的な構成が概略的な側面図にて示されており、図４には、このパワートレーンの部分的な構成が概略的な平面図にて示されている。なお、図中矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。
【００２２】
本第１の実施形態に係る車両１０は、フロントエンジン・リヤドライブの車両（以下、「ＦＲ車」という）であり、車体前部のエンジンルーム１２内には直列４気筒のエンジン１４が横置きに配置されている。このエンジン１４は水冷式であり、車幅方向に沿ったクランク軸１６を有するエンジン本体１８と、このエンジン本体１８の冷却システムを構成するラジエータ２０とを備えている。
【００２３】
図４に示されるように、エンジン本体１８の車幅方向一側には、回転伝達機構２１を構成する第１ギヤ２２が設けられている。この第１ギヤ２２は、エンジン本体１８のクランク軸１６の軸線方向一端部に同軸的に固定されており、クランク軸１６と一体で車幅方向に沿った軸線周りに回転する。
【００２４】
また、第１ギヤ２２の車両後方側には、第１ギヤ２２とともに回転伝達機構２１を構成する第２ギヤ２４が噛合されている。この第２ギヤ２４は、エンジン本体１８の車両後方側に配置されたトランスファー２６の入力軸２７の軸線方向一端部に同軸的に固定されており、第１ギヤ２２よりも車両下方側に配置されている。
【００２５】
トランスファー２６の入力軸２７は、クランク軸１６よりも車両下方側に配置されており（図３の符号Ｈ１参照）、クランク軸１６と平行な軸線周り（車幅方向に沿った軸線周り）に回転可能とされている。このため、エンジン本体１８のクランク軸１６が回転すると、クランク軸１６の回転が第１ギヤ２２、２４を介して入力軸２７に伝達され、入力軸２７が回転する。
【００２６】
また、トランスファー２６は、車両前後方向に沿って回転可能とされた出力軸２８を有している。この出力軸２８は、図示しないギヤを介して入力軸２７に接続されており、入力軸２７の回転が上述のギヤを介して伝達されて回転する。なお、本第１の実施形態では、出力軸２８は入力軸２７と同じ高さに配置されている。
【００２７】
上記構成のトランスファー２６は、車両１０の車幅方向中央部に配置されており、車両１０のフロアパネル３０に設けられたフロアトンネル３２の車両前方側で当該フロアトンネル３２に対向している。フロアトンネル３２は、フロアパネル３０の車幅方向中央部が車両上方側へ断面略逆Ｕ字状に膨出することで形成されたものであり、車両前後方向に延在している。
【００２８】
このフロアトンネル３２内の車両前方側には、変速機構３４が配置されている。この変速機構３４は、車両前後方向に沿って長尺に形成されており、前端部に設けられた図示しない入力軸がトランスファー２６の出力軸２８に連結されている。また、変速機構３４の車両後方側でフロアトンネル３２内には、プロペラシャフト３６が配置されており、変速機構３４の後端部に設けられた図示しない出力軸がプロペラシャフト３６に連結されている。
【００２９】
この変速機構３４は、トランスファー２６の出力軸２８から伝達された回転を変速してプロペラシャフト３６に伝達する構成になっており、これにより、プロペラシャフト３６が回転される。プロペラシャフト３６の回転はリヤデファレンシャル機構３８を介して後輪４０に伝達され、後輪４０が駆動される。
【００３０】
次に、本第１の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３１】
上記構成の車両１０では、横置きのエンジン本体１８のクランク軸１６の回転が、第１ギヤ２２及び第２ギヤ２４によってトランスファー２６の入力軸２７に伝達されると共に、トランスファー２６の出力軸２８の回転が変速機構３４によって変速されてプロペラシャフト３６に伝達される。
【００３２】
ここで、トランスファー２６の出力軸２８は、エンジン本体１８のクランク軸１６よりも車両下方側に設けられている。このため、変速機構３４の入出力軸（図示省略）をトランスファー２６の出力軸２８と同程度の高さ、すなわちエンジン１４のクランク軸１６よりも車両下方側に配置させることができる。これにより、従来のＦＲ車よりも変速機構３４の配置高さを低くすることができる（図１の符号Ｈ２参照）。
【００３３】
このように、この車両１０では、ＦＲ車でありながら変速機構３４の配置高さを低くすることができるため、フロアトンネル３２の高さをフロントエンジン・フロントドライブの車両（以下、「ＦＦ車」という）並に低くすることができ、車室４２の空間を拡大することができる。
【００３４】
しかも、この車両１０では、エンジン１４が横置きに配置されているため、図１に示されるように、エンジンルーム１２の車両前後方向の寸法Ｌ１を短縮することができ、車両１０の小型化を図ることができる。また、エンジンが縦置きのＦＲ車に比べてエンジン１４の車両前後方向の寸法が短くなることで、同じクラッシュストロークを確保しつつ車両前端部から乗員までの距離Ｌ２を短縮することができる。したがって、これによっても車両１０の小型化を達成することができる。
【００３５】
さらに、この車両１０では、エンジン本体１８のクランク軸１６の回転が第１ギヤ２２及び第２ギヤ２４を介してトランスファー２６の入力軸２７に伝達されるため、簡単な構成でクランク軸１６の回転をトランスファー２６の入力軸２７に伝達することができる。
【００３６】
また、本実施形態のように第２ギヤ２４を第１ギヤ２２よりも車両下方側に配置させることで、トランスファー２６の入力軸２７をクランク軸１６よりも車両下方側に配置させることができる。したがって、トランスファー２６の入力軸２７と出力軸２８とが同じ高さに配置されている場合でも、トランスファー２６の出力軸２８をクランク軸１６よりも車両下方側に配置させることができるため、トランスファー２６の設計の自由度が向上する。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、前記第１の実施形態と基本的に同様の構成・作用については、前記第１の実施形態と同符号を付与し、その説明を省略する。
【００３７】
図５には、本発明の第２の実施形態に係る車両のユニットレイアウトが適用されて構成された車両５０が側面側から見た概略図にて示されている。また、図６には、この車両５０のパワートレーンの部分的な構成が概略的な側面図にて示されている。
【００３８】
この実施形態は、前記第１の実施形態と基本的に同様の構成とされているが、この実施形態に係る車両５０は、ハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車両とされており、前記第１の実施形態に係る変速機構３４とは異なるハイブリッドシステム用変速機構５２（以下、「ＨＶ変速機構５２」という）を備えている。
【００３９】
ＨＶ変速機構５２は、車両走行用の動力源として用いられるモータ５４を備えており、前記第１の実施形態に係る変速機構３４よりも車両前後方向に長尺に形成されている。このＨＶ変速機構５２は、前記第１の実施形態に係る変速機構３４と同様に第１ギヤ２２、第２ギヤ２４、及びトランスファー２６を介してエンジン本体１８のクランク軸１６に接続されており、トランスファー２６から伝達される回転を変速してプロペラシャフト３６に伝達すると共に、モータ５４の駆動力によってもプロペラシャフト３６を回転させることができる構成になっている。
【００４０】
ＨＶ変速機構５２の車両上方側には、上述のモータ５４を駆動するための駆動用電池５６（以下、単に「電池５６」という）が配置されている。この電池５６は、ＨＶ変速機構５２よりも長尺な直方体状に形成されており、長手方向が車両前後方向に沿う状態で車両５０の運転席と助手席（共に図示省略）との間に配置されている。この電池５６の上面は、一般的なコンソールボックスの上面と同程度の高さに配置されている。この電池５６は、ＨＶ変速機構５２の上部に固定されており、ＨＶ変速機構５２と電池５６とが一体的にユニット化されている（以下、このユニットを「ＨＶユニット５８」という）。
【００４１】
このＨＶユニット５８では、ＨＶ変速機構５２及び電池５６のそれぞれに設けられた図示しない冷却システム（冷却水の回路）が、図示しない配管を介して接続されており、ＨＶ変速機構５２と電池５６との冷却システムが統合されている。
【００４２】
また、ＨＶユニット５８を構成する電池５６の前端部は、車両５０のダッシュパネル６０の近くに配置されており、電池５６の前端部の車両上方側には、車両用空調装置としてエアーコンディショナーユニット６２（以下、「エアコン６２」という）が配置されている。このエアコン６２は、車両５０のインストルメントパネル（図示省略）とダッシュパネル６０との間に配置されており、当該インストルメントパネルによって覆われている。このエアコン６２には、水などの熱媒体との間で熱交換を行うことが可能な熱交換器（図示省略）が設けられている。
【００４３】
ここで、本実施形態では、図７に示されるように、エンジン本体１８、ラジエータ２０、ＨＶユニット５８、及びエアコン６２が、複数の配管６４及び電磁弁６６、６８、７０、７２、７４によって接続されており、エンジン本体１８を冷却するための冷却水がＨＶユニット５８の冷却システム及びエアコン６２の熱交換器にも循環するようになっている。これにより、上記各ユニットの冷却システム等が統合されており、１つの熱交換システムが構成されている。なお、図７において電磁弁６６、６８は３方弁とされており、電磁弁７０、７２、７４は４方弁とされている。
【００４４】
次に、本第２の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４５】
上記構成の車両５０では、従来のＦＲ車よりも低い位置に配置されたＨＶ変速機構５２の車両上方側のスペースに、モータ５４を駆動するための電池５６が配置されている。このため、ラゲッジスペース７６等に電池５６を配置する必要がなく、ラゲッジスペース７６等の縮小を回避することができる。このため、ハイブリッド車両でありながら、一般の車両と同等のラゲッジスペースを確保することができる。なお、ＦＲ車では車両後部にリヤデファレンシャル機構３８などの駆動ユニットが存在するため、ＦＦ車に比べてラゲッジスペースが狭くなる傾向にあり、電池をラゲッジスペースに配置した場合のスペースへの影響がＦＦ車に比べて大きいが、本実施形態に係るユニットレイアウトによりこの問題を解消することができる。
【００４６】
しかも、この車両５０では、ＨＶ変速機構５２と電池５６とが一体的にユニット化されているため、ＨＶ変速機構５２及び電池５６を車両５０に搭載する際の搭載性を向上させることができる。また、ＨＶ変速機構５２のモータ５４と電池５６とを接続するワイヤハーネスが不要又は短縮可能になるため、コスト及び重量を低減することができると共に、ワイヤハーネスの車両５０への組付工程を廃止することができ、車両５０の生産性を向上させることができる。さらに、ワイヤハーネスの電気抵抗による送電ロスを減少させることができるため、回生や充電のロスを少なくすることができ、駆動伝達エネルギの効率を向上させることができる。
【００４７】
また、このＨＶユニット５８では、ＨＶ変速機構５２と電池５６との冷却システムが統合されている（一系統にされている）ため、冷却システムの低コスト化を図ることができると共に、モータ５４と電池５６との間の熱マネージメントを容易なものにすることができる。例えば、電池５６の性能の早期立ち上げのためにモータ５４の発熱を利用することが可能である。
【００４８】
さらに、この車両１０では、エンジン本体１８、ラジエータ２０、ＨＶユニット５８、及びエアコン６２が配管６４等により接続されており、上記各ユニットの冷却システムが統合されている。このため、各ユニットにそれぞれ別系統の冷却システムを設ける必要がなく、これにより冷却系統の低コスト化を図ることができる。
【００４９】
また、各ユニットが配管６４等により接続されることで１つの熱交換システムが構成されているため、各ユニット間での熱交換が可能になり、効率的な熱マネージメントが可能になる。
【００５０】
すなわち、例えば図８（Ａ）に示されるように、夏場などの暑い時期には、ラジエータ２０→電磁弁６６→電池５６→電磁弁７０、６８→エンジン本体１８→ラジエータ２０の経路で冷却水を循環させるようにすれば、一系統の冷却ラインで電池５６及びエンジン本体１８の双方を冷却することができ、効率的な熱マネージメントを行うことができる。なお、電池５６の温度は数十度であるため、エンジン本体１８の冷却については問題がない。
【００５１】
また、例えば図８（Ｂ）に示されるように、冬場のエンジン始動時には、ラジエータ２０→電磁弁６６→電池５６→電磁弁７０→エアコン６２（電磁弁７２）→電磁弁７０、６８→エンジン本体１８→電磁弁７４→ラジエータ２０の経路で冷却水を循環させることが好ましい。この場合、起動時にすぐに発熱する電池５６の熱をエアコン６２の熱源として利用することができ、エアコン６２の早期のウォームアップが可能になる。
【００５２】
さらに、例えば図８（Ｃ）に示されるように、冬場の巡航時には、ラジエータ２０→電磁弁６６、６８→エンジン本体１８→電磁弁７４→エアコン６２（電磁弁７２）→電磁弁７４→ラジエータ２０の経路で冷却水を循環させれば、充分に暖まったエンジン本体１８の熱をエアコン６２の熱源として利用して車室４２の暖房を行うことができる。
【００５３】
また、図示はしないが、冷房時のエアコン６２の冷気を電池５６やモータ５４の冷却用に利用することも可能である。
【００５４】
このように、本実施形態では、様々な環境化で各ユニットの冷却や空調を同期させて最適にコントロールすることができるため、効率的な熱マネージメントに貢献することができる。したがって、特に熱源の確保に苦労するハイブリッド車両に対して有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両のユニットレイアウトが適用されて構成された車両を側面側から見た概略図である。
【図２】図１に示される車両を上面側から見た概略図である。
【図３】図１に示される車両のパワートレーンの部分的な構成を示す概略的な側面図である。
【図４】図１に示される車両のパワートレーンの部分的な構成を示す概略的な平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る車両のユニットレイアウトが適用されて構成された車両を側面側から見た概略図である。
【図６】図５に示される車両のパワートレーンの部分的な構成を示す概略的な側面図である。
【図７】図５に示される車両の熱交換システムの配管図である。
【図８】図５に示される車両の熱交換システムによる冷却水の循環方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０      車両
１２      エンジンルーム
１４      エンジン
１６      クランク軸
２１      回転伝達機構
２２      第１ギヤ
２４      第２ギヤ
２６      トランスファー
２７      入力軸
２８      出力軸
３２      フロアトンネル
３４      変速機構
３６      プロペラシャフト
５０      車両
５２      ハイブリッドシステム用変速機構
５４      モータ
５６      駆動用電池
６２      エアーコンディショナーユニット（車両用空調装置）
６４      配管
【図１】
2010126116.tif 000003
【図２】
2010126116.tif 000004
【図３】
2010126116.tif 000005
【図４】
2010126116.tif 000006
【図５】
2010126116.tif 000007
【図６】
2010126116.tif 000008
【図７】
2010126116.tif 000009
【図８】
2010126116.tif 000010