(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと発電電動機とを駆動源とするハイブリッド車において、
発電電動機とエンジンの駆動力合流ポイントまでのエンジンからの駆動力伝達系統に、前記エンジン側に配置することで前記エンジンの出力を接続する若しくは切断する遠心クラッチと、この遠心クラッチの出力側に配置することで前記エンジンの回転を変速する無段変速機と、この無段変速機の出力側に配置することで前記エンジンの回転を駆動軸側に伝達するワンウェイクラッチと、を備え、
前記遠心クラッチの出力側と前記無段変速機との間にトルクリミッタを配置したことを特徴とするハイブリッド車の駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド車の駆動力伝達装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド車の動力装置として、例え特開平４−２１８４３０号公報「車両特に路面車両のための混成推進装置」が知られている。
この技術は、同公報の第１図に示される通り、内燃機関１０と電動機２０とを備え、この内燃機関１０によって発生させた駆動力をベルト２５及びクラッチ１４を介して軸１６に伝達し、この軸１６から大歯車１７、１８及び軸１９を介して車両車輪２６に伝達し、一方、電動機２０によって発生させた駆動力をワンウェイクラッチである自在輪２４を介して軸１６に伝達して内燃機関１０をアシストするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記技術では、電動機２０の駆動力を自在輪２４（ワンウェイクラッチ）を介して軸１６に伝達するので、内燃機関１０側の駆動力を電動機１０側に伝達することはできない。従って、電動機１０を発電機として利用することができず、この電動機１０によってバッテリに充電することはできない。
また、電動機２０で車両車輪２６を逆回転させ車両をバックさせることもできない。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、発電電動機を駆動源として車両をバックさせることができ、エンジンを駆動源として発電電動機を介してバッテリ充電が可能なハイブリッド車の駆動力装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１のハイブリッド車の駆動力伝達装置は、エンジンと発電電動機を駆動源とするハイブリッド車において、発電電動機とエンジンの駆動力合流ポイントまでのエンジンからの駆動力伝達系統に、エンジン側に配置することでエンジンの出力を接続する若しくは切断する遠心クラッチと、この遠心クラッチの出力側に配置することでエンジンの回転を変速する無段変速機と、この無段変速機の出力側に配置することでエンジンの回転を駆動軸側に伝達するワンウェイクラッチと、を備え、遠心クラッチの出力側と無段変速機との間にトルクリミッタを配置したことを特徴とする。
【０００６】
発電電動機をモータにすることで、エンジンと発電電動機とで車両を前進させる。発電電動機を発電機にすることで、エンジンによりモータで発電しながらバッテリを充電させる。必要により、エンジンを切って、発電電動機のみで車両を前進又はバックさせる。
また、エンジンの回転を変速する無段変速機を遠心クラッチの出力側に配置することで、例えば、無段変速機を遠心クラッチの入力側に配置する場合に比べて、クラッチ容量が小さいものにすることができる。逆に無段変速機側からすればエンジンの過大トルクを直接受けることを防止することができ、無段変速機を保護することができる。
遠心クラッチの出力側と無段変速機との間にトルクリミッタを配置することで、後輪からのバックトルクがエンジンにおよぶことを防止する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るハイブリッド車の側面図をである。
ハイブリッド車１は、車体フレーム２と、この車体フレーム２に取付けたボディ３と、このボディ３の中央部前方から上方に延ばしたフロントカバー４と、ボディ３の中央部後方から上方に延ばしたセンタピラー５と、このセンタピラー５の先端からフロントカバー４を繋ぐ透明ルーフ６と、センタピラー５の両サイドに取り付けたサイドプロテクタ７，７（奥の７は不図示）と、ボディ３の前面に設けたフロントバンバ８と、このフロントバンパ８の直後に設けたラジエータグリル９と、ボディ３の中央内部に取付けた運転席１１と、ボディ３の後方に設けたリヤバンパ１２と、車体フレーム２に取付けた前輪１３，１３（奥の１３は不図示）と、車体フレーム２に取付けた駆動輪としての後輪１４，１４と、透明ルーフ６の両サイドに設けたサイドミラー１６，１６（奥の１６は不図示）と、フロントカバー４の両サイドに設けた点灯器類１７，１７と、ボディ３の中央に設けたステアリング１８と、ラジエータグリル９の後方に取付けたラジエータ１９と、車体フレーム２の中央部に積載したバッテリ…２１（…は複数個を示す。以下同じ。）と、運転席１１の下部に配置した制御ユニット２２と、車体フレーム２の後方に載せた駆動系ユニット３０とからなる。Ｍはドライバを示す。
なお、３ａはフロントデッキ部、３ｂはリヤデッキ部であり、これらのデッキ部３ａ，３ｂは人が乗ることができ、これらのデッキ部３ａ，３ｂを通って前後どちらからでも運転席１１に容易に入り込むことができる。
【０００８】
図２は本発明に係るハイブリッド車の駆動系ユニットの側面図であり、駆動系ユニット３０の主な部品を示す。
すなわち、３１はフューエルタンク、３２はフューエルポンプ、３３はエアクリーナ、３４はスロットルプーリ、３５はサーボモータ、３６ａは加給用のインジェクタ、３６ｂはメインインジェクタ、３７はカム軸、３８はカム軸３７と一体回転するメカポンプ、３９はヘッドカバー、４１はシリンダブロック、４２はシリンダヘッド、４３は発電電動機としてのモータ、４４はエキゾーストパイプ、４５はメタル触媒、４６はマフラ、４７はテールパイプ、４８は変速機としてのコーン型無段変速機、４９はピボット軸、５１はリヤアクスル、５２は無段変速機軸、５３は駆動力合流ポイントとしてのモータ軸、５４はクランク軸、５６はセルモータ、５７はインテークマニホールドである。
【０００９】
図３は本発明に係るハイブリッド車の駆動力伝達装置の断面図である。
ハイブリッド車１（図１参照）の駆動力伝達装置６０は、エンジン６１と、このエンジン６１のクランク軸５４に取付けた遠心クラッチ６２のインナ６２ａと、このインナ６２ａが離接する遠心クラッチ６２のアウタ６２ｂと、このアウタ６２ｂにトルクリミッタ６３を介して接続したコーン型無段変速機４８と、このコーン型無段変速機４８にワンウェクラッチ６５を介して接続した第１伝達ギヤ６６と、前記エンジン６１と共にハイブリッド車１（図１参照）を駆動するモータ４３と、駆動力の合流ポイントとなるのモータ軸５３と、このモータ軸５３に取付けられ第１伝達ギヤ６６に噛み合わせた第２伝達ギヤ６７と、モータ軸５３に取付けたエンジン側第１ヘリカルギヤ６８及びモータ側第１ヘリカルギヤ６９と、これらのギヤ６８，６９にそれぞれ噛み合わせたエンジン側第２ヘリカルギヤ７１及びモータ側第２ヘリカルギヤ７２と、これらギヤ７１，７２を支持するカウンタシャフト７３と、このカウンタシャフト７３の両端に設けた圧力センサ７４ａ，７４ｂ（図８参照）と、カウンタシャフト７３に取付けた出力ギヤ７５と、この出力ギヤ７５に接続したプロペラシャフト７６と、このプロペラシャフト７６にデファレンシャル７８を介して接続したリヤアクスル５１と、このリヤアクスル５１に取付けた後輪１４（図１参照）とからなる。
【００１０】
セルモータ５６は、このモータ軸５６ａにベルト７９、チェーン８１及びワンウェイクラッチ８２を介してクランク軸５４を回転させるものである。
【００１１】
図４は本発明に係るハイブリッド車のエンジンの断面図である。
エンジン６１は、シリンダブロック４１と、このシリンダブロック４１を往復運動するピストン８３と、このピストン８３に取付けたコンロッド８４と、シリンダブロック４１に被せたシリンダヘッド４２と、このシリンダヘッド４２に設けた吸気補助バルブ８４及び排気バルブ８５と、シリンダヘッド４２に取付けたスパークプラグ８６とからなり、カム軸３７と同軸に回転するメカポンプ３８を設けたものである。なお、３７ａはカムチェーン、３７ｂはカムスプロケットを示す。
アクセル８７の開度により、制御ユニット２２及びサーモータ３５を介してスロトルプーリ３４を調整することにより、混合気の供給量を調整してエンジン６１の出力を制御するものである。
モータのみの走行中、アクセル８７が開いている時にエンジン出力の要求があった時にはアクセル開度にかかわらず、サーボモータ３５により、スロットルプーリ３４を閉めて、エンジン６１の始動を良好にする。
一方、インジェクタ３６ａから供給した混合気の一部は、インテークマニホールド３７から分岐し、メカポンプ３８で加給して点火直前に吸気補助バルブ８４からシリンダブロック４１内注入してエンジン出力を向上させる。
【００１２】
以上に述べたハイブリッド車１（図１参照）の駆動力伝達装置６０の作用を図５〜図７で説明する。
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る駆動力伝達装置の第１作用説明図である。（ａ）は、エンジン６１とモータ４３との合力で後輪１４を駆動する場合である。
エンジン６１は、遠心クラッチ６２のインナ６２ａ、アウタ６２ａ、コーン型無段変速機４８、ワンウェイクラッチ、第１伝達ギヤ６６、モータ４３との駆動力の合流ポイントとなるモータ軸５３に取付けた第２伝達ギヤ６７及びエンジン側第１ヘリカルギヤ６８、エンジン側第２ヘリカルギヤ６９、出力ギヤ７５、プロペラシャフト７６、デファレンシャル７８、リヤアクスル５１の順で矢印▲１▼の如く後輪１４を駆動する。
【００１３】
一方、モータ４３は、モータ軸５３、モータ側第１ヘリカルギヤ６９、モータ側第２ヘリカルギヤ７２、出力ギヤ７５、プロペラシャフト７６、デファレンシャル７８、リヤアクスル５１の順で矢印▲２▼の如く後輪１４を駆動する。
エンジン６１の駆動力とモータ４３の駆動力は、モータ軸５３で合力になる。
【００１４】
エンジン６１での発進するときは遠心クラッチ６２を介して滑らかに徐々にトルクを伝達してハイブリッド車１（図１参照）を発進させることができる。
遠心クラッチ６２をコーン型無段変速機４８の前段に配置したので、後段に配置する場合よりもクラッチ容量が小さいものでよい。逆にコーン型無段変速機４８側からすればエンジン６１の過大トルクを直接受けなくてもよいので、コーン型無段変速機４８の保護にもなる。特に、クラッチを湿式で用いる場合は接圧が小さくなるので、遠心クラッチ６２をコーン型無段変速機４８の後段に配置したのではより大きなクラッチ容量が必要になり、装置が大型化する。
遠心クラッチ６２のアウタ６２ｂにコーン型無段変速機４８をトルクリッミタ６３を介して接続したので、後輪１４からのバックトルクをエンジン６１が受けないですむ。
【００１５】
（ｂ）は、モータ４３のみで後輪１４を駆動する場合である。
モータ４３は、モータ軸５３、モータ側第１ヘリカルギヤ６９、モータ側第２ヘリカルギヤ７２、出力ギヤ７５、プロペラシャフト７６、デファレンシャル７８、リヤアクスル５１の順で矢印▲３▼の如く後輪１４を駆動する。
エンジン６１は停止させたので、ワンウェイクラッチ６５は開放状態となる。モータ４８との駆動力の合流ポイント直前にワンウェイクラッチ６５を配置したので、モータ４３のみで後輪１４を駆動するときに、負荷側になるコーン型無段変速機４８や遠心クラッチ６２のアウタ６２ｂなどを連れ回すことがない。従って、バッテリ２１の消費を節約することができ、より長い運転時間を確保することができる。
【００１６】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る駆動力伝達装置の第２作用説明図である。
（ａ）は、エンジン６１のみで後輪１４を駆動する場合である。
エンジン６１は、遠心クラッチ６２のインナ６２ａ、アウタ６２ａ、コーン型無段変速機４８、ワンウェイクラッチ６５、第１伝達ギヤ６６、第２伝達ギヤ６７の順で矢印▲４▼の如くモータ軸５３を駆動する。すなわち、モータ４３は発電機として働かせ、バッテリ２１（図１参照）を充電することができる。
さらに、エンジン６１は、エンジン側第１ヘリカルギヤ６８、エンジン側第２ヘリカルギヤ７１、出力ギヤ７５、プロペラシャフト７６、デファレンシャル７８、リヤアクスル５１の順で矢印▲５▼の如く後輪１４を駆動する。
【００１７】
（ｂ）は、モータ４３でハイブリッド車１（図１参照）をバックさせる場合である。
モータ４３を逆回転させ、モータ軸５３、モータ側第１ヘリカルギヤ６９、モータ側第２ヘリカルギヤ７２、出力ギヤ７５、プロペラシャフト７６、デファレンシャル７８、リヤアクスル５１の順で矢印▲６▼の如く後輪１４に伝え、後輪を逆回転させる。
エンジン６１は停止させたがモータ４３は逆回転なので、ワンウェイクラッチ６５は接続されコーン型無段変速機４８、遠心クラッチ６２のアウタ６２ｂまで矢印▲７▼の如くモータ４３の駆動力は伝わるが、遠心クラッチ６２によりエンジン６１まで連れ回すことはない。
【００１８】
図７は本発明に係る駆動力伝達装置の第３作用説明図であり、ハイブリッド車１（図１参照）の減速時の駆動力の流れを示す。
ハイブリッド車１（図１参照）の減速時には、後輪１４、リヤアクスル５１、デファレンシャル７８、プロペラシャフト７６、モータ側第２ヘリカルギヤ７２、モータ側第１ヘリカルギヤ６９、モータ軸５３の順で矢印▲８▼の如くモータ４３に伝わり、モータ５３は発電機として作用する。このとき、ワンウェイクラッチ６５は開放になるので、減速時の駆動力を有効にモータ４３に伝達することができバッテリ２１（図１参照）を充電することができる。
【００１９】
図８は本発明に係る駆動力伝達装置のトルクセンサユニットの断面図である。トルクセンサユニット８８は、先に説明したカウンタシャフト７３と、このカウンタシャフトの両端に取付けた圧力センサ７４ａ，７４ｂと、カウンタシャフト７３に取付けたエンジン側第２ヘリカルギヤ７１及びモータ側第２ヘリカルギヤ７２と、これらのギヤ７１，７２に噛み合わせたエンジン側第１ヘリカルギヤ６８及びモータ側第１ヘリカルギヤ６９で構成したもので、次図に基づいてトルクセンサユニット８８の作用を説明する。
【００２０】
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係るトルクセンサユニットの作用説明図である。
（ａ）は、加速時のトルクセンサユニット８８の作用を示す。
加速時には、エンジン６１（図３参照）又はモータ側４３から後輪１４に駆動力が伝わる。すなわち、エンジン側第１ヘリカルギヤ６８及びモータ側第１ヘリカルギヤ６９が駆動側になり、エンジン側第２ヘリカルギヤ７１及びモータ側第２ヘリカルギヤ７２が受動側となるため、これらのギヤ７１，７２は矢印ａの如くカウンタシャフト７３に応力Ｆａを発生させる。この応力Ｆａを圧力センサ７４ａで検出する。
（ｂ）は、減速時のトルクセンサユニット８８の作用を示す。
減速時には、後輪１４側からモータ４３側に駆動力が伝わる。すなわち、エンジン側第２ヘリカルギヤ７１及びモータ側第２ヘリカルギヤ７２が駆動側になり、エンジン側第１ヘリカルギヤ６８及びモータ側第１ヘリカルギヤ６９が受動側となるため、これらのギヤ６８，６９は矢印ｂの如くカウンタシャフト７３に応力Ｆｂを発生させる。この応力Ｆｂを圧力センサ７４ｂで検出する。
【００２１】
すなわち、これらの圧力センサ７４ａ，７４ｂで駆動力の大きさ及び伝達の方向を検出し、フィードバック制御をかけ、駆動源であるエンジン６１又はモータ４３（図２参照）の駆動力を組合せることで、ハイブリッド車１（図１参照）を効率よく駆動することができる。
トルクセンサユニット８８を、カウンタシャフト７３と、このカウンタシャフトの両端に取付けた圧力センサ７４ａ，７４ｂと、カウンタシャフト７３に取付けたエンジン側第２ヘリカルギヤ７１及びモータ側第２ヘリカルギヤ７２と、これらのギヤ７１，７２に噛み合わせたエンジン側第１ヘリカルギヤ６８及びモータ側第１ヘリカルギヤ６９で構成したので、コンパクトで信頼性の高いトルク検出機構を具体化することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、発電電動機をモータにすることでエンジンと発電電動機とで車両を前進させること、発電電動機を発電機にすることでエンジンで発電しながらバッテリを充電させること、必要により、エンジンを切って発電電動機のみで車両を前進又はバックさせることが可能となり、発電電動機を駆動源として車両をバックさせることができ、エンジンを駆動源として発電電動機を介してバッテリ充電が実現できるのでハイブリッド車の使い勝手がよくなる。
また、エンジンの回転を変速する無段変速機を遠心クラッチの出力側に配置したので、例えば、無段変速機を遠心クラッチの入力側に配置する場合に比べて、クラッチ容量が小さいものにすることができる。逆に無段変速機側からすればエンジンの過大トルクを直接受けることを防止することができ、無段変速機を保護することができる。
遠心クラッチの出力側と無段変速機との間にトルクリミッタを配置したので、後輪からのバックトルクがエンジンにおよぶことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るハイブリッド車の側面図
【図２】本発明に係るハイブリッド車の駆動系ユニットの側面図
【図３】本発明に係るハイブリッド車の駆動力伝達装置の断面図
【図４】本発明に係るハイブリッド車のエンジンの断面図
【図５】本発明に係る駆動力伝達装置の第１作用説明図
【図６】本発明に係る駆動力伝達装置の第２作用説明図
【図７】本発明に係る駆動力伝達装置の第３作用説明図
【図８】本発明に係る駆動力伝達装置のトルクセンサユニットの断面図
【図９】本発明に係るトルクセンサユニットの作用説明図
【符号の説明】
１…ハイブリッド車、１４…駆動輪（後輪）、４３…発電電動機（モータ）、４８…変速機（コーン型無段変速機）、５３…駆動力合流ポイント（モータ軸）、６０…駆動力伝達装置、６１…エンジン、６２…遠心クラッチ、６５…ワンウェイクラッチ。
【図１】
0003649312.tif 000002
【図２】
0003649312.tif 000003
【図３】
0003649312.tif 000004
【図４】
0003649312.tif 000005
【図５】
0003649312.tif 000006
【図６】
0003649312.tif 000007
【図７】
0003649312.tif 000008
【図８】
0003649312.tif 000009
【図９】
0003649312.tif 000010