(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと
変速機と、
前記エンジンと前記変速機との間のトルク伝達経路に配設して該エンジンと該変速機との間のトルク伝達を行うトルク伝達機構と、
前記トルク伝達機構を収容すると共に底部に開口部が形成されているハウジングと
を有し、
前記ハウジングの側部に前記エンジンから延在する排気管が配設されている車両のパワートレイン構造において、
前記開口部の下方に放熱部材が配設され、
前記放熱部材の端部が前記排気管に接合されている
ことを特徴とする車両のパワートレイン構造。
【請求項２】
前記放熱部材の前記開口部に対峙する部位に放熱部が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の車両のパワートレイン構造。
【請求項３】
前記放熱部材の前記排気管と前記ハウジングとの間に、他の放熱部が形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の車両のパワートレイン構造。
【請求項４】
前記排気管が前記ハウジングの左右に配設されており、
前記放熱部材の両端部が前記各排気管に接合されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両のパワートレイン構造。
【請求項５】
前記排気管が前記ハウジングの一側に配設されており、
前記放熱部材の一端部が前記排気管に接合され、他端部が前記ハウジングに固定されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両のパワートレイン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと変速機との間にトルク伝達を行うトルク伝達機構が介装されている車両のパワートレイン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンと変速機（シリーズハイブリッド車両の場合は変速機に内装された電動機）との間のトルク伝達経路にトルク伝達機構を介装してトルク伝達を行うパワートレインが知られている。トルク伝達機構がトルクリミッタ機構の場合、予め設定されたリミットトルクを超えるトルクが入力された際に、摩擦係合要素がスリップして過大トルクの伝達が防止される。
【０００３】
一般に、トルク伝達機構はハウジングにて覆われているが、このハウジングの底部は、通気性確保、侵入した水分の排出、及び、周辺にレイアウトされている部品との干渉を避けるために、開口部が切欠き形成されているものがある。ハウジングの底部に開口部が切欠き形成されていると、雨天走行、雪上走行、浸水路走行等により、水分がハウジング内に浸入し易くなる。そして、侵入した水分がトルク伝達機構に付着し、その状態が継続されると、経年的には、トルク伝達機構の各構成部品に錆び付きが発生する可能性がある。
【０００４】
特に、トルクリミッタ機構では、各構成部品に錆び付きが発生すると、固着が発生したり、摩擦係合要素の摩擦係数が変化してしまう。その結果、実際のリミットトルクが変動してしまうため、予め設定したリミットトルクを超えた過大トルクが入力されても、トルクリミッタが作動せず、或いは予め設定したリミットトルク以下でトルクリミッタが作動してしまう不具合が生じる。
【０００５】
そのため、特許文献１（特開２０１０−１６７８３７号公報）には、湿度センサ等にてハウジング内への水入りを検出した場合、或いはメインスイッチがＯＦＦされた直後にモータジェネレータを駆動させて、トルクリミッタの配設されているトルク伝達経路を共振させ、それによりトルクリミッタを強制的に作動させ、摩擦係合要素を相対回転させることで、摩擦係合要素の錆び付きによる固着を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６７８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した文献に開示されている技術では、トルク伝達機構を共振させてトルクリミッタに設けた摩擦係合要素の錆び付きによる固着を防止するようにしているが、走行中にトルク伝達経路を共振させることは、騒音振動を助長することとなり、快適性が損なわれる不具合がある。更に、湿度センサ等が劣化した場合、ハウジング内への水入りを正しく検出することが困難となり、誤動作を招く可能性がある。
【０００８】
又、システム停止直後、トルク伝達経路を常時振動させることは、バッテリの不要な消耗を招き、バッテリ寿命を短命化してしまう不具合がある。更に、摩擦係合要素の錆び付きは、経年的に発生するものであるが、トルク伝達経路の共振点は部品交換や経年等で変化し易く、長期的にトルク伝達機構の共振動作を保証することは困難で、耐用年数に問題があり、高い信頼性を得るには限界がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で、電気的制御が不要で、トルク伝達機構の錆び付きを長期的に抑制して長寿命化、及び高い信頼性を得ることのできる車両のパワートレイン構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エンジンと、変速機と、前記エンジンと前記変速機との間のトルク伝達経路に配設して該エンジンと該変速機との間のトルク伝達を行うトルク伝達機構と、前記トルク伝達機構を収容すると共に底部に開口部が形成されているハウジングとを有し、前記ハウジングの側部に前記エンジンから延在する排気管が配設されている車両のパワートレイン構造において、前記開口部の下方に放熱部材が配設され、前記放熱部材の端部が前記排気管に接合されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トルク伝達機構を収容するハウジングの底部に形成されている開口部の下方に放熱部材を配設し、この放熱部材の端部を排気管に接合したので、放熱部材は排気管から吸熱した熱を、開口部を経てハウジング内に放熱させることで、トルク伝達機構に付着した水分を蒸発させることができる。その結果、トルク伝達機構の錆び付きを抑制することができる。更に、放熱部材を配設しただけの簡単な構造であるため、電気的制御が不要で、低コストで製造することができる。又、トルク伝達機構の錆び付きを長期的に抑制することで長寿命化、及び高い信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態によるハイブリッド車両のパワートレインを示す概略構成図
【図２】同、パワートレインの概略側面図
【図３】同、図２のIII-III概略断面図
【図４】同、図２のIV-IV概略断面図
【図５】第２実施形態による図４相当の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１〜図４に本発明の第１実施形態を示す。図１にハイブリッド車両１が示されている。このハイブリッド車両１は、車体前部にエンジン２が搭載され、このエンジン２の後部に変速機３が連続されている。尚、符号１１ｆは前輪、１１ｒは後輪である。
【００１５】
この変速機３は変速機ケース３ａを有し、この変速機ケース３ａの前部にリミッタハウジング３ｂが一体形成されている。リミッタハウジング３ｂの前端は開口されており、開口端がエンジン２のシリンダブロック後面部２ａに結合されて、内部に収容空間が形成される。更に、このリミッタハウジング３ｂの底部に開口部３ｃが切欠き形成されている。
【００１６】
本実施形態で示すエンジン２は水平対向型或いはＶ型エンジンであり、図１〜図３に示すように、車幅方向左右に配設されたバンクにシリンダヘッド２ｂが設けられ、この各シリンダヘッド２ｂに形成された排気ポートに排気マニホルド４を介して排気管５がそれぞれ連通されている。この各排気管５はリミッタハウジング３ｂの両側を通り、変速機ケース３ａの後部で集合されて、後方へ延在されている。
【００１７】
又、図４に示すように、リミッタハウジング３ｂは、ハイブリッド車両１の車体底面であって車幅方向中央に形成されたフロアトンネル１ａの開口前部に配設されており、更に、このフロアトンネル１ａの両側裾部付近に排気管５がそれぞれ配設されている。尚、フロアトンネル１ａの開口前部付近の排気管５は排気マニホルド４の下流端に近く、換言すれば排気管５の上流端付近にあるため、走行時は比較的高温の排気熱が流通される。
【００１８】
又、リミッタハウジング３ｂの底面に形成された開口部３ｃの下方に、横長矩形状の放熱部材としての放熱プレート６が配設されている。この放熱プレート６は、鉄、アルミニュウム、ステンレス等、剛性を有し、且つ熱伝導率の比較的高い材料で形成されている。図３、図４に示すように、この放熱プレート６は開口部３ｃ全体を覆う幅Ｗを有し、又、車幅方向の左右両端部６ａが、各排気管５に溶接等の手段により接合されている。
【００１９】
更に、この放熱プレート６の中央、すなわち、開口部３ｃの下方に位置する部位と、その両側であって、排気管５とリミッタハウジング３ｂとの間に位置する部位とに、中央放熱部６ｂと左右放熱部６ｃとがそれぞれ形成されている。この各放熱部６ｂ，６ｃは、コルゲート加工（波形成形加工）等の曲げ加工により、大きい表面積が確保されている。
【００２０】
又、図２、図３に示すように、中央放熱部６ｂの前方には、エンジン２のオイルパン２ｃが対峙されている。従って、走行時の走行風はオイルパン２ｃで遮断されるため、中央放熱部６ｂへは到達し難く、中央放熱部６ｂからの熱は上方へ放射され易い。一方、左右放熱部６ｃは排気管５とリミッタハウジング３ｂとの間に臨まされており、走行時は前方からの走行風により、中央放熱部６ｂに比し冷却され易い。
【００２１】
排気管５を流通する排気熱は、エンジン負荷の影響で変動し易く、エンジン負荷が高ければ高温化する。従って、高速走行時の排気熱は高温化し易く、又、リミッタハウジング３ｂ内に収容されている、後述のトルクリミッタ機構７は、高速運転時の負荷変動で動作頻度が増加し発熱し易くなる。従って、中央放熱部６ｂと左右放熱部６ｃの放熱面積をそれぞれ調整することで、中央放熱部６ｂから開口部３ｃを経てリミッタハウジング３ｂ内へ放射される熱量を調整することができる。
【００２２】
次に、変速機３の基本的な内部構造について簡単に説明する。図２、図３に示すように、変速機ケース３ａ内には、シリーズパラレル式のハイブリッド車両１に適用される第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の２モータが配設されている。この第１モータジェネレータＭＧ１に設けられたモータ軸１３が、変速機ケース３ａ内の前部に配設されている動力分割機構１５に連設され、更に、この動力分割機構１５から前方へ延在する変速機入力軸１５ａとエンジン２の出力軸２ｄとの間のトルク伝達経路内にトルクリミッタ機構７が介装されている。
【００２３】
トルクリミッタ機構７は、摩擦係合要素を挟持する摩擦力でトルクを伝達するもので、予め設定されたリミットトルクを超えるトルクが入力されると、摩擦係合要素がスリップして相対回転し、エンジン２と変速機３との間での過大トルクの伝達が防止される。尚、このトルクリミッタ機構７には、エンジン２と変速機３との間のトルク変動を抑制するダンパ機能が備えられているものもある。
【００２４】
一方、第２モータジェネレータＭＧ２は変速機ケース３ａの後部に配設されており、駆動ギヤ８ａと従動ギヤ８ｂとからなる第１ギヤ列８を介して、前輪出力軸９に連設されている。この前輪出力軸９が終減速機を一体に有するデファレンシャル機構１０を介して、左右の前輪１１を支持する前輪軸１２に連設されている。尚、この第１ギヤ列８は、走行時は常時回転している。
【００２５】
更に、変速機入力軸１５ａに連設されている動力分割機構１５と第１モータジェネレータＭＧ１のモータ軸１３とが、前輪出力軸９に、駆動ギヤ１４ａと従動ギヤ１４ｂとからなる第２ギヤ列１４を介して連設されている。この動力分割機構１５はエンジン２の出力を、第１モータジェネレータＭＧ１と前輪出力軸９とに対して所定の比率で配分するもので、いわゆるシリーズ・パラレル・ハイブリッドシステムが構築されている。
【００２６】
すなわち、動力分割機構１５がエンジン２の出力軸２ｄと第２ギヤ列１４との動力伝達を遮断し、第１モータジェネレータＭＧ１側にトルク伝達経路を構築した場合、第１モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能し、前輪１１は第２モータジェネレータＭＧ２の出力のみで駆動する、シリーズハイブリッドモードとなる。
【００２７】
一方、動力分割機構１５がエンジン２の出力軸２ｄと第２ギヤ列１４の駆動ギヤ１４ａとを機械的に接続させることで、前輪１１はエンジン２と第２モータジェネレータＭＧ２の出力との双方で駆動されるパラレルハイブリッドモードとなる。尚、変速機ケース３ａ内には、前後進切換機構等が備えられているが、これらの記載は省略する。
【００２８】
次に、このような構成による本実施形態の作用について説明する。エンジン２の出力は、出力軸２ｄから変速機３の前部に形成したリミッタハウジング３ｂに収容されているトルクリミッタ機構７を介して、変速機ケース３ａに収容されている動力分割機構１５の変速機入力軸１５ａに伝達される。
【００２９】
走行モードがシリーズハイブリッドモードに設定されている場合、基本的に、動力分割機構１５が、エンジン２の出力軸２ｄと第２ギヤ列１４の駆動ギヤ１４ａとの間を遮断し、出力軸２ｄと第１モータジェネレータＭＧ１のモータ軸１３とを連設させる。その結果、エンジン２の駆動力で第１モータジェネレータＭＧ１が発電動作する。
【００３０】
又、走行モードがパラレルハイブリッドモードに設定されている場合、動力分割機構１５がエンジン２の出力軸２ｄと第２ギヤ列１４の駆動ギヤ１４ａとを機械的に接続させ、前輪１１ｆをエンジン２と第２モータジェネレータＭＧ２の出力との双方で駆動させる。その際、エンジン２の出力に余力がある場合は、動力分割機構１５にてエンジン２の出力の一部を第１モータジェネレータＭＧ１へ配分し、第１モータジェネレータＭＧ１を発電動作させる。
【００３１】
又、エンジン２と動力分割機構１５との間に設けたトルクリミッタ機構７に、予め設定されているリミットトルク以上の過大トルクが入力された場合、このトルクリミッタ機構７がスリップして相対回転し、リミットトルク以上のトルク伝達が遮断される。
【００３２】
一方、エンジン２が稼動すると、燃焼温度に比例して排気ガスの温度が上昇する。この排気ガスは、シリンダヘッド２ｂに設けた排気ポートから排気マニホルド４を経て、排気管５を通り、車体後部へ導かれて排出される。排気ガスが排気マニホルド４、排気管５を通過するに際し、それらが排気熱により加熱される。
【００３３】
ところで、本実施形態に示すように、トルクリミッタ機構７を収容するリミッタハウジング３ｂの底部に開口部３ｃが切欠き形成されている場合、雨天走行、雪上走行、浸水路走行等においてリミッタハウジング３ｂ内に水分が侵入し易くなる。そして、このリミッタハウジング３ｂに侵入した水分が、トルクリミッタ機構７の各構成部品に付着し、その状態が継続し、且つ、水分の付着が繰り返されると、経時的に錆が発生し易くなる。
【００３４】
本実施形態では、リミッタハウジング３ｂの下方に、その左右両端部６ａを排気管５に接合し、開口部３ｃに対峙する部位に中央放熱部６ｂを形成した横長矩形状の放熱プレート６が配設されている。リミッタハウジング３ｂはエンジン２の後端に連設されており、このリミッタハウジング３ｂに対応する位置の排気管５は排気マニホルド４の直下流にあり、高温の排気熱を有する排気ガスが流れている。
【００３５】
そのため、リミッタハウジング３ｂ付近の排気管５は高温化されており、この熱の一部が放熱プレート６で受熱され、中央放熱部６ｂから多くの熱が放射される。そして、この中央放熱部６ｂから放射された熱により、リミッタハウジング３ｂ内が加熱され、その熱により、トルクリミッタ機構７に付着されている水分が蒸発される。
【００３６】
ところで、走行中の車両１のフロアトンネル１ａ内は、前方から後方へ走行風が抜けており、この走行風により中央放熱部６ｂは冷却される。しかし、図２、図３に示すように、中央放熱部６ｂの前方にはオイルパン２ｃが配設されているため、このオイルパン２ｃによって中央放熱部６ｂの方向へ流れる走行風の多くが遮断され易く、その分、走行風による冷却は抑制される。
【００３７】
従って、中央放熱部６ｂから放射される熱を、開口部３ｃを経てリミッタハウジング３ｂ内に効率良く伝熱させることができ、トルクリミッタ機構７に付着した水分を早期に蒸発させることができる。その結果、トルクリミッタ機構７の錆び付きが抑制され、その分、長寿命化を実現することができる。更に、開口部３ｃの下方が放熱プレート６で覆われているため、開口部３ｃからのリミッタハウジング３ｂ内に侵入する水分量を抑止させることができる。
【００３８】
一方、図３に示すように、排気管５とリミッタハウジング３ｂとの間は、ほぼオイルパン２ｃの側面から車幅方向外側に位置しているため、走行風がフロアトンネル１ａに沿って流れ易く、放熱プレート６の当該部位に形成された左右放熱部６ｃは、走行風の通過によって積極的に冷却される。従って、中央放熱部６ｂの放熱面積と左右放熱部６ｃの放熱面積を調整することで、高速走行時における中央放熱部６ｂの放熱量を調整することができる。
【００３９】
すなわち、高速走行時は、加減速運転が比較的多く繰り返されるため、トルクリミッタ機構７の動作頻度が増加し、摩擦熱が発生し易い。その際、中央放熱部６ｂからの放熱によってリミッタハウジング３ｂ内が加熱されると、トルクリミッタ機構７の耐フェード性が低下してしまう。従って、高速走行時には放熱プレート６の左右放熱部６ｃから積極的に放熱させることで、中央放熱部６ｂからの放熱量を減少させ、耐フェード性の低下を防止することができる。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、排気管５を流れる排気熱を放熱プレート６で受熱し、リミッタハウジング３ｂの下方に対峙する中央放熱部６ｂから放熱させて、トルクリミッタ機構７に付着している水分を蒸発させるようにしたので、電気的制御が不要で、トルク伝達機構の錆び付きを長期的に抑制して長寿命化を実現することができ、高い信頼性を得ることができる。更に、放熱プレート６を追加しただけの簡単な構造であり、既存の車両にも簡単に取付けることができるので、高い汎用性を得ることができる。又、放熱プレート６は板金材から成形することができるため、安価に製造することができ、コストの低減を図ることができる。
【００４１】
［第２実施形態］
図５に本発明の第２実施形態を示す。上述した第１実施形態では排気管５が変速機３の左右両側に配設されている態様を例示したが、本実施形態に示す排気管５は、直列型エンジン、或いは水平対向型（Ｖ型）エンジンであって左右の排気管が集合されて、変速機３の片側（図においては車幅方向右側）に配設されている態様を示す。
【００４２】
尚、排気管５の配列以外は、第１実施形態と同様の構成であるため、同一の符号を用いて説明し、図面による記載を省略する。又、放熱プレート６の第１実施例と同一構成部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
すなわち、放熱プレート６の一方の端部６ａは、溶接等の手段により排気管５に接合されており、又、他方の端部６ｄはリミッタハウジング３ｂ（或いは変速機ケース３ａ）の側面に、溶接、ボルト締め等の手段にて固定されている。或いはリミッタハウジング３ｂの側面にブラケットを固定し、このブラケットに締結させるようにしても良い。尚、放熱プレート６の材質、中央放熱部６ｂの形状は、第１実施例と同様である。
【００４４】
但し、放熱プレート６に形成された右放熱部６ｃは、１本の排気管５を通過する排気ガスの排気熱量に応じて設定されるため、第１実施例に示す左右放熱部６ｃよりも大きい表面積を有している。
【００４５】
このように、本実施形態では、変速機３の片側にのみ排気管５が配設されている場合、放熱プレート６の一方の端部６ａを排気管５に接合し、他方の端部６ｄをリミッタハウジング３ｂ（或いは変速機ケース３ａ）の側面に固定することで、排気管５が片側にのみ配列されている場合にも適用させることができ、より高い汎用性を得ることができる。
【００４６】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えばエンジン出力軸２ｄが変速機３の入力軸１５ａにトルクリミッタ機構７を介して連設されている車両であれば、適用する車両はハイブリッド車両に限るものではない。
【符号の説明】
【００４７】
１…ハイブリッド車両、
１ａ…フロアトンネル、
２…エンジン、
２ｃ…オイルパン、
２ｄ…出力軸、
３…変速機、
３ａ…変速機ケース、
３ｂ…リミッタハウジング、
３ｃ…開口部、
５…排気管、
６…放熱プレート、
６ａ…端部、
６ｂ…中央放熱部、
６ｃ…左右放熱部、
７…トルクリミッタ機構、
１３…モータ軸、
１５…動力分割機構、
１５ａ…変速機入力軸
ＭＧ１…第１モータジェネレータ、
ＭＧ２…第２モータジェネレータ、
Ｗ…幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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