ハイブリッド車両駆動装置

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【発明の名称】	ハイブリッド車両駆動装置
【発明者】	【氏名】丸山大司
【要約】	【課題】モータジェネレータにおいて発生した熱を効率的に放出することができるとともに、モータジェネレータ内部に水を貯留させるおそれのないハイブリッド車両駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】内燃エンジンＥの端部にモータジェネレータＭを一体的に結合し、そのハウジング４６の上部にエアー抜き機構５９を設け、下部に水抜き機構６９ａ、６９ｂを設ける。この場合、モータジェネレータＭにおいて発生した熱は、エアー抜き機構５９を介して外部に放出され、また、ハウジング４６内の水は、水抜き機構６９ａ、６９ｂから外部に排出される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】走行用駆動源として内燃エンジンおよびモータジェネレータを備え、前記内燃エンジンおよび／または前記モータジェネレータによる駆動力をトランスミッションを介して駆動軸へと出力するハイブリッド車両駆動装置において、前記モータジェネレータを収納するハウジングと、前記ハウジングに形成されるエアー抜き機構と、前記ハウジングの下部に形成される水抜き機構と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両駆動装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、前記モータジェネレータは、ロータおよびステータからなり、前記ロータは、フィンを備えることを特徴とするハイブリッド車両駆動装置。
【請求項３】請求項１記載の装置において、前記エアー抜き機構および前記水抜き機構の中、少なくとも前記エアー抜き機構が前記ハウジングの内部と外部とを連通するラビリンス構造からなることを特徴とするハイブリッド車両駆動装置。
【請求項４】請求項３記載の装置において、前記ラビリンス構造は、前記ハウジングの内部および外部を連通する管路に装着されるキャップ部材の内周部に互い違いに配設される複数の段部からなり、前記複数の段部間に形成される通路が前記ハウジングの内部と外部とを連通することを特徴とするハイブリッド車両駆動装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃エンジンに対してモータジェネレータを接続したハイブリッド車両駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンの燃焼によって駆動力を発生させる内燃エンジンと、回生による発電および電力により駆動力を発生させ、内燃エンジンの出力をアシストするモータとして使用されるモータジェネレータとの両方を備え、これらによる駆動力を必要に応じて合成し、車両を駆動するハイブリッド車両が提案されている（特開平９－１５６３８８号公報参照）。
【０００３】前記ハイブリッド車両においては、内燃エンジンのクランクシャフトに対してフライホイールおよびクラッチ機構を介してトランスミッションが連結されるとともに、前記トランスミッションを構成するドライブギアにモータジェネレータが連結されている。
【０００４】ところで、モータジェネレータは、駆動されることによってそれ自身がかなりの熱を発生するものであるが、従来のハイブリッド車両では、この熱に対する特別な配慮がなされたものはなかった。
【０００５】すなわち、モータジェネレータは、環境温度が上昇すると効率の低下する欠点があるため、駆動中における温度の影響を考慮する必要がある。また、前記モータジェネレータを内燃エンジンの近傍に配置した場合、内燃エンジンの熱がモータジェネレータに影響することも考慮する必要がある。さらに、モータジェネレータの温度上昇や環境温度に対する温度差があると、その使用雰囲気中の水蒸気が結露し、モータジェネレータ内で水が発生することも考えられる。この水分は、電気を使用するモータジェネレータにとっては短絡等の事故を惹起する原因となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、モータジェネレータにおいて発生した熱を効率的に放出することができるとともに、モータジェネレータ内部に水を貯留させるおそれのないハイブリッド車両駆動装置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】本発明に係るハイブリッド車両駆動装置では、内燃エンジンに接続されるモータジェネレータの熱をエアー抜き機構を介して外部に放出するとともに、前記モータジェネレータのハウジング下部に設けた水抜き機構によりハウジング内の水を除去することができる。これにより、モータジェネレータの熱損失を最小限とし、また、錆や漏電等の発生を回避することができる。
【０００８】なお、エアー抜き機構および水抜き機構の中、少なくともエアー抜き機構をラビリンス構造とすることにより、メンテナンスを不要とし、埃を内部に侵入させることなく常時エアー抜きおよび水抜きを実現することができる。さらに、モータジェネレータのロータにフィンを設けることにより、強制的にエアーの流れを生成して放熱を一層効率的に行うことができる。
【０００９】さらにまた、ラビリンス構造をキャップ部材の内部に構成した複数の段部で構成することにより、モータジェネレータのハウジングに直接構成する場合に比較して、その作成が一層容易なものとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本実施形態のハイブリッド車両駆動装置が適用されるハイブリッド車両Ｖの概略を示す。
【００１１】ハイブリッド車両Ｖは、例えば、ガソリンを燃焼させることによって駆動力を発生させる内燃エンジンＥと、回生による発電および電力により駆動力を発生させ内燃エンジンＥの出力をアシストするモータジェネレータＭと、フライホイールを含むクラッチ機構Ｃと、前記駆動力を切り換えて駆動軸１０に伝達するトランスミッションＴとを備える。
【００１２】モータジェネレータＭは、モータ駆動回路１２によって駆動制御されるものであり、このモータ駆動回路１２には、高圧系の電力を供給／充電する、例えば、キャパシタからなる第１蓄電器１３と、ダウンバータ１４を介して電力を蓄積する第２蓄電器１５とが接続される。また、ハイブリッド車両Ｖは、マネージメント制御回路１６を有し、このマネージメント制御回路１６には、前記モータ駆動回路１２を介してモータジェネレータＭを制御するモータ制御回路１７と、内燃エンジンＥを制御するエンジン制御回路１８とが接続される。
【００１３】次に、内燃エンジンＥ、モータジェネレータＭ、クラッチ機構ＣおよびトランスミッションＴの構造について詳細に説明する。
【００１４】図２～図４は、マニュアル車用の駆動装置を示す。３気筒からなる内燃エンジンＥは、オイルパン２２とシリンダブロック２４とシリンダヘッド２６とから構成される。なお、シリンダヘッド２６の上部には、ヘッドカバー２７が装着される。オイルパン２２とシリンダブロック２４との接合部分には、クランクシャフト２８を軸支するジャーナル軸受３０ａ～３０ｄおよび３２ａ～３２ｄが形成されている。クランクシャフト２８は、ジャーナル３４ａ～３４ｄと、クランクピン３６ａ～３６ｃと、カウンタウエイト３８ａ～３８ｆとからなり、ジャーナル３４ａ～３４ｄが前記ジャーナル軸受３０ａ～３０ｄおよび３２ａ～３２ｄによって軸支される。クランクピン３６ａ～３６ｃには、コンロッド４０ａ～４０ｃの一端部が連結される。コンロッド４０ａ～４０ｃの他端部には、シリンダブロック２４のシリンダ４２ａ～４２ｃに沿って変位するピストン４４ａ～４４ｃが連結される。
【００１５】モータジェネレータＭおよびクラッチ機構Ｃは、内燃エンジンＥの端部に結合されたハウジング４６に収納されている。図５は、モータジェネレータＭを内燃エンジンＥ側から見た図であり、ハウジング４６の外周部には、オイルパン２２およびシリンダブロック２４に対して当該ハウジング４６をボルトＢにより取り付けるためのボルト孔５７ａ～５７ｆが形成される。
【００１６】ハウジング４６の上部には、エアー抜き機構５９が配設される。エアー抜き機構５９は、図６Ａ～図６Ｃに示すように、ハウジング４６の内部と外部とを連通する管路６１と、管路６１の上端部に装着されるキャップ部材６３とからなる。キャップ部材６３の内周部には、管路６１の外周部に当接する略扇形状の複数の段部６５ａ、６５ｂおよび６７ａ、６７ｂが上下２段で同位置に形成されるラビリンス構造となっている。従って、管路６１の外周部とキャップ部材６３の外周部との間には、エアーの流通する間隙が形成される。なお、前記複数の段部６５ａ、６５ｂおよび６７ａ、６７ｂは、図７Ａ～図７Ｃに示すように、管路６１に沿って上下２段で互い違いに配設されたラビリンス構造とすることもできる。また、エアー抜き機構５９は、ハイブリッド車両Ｖの上下方向の最高部に設けることでより効果的にエアー抜きを行えることは言うまでもない。
【００１７】ハウジング４６の下部には、水抜き機構６９ａ、６９ｂが配設される。この水抜き機構６９ａ、６９ｂは、ハウジング４６に螺合されたボルトからなる。従って、水抜き機構６９ａ、６９ｂを構成するボルトを取り外し、定期的あるいは必要に応じて水抜きを行うことができる。なお、水抜き機構６９ａ、６９ｂは、図６Ａ～図６Ｃまたは図７Ａ～図７Ｃに示すエアー抜き機構５９と同一の構成とすることもできる。また、水抜き機構６９ａ、６９ｂは、ハイブリッド車両Ｖの上下方向の最下部に設けることでより効果的に水抜きを行えることは言うまでもない。
【００１８】図５において、モータジェネレータＭは、円形状のロータ４８と、その外周部に装着されるドーナツ形状のステータ５０とからなる。ロータ４８は、ボルト５６によりクランクシャフト２８の端部に直接固定される（図４参照）。この場合、クランクシャフト２８にモータジェネレータＭが近接して連結されるため、充分な剛性を確保することができる。ロータ４８は、その両側面に複数のフィン５８、６０を備えるとともに、外周部に複数の磁石６２がＮ極、Ｓ極交互に配設される。ステータ５０は、複数のコイルユニット６４を円周方向に複数配置して構成される。コイルユニット６４は、複数の金属板を積層してなるコア６６の外周部に断面略コ字状のガイド部材６８を介してコイル７０が巻装される。ステータ５０は、これらのコイルユニット６４の外周部に配設された取付部材７２を介して内燃エンジンＥの側部に固定される。
【００１９】内燃エンジンＥ側における前記ガイド部材６８には、溝部７４および７６がステータ５０の外周部側および内周部側に沿って形成されており、溝部７４に導電性の３枚の接続リング７８ａ～７８ｃが重畳して装着される。接続リング７８ａ～７８ｃは、夫々の表面に絶縁層が形成されており、３相交流により駆動されるべく、コイルユニット６４に巻装されたコイル７０に２つおきに接続される。
【００２０】ステータ５０の内燃エンジンＥ側の側面には、内燃エンジンＥに対する磁束の漏洩等を回避するためのディスク状の磁気遮蔽板８０が装着される。また、磁気遮蔽板８０には、コネクタ８６が形成されており、このコネクタ８６において、接続リング７８ａ～７８ｃから外方に突出する端子部８８ａ～８８ｃがハウジング４６に設けられたコネクタ９０より導入された端子板９２ａ～９２ｃに接続する。
【００２１】一方、ステータ５０のトランスミッションＴ側の側面には、ハウジング４６に固定されたドーナツ形状の第１隔壁９４が配置される。第１隔壁９４は、内周側がトランスミッションＴ側に湾曲した形状となっている。なお、第１隔壁９４には、ロータ４８のステータ５０に対する回転位置を検出する位置検出センサ９６が装着されている。
【００２２】また、クラッチ機構Ｃにおいて、ロータ４８には、ボルト９８によりトランスミッションＴ側から位置決めピン９９を介してディスク状のフライホイール１００が固定される。フライホイール１００は、その外周部にスタータモータ１０２の駆動ギア１０４に噛合するリングギア１０６が形成されており、モータジェネレータＭ側の側面には、ドライブプレート１０７と、ドーナツ形状の第２隔壁１０８とが固定される。第２隔壁１０８は、内周側が第１隔壁９４側に湾曲した形状となり、且つ、径方向に対して第１隔壁９４と重畳するように構成される。
【００２３】なお、ドライビングプレート１０７には、位置検出センサ９６に対向する部位に孔部１１０が形成されており、ロータ４８の回転に伴って回転するドライビングプレート１０７の回転位置が前記位置検出センサ９６による孔部１１０の検出によって検知される。この場合、ロータ４８に装着された磁石６２と、ドライビングプレート１０７に形成された孔部１１０とは、ロータ４８およびフライホイール１００間に係合する位置決めピン９９により相互の位置合わせがなされている。
【００２４】一方、フライホイール１００のトランスミッションＴ側の側面には、フリクションディスク１１２が配置される。フリクションディスク１１２は、内周にスプラインの形成されたボス部１１６と、前記ボス部１１６の外周部にトーションスプリング１１８を介して配置されるプレート１２０と、前記プレート１２０の両面に接合される摩擦板１２２ａ、１２２ｂとから構成される。
【００２５】また、フリクションディスク１１２を構成する摩擦板１２２ｂ側には、プレッシャープレート１２４が配置される。プレッシャープレート１２４のトランスミッションＴ側には、フライホイール１００に固定されたハウジング１２６にワイヤスプリング１２８によって保持されるダイヤフラムスプリング１３０の外周部が配置される。一方、ダイヤフラムスプリング１３０の内周部のトランスミッションＴ側には、ピストン１３２が配置される。このピストン１３２は、ハウジング４６に形成されたボス部１３４の外周部に配設されており、図示しない油圧機構によって前記ボス部１３４に沿って変位し、ダイヤフラムスプリング１３０を押圧する。なお、このボス部１３４およびフリクションディスク１１２のボス部１１６には、トランスミッションＴからのシャフト１３６が挿通される。
【００２６】トランスミッションＴは、ミッションケース１３７によって囲繞されており、このミッションケース１３７内には、図示しない変速機構が収納される。この場合、ミッションケース１３７の外側部には、スタータモータ１０２が装着される。スタータモータ１０２は、複数の締め付けボルトＢにより、ミッションケース１３７およびハウジング４６を介して内燃エンジンＥのシリンダブロック２４に固定される。また、ミッションケース１３７、ハウジング４６および内燃エンジンＥは、図５に示すハウジング４６のボルト孔５７ａ～５７ｆを介して締め付けボルトＢにより締結される。
【００２７】本実施形態のハイブリッド車両駆動装置は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００２８】先ず、ハイブリッド車両Ｖが内燃エンジンＥによって駆動される場合について説明する。スタータモータ１０２が駆動されることにより、駆動ギア１０４およびリングギア１０６を介してフライホイール１００が回転し、それに連結されたロータ４８が回転し、クランキングが行われる。この場合、スタータモータ１０２は、大径に構成されているフライホイール１００の外周部に配設したリングギア１０６に連結されているため、小さいトルクでクランクシャフト２８を回転させることができる。
【００２９】次いで、シリンダヘッド２６に対してガソリンが供給され点火されることにより、ピストン４４ａ～４４ｃがシリンダ４２ａ～４２ｃ内で変位し、それに伴ってクランクシャフト２８が回転する。クランクシャフト２８は、それに直結するモータジェネレータＭのロータ４８およびフライホイール１００を回転させる。
【００３０】ここで、ドライバによりトランスミッションＴを構成するギアが所定のギア比に設定された後、クラッチ結合操作がなされると、クラッチ機構Ｃを構成するピストン１３２が駆動され、ダイヤフラムスプリング１３０より離間する方向に変位する。従って、前記ダイヤフラムスプリング１３０は、ピストン１３２に追従して変位し、外周面がプレッシャープレート１２４を押圧する。この結果、フリクションディスク１１２を構成する摩擦板１２２ａ、１２２ｂがプレッシャープレート１２４とフライホイール１００との間に挟設され、これによってトランスミッションＴと内燃エンジンＥとがモータジェネレータＭのロータ４８を介して連結される。
【００３１】そこで、内燃エンジンＥとトランスミッションＴとがクラッチ機構Ｃによって連結されると、駆動力が駆動軸１０に伝達され、ハイブリッド車両Ｖが駆動される。なお、クランクシャフト２８には、比較的重量物からなるモータジェネレータＭのロータ４８が直接連結されているため、安定した回転がトランスミッションＴ側に伝達される。
【００３２】次に、ハイブリッド車両ＶがモータジェネレータＭによって駆動される場合について説明する。この場合、第１蓄電器１３には、内燃エンジンＥの減速時あるいはアイドル時に回生作用により電力が蓄積されており、それによって発生した磁界によりロータ４８およびフライホイール１００が回転し、クラッチ機構ＣおよびトランスミッションＴを介して駆動力が駆動軸１０に伝達され、ハイブリッド車両Ｖが駆動される。なお、モータジェネレータＭによる駆動力は、内燃エンジンＥによる駆動力に対するアシスト力として同時に発生させることが可能である。
【００３３】ここで、モータジェネレータＭは、駆動電流が供給されることで発熱する一方、内燃エンジンＥに近接して配置されているため、加熱されて相当に高温となり、熱損失による効率の低下が懸念される。しかしながら、モータジェネレータＭを収納するハウジング４６には、その上部にエアー抜き機構５９が配設されているため、発生した熱が効率的に外部に放出される。
【００３４】すなわち、ハウジング４６内の加熱されたエアーｅは、ロータ４８に設けたフィン５８、６０によって助勢され、図６Ａ～６Ｃまたは図７Ａ～７Ｃに示すように、エアー抜き機構５９を構成する管路６１からキャップ部材６３の段部６５ａ、６５ｂおよび６７ａ、６７ｂの間隙を介して外部に放出されるため、効率的にモータジェネレータＭの放熱を行うことができる。この場合、エアー抜き機構５９を吸気系のエアークリーナの上流側に接続することにより、暖められたエアーｅを吸気系に供給でき、特に外気温度の低い低温時において燃焼効率を向上することができる、という更なる効果が期待できる。
【００３５】また、モータジェネレータＭの加熱による結露や外部からの侵入によりハウジング４６内に水の溜まることが懸念される。しかしながら、この水は、ハウジングの下部に設けた水抜き機構６９ａ、６９ｂによって容易に外部に排出することができる。
【００３６】すなわち、定期的に、あるいは、必要に応じて水抜き機構６９ａ、６９ｂを構成するボルトを取り外すことにより、ハウジング４６内の水を外部に排出することができる。なお、水抜き機構６９ａ、６９ｂをエアー抜き機構５９と同一に構成することにより、常時水抜きを実施させることができる。しかも、この水抜き機構６９ａ、６９ｂをラビリンス構造とすれば、外部からハウジング４６内に水や埃が侵入する事態を好適に回避することができる。
【００３７】一方、ドライバによるクラッチの切り離し操作がなされた場合には、ピストン１３２が内燃エンジンＥ側に変位し、これによってダイヤフラムスプリング１３０の外周面がプレッシャープレート１２４より離間するため、前記プレッシャープレート１２４とフライホイール１００とによる摩擦板１２２ａ、１２２ｂの挟持動作が解除され、内燃エンジンＥまたはモータジェネレータＭとトランスミッションＴとの結合状態が解除される。
【００３８】図８は、モータジェネレータＭの他の実施形態を示す。なお、図５に示す構成要件と同一の構成要件には、同一の参照符号を付し、その説明は省略する。
【００３９】このモータジェネレータＭは、各コイルユニット６４から引き出されたコイル７０の端部が直接コネクタ１３８ａ～１３８ｃにおいて接続されている。そして、このコネクタ１３８ａ～１３８ｃとハウジング４６に設けられたコネクタ９０とが接続されている。なお、コネクタ１３８ａ～１３８ｃにおいては、コイル７０が部分的にむき出し状態となる。そこで、絶縁状態を保持するため、内燃エンジンＥ側に絶縁板１４０が配設される。
【００４０】このように構成されるモータジェネレータＭにおいて、同様にしてエアー抜き機構５９および水抜き機構６９ａ、６９ｂがハウジング４６の上下に配設され、モータジェネレータＭの放熱および水抜きが行われる。
【００４１】図９は、他の実施形態であるオートマチック車用の駆動装置を示す。なお、図４に示す構成要件と同一の構成要件には同一の参照符号を付し、その説明は省略する。
【００４２】モータジェネレータＭとオートマチック車用のトランスミッションＴとの間には、フライホイール機構Ｆが配設される。フライホイール機構Ｆは、連結プレート１５０を介してモータジェネレータＭのロータ４８に連結され、連結プレート１５０には、ドライブプレート１５２が装着される。連結プレート１５０には、リングギア１５４を外周部に備えたプライマリフライホイール１５６が連結される。また、前記プライマリフライホイール１５６に対して並行にセカンダリフライホイール１５８が配置される。セカンダリフライホイール１５８は、トランスミッションＴのシャフト１３６が係合するスプラインの形成されたボス部１６０を中央部に有する。プライマリフライホイール１５６は、前記ボス部１６０にベアリング１６２を介して支持されており、トーションスプリング１６４によってセカンダリフライホイール１５８に連結される。
【００４３】前記のように構成される駆動装置において、内燃エンジンＥとトランスミッションＴのミッションケース１３７とは、締め付けボルトＢによりハウジング４６を介して連結される。
【００４４】そこで、スタータモータ１０２によりクランキングされた後、モータジェネレータＭのロータ４８が回転することによりプライマリフライホイール１５６が回転し、その回転がトーションスプリング１６４を介してセカンダリフライホイール１５８に伝達され、セカンダリフライホイール１５８の回転がシャフト１３６を介してトランスミッションＴに伝達される。トランスミッションＴは、シャフト１３６の回転速度に応じて自動変速機構を駆動し、駆動軸１０を回転させる。この場合、モータジェネレータＭと同様に、モータジェネレータＭにおいて発生した熱がエアー抜き機構５９から外部に放出され、水が水抜き機構６９ａ、６９ｂから外部に排出される。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両駆動装置によれば、内燃エンジンに接続されたモータジェネレータの熱がそのハウジングに設けたエアー抜き機構より外部に放出されるとともに、内部の水がハウジングの下部に設けた水抜き機構から外部に排出される。従って、モータジェネレータが所定以上に加熱されることがなく、効率的に駆動させることができる。また、ハウジング内に水が溜まることがないため、錆の発生等による機能低下が生じることもない。

【出願人】	【識別番号】０００００５３２６【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
【出願日】	平成９年（１９９７）９月１２日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】千葉剛宏（外１名）
【公開番号】	特開平１１－９８６１５
【公開日】	平成１１年（１９９９）４月９日
【出願番号】	特願平９－２４９０７６