特許 6249115 車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6249115

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 6/40 20071001AFI20171211BHJP

   B60K 6/46 20071001ALI20171211BHJP

   F02B 61/00 20060101ALI20171211BHJP

   F02B 67/00 20060101ALI20171211BHJP

【ＦＩ】

   B60K6/40

   B60K6/46ZHV

   F02B61/00 D

   F02B67/00 N

   F02B67/00 Q

   F02B67/00 J

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-21983(P2017-21983)

(22)【出願日】2017年2月9日

【審査請求日】2017年3月13日

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083998

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 丈夫

(72)【発明者】

【氏名】藤吉 直志

(72)【発明者】

【氏名】川本 信樹

(72)【発明者】

【氏名】小関 優紀夫

(72)【発明者】

【氏名】椎名 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】駒田 英明

【審査官】 田中 将一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０９９８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１７３０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−００１５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４３８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６７２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００１０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８２３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１８０４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／２０ − ６／５４７

Ｆ０２Ｂ ６１／００ − ７９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

混合気を気筒内で燃焼させてトルクを出力するエンジンと、前記トルクにより回転させられることで発電する発電機と、前記発電機により発電された電力または前記発電機により発電された電力を充電するバッテリに蓄積された電力を利用して駆動することで走行用駆動トルクを出力する電動機とを備えた車両において、
前記発電機は、前記トルクが伝達される回転軸を有し、前記回転軸が前記車両の前後方向に平行になるように配置され、かつ前記エンジンに対して前記車両の前後方向における後方に配置され、
前記電動機は、前記走行用駆動トルクを出力する出力軸を有し、前記出力軸が前記車両の幅方向に平行になるように配置され、
前記電動機を覆う駆動ハウジングと、
前記発電機を覆う発電カバーとを有し、
前記駆動ハウジングの少なくとも一部は、前記発電カバーの下に重なるように配置されており、
更に前記バッテリから出力される直流電流を前記電動機用の交流電流に変換するインバータを備え、
前記車両の上面から見て、輪郭外形を包含するように簡略化した形状が前記車両の幅方向に長辺を沿わせた姿勢の直方体である前記エンジンと、輪郭外形を包含するように簡略した形状が前記車両の前後方向に円筒軸を沿わせた姿勢の円筒体である前記発電機とを合わせた外形輪郭がＬ字状に配置されており、
前記エンジンと前記発電機との外形輪郭が作るＬ字状の間に、前記インバータが配置されている
ことを特徴とする車両。

【請求項2】

請求項１に記載の車両において、
前記エンジンは、前記トルクを出力するクランク軸を有し、前記クランク軸が前記車両の前後方向と平行に、かつ前記クランク軸が前記発電機の前記回転軸と同軸上に配置されており、
前記走行用駆動トルクを駆動輪に伝達する車軸を有し、かつ前記車軸を前記出力軸と同軸上に配置し、かつ前記走行用駆動トルクを前記車軸に伝達するデファレンシャルを更に備え、
前記駆動ハウジングは、前記電動機を覆う第１ケースと、前記第１ケースに対して前記車両の幅方向に並べて配置され、かつ前記デファレンシャルを覆う第２ケースとを有し、前記第２ケースが前記第１ケースよりも前記車軸を中心とする外周が小径となっており、前記第２ケースの少なくとも一部は、前記発電カバーの下に重なるように配置されており、
前記発電カバーの下部は、前記車両の側面から視て前記第１ケースに重なるように配置されている
ことを特徴とする車両。

【請求項3】

請求項２に記載の車両において、
前記エンジンは、前記気筒内に設けたシリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンとを有し、車載状態にて前記ピストンが前記シリンダ内を往復動する方向が鉛直線に対して所定角度で交差する向きに配置される水平式のエンジンであり、
前記電動機は、前記デファレンシャルに対して前記ピストンの上死点側に配置されている
ことを特徴とする車両。

【請求項4】

請求項３に記載の車両において、
前記エンジンには、前記車両の高さ方向の上方に吸気系が、下方に排気系がそれぞれ設けられている
ことを特徴とする車両。

【請求項5】

請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の車両において、
前記車両に設けられたキャビンと、前記キャビン内に前記車両の前後方向に延びて配置されたセンタートンネルと、前記出力軸から伝達される前記走行用駆動トルクを前記デファレンシャルに伝達する減速機と、前記第１ケースと前記第２ケースとの間で前記車両の後方かつ上方に向けて突出して配置され、かつ前記減速機を覆う第３ケースとを有し、
前記第３ケースは、少なくとも一部が前記センタートンネル内に入り込んでいる
ことを特徴とする車両。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両において、
外部電源から電力を受けて前記バッテリを充電する充電器を有し、前記充電器が前記エンジンの上に配置されている
ことを特徴とする車両。

【請求項7】

混合気を気筒内で燃焼させてトルクを出力するエンジンと、前記トルクにより回転させられることで発電する発電機と、前記発電機により発電された電力または前記発電機により発電された電力を充電するバッテリに蓄積された電力を利用して駆動することで走行用駆動トルクを出力する電動機とを備えた車両において、
前記エンジンは、前記気筒に設けたシリンダ内を往復動するピストンと、前記ピストンの往復動により前記トルクを出力するクランク軸とを有し、
前記発電機は、前記トルクが伝達される回転軸を有し、前記回転軸が前記クランク軸と同軸上に配置されており、
前記電動機は、前記走行用駆動トルクを出力する出力軸を有し、
前記走行用駆動トルクを駆動輪に伝達する車軸を有し、かつ前記車軸を前記出力軸と同軸上に配置したデファレンシャルと、
前記発電機を覆う発電カバーと、
前記電動機を覆う第１ケースと、
前記第１ケースに対して前記車両の幅方向に並べて配置され、かつ前記デファレンシャルを覆う第２ケースと、
前記バッテリから出力される直流電流を前記電動機用の交流電流に変換するインバータとを備え、
前記第２ケースは、前記第１ケースよりも前記車軸を中心とする外周が小径となっており、
前記第２ケースの一部は、前記発電カバーの下に重なるように配置されており、
前記電動機は、前記デファレンシャルに対して前記ピストンの上死点側に配置されており、
前記車両の上面から見て、輪郭外形を包含するように簡略化した形状が前記車両の幅方向に長辺を沿わせた姿勢の直方体である前記エンジンと、輪郭外形を包含するように簡略した形状が前記車両の前後方向に円筒軸を沿わせた姿勢の円筒体である前記発電機とを合わせた外形輪郭がＬ字状に配置されており、
前記エンジンと前記発電機との外形輪郭が作るＬ字状の間に、前記インバータが配置されている
ことを特徴とする車両。

【請求項8】

請求項７に記載の車両において、
前記エンジンは、前記車両の前後方向における前記発電機の前に配置されている
ことを特徴とする車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、エンジンから出力される駆動力を使用して発電される電力、またはバッテリに蓄積された電力を使用して駆動される電動機から出力される駆動力を使用して走行する車両に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンで発電モータを駆動し、発生した電力を強電バッテリに蓄え、その電力で駆動モータを駆動し、駆動モータのみを駆動源として走行するシリーズ方式（直列方式）のハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のハイブリッド車両は、発電ユニットを構成するエンジンと発電モータとが、クランク軸と発電モータの回転軸とを同軸上に連結した状態で接近して配置されている。そして、発電ユニットは、クランク軸が車両の前後方向に対して直交する向きに配置されている。また、電動モータは、発電ユニットに対して車両の後方で、かつ電動モータの出力軸が発電モータの回転軸と平行となるように配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６００８０５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の車両では、発電モータの回転軸と電動モータの出力軸とが車幅方向と平行で、かつ車両の前後方向に並んで発電ユニットと電動モータとが配置されているため、発電ユニットや電動モータを搭載するエンジンルームが車両の前後方向に長くなり、延いては車両が前後方向に大型化してしまうおそれがある。

【0005】

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、前後方向の小型化を図った車両を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、この発明(1)は、混合気を気筒内で燃焼させてトルクを出力するエンジンと、前記トルクにより回転させられることで発電する発電機と、前記発電機により発電された電力または前記発電機により発電された電力を充電するバッテリに蓄積された電力を利用して駆動することで走行用駆動トルクを出力する電動機とを備えた車両において、前記発電機は、前記トルクが伝達される回転軸を有し、前記回転軸が前記車両の前後方向に平行になるように配置され、かつ前記エンジンに対して前記車両の前後方向における後方に配置され、前記電動機は、前記走行用駆動トルクを出力する出力軸を有し、前記出力軸が前記車両の幅方向に平行になるように配置され、前記電動機を覆う駆動ハウジングと、前記発電機を覆う発電カバーとを有し、前記駆動ハウジングの少なくとも一部は、前記発電カバーの下に重なるように配置されており、更に前記バッテリから出力される直流電流を前記電動機用の交流電流に変換するインバータを備え、前記車両の上面から見て、輪郭外形を包含するように簡略化した形状が前記車両の幅方向に長辺を沿わせた姿勢の直方体である前記エンジンと、輪郭外形を包含するように簡略した形状が前記車両の前後方向に円筒軸を沿わせた姿勢の円筒体である前記発電機とを合わせた外形輪郭がＬ字状に配置されており、前記エンジンと前記発電機との外形輪郭が作るＬ字状の間に、前記インバータが配置されていることを特徴とするものである。

【0007】

この発明(2)では、前記エンジンは、前記トルクを出力するクランク軸を有し、前記クランク軸が前記車両の前後方向と平行に、かつ前記クランク軸が前記発電機の前記回転軸と同軸上に配置されており、前記走行用駆動トルクを駆動輪に伝達する車軸を有し、かつ前記車軸を前記出力軸と同軸上に配置するデファレンシャルを更に備え、前記駆動ハウジングは、前記電動機を覆う第１ケースと、前記第１ケースに対して前記車両の幅方向に並べて配置され、かつ前記デファレンシャルを覆う第２ケースとを有し、前記第２ケースが前記第１ケースよりも前記車軸を中心とする外周が小径となっており、前記第２ケースの少なくとも一部は、前記発電カバーの下に重なるように配置されており、前記発電カバーの下部は、前記車両の側面から視て前記第１ケースに重なるように配置されていてもよい。

【0008】

この発明(3)では、前記エンジンは、前記気筒内に設けたシリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンとを有し、車載状態にて前記ピストンが前記シリンダ内を往復動する方向が鉛直線に対して所定角度で交差する向きに配置される水平式のエンジンであり、前記電動機は、前記デファレンシャルに対して前記ピストンの上死点側に配置されていてもよい。

【0009】

この発明(4)では、前記エンジンには、前記車両の高さ方向の上方に吸気系が、下方に排気系がそれぞれ設けられていてもよい。

【0010】

この発明(5)では、前記車両に設けられたキャビンと、前記キャビン内に前記車両の前後方向に延びて配置されたセンタートンネルと、前記出力軸から伝達される前記走行用駆動トルクを前記デファレンシャルに伝達する減速機と、前記第１ケースと前記第２ケースとの間で前記車両の後方かつ上方に向けて突出して配置され、かつ前記減速機を覆う第３ケースとを有し、前記第３ケースは、少なくとも一部が前記センタートンネル内に入り込んでいてもよい。

【0011】

この発明(6)では、外部電源から電力を受けて前記バッテリを充電する充電器を有し、前記充電器が前記エンジンの上に配置されていてもよい。

【0012】

この発明(7)では、混合気を気筒内で燃焼させてトルクを出力するエンジンと、前記トルクにより回転させられることで発電する発電機と、前記発電機により発電された電力または前記発電機により発電された電力を充電するバッテリに蓄積された電力を利用して駆動することで走行用駆動トルクを出力する電動機とを備えた車両において、前記エンジンは、前記気筒に設けたシリンダ内を往復動するピストンと、前記ピストンの往復動により前記トルクを出力するクランク軸とを有し、前記発電機は、前記トルクが伝達される回転軸を有し、前記回転軸が前記クランク軸と同軸上に配置されており、前記電動機は、前記走行用駆動トルクを出力する出力軸を有し、前記走行用駆動トルクを駆動輪に伝達する車軸を有し、かつ前記車軸を前記出力軸と同軸上に配置したデファレンシャルと、前記発電機を覆う発電カバーと、前記電動機を覆う第１ケースと、前記第１ケースに対して前記車両の幅方向に並べて配置され、かつ前記デファレンシャルを覆う第２ケースと、前記バッテリから出力される直流電流を前記電動機用の交流電流に変換するインバータとを備え、前記第２ケースは、前記第１ケースよりも前記車軸を中心とする外周が小径となっており、前記第２ケースの一部は、前記発電カバーの下に重なるように配置されており、前記電動機は、前記デファレンシャルに対して前記ピストンの上死点側に配置されており、前記車両の上面から見て、輪郭外形を包含するように簡略化した形状が前記車両の幅方向に長辺を沿わせた姿勢の直方体である前記エンジンと、輪郭外形を包含するように簡略した形状が前記車両の前後方向に円筒軸を沿わせた姿勢の円筒体である前記発電機とを合わせた外形輪郭がＬ字状に配置されており、前記エンジンと前記発電機との外形輪郭が作るＬ字状の間に、前記インバータが配置されていてもよい。

【0013】

この発明(8)では、前記エンジンは、前記車両の前後方向における前記発電機の前に配置されていてもよい。

【発明の効果】

【0015】

この発明(1)によれば、エンジンの後に配置された発電機の回転軸が車両の前後方向に平行になるように発電機を配置し、かつ電動機の回転軸が車幅方向に平行になるように電動機を配置し、しかも、駆動ハウジングの少なくとも一部を発電カバーの下に重なるように配置している。このため、この発明における車両では、例えばエンジンルームの車両前後方向での寸法を短縮することができ、よって車両の前後方向での小型化を図ることができる。
また、電動機の出力軸を車幅方向と平行に配置したから、例えば駆動装置が車両の前方に搭載され、かつ前輪を駆動輪としたＦＦ（Front Engine Front Drive)方式の車両にすることができる。このため、駆動装置が車両の後方に搭載され、かつ後輪を駆動輪としたＦＲ(Front Engine Rear Drive)方式、または車体中央に駆動装置を配置する、いわゆるミッドシップ方式と比べて、後輪を駆動するための駆動シャフトを省略でき、よって車両の軽量化を図ることができる。
さらに、インバータをエンジンと発電機との外形輪郭が作るＬ字状の間に配置したから、発電機および電動機の近くにインバータを配置することができる。これにより、インバータに対して発電機との間で接続するハーネスや電動機との間で接続するハーネスの長さを短くでき、また各ハーネスの取り回しがし易くなる。さらには、インバータがエンジンの上方に配置されるため、インバータの放熱を簡単に行うことができる。

【0016】

この発明(2)によれば、発電機の回転軸をクランク軸と同軸上に配置し、かつ第２ケースの少なくとも一部を発電カバーの下に重なるように配置し、かつ発電カバーを覆う発電カバーの下部を車両の側面から視て第１ケースに重なるように配置している。このため、この発明における車両では、エンジン、発電機、電動機およびデファレンシャルを含むユニットの車両の前後方向および高さ方向での寸法を短縮することができる。
また、クランク軸が車両の前後方向と平行になるようにエンジンを配置したから、エンジンが車両の前後方向に揺動したり、あるいは車両の前後加速度による影響をピストンが受け難い。

【0017】

この発明(3)によれば、水平式のエンジンとしたから、例えばエンジンルームの車両高さ方向での小型化を図ることができる。また、ピストンストロークを、垂直方向に往復動するピストンストロークに対して長くすることができ、延いてはエンジンの前後長（クランク軸方向の長さ）を短縮できる。また、ピストンストロークを稼ぐことが可能となるため、吸気速度の向上が図れ、よって火炎伝播速度が向上し（燃焼時間が短くなり）、燃焼効率が向上し、燃焼効率の向上によりエンジントルクが向上する。このため、燃焼室のコンパクト化が図れ、よって燃焼室の表面積を小さくすることができ、これにより冷却損失が低減するため熱効率を向上させることができる。さらに、電動機をデファレンシャルに対してピストンの上死点側に配置したから、エンジン、発電機、電動機およびデファレンシャルを含むユニットの車両の前後方向および車両の高さ方向での寸法を短縮することができる。

【0018】

この発明(5)によれば、ハウジングの少なくとも一部をセンタートンネルに入り込ませたので、エンジン、発電機、電動機、デファレンシャルおよび減速機を含むユニットを搭載するスペース、例えばエンジンルームの車両前後方向での寸法を短縮することができる。

【0019】

この発明(6)によれば、充電器を、例えばエンジンルームの上方に配置できるため、例えばエンジンに対して車両前方に配置する場合と比べて、エンジンルームの前後方向の寸法を短縮することが可能になる。

【0020】

この発明(7)によれば、前述した発明(1)の効果と同じまたは同様に、インバータに対して発電機との間で接続するハーネスや電動機との間で接続するハーネスの長さを短くでき、また各ハーネスの取り回しがし易くなる。さらには、インバータがエンジンの上方に配置されるため、インバータの放熱を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】この発明に用いられる車両の一例を示す斜視図である。

【図2】車両の電気的構成を示すブロック図である。

【図3】発電ユニットの一例を示す斜視図である。

【図4】駆動ユニットを模式的に示す説明図である。

【図5】発電ユニットと駆動ユニットとを示す斜視図である。

【図6】発電ユニットと駆動ユニットとを示す側面図である。

【図7】充電器およびインバータユニットを示す斜視図である。

【図8】発電ユニットとインバータユニットとを示す平面図である。

【図9】エンジンに対して車幅方向左側に寄せて発電機を配置した実施形態を示す平面図である。

【図10】多気筒のエンジンを使用した実施形態を示す平面図である。

【図11】図１０で説明したエンジンを示す背面図である。

【図12】垂直式エンジンを横置きに搭載した実施形態の車両を示す斜視図である。

【図13】図１２の車両を示す側面図である。

【図14】水平式エンジンを横置きに搭載した実施形態の車両を示す斜視図である。

【図15】図１４の車両を示す側面図である。

【図16】垂直式エンジンを縦置きに搭載した実施形態の車両を示す斜視図である。

【図17】図１６の車両を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１は、この発明に用いられる車両１０の一例を示す。図１に示すように車両１０は、発電ユニット１１、駆動ユニット１２、冷却ユニット１３、充電器１４およびインバータユニット１５などがエンジンルーム１７に搭載されている。エンジンルーム１７は、車両１０のキャビン１８の前方に設けられている。

【0026】

発電ユニット１１は、エンジン１９および発電機２０を備える。エンジン１９は、発電機２０を回転させるための駆動力を出力する。発電機２０は、エンジン１９から出力される駆動力により回転させられることで発電する。車両１０は、エンジン１９、インバータユニット１５および充電器１４の冷却水と冷却風（空気）との間で熱交換する熱交換器（図示なし）を備える。冷却ユニット１３は、熱交換器を冷却する。

【0027】

駆動ユニット１２は、電動機２２、デファレンシャル２３および減速機２４を備える。電動機２２は、バッテリ１６に蓄えられた電力および発電機２０により発電された電力のうちの少なくとも一方の電力により駆動することで走行用の駆動力を出力する。減速機２４は、電動機２２から出力されるトルクを増幅してデファレンシャル２３に伝達する。デファレンシャル２３は、電動機２２から出力されるトルクを左右の一対の車軸２７ａ，２７ｂ（以下、「車軸２７」と称す）を介して車両前方の左右の駆動輪２５，２６に分配して伝達する。デファレンシャル２３は、従来知られている車両用のデファレンシャルと同様の構成のものであってよい。

【0028】

バッテリ１６は、複数の二次単電池により構成された組電池となっており、防水および電磁シールド確保などを目的としてバッテリカバーで覆われた状態で、エンジンルーム１７以外、例えばキャビン１８の下に配置されている。

【0029】

キャビン１８には、底部にフロアパネル２９が配置される。フロアパネル２９には、車両１０の前後方向に延びてセンタートンネル３１が設けられている。センタートンネル３１は、車両１０の前方となる前端部３２がエンジンルーム１７に接続され、後端部がキャビン１８内の車幅方向に並列された座席間に延びて設けられている。センタートンネル３１の前端部３２には、車両１０の上面から見て、内側から車幅方向の両側に向けて拡げられた拡開部３３，３４が設けられている。

【0030】

なお、図１を含めて以下で説明する各図では、車両１０の前後方向における前進方向を前方として示している。また、図１を含めて以下で説明する各図では、外形を包含するように簡略化した輪郭（簡略輪郭）で各部を記載している。つまり、この発明の実施形態での理解を容易にするとともに、図面の記載を簡略化するために、各部の実際の大きさ、縮尺および形状などを簡略化して記載している。

【0031】

図２は、車両１０の電気的構成を示す。図２に示すように車両１０は、制御部３６を備えている。制御部３６は、充電器１４、バッテリ１６、インバータユニット１５に内蔵されるインバータ３７、コンバータ３８、電動機２２、発電機２０およびエンジン１９などを統括的に制御する。インバータ３７は、発電機２０の用に供されるインバータ３７ａと、電動機２２の用に供されるインバータ３７ｂとを有する。発電機２０および電動機２２は、例えば三相の交流回転電機である。制御部３６は、発電機２０により発電された電力を、車両１０の走行状態やバッテリ１６の残容量（ＳＯＣ（State Of Charge））に応じて使い分ける制御を行う。例えば通常走行時は、エンジン１９の運転および発電機２０の駆動をそれぞれ停止した状態で、バッテリ１６から供給される電力によって駆動する電動機２２から出力される駆動力を使用して走行する。一方、バッテリ１６のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合に、発電機２０により発電された電力の一部は、インバータ３７ａおよびインバータ３７ｂを介して電動機２２に供給される。発電機２０により発電された電力のうちの残りの電力は、インバータ３７ａにより交流電力から直流電力に変換され、変換された直流電力の電圧がコンバータ３８により調整されてバッテリ１６に蓄積される。コンバータ３８は、インバータユニット１５と同一筐体に内蔵されている。

【0032】

バッテリ１６には、充電器１４が接続されている。充電器１４は、外部電源から電力ケーブルを通して供給される電力によりバッテリ１６を充電（外部充電）する。つまり、充電器１４は、充電用インレット３９が受けた外部電力からの交流電力を所定の電圧の直流電圧に変換してバッテリ１６に供給する。

【0033】

図３は、発電ユニット１１の一例を示す。図３に示すように、エンジン１９は、車載状態にてピストン４０がシリンダ５１内を往復動する方向が水平に配置される水平式のレシプロエンジンである。なお、この明細書でいう「水平」とは、完全な水平のみならず、例えば鉛直線に対して所定角度で交差する方向を含む。また、エンジン１９は、例えば単気筒のエンジンであり、クランク軸４１が車両１０の前後方向と平行になる、いわゆる縦置き姿勢で搭載されている。なお、この明細書でいう「平行」とは、完全な平行のみならず、例えば完全な平行方向に対して所定角度で交差する方向を含む。

【0034】

エンジン１９の上方には吸気系４３が、また下方には排気系４４が設けられている。吸気系４３には、吸気管４５およびエアクリーナ４６などを備える。吸気管４５は、吸気方向の下流側が気筒４２の吸気ポートに接続される。エアクリーナ４６は、吸気管４５の吸気方向の上流側に設けられており、吸気を浄化する。排気系４４には、エンジン１９から排出される排気ガスが流入する排気管４７、および排気管４７に内蔵される排気ガス浄化触媒４８、例えば三元触媒を備える。エンジン１９は、混合気を気筒４２内で燃焼させて駆動力を出力する。

【0035】

発電機２０は、回転軸４９がクランク軸４１と同軸上で、かつエンジン８２の車両１０の前後方向での後にエンジン１９に接近して配置されている。なお、発電機２０をエンジン１９から離して配置してもよい。

【0036】

図４は、駆動ユニット１２を模式的に示す。図４に示すように駆動ユニット１２は、電動機２２、減速機２４およびデファレンシャル２３を備える。電動機２２は、出力軸（ロータ軸）５０が車軸２７と平行に、かつクランク軸４１と直交方向に配置されている。デファレンシャル２３は、車軸２７が出力軸５０と同軸上となるように配置されている。つまり、電動機２２は、車軸２７をロータ５２内に貫通させた構造になっている。電動機２２の出力軸５０は、車幅方向と平行に配置されている。

【0037】

減速機２４は、電動機２２から出力される駆動力を増幅し、増幅した駆動力をデファレンシャル２３に伝達するものであり、第１ギヤ５３、第２ギヤ５４およびカウンタ軸５５を有する。カウンタ軸５５は、第１ギヤ５３と第２ギヤ５４とを一体的に連結している。第１ギヤ５３は、第２ギヤ５４よりも大径のギヤとなっており、出力軸５０に設けられたリダクションギヤ５６に対して径方向で噛み合っている。第２ギヤ５４は、デファレンシャル２３のデフリングギヤ５７に対して径方向で噛み合っている。電動機２２は、デファレンシャル２３に対してピストン４０の上死点Ａの方向に配置されている。なお、同図に示す符号Ｂは下死点を表す。カウンタ軸５５は、出力軸５０に対してリダクションギヤ５６の径方向にずれた位置に、出力軸５０または車軸２７と平行に配置されている。なお、図４では、ピストン４０の上死点Ａを説明するために、駆動ユニット１２に対するエンジン１９の位置を実際とは異なる位置、つまり車両１０の前後方向での前方にずらして記載している。

【0038】

このような駆動ユニット１２は、電動機２２、減速機２４およびデファレンシャル２３を収容する駆動ハウジング６０で覆われている。駆動ハウジング６０は、電動機２２を覆う第１部６１を有し、第１部６１は、発電機２０の発電カバー６６（図５参照）の外形輪郭よりも大径の円筒形状になっている。駆動ハウジング６０は、第１部６１から車幅方向にずれた位置に第２部６２を備える。第２部６２は、リダクションギヤ５６を覆う本体部６３と、減速機２４を覆う凸部６４とを合わせた形状になっている。本体部６３は、車軸２７を中心とする外周を有し、かつ第１部６１よりも径の小さい円筒形状になっている。また、凸部６４は、本体部６３に対して車両１０の後方かつ上方に向けて突出した略半円体の形状になっている。駆動ハウジング６０は、車幅方向において第２部６２に対して第１部６１とは逆側に第３部６５を備える。第３部６５は、デファレンシャル２３を覆っており、第１部６１および本体部６３よりも車軸２７を中心とする外周が小径である。つまり、駆動ハウジング６０は、第１部６１、本体部６３および第３部６５に向けて径が次第に細くなる（段階的に細くなる）輪郭形状である。なお、駆動ハウジング６０は、例えば第１部６１、第２部６２および第３部６５に分割して構成されたものでもよい。また、減速機２４としては、例えば遊星歯車機構としてもよい。この場合には、出力軸５０とデファレンシャル２３との間に出力軸５０と同軸上に配置してもよい。第１部６１は、この発明の実施形態における第１ケースの一例である。第３部６５は、この発明の実施形態における第２ケースの一例である。

【0039】

図５は、発電ユニット１１と駆動ユニット１２とを示す斜視図である。図５に示すように駆動ハウジング６０の凸部６４は、少なくとも一部、例えば車両１０の後方に向けて最も突出している後部６４ａが拡開部３３，３４内に入り込んでいる。つまり、駆動ユニット１２は、少なくとも後部６４ａがセンタートンネル３１内に収まるように配置されている。これにより、駆動ユニット１２をエンジンルーム１７内のうち車両１０の後方に寄せて配置でき、よってエンジンルーム１７の車両１０の前後方向における小型化を図ることができる。なお、凸部６４は、この発明の実施形態における第３ケースの一例である。

【0040】

図６は、発電ユニット１１と駆動ユニット１２とを示す側面図である。図６に示すように駆動ユニット１２は、電動機２２を覆う第１部６１がデファレンシャル２３を覆う第３部６５よりも大径である。駆動ユニット１２は、第３部６５の少なくとも一部、例えば車両１０の高さ方向での上部６５ａが発電カバー６６の下に重なるように配置されている。つまり、車両１０の高さ方向において、電動機２２に対して発電機２０を一部が重なるように配置している。このため、駆動ユニット１２をエンジンルーム１７内の車両１０の下方に寄せて配置でき、よってエンジンルーム１７の車両１０の高さ方向での小型化を図ることができる。また、第１部６１よりも第３部６５の径の方が小さいので、エンジン１９をエンジンルーム１７内における低い位置に載せることができる。

【0041】

図７は、充電器１４およびインバータユニット１５を示す。図７に示すようにエンジンルーム１７は、水平式のエンジン１９を配置したため、エンジン１９とボンネット６８（図６参照）との間にスペースが空く。この実施形態では、ボンネット６８との間のスペースに充電器１４を配置している。充電器１４は、例えば車両１０の高さ方向の厚みが薄い直方体をした充電器カバー７０を備えている。充電器カバー７０は、車両１０の前後方向に延びた箱形状になっており、吸気系４３を除くエンジン１９の上方の位置から発電機２０の上方を覆うように配置されている。

【0042】

充電器カバー７０の上面には、複数の放熱板７２が設けられている。充電器１４は、充電時に発熱し、充電器１４から発熱した廃熱は、充電器カバー７０の上面を介して放熱板７２に伝導されて放熱される。充電器１４がエンジンルーム１７内のうちの上方に配置されているため、放熱板７２の放熱の効果が向上する。また、廃熱によりエンジンルーム１７を暖気することができる。なお、廃熱を利用して浄化触媒を暖機するように構成してもよい。この場合には、例えば排気系４４を充電器１４の周囲、例えばエンジン１９の上に配置してもよい。

【0043】

エンジンルーム１７の側面には、充電用インレット３９が設けられている。充電用インレット３９には、外部電源に接続するための充電ケーブル（図示なし）が接続される。充電器１４は、交流給電線７３を介して充電用インレット３９と接続されている。この実施形態では、充電器１４をエンジンルーム１７の上方に配置したから、短い交流給電線７３で配線でき、また配線の取り回しがし易くなる。

【0044】

図８は、発電ユニット１１とインバータユニット１５とを示す。図８に示すように、インバータユニット１５は、防水および電磁シールド確保などを目的として、例えば直方体をしたインバータカバー７４を備えている。また、インバータユニット１５は、インバータ３７やコンバータ３８を冷却するための放熱板７５（図７参照）などを内部に備える。このため、インバータユニット１５は、サイズが大型化している。つまり、充電器１４よりも厚みが嵩張った直方体の外形輪郭である。

【0045】

エンジン１９は、車両１０の上面から見て、外形を包含するように簡略化した輪郭が車幅方向に長い直方体である。発電機２０は、外形輪郭が円筒軸線を車両１０の前後方向に沿わせた円筒体である。つまり、エンジン１９と発電機２０とは、車両１０の上方から見て、例えばクランク軸４１の軸心４１ａと回転軸４９の軸心４９ａとが結ばれてＬ字状をなす一点鎖線Ｃに沿う外形輪郭になる。そして、エンジン１９は、発電機２０よりも車両１０の前方に配置されている。このため、インバータユニット１５は、エンジン１９と発電機２０との輪郭外形がなすＬ字状の内側に、長手方向を車幅方向に沿わした姿勢で配置されている。インバータカバー７４には、インバータユニット１５とバッテリ１６とを接続するハーネス、インバータユニット１５と発電機２０とを接続するハーネス、およびインバータユニット１５と発電機２０とを接続するハーネス（いずれも図示なし）などが接続される。インバータユニット１５は、発電機２０および電動機２２の近くに配置されている。このため、この実施形態では、短いハーネスを使用することができ、また配線の取り回しがし易くなる。

【0046】

なお、図８では、車両１０の上面から見て、エンジン１９に対して車幅方向の右側に寄せて発電機２０を配置してＬ字状を構成しているが、発電機２０をエンジン１９に対して車幅方向の左側に寄せてＬ字状を構成してよい。

【0047】

図９は、エンジン１９に対して車幅方向の左側に寄せて発電機２０を配置した実施形態を示す。図９に示すようにエンジン１９は、外形を包含するように簡略化した輪郭が車両１０の上から見て長辺を車幅方向に沿わせた姿勢の長い直方体である。発電機２０は、エンジン１９に対して車幅方向の左側に寄せて配置されている。発電機２０は、回転軸４９がクランク軸４１と同軸上に、かつエンジン１９の車両１０の前後方向での後にエンジン１９に接近して配置されている。この実施形態では、電動機２２の少なくとも一部、例えば車軸２７を中心とする外周のうちの上方かつ前方寄りの略上部２２ａが発電機２０の下に重なるように配置されている。また、この実施形態では、エンジン１９の下方および駆動ユニット１２の車幅方向における右方にスペースが生じる。このため、右方に生じたスペースを利用して排気系４４のうちの排気管８７を車両１０の後方に向けて配置することができる。なお、図９では、図１ないし図８で説明した部材と同じまたは同様な部材には同符号を付与してここでは詳しい説明を省略する。

【0048】

また、図９で説明した実施形態では、車両１０の上面から見て、エンジン１９を発電機２０の車両１０の前後方向での前に配置しているが、これに限らず、エンジン１９を発電機２０よりも後に配置してもよい。

【0049】

以上、上記で説明した各実施形態はこの発明の例示であり、上述した各実施形態に限定されないのであって、この発明の目的を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。

【0050】

例えば上記各実施形態では、キャビン１８の前方にエンジンルーム１７を配置しているが、キャビン１８の後方にエンジンルーム１７を配置してもよい。この場合には、車両１０の後輪が駆動輪になる。

【0051】

また、上記各実施形態では、単気筒のエンジン１９として説明しているが、この発明ではこれに限らず、多気筒のエンジンであってもよい。

【0052】

図１０は、多気筒のエンジン８９を使用した実施形態を示す平面図である。図１０に示すようにエンジン８９は、２気筒のレスプロエンジンであり、第１ピストン９１および第２ピストン９２を有する。第１ピストン９１および第２ピストン９２は、車両１０の前後方向に並んで配置されている。エンジン８９は、車載状態にて、第１ピストン９１が往復動する第１シリンダ９３と、第２ピストン９２が往復動する第２シリンダ９４とを有する。第１シリンダ９３と第２シリンダ９４とは、クランク軸４１を挟んで車幅方向での左方に配置されている。エンジン１９は、縦置き姿勢で搭載されている。電動機２２の少なくとも一部、例えば略上部２２ａは、エンジン８９の下、例えば第１シリンダ９３および第２シリンダ９４を内蔵するブロック９５の下に重なるように配置されている。また第３部６５の少なくとも一部、例えば上部６５ａは、発電機２０の下に重なるように配置されている。

【0053】

図１１は、図１０で説明したエンジン８９を示す。図１１では、エンジン８９のブロック９５の内部を模式的に示している。図１１に示すようにエンジン８９は、車両９０の後方から見て、第１シリンダ９３および第２シリンダ９４のバンク角が、例えば９０度よりも小さい角度になっている狭角Ｖ型のエンジンである。このエンジン８９は、車載状態にて第１ピストン９１が第１シリンダ９３内を往復動する方向が水平方向に配置される。そして第２ピストン９２が第２シリンダ９４内を往復道する方向は、クランク軸４１を中心として第１シリンダ９３をバック角の分だけ上に向けて回転させた方向となる。つまり、エンジン８９は、第１シリンダ９３および第２シリンダ９４を覆うブロック９５の下部９５ａが水平方向にフラットになっている。これにより、ブロック９５の下部９５ａの下に重ねて電動機２２の少なくとも一部、例えば略上部２２ａを配置することが可能となる。また、第１シリンダ９３および第２シリンダ９４は、エンジン８９の車両９０の前後方向でのサイズを短縮するために、車両１０の上面から見て、第２シリンダ９４の一部９４ａが第１シリンダ９３の一部９３ａに重なるように配列されている（図１０参照）。

【0054】

上記各実施形態では、エンジン１９を水平式で、かつ縦置き姿勢に搭載しているが、この発明ではこれに限らず、車載状態にてピストン４０がシリンダ内を往復動する方向が垂直方向に配置される垂直式のレシプロエンジンとしてよい。また、エンジン１９は、クランク軸４１が車幅方向と平行となる横置き姿勢で設置されていてよい。

【0055】

図１２は、垂直式のエンジン７７を横置きに搭載した実施形態の車両７６を示す。図１３は、図１２の車両７６を示す側面図である。図１２および図１３に示すように、エンジン７７は、垂直式のレシプロエンジンとなっており、クランク軸４１が車幅方向と平行になる横置き姿勢でエンジンルーム１７に搭載されている。発電機２０は、回転軸４９がクランク軸４１と同軸上で、かつエンジン７７に接近して配置されている。電動機２２は、出力軸５０が車軸２７と同軸上に配置されており、また出力軸５０が発電機２０の回転軸４９と平行方向または平行に近い方向になるように配置されている。そして、電動機２２は、少なくとも一部、例えば略上部２２ａがエンジン７７の下に重なるように配置されている。つまり、発電カバー６６の外径から発電機２０の回転軸４９の軸中心までの径方向の長さｒは、エンジン７７の下部（排気系４４を除く）からクランク軸４１の軸中心までの車両高さ方向における長さｈよりも長い。また、車軸２７の軸中心から第１部６１の外径までの径方向の長さＲ１は、車軸２７の軸中心から第３部６５の外径までの径方向の長さＲ２よりも長い。このため、エンジン７７をエンジンルーム１７内における低い位置に載せられる。また、デファレンシャル２３を覆う第３部６５は、少なくとも一部、例えば上部６５ａが発電機２０の下に重なるように配置されている。そして、減速機２４を覆う凸部６４の少なくとも一部、例えば後部６４ａは、センタートンネル３１内に入り込んでいる。なお、図１２および図１３では、図１から図８で説明したと同じまたは同様な部材に同符号を付与してここでは詳しい説明を省略する。

【0056】

図１４は、水平式のエンジン７９を横置きに搭載した実施形態の車両８０を示す斜視図である。図１５は、図１４の車両８０を示す側面図である。図１４および図１５に示すようにエンジン７９は、水平式のレシプロエンジンとなっており、横置き姿勢でエンジンルーム１７に搭載されている。発電機２０は、回転軸４９がクランク軸４１と同軸上に、かつエンジン７９に接近して配置される。電動機２２は、少なくとも一部、例えば略上部２２ａがエンジン７９の下に重なるように配置されている。また、第３部６５は、少なくとも一部、例えば上部６５ａが発電機２０の下に重なるように配置されている。そして、凸部６４の少なくとも一部、例えば後部６４ａは、センタートンネル３１内に入り込んでいる。この実施形態では、図１２で説明したと同じまたは同様に、発電カバー６６の外径から発電機２０の回転軸４９の軸中心までの径方向の長さがエンジン７９の下部（排気系４４を除く）からクランク軸４１の軸中心までの車両高さ方向における長さよりも長い。また、車軸２７の軸中心から第１部６１の外径までの径方向の長さが車軸２７の軸中心から第３部６５の外径までの径方向の長さよりも長い。このため、エンジン７９をエンジンルーム１７内における低い位置に載せられる。なお、図１４および図１５では、図１から図８で説明したと同じまたは同様な部材に同符号を付与してここでは詳しい説明を省略する。

【0057】

図１６は、垂直式のエンジン８２を縦置きに搭載した実施形態の車両８３を示す斜視図である。図１７は、図１６の車両８３を示す側面図である。図１６および図１７に示すようにエンジン８２は、垂直式のレシプロエンジンとなっており、クランク軸４１が車両８３の前後方向と平行になる縦置き姿勢でエンジンルーム１７に搭載されている。発電機２０は、回転軸４９がクランク軸４１と同軸上で、かつエンジン８２の車両１０の前後方向での後にエンジン８２に接近して配置されている。駆動ハウジング６０の第３部６５は、少なくとも一部、例えば上部６５ａが発電機２０の下に重なるように配置されている。そして、凸部６４は、少なくとも一部、例えば後部６４ａがセンタートンネル３１に入り込んでいる。なお、図１６および図１７では、図１から図８で説明したと同じまたは同様な部材に同符号を付与してここでは詳しい説明を省略する。

【0058】

以上、上記で説明した各実施形態は本発明の例示であり、ある実施形態に特有の構造および機能は他の実施形態にも適用できる。また、本発明は、上述した各実施形態に限定されないのであって、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。例えば上記各実施形態では、電動機２２の出力軸５０を車幅方向と平行に配置しているが、この発明ではこれに限らず、電動機２２の出力軸５０を車幅方向と直交に配置したＦＲ方式としてもよい。

【符号の説明】

【0059】

１０，７６，８０，８３，９０…車両、 １４…充電器、 １５…インバータユニット、 １７…エンジンルーム、 １９…エンジン、 ２０…発電機、 ２２…電動機、 ２３…デファレンシャル、 ２４…減速機、 ２９…フロアパネル、 ３１…センタトンネル、 ４０…ピストン、 ４１…クランク軸、 ４９…回転軸、 ５０…出力軸、 ６４…凸部。

【要約】

【課題】車両の前後方向の小型化を図った車両を提供する。
【解決手段】車両１０は、エンジン１９，発電機２０および電動機２２を備える。エンジン１９は、混合気を気筒内で燃焼させて駆動力を出力する。発電機２０は、エンジン１９から出力される駆動力により回転させられることで発電する。電動機２２は、発電機２０により発電された電力または発電機２０により発電された電力を充電するバッテリに蓄積された電力を利用して駆動することで走行用の駆動力を出力する。電動機２２を覆うケース６１は、デファレンシャルを覆うケース６５よりも大径である。電動機２２は、走行用の駆動力を出力する出力軸を有し、出力軸が車幅方向と平行に配置される。発電機２０は、デファレンシャルを覆うケースの上部６５ａに一部が重なるように配置される。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】