特許 7420186 ハイブリッド車両

(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】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 6/40 20071001AFI20240116BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20240116BHJP

   B60K 6/52 20071001ALI20240116BHJP

   B60K 17/04 20060101ALI20240116BHJP

   B60K 25/02 20060101ALI20240116BHJP

   B60K 25/06 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

B60K6/40 ZHV

B60K6/48

B60K6/52

B60K17/04 G

B60K25/02

B60K25/06

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022148040

(22)【出願日】2022-09-16

【審査請求日】2022-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸 洋紀

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 治雄

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１９１７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５５７１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／４０

Ｂ６０Ｋ ６／４８

Ｂ６０Ｋ ６／５２

Ｂ６０Ｋ １７／０４

Ｂ６０Ｋ ２５／０２

Ｂ６０Ｋ ２５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リアデファレンシャルに動力を伝達するエンジンと、フロントデファレンシャルに動力を伝達するモータとを備えるハイブリッド車両であって、
前記フロントデファレンシャルと前記モータの出力軸との間の動力伝達を断接する第１クラッチと、
前記ハイブリッド車両の補機への動力伝達経路と、前記モータの出力軸との間の動力伝達を断接する第２クラッチと、
前記エンジンに接続されるフライホイールに動力を伝達可能であり、かつ、前記補機への動力伝達経路に前記エンジンからの動力を伝達可能な第３動力伝達経路に配置される第４クラッチと、
前記ハイブリッド車両の動作状態に応じて、前記第１クラッチ、前記第２クラッチおよび前記第４クラッチの断接状態を制御する制御部と、
を備えるハイブリッド車両。

【請求項2】

前記補機は、第１補機および第２補機を含み、
前記動力伝達経路は、前記第２クラッチが配置され、かつ、前記第１補機に動力を伝達可能な第１動力伝達経路と、前記第２補機に動力を伝達可能な第２動力伝達経路とを含み、
前記ハイブリッド車両は、
前記第２動力伝達経路に配置され、前記第２動力伝達経路と、前記モータの出力軸との間の動力伝達を断接する第３クラッチをさらに備える、
請求項１に記載のハイブリッド車両。

【請求項3】

前記第１補機は、パワーステアリングポンプである、
請求項２に記載のハイブリッド車両。

【請求項4】

前記制御部は、
前記補機を動作させる場合、少なくとも前記第２クラッチを接とする、
請求項１に記載のハイブリッド車両。

【請求項5】

前記制御部は、前記ハイブリッド車両を４輪駆動で走行させる場合、前記第１クラッチを接とし、前記第４クラッチを断とする、
請求項４に記載のハイブリッド車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ハイブリッド車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンおよびモータを用いて駆動するハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、モータの出力軸の回転を前輪に伝達可能な構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１２５０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、エンジンに取り付けられる補機は、一般的にエンジンで発生する動力で駆動する。しかしながら、エンジンの回転は車速に依存するため、補機を効率よく動作させることが困難であった。

【0005】

本開示の目的は、補機を効率よく動作させることが可能なハイブリッド車両を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係るハイブリッド車両は、
リアデファレンシャルに動力を伝達するエンジンと、フロントデファレンシャルに動力を伝達するモータとを備えるハイブリッド車両であって、
前記フロントデファレンシャルと前記モータの出力軸との間の動力伝達を断接する第１クラッチと、
前記ハイブリッド車両の補機への動力伝達経路と、前記モータの出力軸との間の動力伝達を断接する第２クラッチと、
前記エンジンに接続されるフライホイールに動力を伝達可能であり、かつ、前記補機への動力伝達経路に前記エンジンからの動力を伝達可能な第３動力伝達経路に配置される前記第４クラッチと、
前記ハイブリッド車両の動作状態に応じて、前記第１クラッチ、前記第２クラッチおよび前記第４クラッチの断接状態を制御する制御部と、
を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、補機を効率よく動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施の形態に係る車両を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本開示の実施の形態に係る車両１を示す図である。

【0010】

図１に示すように、車両１は、エンジン１０およびモータ２０を備えるハイブリッド車両である。

【0011】

エンジン１０は、例えば、ディーゼルエンジンであり、出力軸が車両１の後方を向くように車両１の前側に配置されている。エンジン１０からの動力は、フライホイール１１、トランスミッション１２、プロペラシャフト１３、リアデファレンシャル１４を介して後輪２に伝達される。

【0012】

モータ２０は、バッテリー（不図示）から供給される電力により出力軸２１を回転させることで、動力を出力する。また、モータ２０は、出力軸２１に外部から動力（回転力）が入力されることで、ジェネレータとして機能し、バッテリーを充電する。

【0013】

モータ２０は、出力軸２１が本体の両側から延びた構成であり、エンジン１０の側方において車両１の前後両側に動力を伝達可能となるように配置されている。具体的に、モータ２０は、前側動力伝達経路Ｔ１と、後側動力伝達経路とに動力を伝達可能となっている。

【0014】

前側動力伝達経路Ｔ１は、モータ２０の出力軸２１とフロントデファレンシャル２２との間で動力が伝達される経路である。前側動力伝達経路Ｔ１を構成する出力軸２１と、フロントデファレンシャル２２に接続される第１シャフト２４との間には、第１クラッチ１００が設けられている。

【0015】

第１クラッチ１００は、例えば乾式の摩擦クラッチであり、モータ２０の出力軸２１とフロントデファレンシャル２２との間の動力伝達を断接可能に構成されている。

【0016】

モータ２０から発生した動力は、出力軸２１から第１クラッチ１００、第１シャフト２４を介してフロントデファレンシャル２２に伝達されて、前輪３に伝達される。

【0017】

また、モータ２０にバッテリーから電力が供給されない場合、前輪３の回転による動力が、フロントデファレンシャル２２、第１シャフト２４、第１クラッチ１００を介して出力軸２１に伝達されることで、モータ２０がジェネレータとして機能する。

【0018】

後側動力伝達経路は、モータ２０の出力軸２１と補機２３およびフライホイール１１との間で動力が伝達される経路である。補機２３は、第１補機２３Ａ、第２補機２３Ｂおよび第３補機２３Ｃを含む。第１補機２３Ａは、例えばパワーステアリングポンプである。第２補機２３Ｂは、例えばブレーキ用の負圧ポンプである。第３補機２３Ｃは、例えばエアーコンプレッサ用のポンプである。

【0019】

後側動力伝達経路は、第１動力伝達経路Ｔ２と、第２動力伝達経路Ｔ３と、第３動力伝達経路Ｔ４とを含む。後側動力伝達経路は、本開示の「動力伝達経路」に対応する。

【0020】

第１動力伝達経路Ｔ２は、モータ２０からの動力を第１補機２３Ａに伝達する経路であり、モータ２０の出力軸２１、第２シャフト２５、回転力伝達機構２６、第２クラッチ１１０で構成される経路である。

【0021】

回転力伝達機構２６は、例えば、ギヤ機構等、第２シャフト２５の回転力を第１補機２３Ａに伝達可能な機構である。

【0022】

第２クラッチ１１０は、例えば乾式の摩擦クラッチであり、モータ２０の出力軸２１と第２シャフト２５との間の動力伝達を断接可能に構成されている。第２クラッチ１１０を接とすることで、モータ２０の出力軸２１の動力が第２シャフト２５に伝達されて、回転力伝達機構２６を介して第１補機２３Ａに動力が伝達される。

【0023】

第２動力伝達経路Ｔ３は、第１動力伝達経路Ｔ２から分岐する経路であり、第２シャフト２５、第３シャフト２７、回転力伝達機構２８、第３クラッチ１２０で構成される経路である。

【0024】

回転力伝達機構２８は、例えばギヤ機構等であり、第３シャフト２７の回転力を第２補機２３Ｂおよび第３補機２３Ｃに伝達可能な機構である。

【0025】

第３クラッチ１２０は、第２シャフト２５と第３シャフト２７との間の動力伝達を断接可能に構成されている。第２クラッチ１１０および第３クラッチ１２０を接とすることで、モータ２０の出力軸２１の動力が第２シャフト２５、第３シャフト２７に伝達されて、回転力伝達機構２８を介して第２補機２３Ｂ、第３補機２３Ｃに動力が伝達される。

【0026】

第３動力伝達経路Ｔ４は、第２動力伝達経路Ｔ３から分岐する経路であり、第３シャフト２７、第４クラッチ１３０、第４シャフト２９、回転力伝達機構３０とで構成される。

【0027】

第４クラッチ１３０は、第３シャフト２７と第４シャフト２９との間の動力伝達を断接可能に構成されている。回転力伝達機構３０は、例えばギヤ機構等であり、第４シャフト２９の回転力をフライホイール１１に伝達可能な機構である。

【0028】

第２クラッチ１１０、第３クラッチ１２０および第４クラッチ１３０を接とすることで、モータ２０の出力軸２１の動力が第２シャフト２５、第３シャフト２７、第４シャフト２９に伝達されて、回転力伝達機構３０を介してフライホイール１１に動力が伝達され、ひいてはエンジン１０に動力が伝達される。

【0029】

第１クラッチ１００、第２クラッチ１１０、第３クラッチ１２０および第４クラッチ１３０の断接は、例えば、車両１に搭載された車両制御ユニット５０により制御される。

【0030】

車両制御ユニット５０は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力回路を備えている。車両制御ユニット５０は、本開示「制御部」に対応する。

【0031】

車両制御ユニット５０は、予め設定されたプログラムに基づいて、第１クラッチ１００、第２クラッチ１１０、第３クラッチ１２０および第４クラッチ１３０の断接制御を行う。

【0032】

具体的には、車両制御ユニット５０は、車両１の動作状態に応じて、第１クラッチ１００および第２クラッチ１１０の断接状態を制御する。

【0033】

例えば、第１補機２３Ａを動作させる場合、車両制御ユニット５０は第２クラッチ１１０を接にして、バッテリーの電力でモータ２０の出力軸２１を回転させるように制御する。

【0034】

これにより、モータ２０の動力が第１補機２３Ａに伝達され、第１補機２３Ａが動作する。

【0035】

また、この場合、車両制御ユニット５０は、第１補機２３Ａの必要動作量に合わせて、モータ２０の出力軸２１の回転量を制御しても良い。なお、第１補機２３Ａの必要動作量に合わせて、モータ２０の出力軸２１の回転量を制御する場合、車両制御ユニット５０は、第１クラッチ１００を断とするようにしても良い。

【0036】

また、第２補機２３Ｂおよび第３補機２３Ｃを動作させる場合、車両制御ユニット５０は第２クラッチ１１０および第３クラッチ１２０を接にして、バッテリーの電力でモータ２０の出力軸２１を回転させるように制御する。

【0037】

これにより、モータ２０の動力が第２補機２３Ｂおよび第３補機２３Ｃに伝達され、第２補機２３Ｂおよび第３補機２３Ｃが動作する。

【0038】

また、この場合、車両制御ユニット５０は、第２補機２３Ｂおよび第３補機２３Ｃの必要動作量に合わせて、モータ２０の出力軸２１の回転量を制御しても良い。なお、第２補機２３Ｂおよび第３補機２３Ｃの必要動作量に合わせて、モータ２０の出力軸２１の回転量を制御する場合、車両制御ユニット５０は、第１クラッチ１００を断とするようにしても良い。

【0039】

また、車両１が減速する際に回生を行う場合、車両制御ユニット５０は、第１クラッチ１００を接にして、フロントデファレンシャル２２からの動力でモータ２０の出力軸２１を回転させるように制御する。

【0040】

これにより、モータ２０の出力軸２１の回転により発電されてバッテリーが充電される。

【0041】

また、エンジン１０を始動させる場合、車両制御ユニット５０は、第２クラッチ１１０、第３クラッチ１２０および第４クラッチ１３０を接にして、バッテリーの電力でモータ２０の出力軸２１を回転させるように制御する。

【0042】

これにより、フライホイール１１が駆動するので、エンジン１０が始動する。

【0043】

また、車両１を４輪駆動で走行させる場合、車両制御ユニット５０は、第１クラッチ１００を接とし、少なくとも第４クラッチ１３０を断とし、バッテリーの電力でモータ２０の出力軸２１を回転させるように制御する。

【0044】

これにより、前輪３がモータ２０の動力で回転し、後輪２がエンジン１０の動力で回転して、車両１が４輪駆動で走行する。

【0045】

また、車両制御ユニット５０は、バッテリーの充電量に応じて、エンジン１０の動力をモータ２０に伝達してバッテリーを充電するようにしても良い。

【0046】

例えば、車両１の走行中にバッテリーの充電量が規定値（任意の値）以下となった場合、車両制御ユニット５０は、第１クラッチ１００を断、第２クラッチ１１０、第３クラッチ１２０および第４クラッチ１３０を接として、エンジン１０の動力によりモータ２０の出力軸２１を回転させるように制御する。

【0047】

これにより、モータ２０の出力軸２１の回転により発電されてバッテリーが充電される。また、この場合、モータ２０の出力軸２１が回転させられることにより、回転力伝達機構２６，２８を介して補機２３にも回転が伝達されるので、補機２３を動作させることが可能となる。

【0048】

以上のように構成された本実施の形態によれば、第２クラッチ１１０を介して、モータ２０の出力軸２１の動力を、補機２３に伝達することができる。すなわち、モータ２０により、補機２３を直接駆動することができる。

【0049】

例えば、エンジンの動力を補機に伝達して動作させる構成である場合、補機の動作がエンジンの回転数、つまり、車速に依存したものとなるので、効率が悪い。

【0050】

それに対して、本実施の形態では、モータ２０により、補機２３を直接駆動することができるので、車速に依存せずに、モータ２０の出力軸２１の回転数の制御で補機２３を自在に動作させることができる。その結果、補機２３を効率よく動作させることができる。

【0051】

また、第２クラッチ１１０がパワーステアリングポンプである第１補機２３Ａへの動力伝達経路に設けられているので、常時稼働させておく必要性が高いパワーステアリングポンプをモータ２０により安定的に動作させることができる。

【0052】

また、モータ２０の出力軸２１とフロントデファレンシャル２２との間で、第１クラッチ１００を介して動力伝達がされるので、前輪３の回転数と、前輪３の回転によるモータ２０の出力軸２１の回転数とを同一にすることができる。

【0053】

例えば、後輪側にモータの動力伝達がされる構成の場合、トランスミッション１２を介して、後輪に動力が伝達されるので、回生の際に、トランスミッション１２のギヤ比に起因して、モータ２０の出力軸２１の回転数が後輪２の回転数よりも少なくなる。その結果、回生エネルギーの取りしろが目減りし、回生効率が悪化する。

【0054】

それに対し、本実施の形態では、前輪３の回転数と、前輪３の回転によるモータ２０の出力軸２１の回転数とを同一にすることができるので、回生効率を向上させることができる。

【0055】

また、第４クラッチ１３０が設けられているので、エンジン１０始動の際に、モータ２０の出力軸２１の回転によりエンジン１０を始動させることができる。つまり、モータ２０をスタータとして機能させることができるので、スタータを別途設ける構成と比較して、コストを低減することができる。

【0056】

また、バッテリーの充電量が低下した場合、第４クラッチ１３０を介して、エンジン１０の動力により、モータ２０を発電させて、バッテリーの充電を行うことができる。

【0057】

また、第２クラッチ１１０、第３クラッチ１２０および第４クラッチ１３０を接として、エンジン１０の動力でモータ２０の出力軸２１を回転させることで、回転力伝達機構２６，２８を介して補機２３を動作させることができる。その結果、バッテリーの充電量が低下してモータ２０の動作制御ができない場合であっても、補機２３を動作させることができ、ひいては補機２３を安定的に動作させることができる。

【0058】

また、第１クラッチ１００を介して、前輪３にモータ２０の動力が伝達され、後輪２にエンジン１０の動力が伝達されるので、車両１を４輪駆動で走行させることができる。

【0059】

例えば、エンジンの動力を後輪および前輪に伝達する４輪駆動の構成では、動力を伝達する機構が大きくなるので、車型が限定されやすく、また、燃費も悪化しやすい。

【0060】

それに対し、本実施の形態では、上記の機構を設ける必要がないので、構成を簡素化した４輪駆動車を実現することができる。その結果、車型が限定されることなく、４輪駆動による悪路走破性を維持することができる。また、上記のような動力を伝達する機構ではなく、モータ２０によるアシストにより前輪３が駆動するので、燃費を向上させることができる。

【0061】

なお、上記実施の形態では、第１補機２３Ａ、第２補機２３Ｂおよび第３補機２３Ｃに、モータ２０の動力が伝達可能であったが、本開示はこれに限定されず、１つまたは２つの補機にモータの動力が伝達可能であっても良いし、４つ以上の補機にモータの動力が伝達可能であっても良い。

【0062】

また、上記実施の形態では、パワーステアリングポンプを第１補機として例示したが、本開示はこれに限定されず、その他の補機が第１補機であっても良い。

【0063】

また、上記実施の形態では、モータの出力軸とフライホイールとの間で動力が伝達可能であったが、本開示はこれに限定されず、フライホイールに動力が伝達されない構成であっても良い。

【0064】

また、上記実施の形態では、補機に動力を伝達する経路を介して、フライホイールに動力が伝達可能であったが、本開示はこれに限定されず、補機への動力伝達経路を介さない動力伝達経路で、フライホイールに動力が伝達されても良い。例えば、モータの出力軸と、フライホイールとの間の動力伝達経路を介して、補機へ動力が伝達される経路があるような構成であっても良いし、補機への動力伝達経路と、フライホイールへの動力伝達経路とが別々の経路であるような構成であっても良い。

【0065】

また、上記実施の形態では、第２補機２３Ｂと第３補機２３Ｃとが、第２動力伝達経路Ｔ３により、動力が伝達されていたが、本開示はこれに限定されず、それぞれが別の動力伝達経路であっても良い。また、各動力伝達経路には、クラッチが設けられていても良い。

【0066】

その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0067】

本開示のハイブリッド車両は、補機を効率よく動作させることが可能なハイブリッド車両として有用である。

【符号の説明】

【0068】

１ 車両
２ 後輪
３ 前輪
１０ エンジン
１１ フライホイール
１２ トランスミッション
１３ プロペラシャフト
１４ リアデファレンシャル
２０ モータ
２１ 出力軸
２２ フロントデファレンシャル
２３ 補機
２３Ａ 第１補機
２３Ｂ 第２補機
２３Ｃ 第３補機
２４ 第１シャフト
２５ 第２シャフト
２６ 回転力伝達機構
２７ 第３シャフト
２８ 回転力伝達機構
２９ 第４シャフト
３０ 回転力伝達機構
５０ 車両制御ユニット
１００ 第１クラッチ
１１０ 第２クラッチ
１２０ 第３クラッチ
１３０ 第４クラッチ

【要約】

【課題】補機を効率よく動作させることが可能なハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両は、エンジンおよびモータを備えるハイブリッド車両であって、ハイブリッド車両のフロントデファレンシャルとモータの出力軸との間の動力伝達を断接する第１クラッチと、ハイブリッド車両の補機への動力伝達経路と、モータの出力軸との間の動力伝達を断接する第２クラッチと、を備える。
【選択図】図１

【図1】