JP2014196772A - Vehicle driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等に搭載される車両用駆動装置に係り、特に入力軸から無段変速機構を介して出力軸までの第1伝達経路と、該無段変速機構と並列的な入力軸から出力軸までの第2伝達経路とを形成する車両用駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device mounted on a vehicle or the like, and in particular, from a first transmission path from an input shaft to an output shaft via a continuously variable transmission mechanism, and an input shaft parallel to the continuously variable transmission mechanism. The present invention relates to a vehicle drive device that forms a second transmission path to an output shaft.
近年、ベルト式無段変速機構を有する自動変速機等の車両用駆動装置が種々提案されている。一般的には、ベルト式無段変速機構を搭載する自動変速機は、入力軸の回転(エンジンの回転)を、前後進切換え装置により正転・逆転回転を切換えた後、ベルト式無段変速装置により無段変速して、前進走行又は後進走行としての回転を出力し得るように構成されている。 In recent years, various vehicle drive devices such as an automatic transmission having a belt type continuously variable transmission mechanism have been proposed. In general, an automatic transmission equipped with a belt-type continuously variable transmission mechanism has a belt-type continuously variable transmission after the input shaft rotation (engine rotation) is switched between forward and reverse rotation by a forward / reverse switching device. The device is configured to be continuously variable in speed and to output rotation as forward travel or reverse travel.
しかしながら、前後進切換え装置で逆転回転した後進走行としての回転を無段変速する場合、無段変速機構の変速比が大きい場合には前後進切換え装置で大きなトルクを受けることになり、また、無段変速機構の変速比が小さい場合には前後進切換え装置の回転が高回転となるため、前後進切換え装置のトルク容量の増大や高回転化への対応が求められる。 However, in the case of continuously changing the rotation as the reverse running reversely rotated by the forward / reverse switching device, if the speed ratio of the continuously variable transmission mechanism is large, the forward / reverse switching device receives a large torque. When the speed ratio of the step transmission mechanism is small, the forward / reverse switching device rotates at a high speed, and therefore, it is required to increase the torque capacity of the forward / reverse switching device and to increase the rotation.
そこで、前進走行では無段変速機構を用いた第1伝達経路で回転伝達し、かつ後進走行では無段変速機構と並列的な第2の伝達経路、つまり無段変速機構を通らない第2の伝達経路で回転伝達することで、前後進切換え装置の小型化や低コスト化を図ったものが提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, in forward traveling, rotation is transmitted through the first transmission path using the continuously variable transmission mechanism, and in backward traveling, the second transmission path parallel to the continuously variable transmission mechanism, that is, the second transmission path that does not pass through the continuously variable transmission mechanism. Proposals have been made to reduce the size and cost of a forward / reverse switching device by transmitting rotation through a transmission path (see Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1のものは、前進走行において無段変速機構の変速比が大きい場合に、大きなトルクを伝達する必要があって、無段変速機構のベルト挟持圧を高くする必要があり、オイルポンプの負荷が大きくなって、車両用駆動装置としての伝達効率が低下するという問題がある。
However, the thing of the said
また、上記特許文献1のものは、上述したように前進走行において無段変速機構の変速比が大きい場合に、大きなトルクを伝達する必要があるので、ベルト強度を高くする必要もあり、かつプライマリプーリ及びセカンダリプーリにおけるシーブの軸支持構造の強度も高くする必要があり、つまり無段変速機構の小型化や低コスト化の妨げとなっているという問題もある。
Further, in the above-mentioned
さらに、上記特許文献1のものは、後進段を形成するために後進段専用のカウンタシャフトを設けると共に、無段変速機構からの前進回転が車輪に正転回転として伝達されるように、入力軸とプライマリプーリとの軸を2軸上に分けて配置しており、つまり自動変速機として5つの軸を必要としている(例えばハイブリッド化するためにモータ軸を設けるとすると、6つの軸が必要となる)。そのため、軸の数が多くなり、軸受による摩擦損失等を考慮すると、車両用駆動装置としての伝達効率が低下するという問題がある。
Further, in the above-mentioned
そこで本発明は、伝達効率の向上を図ると共に、無段変速機構の小型化や低コスト化を図ることが可能な車両用駆動装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle drive device capable of improving transmission efficiency and reducing the size and cost of a continuously variable transmission mechanism.
本発明に係る車両用駆動装置(1)は(例えば図1乃至図4参照)、プライマリプーリ(21)及びセカンダリプーリ(22)とそれらプーリに巻き掛けられたベルト(23)とを有し、入力軸(10)に入力された回転を無段変速して出力軸(62r,62l)に出力し得る第1伝達経路(CO1)を形成する無段変速機構(20)と、
前記無段変速機構(20)と並列的に前記入力軸(10)から前記出力軸(62r,62l)までの第2伝達経路(CO2)を形成し、かつ前進段(1st)と後進段(Rev)とを達成し得ると共に、前記入力軸(10)に入力された回転を前記前進段又は前記後進段により変速して前記出力軸(62r,62l)に出力し得るプラネタリギヤセット(PS)と、を備えたことを特徴とする。
The vehicle drive device (1) according to the present invention (see, for example, FIGS. 1 to 4) includes a primary pulley (21) and a secondary pulley (22), and a belt (23) wound around the pulleys, A continuously variable transmission mechanism (20) that forms a first transmission path (CO1) capable of continuously rotating the rotation input to the input shaft (10) and outputting it to the output shaft (62r, 62l);
A second transmission path (CO2) from the input shaft (10) to the output shaft (62r, 62l) is formed in parallel with the continuously variable transmission mechanism (20), and the forward gear (1st) and the reverse gear ( Rev.) and a planetary gear set (PS) capable of shifting the rotation input to the input shaft (10) by the forward gear or the reverse gear and outputting it to the output shaft (62r, 62l). , Provided.
また、本発明に係る車両用駆動装置(1)は(例えば図1乃至図4参照)、前記プラネタリギヤセット(PS)は、第1軸(AX1)上にある前記入力軸(10)上に配置されてなり、
前記第1軸(AX1)と平行な第2軸(AX2)上に配置され、前記プラネタリギヤセット(PS)の出力回転要素(R)に駆動連結された第1出力ギヤ(31)に噛合し、該プラネタリギヤセット(PS)からの回転を反転減速して前記第1軸(AX1)と平行な第3軸(AX3)である前記出力軸(62r,62l)に出力するカウンタシャフト(40)を備えたことを特徴とする。
Further, the vehicle drive device (1) according to the present invention (see, for example, FIGS. 1 to 4), the planetary gear set (PS) is disposed on the input shaft (10) on the first shaft (AX1). Being
Meshed with a first output gear (31) disposed on a second axis (AX2) parallel to the first axis (AX1) and drivingly connected to an output rotation element (R) of the planetary gear set (PS); A counter shaft (40) that reverses and decelerates rotation from the planetary gear set (PS) and outputs it to the output shaft (62r, 62l) that is a third shaft (AX3) parallel to the first shaft (AX1). It is characterized by that.
さらに、本発明に係る車両用駆動装置(1)は(例えば図1乃至図4参照)、前記プライマリプーリ(21)は、前記プラネタリギヤセット(PS)と共に前記第1軸(AX1)上にある前記入力軸(10)上に配置されてなり、
前記セカンダリプーリ(22)は、前記第1軸(AX1)と平行な第4軸(AX4)上に配置されてなり、
前記第4軸(AX4)上にあって、前記セカンダリプーリ(22)と前記カウンタシャフト(40)との回転伝達を接続自在なクラッチ(C−1)を備えたことを特徴とする。
Furthermore, in the vehicle drive device (1) according to the present invention (see, for example, FIGS. 1 to 4), the primary pulley (21) is on the first shaft (AX1) together with the planetary gear set (PS). Arranged on the input shaft (10),
The secondary pulley (22) is disposed on a fourth axis (AX4) parallel to the first axis (AX1),
A clutch (C-1) is provided on the fourth shaft (AX4) and capable of connecting to transmit rotation between the secondary pulley (22) and the counter shaft (40).
また、本発明に係る車両用駆動装置(1)は(例えば図1乃至図4参照)、前記第4軸(AX4)上にあって前記クラッチ(C−1)の出力側部材(26)に駆動連結され、前記カウンタシャフト(40)に噛合する第2出力ギヤ(27)を備えたことを特徴とする。 Also, the vehicle drive device (1) according to the present invention (see, for example, FIGS. 1 to 4) is on the fourth shaft (AX4) and is connected to the output side member (26) of the clutch (C-1). A second output gear (27) connected to the drive and meshing with the countershaft (40) is provided.
さらに、本発明に係る車両用駆動装置(1)は(例えば図1乃至図4参照)、前記無段変速機構(20)は、前記プラネタリギヤセット(PS)の前進段(1st)よりも変速比が小さい範囲の変速比幅(Va)に設定されてなり、
前記第1軸(AX1)と平行な第5軸(AX5)上に配置され、前記無段変速機構(20)と少なくとも一部が径方向視で軸方向に重なる位置に回転電機(50)を備えたことを特徴とする。
Further, in the vehicle drive device (1) according to the present invention (see, for example, FIGS. 1 to 4), the continuously variable transmission mechanism (20) has a gear ratio larger than the forward speed (1st) of the planetary gear set (PS). Is set to a small gear ratio range (Va),
The rotating electrical machine (50) is disposed on a fifth axis (AX5) parallel to the first axis (AX1), and at a position where at least a part of the continuously variable transmission mechanism (20) overlaps in the axial direction when viewed in the radial direction. It is characterized by having.
そして、本発明に係る車両用駆動装置(1)は(例えば図1乃至図4参照)、前記第5軸(AX5)上にあって前記回転電機(50)のロータ(52)に駆動連結され、前記カウンタシャフト(40)に噛合する第3出力ギヤ(54)を備えたことを特徴とする。 The vehicle drive device (1) according to the present invention (see, for example, FIGS. 1 to 4) is drivingly connected to the rotor (52) of the rotating electrical machine (50) on the fifth shaft (AX5). A third output gear (54) meshing with the counter shaft (40) is provided.
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。 In addition, although the code | symbol in the said parenthesis is for contrast with drawing, this is for convenience for making an understanding of invention easy, and has no influence on the structure of a claim. It is not a thing.
請求項1に係る本発明によると、無段変速機構と並列的に入力軸から出力軸までの第2伝達経路を形成し、かつ前進段と後進段とを達成し得ると共に、入力軸に入力された回転を前進段又は後進段により変速して出力軸に出力し得るプラネタリギヤセットを備えているので、無段変速機構を用いずに前進段を達成することができ、特に前進段の変速比を大きくすることで、無段変速機構において大きなトルクを伝達することを不要とすることができ、高いベルトの挟持圧も不要となってオイルポンプの負荷を低減することができ、車両用駆動装置としての伝達効率を向上することができる。 According to the first aspect of the present invention, the second transmission path from the input shaft to the output shaft can be formed in parallel with the continuously variable transmission mechanism, the forward gear and the reverse gear can be achieved, and the input to the input shaft can be achieved. Since the planetary gear set that can change the speed of the generated rotation by the forward gear or the reverse gear and output it to the output shaft is provided, the forward gear can be achieved without using a continuously variable transmission mechanism, and in particular the gear ratio of the forward gear. By increasing the speed, it is not necessary to transmit a large torque in the continuously variable transmission mechanism, and no high belt clamping pressure is required, so that the load on the oil pump can be reduced. As a result, the transmission efficiency can be improved.
また、特に前進段の変速比を大きくすることで、無段変速機構における変速比幅を変速比の小さい範囲に設定することが可能となって、無段変速機構において大きなトルクを伝達することを不要とすることができるので、ベルトの負荷や、プライマリプーリ及びセカンダリプーリにおけるシーブの軸支持構造の負荷を低減することができ、無段変速機構の小型化や低コスト化を図ることができる。 In particular, by increasing the gear ratio of the forward gear, the gear ratio width in the continuously variable transmission mechanism can be set within a small range of the gear ratio, and a large torque can be transmitted in the continuously variable transmission mechanism. Since it can be made unnecessary, the load on the belt and the load on the shaft support structure of the sheave in the primary pulley and the secondary pulley can be reduced, and the continuously variable transmission mechanism can be reduced in size and cost.
さらに、プラネタリギヤセットにより前進段又は後進段を達成して出力軸に出力し得るので、後進段専用のカウンタシャフト等を設けることを不要とすることができ、軸の数を減らすことができて、軸受における摩擦損失等を低減でき、車両用駆動装置としての伝達効率を向上することができる。 Furthermore, since the forward gear or the reverse gear can be achieved by the planetary gear set and output to the output shaft, it is unnecessary to provide a counter shaft dedicated for the reverse gear, and the number of shafts can be reduced. Friction loss and the like in the bearing can be reduced, and transmission efficiency as a vehicle drive device can be improved.
請求項2に係る本発明によると、第1軸と平行な第2軸上に配置され、プラネタリギヤセットの出力回転要素に駆動連結された第1出力ギヤに噛合し、該プラネタリギヤセットからの回転を反転減速して第1軸と平行な第3軸である出力軸に出力するカウンタシャフトを備えているので、プラネタリギヤセットの出力回転要素の回転が正転回転(前進段)の場合は、カウンタシャフトで逆転回転し、出力軸で再逆転回転して、つまり正転回転としての前進回転を出力することができる。また、プラネタリギヤセットの出力回転要素の回転が逆転回転(後進段)の場合は、カウンタシャフトで逆転回転し、出力軸で再逆転回転して、つまり逆転回転としての後進回転を出力することができる。 According to the second aspect of the present invention, the first output gear is disposed on the second shaft parallel to the first shaft and is drivingly connected to the output rotation element of the planetary gear set, and the rotation from the planetary gear set is performed. Since it has a countershaft that reverses and decelerates and outputs to the output shaft that is the third axis parallel to the first axis, the countershaft is used when the rotation of the output rotation element of the planetary gear set is forward rotation (advanced stage). Can be rotated in the reverse direction and rotated again in the reverse direction on the output shaft, that is, the forward rotation as the forward rotation can be output. When the rotation of the output rotation element of the planetary gear set is reverse rotation (reverse speed), the counter shaft rotates reversely and the output shaft rotates again, that is, reverse rotation can be output as reverse rotation. .
請求項3に係る本発明によると、第1軸に、入力軸、プラネタリギヤセット、プライマリプーリを配置し、第2軸に、カウンタシャフトを配置し、第3軸に、出力軸を配置し、第4軸に、セカンダリプーリを配置するので、一般的なベルト式の無段変速機構を搭載した自動変速機と同様に、4つの軸で車両用駆動装置を構成することができる。また、第4軸に、セカンダリプーリとカウンタシャフトとの回転伝達を接続自在なクラッチを備えているので、無段変速機構を使用しないプラネタリギヤセットによる前進段又は後進段の走行時に、第1伝達経路にある無段変速機構を切離すことができ、反対に無段変速機構を使用する無段変速の走行時に第1伝達経路にある無段変速機構を接続状態にすることができる。 According to the third aspect of the present invention, the input shaft, the planetary gear set, and the primary pulley are disposed on the first shaft, the counter shaft is disposed on the second shaft, the output shaft is disposed on the third shaft, Since the secondary pulleys are arranged on the four shafts, the vehicle drive device can be configured by the four shafts as in an automatic transmission equipped with a general belt type continuously variable transmission mechanism. In addition, since the fourth shaft is provided with a clutch capable of freely connecting the rotation transmission between the secondary pulley and the countershaft, the first transmission path can be used when traveling forward or reverse with a planetary gear set that does not use a continuously variable transmission mechanism. The continuously variable transmission mechanism in the first transmission path can be brought into the connected state when the continuously variable transmission using the continuously variable transmission mechanism is separated.
請求項4に係る本発明によると、第4軸上にあってクラッチの出力側部材に駆動連結され、カウンタシャフトに噛合する第2出力ギヤを備えているので、つまりセカンダリプーリの出力をプラネタリギヤセットの出力と同じカウンタシャフトに伝達することができ、軸の数を低減することができて、車両用駆動装置のコンパクト化を図ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the second output gear on the fourth shaft and drivingly connected to the output side member of the clutch and meshing with the counter shaft is provided. That is, the output of the secondary pulley is connected to the planetary gear set. Can be transmitted to the same counter shaft, the number of shafts can be reduced, and the vehicle drive device can be made compact.
請求項5に係る本発明によると、無段変速機構が、プラネタリギヤセットの前進段よりも変速比が小さい範囲の変速比幅に設定されているので、無段変速機構のプライマリプーリ及びセカンダリプーリを小径化することができる。これにより、例えばカウンタシャフトをセカンダリプーリとディファレンシャル装置との間に挟んで配置することを可能とすることができる。それによって、第1軸と平行な第5軸上にあって、無段変速機構と少なくとも一部が径方向視で軸方向に重なる位置に回転電機を配置しても、コンパクトな車両用駆動装置を構成することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the continuously variable transmission mechanism is set to a transmission ratio width in a range where the transmission ratio is smaller than the forward speed of the planetary gear set, the primary pulley and the secondary pulley of the continuously variable transmission mechanism are The diameter can be reduced. Thereby, for example, it is possible to arrange the counter shaft so as to be sandwiched between the secondary pulley and the differential device. Accordingly, even if the rotating electrical machine is arranged at a position on the fifth axis parallel to the first axis and at least partly overlapping the continuously variable transmission mechanism in the radial direction when viewed in the radial direction, a compact vehicle drive device Can be configured.
請求項6に係る本発明によると、第5軸上にあって回転電機のロータに駆動連結され、カウンタシャフトに噛合する第3出力ギヤを備えているので、つまり回転電機の出力を、例えばセカンダリプーリの出力やプラネタリギヤセットの出力と同じカウンタシャフトに伝達することができ、軸の数を低減することができて、車両用駆動装置のコンパクト化を図ることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the third output gear is provided on the fifth shaft and is drivingly connected to the rotor of the rotating electrical machine and meshes with the counter shaft. The output of the pulley and the output of the planetary gear set can be transmitted to the same counter shaft, the number of shafts can be reduced, and the vehicle drive device can be made compact.
以下、本発明に係る実施の形態を図1乃至図4に沿って説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
まず、本実施の形態に係る車両用駆動装置1の概略構造について、図1及び図2に沿って説明する。車両用駆動装置1は、いわゆるベルト式無段変速機としての自動変速機に、モータ・ジェネレータ50(回転電機)(以下、単に「モータ」という)を組合せたハイブリッド駆動装置としての車両用駆動装置1を構成したものである。従って、モータ50(第5軸)を取外せば、例えば不図示のエンジンの回転を変速する自動変速機を行使することになる。
First, the schematic structure of the
車両用駆動装置1は、図1に示すように、不図示のエンジンに、例えばロックアップクラッチ付のトルクコンバータ等の流体伝動装置、或いは発進クラッチなどの発進装置を介して接続される入力軸10を第1軸AX1上に備えており、その第1軸AX1上に、プラネタリギヤセットPSと、ベルト式の無段変速機構20(以下、「CVT20」という)のプライマリプーリ21とが配置されている。
As shown in FIG. 1, the
また、図1及び図2に示すように、第1軸AX1と平行な第2軸AX2上には、詳しくは後述するプラネタリギヤセットPSの第1出力ギヤ31に噛合するカウンタシャフト40が配置されており、第1軸AX1及び第2軸AX2と平行な第3軸AX3上に、カウンタシャフト40に噛合するディファレンシャル装置60が配置されており、該ディファレンシャル装置60の略々中心から第3軸AX3上に不図示の車輪に駆動連結された出力軸(アスクルシャフト)62r,62lが配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
さらに、図1及び図2に示すように、第1軸AX1乃至第3軸AX3と平行な第4軸AX4上には、CVT20のセカンダリプーリ22が配置されていると共に、該セカンダリプーリ22と上記カウンタシャフト40との回転伝達を接続自在なクラッチC−1が配置されている。そして、図1及び図2に示すように、第1軸AX1乃至第4軸AX3と平行な第5軸AX5上には、CVT20と少なくとも一部が径方向視で軸方向に重なる位置にモータ50が配置されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a
以上説明した第1軸乃至第5軸AX1〜AX5は、図2に示すように、第1軸AX1から水平方向へ順に、第2軸AX2、第5軸AX5が略々直線状に配置され、また、第4軸AX4から垂直方向に順に、第2軸AX2、第3軸AX3が略々直線状に配置され、つまり第2軸AX2を中心として、側面視で十字状に5つの軸が配置されている。そして、第2軸AX2状にあるカウンタシャフト40の大径ギヤ42は、第1軸AX1上にあるプラネタリギヤセットPSの第1出力ギヤ31、第4軸AX4上にある第2出力ギヤ27、第5軸AX5上にある第3出力ギヤ54、の全てに噛合していると共に、第2軸AX2上にあるカウンタシャフト40の小径ギヤ43は、第3軸AX3上にあるディファレンシャル装置60のデフリングギヤ61に噛合している。
As shown in FIG. 2, the first to fifth axes AX1 to AX5 described above are arranged in a straight line from the first axis AX1 to the second axis AX2 and the fifth axis AX5 in the horizontal direction. In addition, the second axis AX2 and the third axis AX3 are arranged substantially linearly in the vertical direction from the fourth axis AX4, that is, five axes are arranged in a cross shape when viewed from the side with the second axis AX2 as the center. Has been. The large-
続いて、車両用駆動装置1の詳細構成について図1に沿って説明する。上記第1軸AX1上にある入力軸10の軸方向入力側の外周側には、プラネタリギヤセットPSが配置されている。プラネタリギヤセットPSは、入力軸10に一体的に固定された第1サンギヤS1と、第2ブレーキB−2によってケース11に対して回転が固定(係止)自在な第2サンギヤS2と、互いに噛合するロングピニオンLP及びショートピニオンSPを回転自在に支持すると共に第1ブレーキB−1によってケース11に対して回転が固定(係止)自在なキャリヤCRと、上記第1出力ギヤ31に駆動連結されたリングギヤR(出力回転要素)と、を備えており、ロングピニオンLPが第1サンギヤS1及びリングギヤRに噛合すると共に、ショートピニオンSPが第2サンギヤS2に噛合する、いわゆるラビニヨ型からなる。
Next, a detailed configuration of the
プラネタリギヤセットPSは、第1ブレーキB−1が係合されると、キャリヤCRの回転が固定され、第1サンギヤS1の入力軸10の回転が該キャリヤCRで反転されて、逆転回転としてリングギヤRから第1出力ギヤ31に出力され、つまり後進段が達成される。また、第2ブレーキB−2が係合されると、第2サンギヤS2の回転が固定され、第1サンギヤS1の入力軸10の回転が該キャリヤCRで減速されて、減速された正転回転としてリングギヤRから第1出力ギヤ31に出力され、つまり前進低速段(前進1速段(1st))が達成される。
In the planetary gear set PS, when the first brake B-1 is engaged, the rotation of the carrier CR is fixed, the rotation of the
一方、上記第1軸AX1上にある入力軸10の軸方向におけるプラネタリギヤセットPSとは反対側には、CVT20のプライマリプーリ21の固定シーブ21aが該入力軸10に駆動連結されて固定されている。プライマリプーリ21は、固定シーブ21aと、該固定シーブ21aに対して軸方向に可動自在な可動シーブ21bとを有しており、可動シーブ21bの背面に配置された作動油室の油圧によって、それら固定シーブ21aと可動シーブ21bとの間にベルト23を挟持している。
On the other hand, on the side opposite to the planetary gear set PS in the axial direction of the
また、上記第4軸AX4上には、上記プライマリプーリ21と対向する形で、CVT20のセカンダリプーリ22が配置されている。セカンダリプーリ22は、プライマリプーリ21と同様に、固定シーブ22aと、該固定シーブ22aに対して軸方向に可動自在な可動シーブ22bとを有しており、可動シーブ22bの背面に配置された作動油室の油圧によって、それら固定シーブ22aと可動シーブ22bとの間にベルト23を挟持している。
A
上記第4軸AX4上にあるセカンダリプーリ22の固定シーブ22aには、該第4軸AX4を中心とした第1駆動軸25が駆動連結されて固定されており、該第1駆動軸25の端部には、クラッチC−1が該セカンダリプーリ22と同軸上、つまり第4軸AX4上に配置されている。さらに、クラッチC−1の出力側には、該第4軸AX4を中心とした第2駆動軸26(出力側部材)が駆動連結されて固定されており、第2駆動軸26のクラッチC−1とは軸方向反対側(つまり入力側)には、第2出力ギヤ27が第2駆動軸26に駆動連結されて固定されている。
A
これらプライマリプーリ21及びセカンダリプーリ22からなるCVT20は、詳しくは後述するように、変速比幅が上記プラネタリギヤセットPSの前進低速段よりも変速比が小さい範囲で設定されており、つまり変速比を大きくなるように設定する必要がなく、各シーブ21a,21b,22a,22bの径を大径化しなくていいので、CVT20を小径化することが可能となっている。なお、図1の実線で示す可動シーブ21b,22bの位置では、ベルト23の接触半径がプライマリプーリ21側で小さく、セカンダリプーリ22側で大きいので、変速比が大きい側(Lo側)であり、図1の破線で示す可動シーブ21b,22bの位置では、ベルト23の接触半径がプライマリプーリ21側で大きく、セカンダリプーリ22側で小さいので、変速比が小さい側(Hi側)である(図2参照)。
As will be described in detail later, the
一方、第1軸AX1や第4軸AX4とは平行な第5軸AX5上にあって、プラネタリギヤセットPSやCVT20に対して径方向視で軸方向に重なる位置には、モータ50が配置されている。上述したようにCVT20の変速比幅を小さい範囲で設定してCVT20を小径化したことで、モータ50の少なくとも一部がCVT20に対して径方向視で軸方向に重なる位置に配置することを可能としている。
On the other hand, the
モータ50は、ケース11に対して固定されるステータ51と、該ステータ51の内径側に対向配置されたロータ52とを有しており、該ロータ52には、モータ50の出力軸としてのロータ軸53が軸方向に延びるように固定されている。また、ロータ軸53には、ロータ52とは軸方向反対側にあって、第3出力ギヤ54が駆動連結されて固定されている。
The
上記第2軸AX2上にあっては、カウンタシャフト40が配置されている。カウンタシャフト40は、中心軸41と、その中心軸41の一端部に固定された大径ギヤ42と、その中心軸41の他端部に固定された小径ギヤ43とを有して構成されている。上記大径ギヤ42は、上述したように、プラネタリギヤセットPSのリングギヤRに駆動連結された第1出力ギヤ31と、クラッチC−1を介してセカンダリプーリ22に駆動連結された第2出力ギヤ27と、モータ50のロータ軸53に駆動連結された第3出力ギヤ54と、の3つの出力ギヤに噛合している。そして、小径ギヤ43は、ディファレンシャル装置60のデフリングギヤ61に噛合しており、カウンタシャフト40に入力された回転を、ディファレンシャル部Dを介して左右の出力軸62r,62lに差回転を吸収しつつ回転出力する。
A
以上のように構成された車両用駆動装置1にあっては、図1及び図2に示すように、入力軸10からCVT20、クラッチC−1、第2出力ギヤ27を通って、カウンタシャフト40からディファレンシャル装置60を介して左右の出力軸62r,62lまで、無段変速により動力伝達を行う第1伝達経路CO1を形成することになる。また、入力軸10からプラネタリギヤセットPS、第1出力ギヤ31を通って、カウンタシャフト40からディファレンシャル装置60を介して左右の出力軸62r,62lまで、CVT20と並列的に(CVT20を通らない)プラネタリギヤセットPSにより動力伝達を行う第2伝達経路CO2を形成することになる。さらに、モータ50からカウンタシャフト40及びディファレンシャル装置60を介して左右の出力軸62r,62lまで、第1伝達経路CO1や第2伝達経路CO2の動力伝達と独立してEV走行を可能にする、又はアシストや回生を可能にする第3伝達経路CO3を形成することになる。
In the
ついで、本実施の形態に係る車両用駆動装置1の動作について、図1及び図2を参照しつつ図3及び図4に沿って説明する。
Next, the operation of the
まず、車両用駆動装置1において、例えばリバースレンジ(Rレンジ)が選択されて不図示の制御部からの指令で、後進段(Rev)を達成する際は、図3に示すように、第1ブレーキB−1を係合し、第2ブレーキB−2及びクラッチC−1を解放する。すると、図4に示すように、プラネタリギヤセットPSにおけるキャリヤCRの回転が固定され、入力軸10から入力された回転は、第1サンギヤS1に入力され、固定されたキャリヤCRによって反転されてリングギヤRが逆転回転する。これにより、図1に示すように、第2伝達経路CO2において、第1出力ギヤ31が第1軸AX1上で逆転回転し、該第1出力ギヤ31に噛合する第2軸AX2上のカウンタシャフト40が正転回転し、該カウンタシャフト40に噛合する第3軸AX3上のディファレンシャル部D及び出力軸62r,62lが逆転回転し、つまり不図示の車輪に後進段としての逆転回転が出力される。
First, in the
次に、車両用駆動装置1において、例えばドライブレンジ(Dレンジ)が選択されて車速に基づき不図示の制御部からの指令で、前進低速段としての第1速段(1st)を達成する際は、図3に示すように、第2ブレーキB−2を係合し、第1ブレーキB−1及びクラッチC−1を解放する。すると、図4に示すように、プラネタリギヤセットPSにおける第2サンギヤS2の回転が固定され、入力軸10から入力された回転は、第1サンギヤS1に入力され、減速回転するキャリヤCRによってさらに減速されてリングギヤRが減速回転する。これにより、図1に示すように、第2伝達経路CO2において、第1出力ギヤ31が第1軸AX1上で正転方向に減速回転し、該第1出力ギヤ31に噛合する第2軸AX2上のカウンタシャフト40が逆転回転し、該カウンタシャフト40に噛合する第3軸AX3上のディファレンシャル部D及び出力軸62r,62lが正転回転し、つまり不図示の車輪に第1速段としての正転回転が出力される。
Next, in the
続いて、車両用駆動装置1において、例えばドライブレンジ(Dレンジ)が選択されている状態で車速が所定車速以上に上昇し、不図示の制御部からの指令で、無段変速モード(CVTモード)を達成する際は、図3に示すように、第2ブレーキB−2を解放しつつクラッチC−1を係合し(例えば掴み換え変速し)、第1ブレーキB−1及び第2ブレーキB−2を解放状態にする。すると、図4に示すように、第1伝達経路CO1において、CVT20のプライマリプーリ21の可動シーブ21b及びセカンダリプーリ22の可動シーブ22bの軸方向位置が油圧制御されて、ベルト23の接触半径が例えば車速やアクセル開度に応じて自在に変更され、CVT20の最大変速比Lo(例えば多段変速機における第2速段程度の変速比に設定される)から最小変速比Hiまでの変速比幅Vaで入力軸10の回転を変速する。これにより、図1に示すように、第1駆動軸25、クラッチC−1、第2駆動軸26を介して第2出力ギヤ27が第4軸AX4上で正転方向に無段変速回転し、該第2出力ギヤ27に噛合する第2軸AX2上のカウンタシャフト40が逆転方向に無段変速回転し、該カウンタシャフト40に噛合する第3軸AX3上のディファレンシャル部D及び出力軸62r,62lが正転方向に無段変速回転し、つまり不図示の車輪に変速比幅Vaに基づく無段変速回転が出力される。
Subsequently, in the
以上のように説明した後進段(Rev)、第1速段(1st)、無段変速モード(CVTモード)を達成して走行している間にあっては、モータ50によるアシスト(力行)又は回生を行うことが可能である。即ち、図1に示すように、第3伝達経路において、モータ50は、ロータ軸53を介して第3出力ギヤ54に正転回転又は逆転回転の正トルク又は負トルク(回生トルク)を出力自在であり、該第3出力ギヤ54に噛合する第2軸AX2上のカウンタシャフト40が正転又は逆転方向にアシスト又は回生され、該カウンタシャフト40に噛合する第3軸AX3上のディファレンシャル部D及び出力軸62r,62lが正転方向又は逆転方向にアシスト又は回生され、つまり不図示の車輪に対するアシストトルク又は車輪からの回生制御が実行される。
While the vehicle is traveling while achieving the reverse speed (Rev), the first speed (1st), and the continuously variable transmission mode (CVT mode) described above, the
さらに、上記後進段(Rev)、第1速段(1st)、無段変速モード(CVTモード)を達成していない状態では、モータ50によるEV走行も可能である。即ち、図1に示すように、第3伝達経路において、モータ50は、ロータ軸53を介して第3出力ギヤ54に正転回転又は逆転回転(正トルク又は負トルク)を出力自在であり、該第3出力ギヤ54に噛合する第2軸AX2上のカウンタシャフト40が正転又は逆転方向に回転され、該カウンタシャフト40に噛合する第3軸AX3上のディファレンシャル部D及び出力軸62r,62lが正転方向又は逆転方向に回転され、つまり不図示の車輪に対するEV走行の回転出力又は車輪からの回生制御が実行される。なお、モータ50は、回転数制御してもよく、トルク制御してもよい。
Further, EV traveling by the
なお、EV走行中は、クラッチC−1を解放することでセカンダリプーリ22(つまりCVT20)をカウンタシャフト40の回転から切離すことができ、また、第1ブレーキB−1及び第2ブレーキB−2を解放することでプラネタリギヤセットPSを空転状態にして入力軸10(及びプライマリプーリ21)をカウンタシャフト40の回転から切離すことができる。これにより、プラネタリギヤセットPSやCVT20を連れ回すことなく(ニュートラル状態として)、EV走行が可能となる。
During EV traveling, the secondary pulley 22 (that is, the CVT 20) can be disconnected from the rotation of the
以上説明したように本車両用駆動装置1によると、CVT20と並列的に入力軸10から出力軸62r,62lまでの第2伝達経路CO2を形成し、かつ前進段としての第1速段(1st)と後進段(Rev)とを達成し得ると共に、入力軸10に入力された回転を前進段又は後進段により変速して出力軸62r,62lに出力し得るプラネタリギヤセットPSを備えているので、CVT20を用いずに前進の第1速段(1st)を達成することができ、特に第1速段の変速比を大きくすることで、CVT20において大きなトルクを伝達することを不要とすることができ、高いベルト23の挟持圧も不要となって不図示のオイルポンプの負荷を低減することができ、車両用駆動装置1としての伝達効率を向上することができる。
As described above, according to the
また、特に第1速段の変速比を大きくすることで、CVT20における変速比幅Vaを変速比の小さい範囲(いわゆるアップシフト側)に設定することが可能となって、CVT20において大きなトルクを伝達することを不要とすることができるので、ベルト23の負荷や、プライマリプーリ21及びセカンダリプーリ22における各シーブ21a,21b,22a,22bの軸支持構造の負荷を低減することができ、CVT20の小型化や低コスト化を図ることができる。
In particular, by increasing the gear ratio of the first gear, the gear ratio width Va in the
さらに、プラネタリギヤセットPSにより前進段又は後進段を達成して出力軸62r,62lに出力し得るので、後進段専用のカウンタシャフト等を設けることを不要とすることができ、軸の数を減らすことができて、軸受における摩擦損失等を低減でき、車両用駆動装置1としての伝達効率を向上することができる。
Further, since the forward gear or reverse gear can be achieved by the planetary gear set PS and output to the
なお、本実施の形態では、第5軸AX5上にモータ50を配置したハイブリッド駆動装置としての車両用駆動装置1を一例として説明したが、モータ50を配置しなければ、通常のベルト式無段変速機と同様に4つの軸の自動変速機を構成することができ、かつCVT20を小型化した分、自動変速機として小型化が図れ、さらに、CVT20の挟持圧による油圧負荷を軽減した分、自動変速機としての伝達効率の向上を図ることができる。
In the present embodiment, the
また、第1軸AX1と平行な第2軸AX2上に配置され、プラネタリギヤセットPSのリングギヤRに駆動連結された第1出力ギヤ31に噛合し、該プラネタリギヤセットPSからの回転を反転減速して第1軸AX1と平行な第3軸AX3である出力軸62r,62lに出力するカウンタシャフト40を備えているので、プラネタリギヤセットPSのリングギヤRの回転が正転回転(前進段)の場合は、カウンタシャフト40で逆転回転し、出力軸62r,62lで再逆転回転して、つまり正転回転としての前進回転を出力することができる。また、プラネタリギヤセットPSのリングギヤRの回転が逆転回転(後進段)の場合は、カウンタシャフト40で逆転回転し、出力軸で再逆転回転して、つまり逆転回転としての後進回転を出力することができる。
Further, it is disposed on the second axis AX2 parallel to the first axis AX1, and meshes with the
さらに、第1軸AX1に、入力軸10、プラネタリギヤセットPS、プライマリプーリ21を配置し、第2軸AX2に、カウンタシャフト40を配置し、第3軸AX3に、出力軸62r,62lを配置し、第4軸AX4に、セカンダリプーリ22を配置するので、一般的なベルト式のCVT20を搭載した自動変速機と同様に、4つの軸で車両用駆動装置1を構成することができる。また、第4軸AX4に、セカンダリプーリ22とカウンタシャフト40との回転伝達を接続自在なクラッチC−1を備えているので、CVT20を使用しないプラネタリギヤセットPSによる前進段又は後進段の走行時に、第1伝達経路CO1にあるCVT20を切離すことができ、反対にCVT20を使用する無段変速の走行時に第1伝達経路CO1にあるCVT20を接続状態(動力伝達状態)にすることができる。
Further, the
また、第4軸AX4上にあってクラッチC−1の出力側部材である第2駆動軸26に駆動連結され、カウンタシャフト40に噛合する第2出力ギヤ27を備えているので、つまりセカンダリプーリ22の出力をプラネタリギヤセットPSの出力と同じカウンタシャフト40に伝達することができ、軸の数を低減することができて、車両用駆動装置1のコンパクト化を図ることができる。
Further, since the
さらに、CVT1が、プラネタリギヤセットPSの前進段よりも変速比が小さい範囲の変速比幅Vaに設定されているので(図4参照)、CVT20のプライマリプーリ21及びセカンダリプーリ22を小径化することができる。これにより、例えばカウンタシャフト40をセカンダリプーリ22とディファレンシャル装置60との間に挟んで配置することを可能とすることができる(図2参照)。それによって、第1軸AX1と平行な第5軸AX5上にあって、CVT20と少なくとも一部が径方向視で軸方向に重なる位置にモータ50を配置しても、コンパクトな車両用駆動装置1を構成することができる。
Furthermore, since the
そして、第5軸AX5上にあってモータ50のロータ52に駆動連結され、カウンタシャフト40に噛合する第3出力ギヤ54を備えているので、つまりモータ50の出力を、例えばセカンダリプーリ22の出力やプラネタリギヤセットPSの出力と同じカウンタシャフト40に伝達することができ、軸の数を低減することができて、車両用駆動装置1のコンパクト化を図ることができる。
Since the
なお、以上説明した本実施の形態においては、プラネタリギヤセットPSをラビニヨ型で構成したものを説明したが、第1軸AX上にあって、前進段と後進段とを形成できるプラネタリギヤセットであれば、例えばシンプソン型など、どのような構造のものであってもよい。 In the present embodiment described above, the planetary gear set PS is configured as a Ravigneaux type. However, any planetary gear set that is on the first axis AX and can form a forward gear and a reverse gear. Any structure such as a Simpson type may be used.
また、以上説明した本実施の形態においては、第1出力ギヤ31、第2出力ギヤ27、第3出力ギヤ54の3つのギヤが、1つのギヤであるカウンタシャフト40の大径ギヤ42に直接的に噛合するものを説明したが、それらのギヤ同士の間にアイドラギヤなどを介在させるなどの変更を施してもよく、つまり必ずしも直接的に噛合せず、他のギヤを介して噛合するように変更しても構わない。
In the present embodiment described above, the three gears of the
また、以上説明した本実施の形態においては、プラネタリギヤセットPSによる第1速段(1st)と、CVT20の最大変速比Loとの間に、ギヤ比の間隔を設けることで、CVT20の小型化を図っているが、多少の大型化を許容して、プラネタリギヤセットPSによる第1速段(1st)とCVT20の最大変速比Loとを同一のギヤ比に構成することで、変速ショックの無い、前進段から無段変速モードへの移行を可能にできるようにしてもよい。
In the present embodiment described above, the
1 車両用駆動装置
10 入力軸
20 無段変速機構(CVT)
21 プライマリプーリ
22 セカンダリプーリ
23 ベルト
26 出力側部材(第2駆動軸)
27 第2出力ギヤ
31 第1出力ギヤ
40 カウンタシャフト
50 回転電機(モータ)
52 ロータ
54 第3出力ギヤ
62r,62l 出力軸
AX1 第1軸
AX2 第2軸
AX3 第3軸
AX4 第4軸
AX5 第5軸
CO1 第1伝達経路
CO2 第2伝達経路
C−1 クラッチ
PS プラネタリギヤセット
R 出力回転要素(リングギヤ)
Va 変速比幅
1st 前進段
Rev 後進段
DESCRIPTION OF
21
27
52
Va gear ratio range 1st forward speed Rev reverse speed
Claims (6)
前記無段変速機構と並列的に前記入力軸から前記出力軸までの第2伝達経路を形成し、かつ前進段と後進段とを達成し得ると共に、前記入力軸に入力された回転を前記前進段又は前記後進段により変速して前記出力軸に出力し得るプラネタリギヤセットと、を備えた、
ことを特徴とする車両用駆動装置。 A continuously variable transmission mechanism having a primary pulley and a secondary pulley and a belt wound around the pulleys, and forming a first transmission path capable of continuously rotating the rotation input to the input shaft and outputting it to the output shaft; ,
A second transmission path from the input shaft to the output shaft is formed in parallel with the continuously variable transmission mechanism, and a forward gear and a reverse gear can be achieved, and rotation input to the input shaft can be moved forward. A planetary gear set that can change the speed of the gear or the reverse gear and output it to the output shaft.
The vehicle drive device characterized by the above-mentioned.
前記第1軸と平行な第2軸上に配置され、前記プラネタリギヤセットの出力回転要素に駆動連結された第1出力ギヤに噛合し、該プラネタリギヤセットからの回転を反転減速して前記第1軸と平行な第3軸である前記出力軸に出力するカウンタシャフトを備えた、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置。 The planetary gear set is disposed on the input shaft on the first shaft,
The first shaft is arranged on a second axis parallel to the first shaft, meshes with a first output gear that is drivingly connected to the output rotation element of the planetary gear set, and reverses and reduces the rotation from the planetary gear set. A counter shaft that outputs to the output shaft, which is a third axis parallel to the
The vehicle drive device according to claim 1.
前記セカンダリプーリは、前記第1軸と平行な第4軸上に配置されてなり、
前記第4軸上にあって、前記セカンダリプーリと前記カウンタシャフトとの回転伝達を接続自在なクラッチを備えた、
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置。 The primary pulley is disposed on the input shaft on the first shaft together with the planetary gear set,
The secondary pulley is arranged on a fourth axis parallel to the first axis,
A clutch on the fourth axis, wherein the secondary pulley and the countershaft can be connected to transmit rotation;
The vehicle drive device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項3に記載の車両用駆動装置。 A second output gear on the fourth shaft and drivingly connected to the output side member of the clutch and meshing with the countershaft;
The vehicle drive device according to claim 3.
前記第1軸と平行な第5軸上に配置され、前記無段変速機構と少なくとも一部が径方向視で軸方向に重なる位置に回転電機を備えた、
ことを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の車両用駆動装置。 The continuously variable transmission mechanism is set to a speed ratio width in a range where the speed ratio is smaller than the forward speed of the planetary gear set,
The rotary electric machine is disposed on a fifth axis parallel to the first axis, and includes a rotary electric machine at a position where at least a part of the continuously variable transmission mechanism overlaps in the axial direction when viewed in the radial direction.
The vehicle drive device according to claim 2, wherein the vehicle drive device is a vehicle drive device.
ことを特徴とする請求項5に記載の車両用駆動装置。 A third output gear that is on the fifth axis and is drivingly connected to the rotor of the rotating electrical machine and meshes with the countershaft;
The vehicle drive device according to claim 5.
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