JP2015077846A - 動力伝達装置 - Google Patents

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JP2015077846A
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寛之 柴田
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Yuki KUROSAKI
祐樹 黒崎
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Abstract

【課題】複数のモードを切り替え可能とする追加機構の取り付けに係る工程を短縮することが可能な動力伝達装置を提供すること。【解決手段】機関と、第一回転機と、機関とは別軸上に配置された第二回転機と、ブレーキ機構40と、第一差動機構と、第一回転機が接続された第一回転要素21と、ブレーキ機構によって回転が規制される第二回転要素24と、機関が接続された第三回転要素23と、を有する第二差動機構20と、第二差動機構を収容するケース4と、を備え、第二差動機構は、軸方向において第一回転機を挟んで第一差動機構とは反対側に配置され、ブレーキ機構は、第二回転要素の回転を規制することで、機関の回転が増速されて第一差動機構のリングギアから出力されるオーバードライブ状態とし、ブレーキ機構は、ケース内に配置されている。【選択図】図9

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。
従来、ハイブリッド車両がある。例えば、特許文献1には、2つの回転機が別軸上に配置された動力伝達装置の技術が開示されている。
また、特許文献2には、エンジン及びモータジェネレータを有し、無段変速モードと固定変速比モードとの少なくとも2つのモードを切り替え可能に構成されたハイブリッド車両の技術が開示されている。
特開2010−139052号公報 特開2009−208721号公報
動力伝達装置において、複数のモードを切り替え可能とする機構を追加する場合の、追加する機構の取り付けに係る工程を短縮できることが望ましい。例えば、追加する機構をモジュール化することができれば、当該モジュールを既存の構成に取り付けることで工程を短縮することが可能となる。
本発明の目的は、複数のモードを切り替え可能とする追加機構の取り付けに係る工程を短縮することが可能な動力伝達装置を提供することである。
本発明の動力伝達装置は、機関と、第一回転機と、前記機関とは別軸上に配置された第二回転機と、ブレーキ機構と、前記第一回転機が接続されたサンギアと、前記機関が接続されたキャリアと、前記第二回転機および駆動輪が接続されたリングギアと、を有する第一差動機構と、前記第一回転機が接続された第一回転要素と、前記ブレーキ機構によって回転が規制される第二回転要素と、前記機関が接続された第三回転要素と、を有する第二差動機構と、前記第二差動機構を収容するケースと、を備え、前記第二差動機構は、軸方向において前記第一回転機を挟んで前記第一差動機構とは反対側に配置され、前記ブレーキ機構は、前記第二回転要素の回転を規制することで、前記機関の回転が増速されて前記リングギアから出力されるオーバードライブ状態とし、前記ブレーキ機構は、前記ケース内に配置されていることを特徴とする。
上記動力伝達装置において、更に、前記第二差動機構とは別軸上に配置されたオイルポンプを備え、前記オイルポンプを回転駆動するポンプ駆動ギアは、前記第三回転要素と接続されており、前記第三回転要素と一体回転することが好ましい。
上記動力伝達装置において、前記ブレーキ機構は、前記第二回転要素の一方向の回転を規制する規制状態と、前記第二回転要素の両方向の回転を許容する許容状態とに切り替え可能なセレクタブルワンウェイクラッチであることが好ましい。
上記動力伝達装置において、前記セレクタブルワンウェイクラッチを前記規制状態から前記許容状態に切り替える場合、前記第一回転機によって前記第二回転要素を前記一方向とは反対方向に回転させた状態で前記規制状態から前記許容状態に切り替えることが好ましい。
上記動力伝達装置において、前記セレクタブルワンウェイクラッチを前記許容状態から前記規制状態に切り替える場合、前記第一回転機によって前記第二回転要素を前記一方向とは反対方向に回転させた状態で前記許容状態から前記規制状態に切り替えることが好ましい。
本発明に係る動力伝達装置は、機関と、第一回転機と、機関とは別軸上に配置された第二回転機と、ブレーキ機構と、第一回転機が接続されたサンギアと、機関が接続されたキャリアと、第二回転機および駆動輪が接続されたリングギアと、を有する第一差動機構と、第一回転機が接続された第一回転要素と、ブレーキ機構によって回転が規制される第二回転要素と、機関が接続された第三回転要素と、を有する第二差動機構と、第二差動機構を収容するケースと、を備える。
第二差動機構は、軸方向において第一回転機を挟んで第一差動機構とは反対側に配置されている。ブレーキ機構は、第二回転要素の回転を規制することで、機関の回転が増速されてリングギアから出力されるオーバードライブ状態とする。また、ブレーキ機構は、ケース内に配置されている。本発明に係る動力伝達装置によれば、追加機構の取り付けに係る工程を短縮することが可能であるという効果を奏する。
図1は、第1実施形態に係る動力伝達装置のスケルトン図である。 図2は、第1実施形態に係る車両のブロック図である。 図3は、第1実施形態に係る動力伝達装置のTHSモードに係る共線図である。 図4は、THSモード時のセレクタブルワンウェイクラッチを示す図である。 図5は、第1実施形態に係る動力伝達装置のODロックモードに係る共線図である。 図6は、ODロックモード時のセレクタブルワンウェイクラッチを示す図である。 図7は、第1実施形態に係る動力伝達装置のモード遷移時に係る共線図である。 図8は、モード遷移時の必要推力の説明図である。 図9は、第1実施形態に係る動力伝達装置の要部断面図である。 図10は、第2実施形態に係る動力伝達装置のスケルトン図である。 図11は、第2実施形態に係る動力伝達装置の要部断面図である。 図12は、第2実施形態に係る動力伝達装置のODロックモードの共線図である。 図13は、第3実施形態に係る動力伝達装置のスケルトン図である。
以下に、本発明の実施形態に係る動力伝達装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
[第1実施形態]
図1から図9を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、動力伝達装置に関する。図1は、本発明の第1実施形態に係る動力伝達装置のスケルトン図、図2は、第1実施形態に係る車両のブロック図、図3は、第1実施形態に係る動力伝達装置のTHSモードに係る共線図、図4は、THSモード時のセレクタブルワンウェイクラッチを示す図、図5は、第1実施形態に係る動力伝達装置のODロックモードに係る共線図、図6は、ODロックモード時のセレクタブルワンウェイクラッチを示す図、図7は、第1実施形態に係る動力伝達装置のモード遷移時に係る共線図、図8は、モード遷移時の必要推力の説明図、図9は、第1実施形態に係る動力伝達装置の要部断面図である。
図1に示す車両100は、動力源としてエンジン1、第一回転機MG1および第二回転機MG2を有するハイブリッド(HV)車両である。車両100は、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド(PHV)車両であってもよい。車両100は、上記動力源に加えて、第一差動機構10、第二差動機構20、セレクタブルワンウェイクラッチ(以下、「SOWC」と称する。)40および図2に示すHV_ECU50を含んで構成されている。
また、第1実施形態に係る動力伝達装置101は、エンジン1と、第一回転機MG1と、第二回転機MG2と、第一差動機構10と、第二差動機構20と、SOWC40とを含んで構成されている。動力伝達装置101は、更に、HV_ECU50を含んで構成されてもよい。動力伝達装置101は、FF(前置きエンジン前輪駆動)車両あるいはRR(後置きエンジン後輪駆動)車両等に適用可能である。動力伝達装置101は、例えば、軸方向が車幅方向となるように車両100に搭載される。本実施形態の動力伝達装置101は、第二回転機MG2がエンジン1および第一回転機MG1とは別軸上に配置された複軸式である。
機関としてのエンジン1は、燃料の燃焼エネルギーをクランク軸1aの回転運動に変換して出力する。エンジン1のクランク軸1aは、ダンパ1bを介して入力軸2と接続されている。入力軸2は、クランク軸1aと同軸上かつクランク軸1aの延長線上に配置されている。入力軸2は、第一差動機構10の第一キャリア14および第二差動機構20の第二リングギア23に接続されている。
第一差動機構10は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、第一サンギア11、第一ピニオンギア12、第一リングギア13および第一キャリア14を有する。第一リングギア13は、第一サンギア11と同軸上であってかつ第一サンギア11の径方向外側に配置されている。第一ピニオンギア12は、第一サンギア11と第一リングギア13との間に配置されており、第一サンギア11および第一リングギア13とそれぞれ噛み合っている。第一ピニオンギア12は、第一キャリア14によって回転自在に支持されている。第一キャリア14は、入力軸2と連結されており、入力軸2と一体回転する。つまり、第一キャリア14は、入力軸2を介してエンジン1と接続されている。
従って、第一ピニオンギア12は、入力軸2と共に入力軸2の中心軸線周りに回転(公転)可能であり、かつ第一キャリア14によって支持されて第一ピニオンギア12の中心軸線周りに回転(自転)可能である。第一差動機構10は、エンジン1から入力される動力を第一回転機MG1側と駆動輪35側とに分割する動力分割機構として機能する。
第二差動機構20は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、第二サンギア21、第二ピニオンギア22、第二リングギア23および第二キャリア24を有する。第二リングギア23は、第二サンギア21と同軸上であって第二サンギア21の径方向外側に配置されている。第二ピニオンギア22は、第二サンギア21と第二リングギア23との間に配置されおり、第二サンギア21および第二リングギア23とそれぞれ噛み合っている。第二ピニオンギア22は、第二キャリア24によって回転自在に支持されている。第二キャリア24は、入力軸2と連結されており、入力軸2と一体回転する。
従って、第二ピニオンギア22は、入力軸2と共に入力軸2の中心軸線周りに回転(公転)可能であり、かつ第二キャリア24によって支持されて第二ピニオンギア22の中心軸線周りに回転(自転)可能である。
第一サンギア11および第二サンギア21は、第一回転機MG1のロータ軸31と接続されており、ロータ軸31と一体回転する。ロータ軸31は、円筒形状であり、入力軸2と同軸上かつ入力軸2の径方向外側に配置されている。ロータ軸31は、入力軸2に対して相対回転自在に支持されている。
本実施形態の第二差動機構20では、第二サンギア21が第一回転要素に相当する。また、第二キャリア24は、SOWC40によって回転が規制される第二回転要素に相当する。また、第二リングギア23は、入力軸2を介してエンジン1と接続されており、第三回転要素に相当する。
第一リングギア13には、カウンタドライブギア15が接続されている。カウンタドライブギア15は、軸方向における第一差動機構10とダンパ1bとの間に配置されている。カウンタドライブギア15は、カウンタドリブンギア16と噛み合っている。カウンタドリブンギア16は、カウンタ軸17を介してドライブピニオンギア18と接続されている。ドライブピニオンギア18は、デファレンシャル装置19のデフリングギア19aと噛み合っている。デファレンシャル装置19は、左右の駆動軸34を介して、駆動輪35と接続されている。
また、カウンタドリブンギア16には、リダクションギア33が噛み合っている。リダクションギア33は、第二回転機MG2のロータ軸32と接続されている。リダクションギア33は、カウンタドリブンギア16よりも小径であり、第二回転機MG2の回転を減速してカウンタドリブンギア16に伝達する。エンジン1および第一回転機MG1から伝達される動力と、第二回転機MG2から伝達される動力とは、カウンタドリブンギア16において合成されて駆動輪35に伝達される。第一リングギア13は、カウンタドライブギア15を介して、第二回転機MG2および駆動輪35と接続されている。
入力軸2におけるエンジン1側と反対側の端部には、オイルポンプ3が配置されている。オイルポンプ3は、入力軸2の回転によって回転駆動されて、オイルを吐出する。オイルポンプ3は、エンジン1、第一回転機MG1、第二回転機MG2、第一差動機構10、第二差動機構20等の動力伝達装置101の各所にオイルを供給する。
第一回転機MG1および第二回転機MG2は、それぞれモータ(電動機)としての機能と、発電機としての機能とを備えている。第一回転機MG1および第二回転機MG2は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転機MG1および第二回転機MG2は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転機MG1,MG2によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転機MG1および第二回転機MG2としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
図2に示すように、車両100は、HV_ECU50、MG_ECU60およびエンジンECU70を有する。各ECU50,60,70は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。HV_ECU50は、車両100全体を統合制御する機能を有している。MG_ECU60およびエンジンECU70は、HV_ECU50と電気的に接続されている。
MG_ECU60は、第一回転機MG1および第二回転機MG2を制御する。MG_ECU60は、例えば、第一回転機MG1に対して供給する電流値を調節し、第一回転機MG1の出力トルクを制御すること、および第二回転機MG2に対して供給する電流値を調節し、第二回転機MG2の出力トルクを制御することができる。
エンジンECU70は、エンジン1を制御する。エンジンECU70は、例えば、エンジン1の電子スロットル弁の開度を制御すること、点火信号を出力してエンジン1の点火制御を行うこと、エンジン1に対する燃料の噴射制御等を行うことができる。エンジンECU70は、電子スロットル弁の開度制御、噴射制御、点火制御等によりエンジン1の出力トルクを制御することができる。
HV_ECU50には、車速センサ、アクセル開度センサ、MG1回転数センサ、MG2回転数センサ、出力軸回転数センサ、バッテリセンサ等が接続されている。これらのセンサにより、HV_ECU50は、車速、アクセル開度、第一回転機MG1の回転数、第二回転機MG2の回転数、動力伝達装置101の出力軸の回転数、バッテリ状態SOC等を取得することができる。
HV_ECU50は、取得する情報に基づいて、車両100に対する要求駆動力や要求パワー、要求トルク等を算出することができる。HV_ECU50は、算出した要求値に基づいて、第一回転機MG1の出力トルク(以下、「MG1トルク」とも記載する。)、第二回転機MG2の出力トルク(以下、「MG2トルク」とも記載する。)およびエンジン1の出力トルク(以下、「エンジントルク」とも記載する。)を決定する。HV_ECU50は、MG1トルクの指令値およびMG2トルクの指令値をMG_ECU60に対して出力する。また、HV_ECU50は、エンジントルクの指令値をエンジンECU70に対して出力する。HV_ECU50は、後述する走行モードに基づいて、SOWC40を制御する。
動力伝達装置101は、大別してHV走行モードとEV走行モードの2つの走行モードを有している。HV走行モードは、エンジン1を動力源として走行する走行モードである。HV走行モードでは、更に、第二回転機MG2を動力源として用いることができる。EV走行モードは、第二回転機MG2を動力源として走行する走行モードである。
本実施形態の動力伝達装置101は、HV走行モードとして、THSモードと、ODロックモードを有する。図3を参照して、THSモードに付いて説明する。図3、図5および図7の共線図において、第一サンギア11を「S1」、第一キャリア14を「C1」、第一リングギア13を「R1」と記載する。また、第二サンギア21を「S2」、第二キャリア24を「C2」、第二リングギア23を「R2」と記載する。
THSモードは、第一回転機MG1によってエンジン1の動力に対する反力を発生させて走行する走行モードである。車両100の前進時には、図3に示すように、エンジン1の正方向のトルクTeに対して、第一回転機MG1が逆方向のトルクTgを出力する。これにより、第一回転機MG1は、エンジントルクTeに対する反力受けとして機能し、エンジントルクTeを第一リングギア13から駆動輪35に向けて出力させる。なお、本明細書において「正方向」は、車両100が前進走行するときの第一リングギア13の回転方向、「逆方向」は正方向とは逆の回転方向である。
HV_ECU50は、THSモードを実行する場合、SOWC40を許容状態とする。図4を参照して、SOWC40の構成について説明する。SOWC40は、ブレーキ機構の一例であり、許容状態と規制状態とに切り替え可能な選択式のワンウェイクラッチである。許容状態とは、SOWC40が第二キャリア24の両方向の回転を許容する状態である。一方、規制状態とは、SOWC40が第二キャリア24の一方向の回転を規制する状態である。本実施形態のSOWC40は、規制状態において、第二キャリア24の正方向の回転を規制し、逆方向の回転を許容する。
図4に示すように、SOWC40は、固定側レース41と、回転側レース42と、ストラット43と、セレクタプレート44と、待ちバネ45とを含んで構成されている。図4には、SOWC40を径方向の外側から見た側面図が示されている。
固定側レース41および回転側レース42は、それぞれ円板形状の部材である。固定側レース41および回転側レース42は、第二差動機構20と同軸上に配置されている。固定側レース41は車体側に固定された部材であり、回転不能である。回転側レース42は、固定側レース41と同軸上に、固定側レース41と対向して配置されている。回転側レース42は、固定側レース41に対して相対回転自在に支持されている。回転側レース42は、第二キャリア24と連結されており、第二キャリア24と一体回転する。
ストラット43は、回転側レース42の係合凹部46と当接することにより、回転側レース42の回転を規制する。係合凹部46は、回転側レース42における固定側レース41と対向する面に配置されている。係合凹部46は、周方向の逆方向側へ向かうに従い深さが大きくなる溝部である。係合凹部46の逆方向側の端部は、壁面46aとなっている。壁面46aは、周方向に対して直交する面である。係合凹部46は、周方向に沿って所定の間隔で複数配置されている。
ストラット43は、板状の部材であり、固定側レース41の溝部47に配置されている。ストラット43および溝部47は、係合凹部46に対応して複数設けられている。溝部47は、固定側レース41における回転側レース42と対向する面に配置されている。ストラット43の正方向側の端部43aは、溝部47に保持されている。ストラット43は、端部43aを支点として矢印Y1で示す回転方向に回動自在である。
待ちバネ45は、溝部47の底部とストラット43との間に配置されたスプリングである。待ちバネ45は、ストラット43を回転側レース42に向けて軸方向に押圧する。セレクタプレート44は、SOWC40を許容状態と規制状態とに選択的に切り替える切り替え部材である。セレクタプレート44は、固定側レース41と回転側レース42との間に配置された板状部材である。セレクタプレート44は、固定側レース41に対して周方向に相対移動自在である。1枚のストラット43に対して、1枚のセレクタプレート44が配置されている。
セレクタプレート44は、アクチュエータ48の推力によって、固定側レース41に対して相対移動する。各セレクタプレート44は、互いに連結されており、一体となって移動する。セレクタプレート44は、周方向の位置に応じて、図4に示すようにストラット43が溝部47に収納された状態と、図6に示すようにストラット43が係合凹部46に係合した状態とを選択的に実現する。
図4に示すようにストラット43が溝部47に収納された状態では、回転側レース42の回転は規制されない。すなわち、回転側レース42は、正方向および逆方向の何れの方向にも回転することができる。この状態は、SOWC40の許容状態であり、第二キャリア24は、正方向および逆方向の何れの方向に回転することも許容される。図3を参照すると、第二キャリア24(C2軸)の回転数は、正の回転数および負の回転数の何れの回転数にも調整可能である。従って、第一回転機MG1は、運転状態等に応じて、任意の回転数で動作することができる。
HV_ECU50は、ODロックモードを実行する場合、SOWC40を規制状態とする。HV_ECU50は、SOWC40のアクチュエータ48に指令して、ストラット43が係合凹部46に係合可能となる位置までセレクタプレート44を移動させる。アクチュエータ48は、セレクタプレート44を正方向に移動させて、溝部47を開放させる。これにより、待ちバネ45によって押圧されたストラット43が溝部47から回転側レース42に向けて突出する。ストラット43は、回転側レース42に向けて移動し、図6に示すように、係合凹部46の壁面46aに当接する。その結果、回転側レース42の正方向の回転が規制される。
従って、図5に示すように、SOWC40は、第二キャリア24(C2軸)の正回転を規制する。SOWC40は、エンジントルクTeに対する反力トルクTwを発生させて、エンジントルクTeに対する反力受けとして機能する。SOWC40は、反力トルクTwにより、エンジントルクTeを第一リングギア13から出力させる。
ODロックモードでは、図5に示すように、第一キャリア14(C1軸)の回転数が、出力軸(R1軸)の回転数よりも低回転であり、エンジン1から入力される回転が増速されて第一リングギア13から出力される。つまり、SOWC40は、第二回転要素である第二キャリア24の回転を規制することで、エンジン1の回転が増速されて第一リングギア13から出力されるオーバードライブ状態とする。
ここで、SOWC40の状態を切り替えるときに要するアクチュエータ48の推力を低減できることが好ましい。例えば、図6に示すSOWC40の規制状態から、SOWC40を許容状態に切り替える場合、アクチュエータ48の推力F1によってストラット43と係合凹部46との係合を解除する必要がある。このときに、SOWC40が反力トルクTwを伝達している状態であると、必要となる推力F1の大きさが、伝達トルクに依存した大きさとなる。
従って、SOWC40が反力トルクTwを伝達している状態でSOWC40を許容状態に切り替えようとすると、発生可能な推力F1の最大値を最大の反力トルクTwに応じて定めることが必要となり、アクチュエータ48の大型化を招く。
本実施形態に係る動力伝達装置101は、以下に説明するように、SOWC40を規制状態から許容状態に切り替える場合、第一回転機MG1によって第二キャリア24を逆方向に回転させた状態で規制状態から許容状態に切り替える。これにより、必要とされるアクチュエータ48の推力F1の変動を抑制することや、必要とされる推力F1の最大値を低減することができる。
HV_ECU50は、ODロックモードからTHSモードに遷移する場合、図7に示すように、第一回転機MG1によって第二キャリア24(C2軸)を逆方向に回転させる。このときは、第一回転機MG1がエンジントルクTeに対する反力受けとして機能する。図8に示すように、回転側レース42が逆方向に回転している場合、規制状態から許容状態に切り替えるために必要とされる推力F1は、セレクタプレート44とストラット43との間の動摩擦、セレクタプレート44と各レース41,42との間の動摩擦、および待ちバネ45の押圧力による荷重によって決まる。SOWC40がトルクを伝達していないことから、伝達トルク等の外乱によって必要な推力F1が変動してしまうようなことが抑制される。よって、本実施形態に係る動力伝達装置101によれば、アクチュエータ48の小型化が可能となる。
なお、HV_ECU50は、SOWC40を規制状態から許容状態に切り替える場合だけでなく、許容状態から規制状態に切り替える場合に、第一回転機MG1によって第二キャリア24を逆方向に回転させてもよい。第二キャリア24を逆方向に回転させた状態で許容状態から規制状態に切り替えることにより、状態の切り替え時に要求される推力F1の低減を図ることができる。
また、本実施形態に係る動力伝達装置101では、従来の動力伝達装置と部品を共通化できるように、第二差動機構20およびSOWC40が配置されている。図1に示すように、第二差動機構20は、軸方向において第一回転機MG1を間に挟んで第一差動機構10とは反対側に配置されている。第一差動機構10は、第一回転機MG1よりもエンジン1側に配置されており、第二差動機構20は、第一回転機MG1よりもエンジン1側と反対側に配置されている。また、SOWC40も、軸方向において第一回転機MG1を間に挟んで第一差動機構10とは反対側に配置されている。従って、既存の構成要素として、エンジン1、第一差動機構10および第一回転機MG1を有し、エンジン1と第二回転機MG2とが別軸上に配置された動力伝達装置に対して、第二差動機構20およびSOWC40を追加する場合に部品を最大限共通化することができる。
また、以下に図9を参照して説明するように、SOWC40は、第二差動機構20を収容するケース4内に配置されている。よって、SOWC40や第二差動機構20をケース等とAssy(Assembly)化することが可能となり、取り付け工程の短縮が可能となる。
図9に示すように、動力伝達装置101は、ケース4およびカバー5を有する。ケース4は、例えば、リアケースであり、第二差動機構20に加えて、第一回転機MG1や第一差動機構10を内部に収容してもよい。ケース4およびカバー5によって、第二差動機構20およびSOWC40が収容される。ケース4は、センターサポート4aを有する。センターサポート4aは、ケース4の外殻から径方向の内側に向けて突出した支持部である。ここで、「径方向」は、入力軸2の中心軸線Xを中心とし、中心軸線Xに対して直交する半径方向を示す。第一回転機MG1のロータ軸31は、センターサポート4aの先端部、すなわち径方向内側の端部によって、軸受6を介して支持されている。
第二差動機構20の第二サンギア21は、ロータ軸31に対して相対回転不能に嵌合しており、ロータ軸31および軸受6を介してセンターサポート4aによって支持されている。第二リングギア23には、接続部材25が連結されている。接続部材25は、第二リングギア23に対して軸方向のエンジン1側と反対側に配置されている。接続部材25は、円環形状の部材であり、径方向の内側端部が入力軸2と相対回転不能に嵌合している。
SOWC40は、軸方向においてセンターサポート4aと第二差動機構20との間に配置されている。SOWC40の固定側レース41は、センターサポート4aに対して相対回転不能に固定されている。より具体的には、固定側レース41は、センターサポート4aにおけるエンジン1側と反対側の面に形成されている。すなわち、本実施形態では、凹部47がセンターサポート4aに形成されており、センターサポート4aが固定側レース41として機能する。回転側レース42は、固定側レース41に対してエンジン1側と反対側に配置されており、固定側レース41によって回転自在に支持されている。回転側レース42は、第二キャリア24に対して径方向外側に配置されており、第二キャリア24と連結されている。すなわち、回転側レース42は、第二キャリア24と軸方向の位置がオーバーラップしており、径方向に見た場合に回転側レース42と第二キャリア24とが重なるように配置されている。
カバー5は、ケース4に対してエンジン1側と反対側に配置されている。カバー5は、ケース4を閉塞し、ケース4と共に第二差動機構20、SOWC40、オイルポンプ3等を内部に収容する。
本実施形態の動力伝達装置101によれば、第二差動機構20、SOWC40、オイルポンプ3、およびカバー5をAssy化することが可能である。よって、動力伝達装置101の組付け時に第二差動機構20、SOWC40、オイルポンプ3、およびカバー5を取り付ける際の取り付け工程を短縮することができる。
また、本実施形態に係る動力伝達装置101では、ODロックモードにおいて第二キャリア24が固定される。第二キャリア24が公転しないことで、第二キャリア24や第二ピニオンギア22の遠心荷重による損失が発生しないという利点がある。
また、センターサポート4aによって第一回転機MG1のロータが支持される。SOWC40や第二差動機構20をモジュール化して追加することにより、軸受6の軸方向配置を変更する必要が無くなる。また、各差動機構10,20や回転機MG1,MG2等を含むトランスアクスル部分を収容するケースの合わせ面の数を増加させることなく、SOWC40や第二差動機構20をモジュール化して追加することができる。従って、オイル漏れの抑制の点で有利である。
また、SOWC40の固定側レース41がセンターサポート4aと一体化されている。よって、本実施形態に係る動力伝達装置101は、小型化や軸長短縮、部品点数の削減等の点で有利である。
[第2実施形態]
図10から図12を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記第1実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図10は、第2実施形態に係る動力伝達装置のスケルトン図、図11は、第2実施形態に係る動力伝達装置の要部断面図、図12は、第2実施形態に係る動力伝達装置のODロックモードの共線図である。本実施形態の動力伝達装置102において、上記第1実施形態の動力伝達装置101と異なる点は、第二差動機構80がダブルピニオン式の遊星歯車機構である点、および第二差動機構80に対してオイルポンプ90が別軸上に配置されており、オイルポンプ90が第二キャリア84によって回転駆動される点である。
図10に示すように、第二差動機構80は、上記第1実施形態の第二差動機構20と同様に、軸方向において第一回転機MG1を挟んで第一差動機構10とは反対側に配置されている。第二差動機構80は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構であり、第二サンギア81、内側第二ピニオンギア82a、外側第二ピニオンギア82b、第二リングギア83および第二キャリア84を有する。
第二リングギア83は、第二サンギア81と同軸上であって第二サンギア81の径方向外側に配置されている。内側第二ピニオンギア82aおよび外側第二ピニオンギア82bは、第二サンギア81と第二リングギア83との間に配置されている。内側第二ピニオンギア82aは、第二サンギア81および外側第二ピニオンギア82bとそれぞれ噛み合っている。外側第二ピニオンギア82bは、内側第二ピニオンギア82aおよび第二リングギア83とそれぞれ噛み合っている。第二ピニオンギア82a,82bは、第二キャリア84によって回転自在に支持されている。第二キャリア84は、入力軸2と連結されており、入力軸2と一体回転する。
従って、第二ピニオンギア82a,82bは、入力軸2と共に入力軸2の中心軸線周りに回転(公転)可能であり、かつ第二キャリア84によって支持されて各第二ピニオンギア82a,82bの中心軸線周りに回転(自転)可能である。
第二サンギア81は、第一回転機MG1のロータ軸31と接続されており、ロータ軸31と一体回転する。第二キャリア84は、入力軸2を介してエンジン1と接続されている。第二リングギア83は、SOWC40と接続されており、SOWC40によって回転が規制される。
従って、本実施形態の第二差動機構80では、第二サンギア81が第一回転要素に相当し、第二リングギア83が第二回転要素に相当し、第二キャリア84が第三回転要素に相当する。
本実施形態のオイルポンプ90は、第二差動機構80とは別軸上に配置されている。第二キャリア84は、オイルポンプ90を回転駆動するポンプ駆動ギア84aを有する。ポンプ駆動ギア84aは、第二キャリア84と接続されており、第二キャリア84と一体回転する。オイルポンプ90は、ポンプ駆動ギア84aと噛み合う入力ギア92aを有する。オイルポンプ90は、ポンプ駆動ギア84aから入力ギア92aに入力されるトルクによって回転駆動される。本実施形態に係る動力伝達装置102では、第二差動機構80とオイルポンプ90の軸方向の位置がオーバーラップしており、径方向に見た場合に第二差動機構80とオイルポンプ90とが重なる。よって、第二差動機構80とオイルポンプ90の配置に係る軸長を短縮することができる。その結果、空いたスペースを利用してSOWC40を配置することができ、SOWC40の小径化等が可能となる。
図11を参照して、第二差動機構80、SOWC40およびオイルポンプ90等の配置について詳細に説明する。図11に示すように、動力伝達装置102は、ケース7およびカバー8を有する。第一回転機MG1のロータ軸31は、ケース7のセンターサポート7aによって、軸受6を介して回転自在に支持されている。
第二サンギア81は、ロータ軸31と相対回転不能に接続されている。第二リングギア83は、接続部材85を介してSOWC40の回転側レース42と相対回転不能に接続されている。接続部材85は、第二リングギア83に対して軸方向のエンジン1側と反対側に配置されている。接続部材85は、円環形状の部材である。回転側レース42は、接続部材85に対して第二リングギア83側と反対側に配置されている。
オイルポンプ90は、入力軸2とは別軸上に配置されている。本実施形態の動力伝達装置102では、第二差動機構80に対して鉛直方向上方にオイルポンプ90が配置されている。オイルポンプ90は、ポンプボデー91と、ポンプシャフト92と、ポンプロータ93と、ポンプ室94とを含んで構成されている。ポンプボデー91は、略円筒形状の中空の部材である。ポンプボデー91は、軸方向の一方の端部が開口しており、その開口部は仕切部材95によって閉塞されている。ポンプ室94は、ポンプボデー91の中空部分であり、ポンプボデー91と仕切部材95とにより囲まれている。
ポンプ室94内には、ポンプロータ93が配置されている。ポンプロータ93は、ドライブロータ93aとドリブンロータ93bとを有する。ドライブロータ93aは、ポンプシャフト92に連結されている。ポンプシャフト92は、ポンプボデー91を貫通しており、ポンプボデー91によって回転自在に支持されている。ポンプシャフト92には、入力ギア92aが連結されている。
第二キャリア84のキャリアフランジ84bは、ポンプ駆動ギア84aを有する。ポンプ駆動ギア84aは、キャリアフランジ84bの外周面に配置されている。ポンプ駆動ギア84aは、オイルポンプ90の入力ギア92aと噛み合っている。第二キャリア84が回転すると、ポンプ駆動ギア84aから入力ギア92aを介してオイルポンプ90に回転が伝達される。これにより、ポンプシャフト92およびドライブロータ93aが回転駆動される。ドライブロータ93aおよびドリブンロータ93bがポンプ室94内で回転することにより、オイルが加圧される。
カバー8内には、供給油路8aおよび吐出油路8bが形成されている。ポンプロータ93の回転により、供給油路8aを介してポンプ室94にオイルが吸引される。また、ポンプロータ93によって圧縮されたオイルは、吐出油路8bに押し出されて、動力伝達装置102の各部に供給される。
本実施形態の動力伝達装置102では、第二差動機構80の外周に配置されるバルブ類とポンプ吐出部とを接続する吐出油路8bを短縮してポンプボデー91の小型化を図ることができる。
図10に示すように、オイルポンプ90は、第二キャリア84および入力軸2を介してエンジン1と接続されている。従って、図12に示すODロックモードにおいてオイルポンプ90はエンジン1の回転と連動して回転し、オイルを供給することができる。ODロックモードにおいてSOWC40が規制状態とされると、SOWC40は第二リングギア83(R2軸)の正方向の回転を規制する。SOWC40は、エンジントルクTeに対する反力受けとして機能し、エンジントルクTeを第一リングギア13から出力させる。
ODロックモードにおいて第二キャリア84が回転することで、第二キャリア84が遠心力によってオイルを径方向外側に送り出すことができる。よって、第二差動機構80やSOWC40の潤滑性能が向上するという利点がある。
[第3実施形態]
図13を参照して、第3実施形態について説明する。第3実施形態については、上記第1乃至第2実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図13は、第3実施形態に係る動力伝達装置のスケルトン図である。第3実施形態の動力伝達装置103において、上記各実施形態の動力伝達装置101,102と異なる点は、SOWC40が制振機構9を介して車体側に接続されている点である。
図13に示すように、SOWC40の固定側レース41は、制振機構9を介して車体側に回転不能に固定されている。制振機構9は、バネ機構9aとしての機能と減衰機構9bとしての機能を併せ持つ。本実施形態の制振機構9は、バネ機構9aと減衰機構9bとが並列的に配置されたものとして機能する。
ODロックモードでは、第一差動機構10における変速比がハイギア化される。例えば、THSモードにおいて一般的に使用される変速比よりもハイギア側の変速比に固定される。これにより、ODロックモードではエンジン1を低回転領域で使用することとなりやすく、こもり音による騒音や振動が顕在化しやすい。これに対して、制振機構9によって駆動系のトルク振動伝達率を低減し、振動や騒音を抑制することが可能となる。ODロックモード時のトルク伝達経路上に制振機構9が設けられることで、ODロックモードに限定して制振機構9の効果を発揮させることができる。
[上記各実施形態の変形例]
上記第1乃至第3実施形態のブレーキ機構は、SOWC40であったが、SOWC40に代えて、他のブレーキ機構が用いられてもよい。また、SOWC40の具体的な構成は、上記各実施形態に開示されたものには限定されない。
上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
1 エンジン(機関)
2 入力軸
4,7 ケース
4a センターサポート
5,8 カバー
9 制振機構
10 第一差動機構
11 第一サンギア
12 第一ピニオンギア
13 第一リングギア
14 第一キャリア
20 第二差動機構
21 第二サンギア(第一回転要素)
23 第二リングギア(第三回転要素)
24 第二キャリア(第二回転要素)
35 駆動輪
40 SOWC(ブレーキ機構)
41 固定側レース
42 回転側レース
43 ストラット
44 セレクタプレート
80 第二差動機構
81 第二サンギア(第一回転要素)
83 第二リングギア(第二回転要素)
84 第二キャリア(第三回転要素)
84a ポンプ駆動ギア
84b キャリアフランジ
90 オイルポンプ
100 車両
101,102,103 動力伝達装置

Claims (5)

  1. 機関と、
    第一回転機と、
    前記機関とは別軸上に配置された第二回転機と、
    ブレーキ機構と、
    前記第一回転機が接続されたサンギアと、前記機関が接続されたキャリアと、前記第二回転機および駆動輪が接続されたリングギアと、を有する第一差動機構と、
    前記第一回転機が接続された第一回転要素と、前記ブレーキ機構によって回転が規制される第二回転要素と、前記機関が接続された第三回転要素と、を有する第二差動機構と、
    前記第二差動機構を収容するケースと、
    を備え、
    前記第二差動機構は、軸方向において前記第一回転機を挟んで前記第一差動機構とは反対側に配置され、
    前記ブレーキ機構は、前記第二回転要素の回転を規制することで、前記機関の回転が増速されて前記リングギアから出力されるオーバードライブ状態とし、
    前記ブレーキ機構は、前記ケース内に配置されている
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  2. 更に、前記第二差動機構とは別軸上に配置されたオイルポンプを備え、
    前記オイルポンプを回転駆動するポンプ駆動ギアは、前記第三回転要素と接続されており、前記第三回転要素と一体回転する
    請求項1に記載の動力伝達装置。
  3. 前記ブレーキ機構は、前記第二回転要素の一方向の回転を規制する規制状態と、前記第二回転要素の両方向の回転を許容する許容状態とに切り替え可能なセレクタブルワンウェイクラッチである
    請求項1に記載の動力伝達装置。
  4. 前記セレクタブルワンウェイクラッチを前記規制状態から前記許容状態に切り替える場合、前記第一回転機によって前記第二回転要素を前記一方向とは反対方向に回転させた状態で前記規制状態から前記許容状態に切り替える
    請求項3に記載の動力伝達装置。
  5. 前記セレクタブルワンウェイクラッチを前記許容状態から前記規制状態に切り替える場合、前記第一回転機によって前記第二回転要素を前記一方向とは反対方向に回転させた状態で前記許容状態から前記規制状態に切り替える
    請求項3に記載の動力伝達装置。
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