JP2019113090A - Drive unit for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機と、車輪に駆動連結される出力部材と、回転電機と出力部材とを第1動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第1伝達装置と、回転電機と出力部材とを第1動力伝達経路とは異なる第2動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第2伝達装置と、を備えた車両用駆動装置に関する。 According to the present invention, a rotating electric machine, an output member drivingly connected to a wheel, a first transmission device for transmitting torque by connecting the rotating electric machine and the output member by a first power transmission path, the rotating electric machine and the output member And a second transmission device that transmits a torque by connecting the second power transmission path in a second power transmission path different from the first power transmission path.
上記のような車両用駆動装置の一例が、特開2011−38585号公報(特許文献1)に開示されている。特許文献1の図1及び図2に示されているように、特許文献1に記載の車両用駆動装置(1)は、回転電機(MG)と、駆動輪(W1)に駆動連結される出力部材(O)と、差動歯車装置(DG)と、第1ワンウェイクラッチ(F1)と、第2ワンウェイクラッチ(F2)と、を備えている。そして、この車両用駆動装置(1)は、回転電機(MG)と出力部材(O)とを接続する動力伝達経路を切り替えることで、車両を前進走行させる前進用の変速段として、変速比の異なる2つの変速段を形成可能に構成されている。具体的には、前進用の変速段の1つである低速用変速段は、回転電機(MG)の負方向のトルクを出力部材(O)に正方向のトルクとして伝達する変速段であり、回転電機(MG)が負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力することにより第1ワンウェイクラッチ(F1)が係合して形成される。また、もう1つの前進用の変速段である高速用変速段は、回転電機(MG)の正方向のトルクを出力部材(O)に正方向のトルクとして伝達する変速段であり、回転電機(MG)が正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力することにより第2ワンウェイクラッチ(F2)が係合して形成される。なお、背景技術の説明において括弧内に示す符号は特許文献1のものである。 An example of the above-described vehicle drive device is disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2011-38585 (Patent Document 1). As shown in FIGS. 1 and 2 of Patent Document 1, the vehicle drive device (1) described in Patent Document 1 includes an output that is drivingly connected to a rotating electric machine (MG) and a driving wheel (W1). A member (O), a differential gear (DG), a first one-way clutch (F1), and a second one-way clutch (F2) are provided. Then, the vehicle drive device (1) switches the power transmission path connecting the rotating electrical machine (MG) and the output member (O), thereby providing a gear ratio as a forward gear to drive the vehicle forward. Two different gear stages can be formed. Specifically, the low-speed gear that is one of the forward gears is a gear that transmits torque in the negative direction of the rotary electric machine (MG) to torque in the positive direction to the output member (O), The rotary electric machine (MG) rotates in the negative direction and outputs torque in the negative direction, whereby the first one-way clutch (F1) is engaged and formed. In addition, the high speed gear, which is another forward gear, is a gear that transmits torque in the positive direction of the rotary electric machine (MG) to the output member (O) as torque in the positive direction. The second one-way clutch (F2) is engaged and formed by outputting a torque in the positive direction while the MG) rotates in the positive direction. The reference numerals in parentheses in the description of the background art are those of Patent Document 1.
ところで、特許文献1の車両用駆動装置では、低速用変速段を形成する場合と高速用変速段を形成する場合とで、回転電機の回転方向が互いに反対向きとなる。そのため、低速用変速段と高速用変速段との間で変速段を切り替える際には、回転電機の回転方向を反転させる必要があり、回転電機のトルクを車輪に伝達することができない期間(トルク抜け期間)がその分長くなる。従って、トルク抜け期間の短縮の点で、特許文献1に記載の車両用駆動装置には改善の余地があった。 By the way, in the vehicle drive device of Patent Document 1, the rotational directions of the rotating electrical machine are opposite to each other in the case of forming the low speed gear and in the case of forming the high speed gear. Therefore, it is necessary to reverse the rotation direction of the rotating electric machine when switching the speed between the low speed gear and the high speed gear, and a period during which the torque of the rotating electric machine can not be transmitted to the wheels (torque The release period is longer by that amount. Therefore, there is room for improvement in the vehicle drive device described in Patent Document 1 in terms of shortening the torque dropout period.
そこで、変速時における回転電機のトルクを車輪に伝達することができない期間の短縮を図ることが可能な車両用駆動装置の実現が望まれる。 Therefore, it is desirable to realize a vehicle drive device capable of shortening a period in which the torque of the rotating electrical machine can not be transmitted to the wheels at the time of gear shift.
上記に鑑みた車両用駆動装置の特徴構成は、回転電機と、車輪に駆動連結される出力部材と、前記回転電機と前記出力部材とを第1動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第1伝達装置と、前記回転電機と前記出力部材とを前記第1動力伝達経路とは異なる第2動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第2伝達装置と、を備え、前記第1動力伝達経路が接続されている状態での前記回転電機と前記出力部材との回転方向の関係が、前記第2動力伝達経路が接続されている状態での前記回転電機と前記出力部材との回転方向の関係と同一であり、前記出力部材の回転速度に対する前記回転電機の回転速度の比を変速比として、前記第1動力伝達経路の前記変速比よりも、前記第2動力伝達経路の前記変速比の方が大きく、前記第1伝達装置は、前記第1動力伝達経路を接続又は遮断する第1係合装置と、前記第1動力伝達経路における第1回転要素と当該第1回転要素よりも前記出力部材側の第2回転要素との間に設けられた第1ワンウェイクラッチとを備え、前記第1ワンウェイクラッチは、前記第1回転要素の回転速度が前記第2回転要素の回転速度よりも高い場合に解放されて前記第1動力伝達経路を遮断すると共に、前記第1回転要素の回転速度が前記第2回転要素の回転速度よりも低くなろうとした場合に係合して前記第1動力伝達経路を接続し、前記第2伝達装置は、前記第2動力伝達経路における第3回転要素と当該第3回転要素よりも前記出力部材側の第4回転要素との間に設けられた第2ワンウェイクラッチを備え、前記第2ワンウェイクラッチは、前記第3回転要素の回転速度が前記第4回転要素の回転速度よりも低い場合に解放されて前記第2動力伝達経路を遮断すると共に、前記第3回転要素の回転速度が前記第4回転要素の回転速度よりも高くなろうとした場合に係合して前記第2動力伝達経路を接続する点にある。 The characteristic configuration of the vehicle drive device in view of the above is that the torque is transmitted by connecting the rotating electrical machine, the output member drivingly connected to the wheel, the rotating electrical machine and the output member through the first power transmission path. A first transmission device, and a second transmission device that transmits the torque by connecting the rotary electric machine and the output member by a second power transmission path different from the first power transmission path, and the first power transmission The relationship between the rotational direction of the rotary electric machine and the output member in the state where the path is connected is the rotational direction of the rotary electric machine and the output member in the state where the second power transmission path is connected. The ratio of the rotational speed of the rotating electrical machine to the rotational speed of the output member is the same as the relation, and the transmission ratio of the second power transmission path is higher than that of the first power transmission path. Is larger, the first transmission device A first engagement device for connecting or disconnecting the first power transmission path, and a first rotation element in the first power transmission path and a second rotation element closer to the output member than the first rotation element And the first one-way clutch is released when the rotational speed of the first rotating element is higher than the rotational speed of the second rotating element, and the first power transmission path is released. And connects the first power transmission path when the rotational speed of the first rotary element tries to fall below the rotational speed of the second rotary element, and the second transmission device A second one-way clutch provided between a third rotating element in the second power transmission path and a fourth rotating element closer to the output member than the third rotating element, the second one-way clutch being Said third The rotational speed of the rolling element is released when the rotational speed of the rolling element is lower than the rotational speed of the fourth rotary element to shut off the second power transmission path, and the rotational speed of the third rotary element is the rotational speed of the fourth rotary element. It is in the point which engages and connects said 2nd power transmission path when it is going to become higher than it.
上記の特徴構成によれば、第1動力伝達経路の変速比(以下、「第1変速比」という。)よりも第2動力伝達経路の変速比(以下、「第2変速比」という。)の方が大きいため、回転電機と出力部材とを接続する動力伝達経路を第1動力伝達経路と第2動力伝達経路との間で切り替えることで、変速比の異なる2つの変速段を形成することができる。具体的には、第1動力伝達経路が接続された状態とすることで、回転電機の回転が第1変速比で変速されて出力部材に伝達される変速段(以下、「第1変速段」という。)を形成することができ、第2動力伝達経路が接続された状態とすることで、回転電機の回転が第2変速比で変速されて出力部材に伝達される変速段(以下、「第2変速段」という。)を形成することができる。 According to the above characteristic configuration, the transmission ratio of the second power transmission path (hereinafter, referred to as the “second transmission ratio”) is more than the transmission ratio of the first power transmission path (hereinafter, referred to as “first transmission ratio”). Of two gear stages with different gear ratios by switching the power transmission path connecting the rotating electric machine and the output member between the first power transmission path and the second power transmission path. Can. Specifically, by setting the first power transmission path to be connected, a shift speed at which the rotation of the rotating electrical machine is shifted at the first transmission ratio and transmitted to the output member (hereinafter, "first shift speed" Gear), and the second power transmission path is connected, whereby the rotation of the rotating electrical machine is shifted at the second transmission ratio and transmitted to the output member (hereinafter referred to as “the transmission gear”). The second gear position can be formed.
そして、上記の特徴構成によれば、第1動力伝達経路が接続されている状態での回転電機と出力部材との回転方向の関係が、第2動力伝達経路が接続されている状態での回転電機と出力部材との回転方向の関係と同一とされる。そのため、第1変速段を形成して車両を前進走行させる場合と、第2変速段を形成して車両を前進走行させる場合とで、回転電機の回転方向を一致させることができ、これら2つの場合で回転電機の回転方向が逆向きとなる場合に比べて、回転電機の回転方向を反転させる必要がない分、変速時における回転電機のトルクを車輪に伝達することができない期間(トルク抜け期間)の短縮を図ることができる。 And according to said characteristic configuration, the relationship between the rotating electric machine and the output member in the state in which the first power transmission path is connected is the rotation in the state that the second power transmission path is connected. The relationship between the rotation direction of the electric machine and the output member is the same. Therefore, the rotational direction of the rotating electrical machine can be made to coincide between the case where the first shift speed is formed and the vehicle travels forward, and the case where the second speed shift is formed and the vehicle travels forward. A period during which the torque of the rotating electrical machine can not be transmitted to the wheels at the time of gear shifting (a torque dropout period), as it is not necessary to reverse the direction of rotation of the rotating electrical machine Can be shortened.
更には、上記の特徴構成によれば、第1変速段を形成する場合には第1係合装置を係合させて第1動力伝達経路を接続することで、回転電機が出力する前進力行方向の正転トルクを出力部材に伝達することができると共に、回転電機が出力する正転トルクとは反対方向の逆転トルクを出力部材に伝達して回転電機に発電を行わせることができる。また、第2変速段を形成する場合には第2ワンウェイクラッチを係合させて第2動力伝達経路を接続することで、回転電機が出力する正転トルクを出力部材に伝達することができる。このように第2変速段が形成されている状態で回転電機が逆転トルクを出力すると、第2ワンウェイクラッチが解放されて第2動力伝達経路が遮断されるが、第1ワンウェイクラッチが係合する回転速度まで回転電機の回転速度が低下すると、第1ワンウェイクラッチが係合することで第1動力伝達経路が接続されて、回転電機が出力する逆転トルクを出力部材に伝達することが可能となる。この際、回転電機の回転速度の低下に伴い、第2ワンウェイクラッチが自動的に解放されると共に第1ワンウェイクラッチが自動的に係合するため、第2変速段での前進走行中に回転電機の出力トルクを正転トルクから逆転トルクに切り替えて回転電機に発電を行わせる際の制御の簡素化を図ることが可能となっている。また、このように第2変速段が形成されている状態から回転電機に発電を行わせる場合には、第1変速段において回転電機に発電を行わせる場合と同様に、回転電機と出力部材とが第1動力伝達経路で接続されるため、回転電機に発電を行わせている間の回生制御を変速段毎に異ならせる必要がなく、回生制御の簡素化を図ることができるという利点もある。 Furthermore, according to the above characteristic configuration, when forming the first gear, by connecting the first power transmission path by engaging the first engagement device, the forward power running direction output by the rotary electric machine The forward rotation torque can be transmitted to the output member, and the reverse rotation torque in the opposite direction to the forward rotation torque output from the rotating electric machine can be transmitted to the output member to cause the rotating electric machine to generate electric power. Further, when forming the second gear, by connecting the second power transmission path by engaging the second one-way clutch, it is possible to transmit the normal rotation torque output by the rotating electrical machine to the output member. When the rotary electric machine outputs reverse torque while the second gear is thus formed, the second one-way clutch is released and the second power transmission path is shut off, but the first one-way clutch is engaged. When the rotational speed of the rotary electric machine decreases to the rotational speed, the first power transmission path is connected by the engagement of the first one-way clutch, and it becomes possible to transmit the reverse torque output from the rotary electric machine to the output member . At this time, since the second one-way clutch is automatically released and the first one-way clutch is automatically engaged as the rotational speed of the rotating electrical machine decreases, the rotating electrical machine is driven forward during the second gear. It is possible to simplify control at the time of causing the rotating electrical machine to generate power by switching the output torque of the normal rotation torque to the reverse rotation torque. Further, in the case of causing the rotating electrical machine to generate power from the state in which the second gear is thus formed, the rotating electrical machine and the output member are the same as in the case of causing the rotating electrical machine to generate power in the first gear. Since it is connected by the first power transmission path, there is no need to make the regeneration control different for each gear while the rotating electric machine is generating electricity, and there is also an advantage that the regeneration control can be simplified. .
車両用駆動装置の更なる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。 Further features and advantages of the vehicle drive are evident from the following description of the embodiments described with reference to the drawings.
車両用駆動装置の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態では、第1クラッチC1が「第1係合装置」に相当し、第1ブレーキB1が「第2係合装置」に相当する。 Embodiments of a vehicle drive system will be described with reference to the drawings. In the embodiment described below, the first clutch C1 corresponds to the "first engagement device", and the first brake B1 corresponds to the "second engagement device".
以下の説明において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力(トルクと同義)を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が1つ又は2つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。なお、伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等が含まれていても良い。また、本明細書では、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。 In the following description, “drive connection” refers to a state in which two rotating elements are connected to be able to transmit driving force (synonymous with torque), and the two rotating elements are connected to rotate integrally. Or the state in which the two rotary elements are movably connected to one another via one or more transmission members. Such transmission members include various members that transmit rotation at the same speed or at different speeds, such as a shaft, a gear mechanism, a belt, a chain, and the like. Note that, as the transmission member, an engagement device that selectively transmits the rotation and the driving force, for example, a friction engagement device, a meshing engagement device, or the like may be included. Furthermore, in the present specification, “rotary electric machine” is used as a concept including any of a motor (electric motor), a generator (generator), and a motor generator that fulfills both functions of the motor and the generator as needed. .
図1に示すように、車両用駆動装置1は、回転電機10と、車輪2に駆動連結される出力部材3と、回転電機10と出力部材3とを第1動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第1伝達装置21と、回転電機10と出力部材3とを第1動力伝達経路とは異なる第2動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第2伝達装置22と、を備えている。また、車両用駆動装置1は、回転電機10、出力部材3、第1伝達装置21、及び第2伝達装置22を収容するケース5を備えている。本実施形態では、ケース5には、後述する出力用差動歯車装置7も収容されている。
As shown in FIG. 1, the vehicle drive device 1 connects the rotary
車両用駆動装置1は、車輪2の駆動力源として回転電機10を備え、回転電機10の出力トルクを車輪2に伝達させて車両(車両用駆動装置1が搭載された車両)を走行させる。なお、車輪2の駆動力源として内燃機関等の他の駆動力源が車両に設けられ、車両用駆動装置1が、回転電機10及び当該他の駆動力源の一方又は双方の出力トルクを車輪2に伝達させて車両を走行させる構成とすることもできる。ここで、内燃機関は、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機(ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等)である。
The vehicle drive device 1 includes the rotating
本実施形態では、車両用駆動装置1は、出力部材3と左右2つの車輪2との間の動力伝達経路に出力用差動歯車装置7を備えている。出力用差動歯車装置7は、出力部材3に設けられた第5ギヤ35に噛み合う第6ギヤ36(差動入力ギヤ)を備えており、出力部材3から第6ギヤ36に入力されたトルクを、左右2つの車輪2に分配して伝達する。このように、本実施形態では、回転電機10が左右2つの車輪2に駆動連結される構成(すなわち、回転電機10が当該2つの車輪2の駆動力源である構成)としているが、車両用駆動装置1が出力用差動歯車装置7を備えず、回転電機10が1つの車輪2にのみ駆動連結される構成とすることもできる。
In the present embodiment, the vehicle drive device 1 includes the output
図1に示すように、本実施形態では、第1伝達装置21と第2伝達装置22とが同軸に(ここでは、第1軸A1上に)配置されている。回転電機10も第1軸A1上に配置されている。一方、出力部材3は、第1軸A1に平行な第2軸A2上に配置されている。また、出力用差動歯車装置7は、第1軸A1及び第2軸A2に平行な第3軸A3上に配置されている。これらの第1軸A1、第2軸A2、及び第3軸A3は、互いに異なる軸(仮想軸)である。以下では、これらの各軸(第1軸A1、第2軸A2、及び第3軸)に平行な方向(各軸の間で共通した軸方向)を「軸方向L」とする。そして、軸方向Lの一方側を「軸方向第1側L1」とし、軸方向Lの他方側(軸方向Lにおける軸方向第1側L1とは反対側)を「軸方向第2側L2」とする。本実施形態では、後述する第1ワンウェイクラッチF1と第2ワンウェイクラッチF2とが、回転電機10に対して軸方向Lの両側に分かれて配置されている。具体的には、第1ワンウェイクラッチF1が、回転電機10に対して軸方向第1側L1に配置され、第2ワンウェイクラッチF2が、回転電機10に対して軸方向第2側L2に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the
回転電機10は、ケース5に固定されるステータ12と、ステータ12に対して回転自在に支持されるロータ11と、を備えている。ロータ11は、第1軸A1上に配置される第1軸部材51と一体的に回転するように連結されている。回転電機10は、バッテリやキャパシタ等の蓄電装置(図示せず)と電気的に接続されており、蓄電装置から電力の供給を受けて力行し、或いは、車両の慣性力等により発電した電力を蓄電装置に供給して蓄電させる。本実施形態では、回転電機10はインナロータ型の回転電機であり、ロータ11は、ステータ12よりも径方向の内側であって径方向視でステータ12と重複する位置に配置されている。なお、ここでの径方向は、第1軸A1を基準とする径方向である。
The rotating
本実施形態では、出力部材3は、互いに一体的に回転する第1ギヤ31及び第2ギヤ32を備えている。具体的には、出力部材3は、第2軸A2上に配置される第3軸部材53を備えており、第1ギヤ31及び第2ギヤ32のそれぞれが、第3軸部材53と一体的に回転するように連結されている。ここでは、第1ギヤ31は、第2ギヤ32に対して軸方向第2側L2に配置されている。本実施形態では、上述した第5ギヤ35も、第3軸部材53と一体的に回転するように連結されている。ここでは、第5ギヤ35は、第1ギヤ31に対して軸方向第2側L2に配置されている。後述するように、第1伝達装置21は、第1ギヤ31に噛み合う第3ギヤ33を備え、第2伝達装置22は、第2ギヤ32に噛み合う第4ギヤ34を備えている。出力部材3は、車速に応じた回転速度で回転する。本実施形態では、出力部材3は、車輪2と常時連動して回転するように(すなわち、係合装置を介さずに)車輪2に駆動連結されており、出力部材3は、常に、車速に応じた回転速度で回転する。
In the present embodiment, the output member 3 includes a
第1伝達装置21は、第1クラッチC1と第1ワンウェイクラッチF1とを備えている。第1クラッチC1は、第1動力伝達経路を接続又は遮断する係合装置(第1係合装置)である。第1クラッチC1が係合した状態で、第1動力伝達経路が接続され、第1クラッチC1が解放した状態で、第1動力伝達経路が遮断される。本実施形態では、第1クラッチC1は、噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。第1クラッチC1は、軸方向Lに移動するスリーブ6を備え、スリーブ6の軸方向Lの位置を切り替えることで、第1クラッチC1の係合の状態が切り替えられる。なお、第1クラッチC1として摩擦係合装置を用いることも可能である。
The
第1ワンウェイクラッチF1は、第1動力伝達経路における第1回転要素E1と当該第1回転要素E1よりも出力部材3側の第2回転要素E2との間に設けられている。そして、第1ワンウェイクラッチF1は、第1回転要素E1の回転速度が第2回転要素E2の回転速度よりも高い場合に解放されて第1動力伝達経路を遮断すると共に、第1回転要素E1の回転速度が第2回転要素E2の回転速度よりも低くなろうとした場合に係合して第1動力伝達経路を接続するように構成されている。 The first one-way clutch F1 is provided between the first rotary element E1 in the first power transmission path and the second rotary element E2 closer to the output member 3 than the first rotary element E1. The first one-way clutch F1 is released when the rotational speed of the first rotating element E1 is higher than the rotational speed of the second rotating element E2, and cuts off the first power transmission path. It is configured to engage and connect the first power transmission path when the rotational speed is going to be lower than the rotational speed of the second rotary element E2.
第1クラッチC1は、第1ワンウェイクラッチF1を介することなく回転電機10と出力部材3とを第1動力伝達経路で接続することが可能に構成され、第1ワンウェイクラッチF1は、第1クラッチC1を介することなく回転電機10と出力部材3とを第1動力伝達経路で接続することが可能に構成されている。すなわち、第1クラッチC1と第1ワンウェイクラッチF1とは、互いに並列に設けられている。具体的には、第1クラッチC1は、第1ワンウェイクラッチF1と同様に、第1回転要素E1と第2回転要素E2との間に設けられている。そして、第1クラッチC1の係合の状態に応じて、第1回転要素E1と第2回転要素E2とが連結又は連結解除される。
The first clutch C1 is configured to be able to connect the rotary
本実施形態では、第1回転要素E1は、回転電機10のロータ11と一体的に回転する第1軸部材51である。よって、第1回転要素E1の回転速度は、回転電機10の回転速度に応じて定まり、本実施形態では、回転電機10の回転速度に等しくなる。また、本実施形態では、第1伝達装置21は、第1軸部材51に対して相対回転自在に第1軸A1上に配置される第3ギヤ33を備えており、第2回転要素E2はこの第3ギヤ33である。第3ギヤ33は、出力部材3が備える第1ギヤ31に噛み合うように配置されている。よって、第2回転要素E2の回転速度は、出力部材3の回転速度に応じて定まり、本実施形態では、第1ギヤ31の回転速度に対する第3ギヤ33の回転速度の比に、出力部材3の回転速度を乗算した回転速度となる。
In the present embodiment, the first rotating element E1 is a
本実施形態では、第1ワンウェイクラッチF1は、第3ギヤ33に対して軸方向第2側L2(すなわち、軸方向Lにおける回転電機10と第3ギヤ33との間)に配置されている。そして、第1軸部材51に、第1ワンウェイクラッチF1を構成する回転電機10側(第1動力伝達経路における回転電機10側)の回転要素(図1に示す例では内輪)が一体的に回転するように連結され、第3ギヤ33に、第1ワンウェイクラッチF1を構成する出力部材3側(第1動力伝達経路における出力部材3側)の回転要素(図1に示す例では外輪)が一体的に回転するように連結されている。また、第1クラッチC1は、第3ギヤ33に対して軸方向第1側L1に配置されている。具体的には、第1軸部材51は第3ギヤ33を軸方向Lに貫通するように配置されている。そして、第1軸部材51における第3ギヤ33に対して軸方向第1側L1に配置される部分に、第1クラッチC1を構成する回転電機10側(第1動力伝達経路における回転電機10側)の係合部が一体的に回転するように連結され、第3ギヤ33に、第1クラッチC1を構成する出力部材3側(第1動力伝達経路における出力部材3側)の係合部が一体的に回転するように連結されている。
In the present embodiment, the first one-way clutch F1 is disposed on the second axial side L2 with respect to the third gear 33 (that is, between the rotary
第2伝達装置22は、第2ワンウェイクラッチF2を備えている。第2ワンウェイクラッチF2は、第2動力伝達経路における第3回転要素E3と当該第3回転要素E3よりも出力部材3側の第4回転要素E4との間に設けられている。そして、第2ワンウェイクラッチF2は、第3回転要素E3の回転速度が第4回転要素E4の回転速度よりも低い場合に解放されて第2動力伝達経路を遮断すると共に、第3回転要素E3の回転速度が第4回転要素E4の回転速度よりも高くなろうとした場合に係合して第2動力伝達経路を接続するように構成されている。
The
本実施形態では、第2伝達装置22は、更に、第1ブレーキB1を備えている。第1ブレーキB1は、第2動力伝達経路を接続又は遮断する係合装置(第2係合装置)である。第1ブレーキB1が係合した状態で、第2動力伝達経路が接続され、第1ブレーキB1が解放した状態で、第2動力伝達経路が遮断される。本実施形態では、第1ブレーキB1は、噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。第1ブレーキB1は、軸方向Lに移動するスリーブ6を備え、スリーブ6の軸方向Lの位置を切り替えることで、第1ブレーキB1の係合の状態が切り替えられる。なお、第1ブレーキB1として摩擦係合装置を用いることも可能である。
In the present embodiment, the
第1ブレーキB1は、第2ワンウェイクラッチF2の係合の状態によらずに(すなわち、第2ワンウェイクラッチF2が係合している場合でも)、第2動力伝達経路を遮断することが可能に構成されている。一方、第1ブレーキB1は、第2ワンウェイクラッチF2が係合している場合にのみ、第2動力伝達経路を接続することが可能に構成されている。すなわち、本実施形態では、第2動力伝達経路は、第2ワンウェイクラッチF2及び第1ブレーキB1の双方が係合することで接続され、第2ワンウェイクラッチF2及び第1ブレーキB1の少なくとも一方が解放することで遮断される。 The first brake B1 can disconnect the second power transmission path regardless of the engagement state of the second one-way clutch F2 (that is, even when the second one-way clutch F2 is engaged) It is configured. On the other hand, the first brake B1 is configured to be able to connect the second power transmission path only when the second one-way clutch F2 is engaged. That is, in the present embodiment, the second power transmission path is connected by engagement of both the second one-way clutch F2 and the first brake B1, and at least one of the second one-way clutch F2 and the first brake B1 is released. It is cut off by doing.
本実施形態では、第2伝達装置22は、更に、減速機構40を備えている。減速機構40は、回転電機10の回転を減速して出力部材3に伝達する機構である。本実施形態では、減速機構40は、第2動力伝達経路における第2ワンウェイクラッチF2よりも回転電機10側に設けられており、減速機構40により減速された後の回転電機10の回転が、第2ワンウェイクラッチF2を介して出力部材3に伝達される。本実施形態では、減速機構40は、回転速度の順に、入力要素41、出力要素42、及び非回転要素43の3つの回転要素を有する1つの遊星歯車機構により構成されている。ここで、「回転速度の順」とは、各回転要素の回転状態における回転速度の順番のことである。各回転要素の回転速度は、遊星歯車機構の回転状態によって変化するが、各回転要素の回転速度の高低の並び順は、遊星歯車機構の構造によって定まるものであるため一定となる。なお、「各回転要素の回転速度の順」は、各回転要素の速度線図(共線図、図3〜図5参照)における配置順に等しい。ここで、「各回転要素の速度線図における配置順」とは、速度線図(共線図)における各回転要素に対応する軸が、当該軸に直交する方向に沿って配置される順番のことである。速度線図(共線図)における各回転要素に対応する軸の配置方向は、速度線図の描き方によって異なるが、その配置順は遊星歯車機構の構造によって定まるものであるため一定となる。
In the present embodiment, the
入力要素41は、出力要素42及び非回転要素43を介することなく回転電機10に駆動連結され、出力要素42は、入力要素41及び非回転要素43を介することなく出力部材3に駆動連結されている。図1に示すように、本実施形態では、入力要素41は、第1軸部材51と一体的に回転するように連結され、出力要素42は、第2ワンウェイクラッチF2を構成する回転電機10側(第2動力伝達経路における回転電機10側)の回転要素(図1に示す例では、外輪)と一体的に回転するように連結されている。よって、非回転要素43がケース5(非回転部材の一例)に固定された状態では、回転電機10側から入力要素41に入力された回転は、減速機構40を構成する遊星歯車機構のギヤ比に応じた変速比で減速されて、出力要素42から出力部材3側に出力される。本実施形態では、上述した第1ブレーキB1が、非回転要素43をケース5に対して選択的に固定するように設けられている。そのため、第1ブレーキB1が係合して非回転要素43がケース5に固定された状態で、入力要素41と出力要素42との間での動力の伝達が行われ、第1ブレーキB1が解放されて非回転要素43のケース5に対する固定が解除された状態では、入力要素41と出力要素42との間での動力の伝達が遮断される。図1に示す例では、減速機構40は、1つのシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、入力要素41はサンギヤであり、出力要素42はキャリヤであり、非回転要素43はリングギヤである。以下では、出力要素42の回転速度に対する入力要素41の回転速度の比(本実施形態では、第1ブレーキB1が係合した状態での出力要素42の回転速度に対する入力要素41の回転速度の比)を、減速機構40の変速比という。
The
本実施形態では、第3回転要素E3は、減速機構40の出力要素42である。よって、第3回転要素E3の回転速度は、回転電機10の回転速度に応じて定まり、本実施形態では、回転電機10の回転速度に、減速機構40の変速比の逆数を乗算した回転速度となる。また、本実施形態では、第2伝達装置22は、第1軸部材51に対して相対回転自在に第1軸A1上に配置される第2軸部材52を備えており、第4回転要素E4はこの第2軸部材52である。第2軸部材52は、筒状に形成された第1軸部材51の内部を軸方向Lに貫通するように配置されており、第2軸部材52における第1軸部材51に対して軸方向第2側L2に配置される部分に、第2ワンウェイクラッチF2を構成する出力部材3側(第2動力伝達経路における出力部材3側)の回転要素(図1に示す例では、内輪)が一体的に回転するように連結されている。また、第2軸部材52における第1軸部材51に対して軸方向第1側L1に配置される部分に、出力部材3が備える第2ギヤ32に噛み合う第4ギヤ34が一体的に回転するように連結されている。よって、第4回転要素E4の回転速度は、出力部材3の回転速度に応じて定まり、本実施形態では、第2ギヤ32の回転速度に対する第4ギヤ34の回転速度の比に、出力部材3の回転速度を乗算した回転速度となる。
In the present embodiment, the third rotation element E3 is the
上述したように、第1伝達装置21は、回転電機10と出力部材3とを第1動力伝達経路で接続してトルクを伝達する装置であり、第2伝達装置22は、回転電機10と出力部材3とを第1動力伝達経路とは異なる第2動力伝達経路で接続してトルクを伝達する装置である。よって、第1動力伝達経路の変速比である第1変速比や、第1動力伝達経路が接続されている状態での回転電機10と出力部材3との回転方向の関係は、第1伝達装置21の構成に応じて定まり、第2動力伝達経路の変速比である第2変速比や、第2動力伝達経路が接続されている状態での回転電機10と出力部材3との回転方向の関係は、第2伝達装置22の構成に応じて定まる。ここで、「変速比」は、出力部材3の回転速度に対する回転電機10の回転速度の比である。すなわち、第1変速比は、第1動力伝達経路が接続されている状態での出力部材3の回転速度に対する回転電機10の回転速度の比であり、第2変速比は、第2動力伝達経路が接続されている状態での出力部材3の回転速度に対する回転電機10の回転速度の比である。
As described above, the
第1伝達装置21及び第2伝達装置22は、第1変速比よりも第2変速比の方が大きくなるように構成されている。よって、この車両用駆動装置1は、回転電機10と出力部材3とを接続する動力伝達経路を第1動力伝達経路と第2動力伝達経路との間で切り替えることで、変速比の異なる2つの変速段を形成することが可能に構成されている。具体的には、第1動力伝達経路が接続された状態とすることで、回転電機10の回転が第1変速比で変速されて出力部材3に伝達される変速段(以下、「高速段(High)」という。)を形成することができ、第2動力伝達経路が接続された状態とすることで、回転電機10の回転が第2変速比で変速されて出力部材3に伝達される変速段(以下、「低速段(Low)」という。)を形成することができる。
The
本実施形態では、第1ギヤ31の回転速度に対する第3ギヤ33の回転速度の比よりも、第2ギヤ32の回転速度に対する第4ギヤ34の回転速度の比の方が大きくなる構成と、第2伝達装置22が減速機構40を備える構成との、双方を採用することで、第1変速比よりも第2変速比の方が大きくなる構成を実現している。具体的には、図1に示すように、第1ギヤ31の径は、第2ギヤ32の径よりも小さく形成されており、これに応じて、第3ギヤ33の径は、第4ギヤ34の径よりも大きく形成されている。これにより、第1ギヤ31の回転速度に対する第3ギヤ33の回転速度の比よりも、第2ギヤ32の回転速度に対する第4ギヤ34の回転速度の比の方が大きくなっている。なお、図1では、第1ギヤ31と第3ギヤ33とが互いに同径に形成される場合を例として示しており、この例では、第1ギヤ31の回転速度に対する第3ギヤ33の回転速度の比は“1”であり、第2ギヤ32の回転速度に対する第4ギヤ34の回転速度の比は“1”よりも大きな値となっている。また、第2伝達装置22が減速機構40を備えるため、第1動力伝達経路が接続されている状態での第3ギヤ33の回転速度に対する回転電機10の回転速度の比が“1”であるのに対して、第2動力伝達経路が接続されている状態での第4ギヤ34の回転速度に対する回転電機10の回転速度の比は“1”よりも大きな値となっている。
In the present embodiment, the ratio of the rotational speed of the
そして、第1伝達装置21及び第2伝達装置22は、第1動力伝達経路が接続されている状態での回転電機10と出力部材3との回転方向の関係が、第2動力伝達経路が接続されている状態での回転電機10と出力部材3との回転方向の関係と同一となるように構成されている。すなわち、車両の前進走行時の出力部材3の回転方向を正方向として、第1動力伝達経路が接続されている状態で出力部材3を正方向に回転させる回転電機10の回転方向は、第2動力伝達経路が接続されている状態で出力部材3を正方向に回転させる回転電機10の回転方向と一致する。同様に、車両の後進走行時の出力部材3の回転方向を負方向として、第1動力伝達経路が接続されている状態で出力部材3を負方向に回転させる回転電機10の回転方向は、第2動力伝達経路が接続されている状態で出力部材3を負方向に回転させる回転電機10の回転方向と一致する。このように、高速段(High)を形成して車両を前進走行させる場合と、低速段(Low)を形成して車両を前進走行させる場合とで、回転電機10の回転方向が一致するため、これら2つの場合で回転電機10の回転方向が逆向きとなる場合に比べて、回転電機10の回転方向を反転させる必要がない分、変速時における回転電機10のトルクを車輪2に伝達することができない期間(トルク抜け期間)の短縮を図ることが可能となっている。
Then, in the
本実施形態では、第1クラッチC1又は第1ワンウェイクラッチF1が係合して第1動力伝達経路が接続された状態では、出力部材3が備える第1ギヤ31に噛み合う第3ギヤ33は、回転電機10と一体的に、回転電機10と同じ方向に回転する。また、本実施形態では、減速機構40は、入力要素41の回転を、回転方向を変えずに減速して出力要素42に伝達するように構成されており、第1ブレーキB1及び第2ワンウェイクラッチF2が係合して第2動力伝達経路が接続された状態では、出力部材3が備える第2ギヤ32に噛み合う第4ギヤ34は、回転電機10よりも低い回転速度で、回転電機10と同じ方向に回転する。このように、出力部材3が備える第1ギヤ31に噛み合う第3ギヤ33と、出力部材3が備える第2ギヤ32に噛み合う第4ギヤ34とのいずれもが、回転電機10と出力部材3との間でトルクを伝達する際に、回転電機10と同じ方向に回転するように構成されている。これにより、第1動力伝達経路が接続されている状態での回転電機10と出力部材3との回転方向の関係が、第2動力伝達経路が接続されている状態での回転電機10と出力部材3との回転方向の関係と同一となっている。
In the present embodiment, in the state where the first clutch C1 or the first one-way clutch F1 is engaged and the first power transmission path is connected, the
図2に、本実施形態に係る車両用駆動装置1の作動表を示す。図2には、前進走行用の変速段である高速段(High)及び低速段(Low)と、後進走行用の変速段である後進段(Rev)とのそれぞれを形成する際の、各係合装置の係合の状態が示されている。図2の作動表において、“○”は、当該クラッチが係合されることを示し、“(○)”は、当該クラッチが基本的に係合されること(すなわち、解放されてもよい)ことを示している。また、図2の作動表において、“M”は、回転電機10が前進力行方向の正転トルクT1を出力している状態(力行状態)を示し、“G”は、回転電機10が正転トルクT1とは反対方向の逆転トルクT2を出力している状態(回生状態)を示している。
FIG. 2 shows an operation table of the vehicle drive device 1 according to the present embodiment. In FIG. 2, the respective engagements in forming the high speed gear (High) and the low speed gear (Low), which are gear stages for forward travel, and the reverse gear (Rev), which are gear stages for reverse travel, are shown. The state of engagement of the coupling device is shown. In the operation table of FIG. 2, "o" indicates that the clutch is engaged, and "(o)" indicates that the clutch is basically engaged (that is, may be released) It is shown that. Further, in the operation table of FIG. 2, “M” indicates a state (powering state) in which the rotating
図2に示すように、高速段(High)は、第1クラッチC1を係合させて第1動力伝達経路を接続することで形成される。高速段(High)では、回転電機10が出力する正転トルクT1を出力部材3に伝達することができると共に、回転電機10が出力する逆転トルクT2を出力部材3に伝達して回転電機10に発電を行わせることができる。なお、上述したように、第1伝達装置21及び第2伝達装置22は、第1変速比よりも第2変速比の方が大きくなるように構成されている。そのため、第1クラッチC1が係合した状態(すなわち、第1回転要素E1の回転速度が第2回転要素E2の回転速度に等しい状態)では、第3回転要素E3の回転速度は第4回転要素E4の回転速度よりも低くなり、第2ワンウェイクラッチF2は解放された状態となる。この結果、高速段(High)が形成されている状態において第1ブレーキB1を係合しても第2動力伝達経路は接続されないが、本実施形態では図2に示すように高速段(High)の形成時に第1ブレーキB1を解放することで、減速機構40の回転要素の連れ回りにより発生するエネルギ損失を、第1ブレーキB1を係合する場合に比べて小さく抑えることを可能としている。また、図2に示すように、第1クラッチC1を係合させて第1動力伝達経路を接続することで、回転電機10の逆転トルクT2を出力部材3に伝達させて車両を後進走行させる後進段(Rev)が形成される。
As shown in FIG. 2, the high speed stage (High) is formed by engaging the first clutch C1 and connecting the first power transmission path. In the high speed stage (High), the forward rotation torque T1 output from the rotating
図2に示すように、低速段(Low)は、第2ワンウェイクラッチF2を係合させて(本実施形態では、更に第1ブレーキB1を係合させて)第2動力伝達経路を接続することで形成される。なお、第2ワンウェイクラッチF2が係合した状態(すなわち、第3回転要素E3の回転速度が第4回転要素E4の回転速度に等しい状態)では、第1回転要素E1の回転速度は第2回転要素E2の回転速度よりも高くなり、第1ワンウェイクラッチF1は解放された状態となる。このように第2ワンウェイクラッチF2が係合して低速段(Low)が形成されている状態では、回転電機10が出力する正転トルクT1は出力部材3に伝達することができるが、回転電機10が出力する逆転トルクT2を出力部材3に伝達することはできない。すなわち、このように第2変速段が形成されている状態で回転電機10が逆転トルクT2を出力すると、第2ワンウェイクラッチF2が解放されて第2動力伝達経路が遮断される。そのため、低速段(Low)では、第1ワンウェイクラッチF1を係合させて第1動力伝達経路を接続することで、回転電機10が出力する逆転トルクT2を出力部材3に伝達して回転電機10に発電を行わせる。なお、このように低速段(Low)で回転電機10に発電を行わせている間は、第1ブレーキB1を解放させることも可能であるが、回転電機10の出力トルクを逆転トルクT2から正転トルクT1に切り替えた場合に、正転トルクT1が出力部材3に伝達される状態(すなわち、第2動力伝達経路が接続された状態)を迅速に実現するために、本実施形態では、低速段(Low)で回転電機10に発電を行わせている間も、第1ブレーキB1を係合した状態に維持する構成としている。
As shown in FIG. 2, in the low speed stage (Low), the second one-way clutch F2 is engaged (in the present embodiment, the first brake B1 is further engaged) to connect the second power transmission path. It is formed by When the second one-way clutch F2 is engaged (that is, the rotational speed of the third rotating element E3 is equal to the rotational speed of the fourth rotating element E4), the rotational speed of the first rotating element E1 is the second rotation. As the rotational speed of the element E2 becomes higher, the first one-way clutch F1 is released. As described above, in a state where the second one-way clutch F2 is engaged to form a low speed gear (Low), the forward rotation torque T1 output by the rotating
このように、低速段(Low)が形成されている状態から回転電機10に発電を行わせる場合には、高速段(High)において回転電機10に発電を行わせる場合と同様に、回転電機10と出力部材3とが第1動力伝達経路で接続される。そのため、この車両用駆動装置1では、回転電機10に発電を行わせている間の回生制御を変速段毎に異ならせる必要はなく、その分、回生制御の簡素化を図ることが可能となっている。
Thus, in the case where the rotary
また、本実施形態では、低速段(Low)を形成する際に係合される第1ブレーキB1として噛み合い式係合装置を用いている。そのため、第1ブレーキB1として摩擦係合装置を用いる場合に比べて、第1ブレーキB1の係合直後から伝達トルク容量を大きく確保しやすく、車両の発進の際に、回転電機10からのトルクを即座に車輪2に伝達可能な状態とすることが可能となっている。従って、本実施形態の車両用駆動装置1では、ゼロ回転から比較的大きなトルクを出力可能な回転電機10の特性を活かしやすい。
Further, in the present embodiment, a meshing engagement device is used as the first brake B1 engaged when forming the low speed (Low). Therefore, compared to the case where a friction engagement device is used as the first brake B1, it is easier to secure a large transfer torque capacity immediately after the engagement of the first brake B1, and the torque from the rotating
図1に示すように、車両用駆動装置1は、回転電機10の駆動と、第1クラッチC1の係合の状態と、を制御する制御装置4を備えている。本実施形態では、制御装置4は、第1ブレーキB1の係合の状態も制御する。制御装置4は、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置を中核部材として備えると共に、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の当該演算処理装置が参照可能な記憶装置を備えている。そして、ROM等の記憶装置に記憶されたソフトウェア(プログラム)又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、制御装置4の各機能が実現される。制御装置4が、互いに通信可能な複数のハードウェア(複数の分離したハードウェア)の集合によって構成されても良い。
As shown in FIG. 1, the vehicle drive device 1 includes a control device 4 that controls driving of the rotary
制御装置4は、車両に備えられた各種センサによる検出結果の情報(センサ検出情報)を取得可能に構成されている。センサ検出情報は、例えば、アクセル開度の情報、車速の情報、回転電機10に電力を供給する蓄電装置の充電状態又は蓄電量の情報等である。制御装置4は、制御マップを参照する等して、センサ検出情報に基づき、車両用駆動装置1において形成する目標変速段や回転電機10の目標トルクを決定する。詳細は省略するが、目標変速段は、低車速域では基本的に低速段(Low)に決定され、高車速域では基本的に高速段(High)に決定される。また、回転電機10の目標トルクは、車輪2に伝達することが要求される要求トルクに基づき決定される。なお、回転電機10による発電を行う場合には、回転電機10の目標トルクは、目標発電量に応じた大きさの逆転トルクT2に決定される。
The control device 4 is configured to be able to acquire information (sensor detection information) of detection results by various sensors provided in the vehicle. The sensor detection information is, for example, information on an accelerator opening degree, information on a vehicle speed, information on a state of charge of a power storage device that supplies electric power to the rotary
制御装置4は、決定した目標変速段を形成するように、第1クラッチC1の係合の状態と、第1ブレーキB1の係合の状態と、を制御する。制御装置4は、例えば、油圧アクチュエータ、電動アクチュエータ、電磁アクチュエータ等のアクチュエータの作動を制御して、第1クラッチC1の係合の状態及び第1ブレーキB1の係合の状態を制御する。また、制御装置4は、決定した目標トルクを出力するように回転電機10の駆動を制御する。詳細は省略するが、制御装置4は、蓄電装置の直流電圧を交流電圧に変換して回転電機10に供給するインバータ装置を制御することで、回転電機10の駆動を制御する。
The control device 4 controls the engagement state of the first clutch C1 and the engagement state of the first brake B1 so as to form the determined target shift speed. The control device 4 controls the operation of an actuator such as, for example, a hydraulic actuator, an electric actuator, or an electromagnetic actuator to control the state of engagement of the first clutch C1 and the state of engagement of the first brake B1. Further, the control device 4 controls the drive of the rotary
図3の上側の図に示すように、低速段(Low)での前進走行中に回転電機10が正転トルクT1を出力している状態では、第3回転要素E3の回転速度が第4回転要素E4の回転速度よりも高くなろうとするため、第2ワンウェイクラッチF2が係合した状態に維持される。なお、図3並びに後に参照する図4及び図5において、“41(E1)”で示す縦軸上の回転速度が第1回転要素E1の回転速度であり、“N(E2)”で示す回転速度が第2回転要素E2の回転速度であり、“42(E3)”で示す縦軸上の回転速度が第3回転要素E3の回転速度であり、“N(E4)”で示す回転速度が第4回転要素E4の回転速度である。制御装置4は、このように低速段(Low)での前進走行中に低速段(Low)から高速段(High)に変速する場合には、すなわち、第2ワンウェイクラッチF2が係合していると共に第1クラッチC1及び第1ワンウェイクラッチF1が解放されている状態(本実施形態では、更に、第1ブレーキB1が係合している状態)から、第1クラッチC1を係合させる場合には、回転電機10の駆動を制御して回転電機10の回転速度を第1ワンウェイクラッチF1が係合する回転速度まで低下させた後、第1クラッチC1を係合させ、その後、回転電機10に正転トルクT1を出力させるように構成されている。
As shown in the upper diagram of FIG. 3, when the rotating
すなわち、制御装置4は、まず、回転電機10の回転速度を第1ワンウェイクラッチF1が係合する回転速度まで低下させるために、回転電機10に逆転トルクT2を出力させる。この際に回転電機10が出力する逆転トルクT2の大きさは、回転電機10の回転速度を所望の変化率で低下させるように設定される。すなわち、回転電機10は、回転電機10(ロータ11)の慣性モーメントに回転電機10の回転速度の目標変化率を乗算した大きさのイナーシャトルクを出力するように制御される。回転電機10の回転速度の低下に伴い、第2ワンウェイクラッチF2が自動的に解放されて第2動力伝達経路が遮断され、回転電機10の回転速度が第1ワンウェイクラッチF1が係合する回転速度(第1回転要素E1の回転速度と第2回転要素E2の回転速度とが一致する回転電機10の回転速度)まで低下すると、制御装置4は第1クラッチC1を係合させて第1動力伝達経路を接続する(図3の下側の図参照)。そして、制御装置4は、回転電機10に要求トルクに応じた大きさの正転トルクT1を出力させることで、要求トルクを車輪2に伝達させる。なお、図3では、第1動力伝達経路が接続されるまで第1ブレーキB1が係合した状態に維持される場合を例として示しているが、第1ブレーキB1を解放させるタイミングは、回転電機10の出力トルクを正転トルクT1から逆転トルクT2に切り替えた時点以降の任意のタイミングとすることが可能である。
That is, first, the control device 4 causes the rotating
図4の上側の図に示すように、高速段(High)での前進走行中に回転電機10が正転トルクT1を出力している状態では、第1クラッチC1が係合されているため、第1回転要素E1の回転速度は第2回転要素E2の回転速度と一致する。制御装置4は、このように高速段(High)での前進走行中に高速段(High)から低速段(Low)に変速する場合には、すなわち、第1クラッチC1が係合していると共に第2ワンウェイクラッチF2が解放されている状態(本実施形態では、更に、第1ブレーキB1が解放されている状態)から、第2ワンウェイクラッチF2を係合させる場合には、第1クラッチC1を解放させた後、回転電機10の駆動を制御して回転電機10の回転速度を第2ワンウェイクラッチF2が係合する回転速度まで上昇させ、その後、回転電機10に、前進力行方向の正転トルクT1を出力させるように構成されている。なお、本実施形態では、制御装置4は、第1クラッチC1を解放させる時点或いはそれより以前の時点で第1ブレーキB1を係合させる。
As shown in the upper diagram of FIG. 4, the first clutch C1 is engaged in a state where the rotating
すなわち、制御装置4は、まず、第1クラッチC1を解放させることで第1動力伝達経路を遮断し、その後、回転電機10の回転速度を第2ワンウェイクラッチF2が係合する回転速度まで上昇させるために、回転電機10に正転トルクT1を出力させる。この際に回転電機10が出力する正転トルクT1の大きさは、回転電機10の回転速度を所望の変化率で上昇させるように設定される。すなわち、回転電機10は、回転電機10(ロータ11)の慣性モーメントに回転電機10の回転速度の目標変化率を乗算した大きさのイナーシャトルクを出力するように制御される。回転電機10の回転速度が第2ワンウェイクラッチF2が係合する回転速度(第3回転要素E3の回転速度と第4回転要素E4の回転速度とが一致する回転電機10の回転速度)まで上昇すると、回転電機10が出力する正転トルクT1により第3回転要素E3の回転速度が第4回転要素E4の回転速度よりも高くなろうとするため、第2ワンウェイクラッチF2が自動的に係合して第2動力伝達経路が接続される(図4の下側の図参照)。そして、制御装置4は、回転電機10に要求トルクに応じた大きさの正転トルクT1を出力させることで、低速段(Low)への変速後に、要求トルクを車輪2に伝達させる。
That is, first, the control device 4 disconnects the first power transmission path by releasing the first clutch C1, and thereafter raises the rotational speed of the rotary
なお、第2ワンウェイクラッチF2が係合して第2動力伝達経路が接続される際に車輪2に伝達されるショックを軽減するために、第2ワンウェイクラッチF2が係合するタイミングに合わせて回転電機10が出力する正転トルクT1の大きさを低下させるトルクリダクションを実行すると好適である。この際の正転トルクT1の低下量は、例えば、第2ワンウェイクラッチF2の係合によるショックの低減と、変速比の増大に伴うトルク比(第1伝達装置21又は第2伝達装置22から出力部材3に伝達されるトルクに対する回転電機10の出力トルクの比)の減少によるショックの低減との双方を考慮して設定される。
In order to reduce the shock transmitted to the
図5の上側の図に示すように、低速段(Low)での前進走行中に回転電機10が正転トルクT1を出力している状態では、第3回転要素E3の回転速度が第4回転要素E4の回転速度よりも高くなろうとするため、第2ワンウェイクラッチF2が係合した状態に維持される。制御装置4は、このように低速段(Low)での前進走行中に回転電機10に発電を行わせる場合には、すなわち、第2ワンウェイクラッチF2が係合していると共に第1クラッチC1及び第1ワンウェイクラッチF1が解放されている状態(本実施形態では、更に、第1ブレーキB1が係合している状態)から、回転電機10に発電を行わせる場合には、回転電機10の駆動を制御して回転電機10の回転速度を第1ワンウェイクラッチF1が係合する回転速度まで低下させた後、回転電機10に、逆転トルクT2を出力させるように構成されている。
As shown in the upper drawing of FIG. 5, when the rotating
すなわち、制御装置4は、まず、回転電機10の回転速度を第1ワンウェイクラッチF1が係合する回転速度まで低下させるために、回転電機10に逆転トルクT2を出力させる。この際に回転電機10が出力する逆転トルクT2の大きさは、回転電機10の回転速度を所望の変化率で低下させるように設定される。すなわち、回転電機10は、回転電機10(ロータ11)の慣性モーメントに回転電機10の回転速度の目標変化率を乗算した大きさのイナーシャトルクを出力するように制御される。回転電機10の回転速度の低下に伴い、第2ワンウェイクラッチF2が自動的に解放されて第2動力伝達経路が遮断され、回転電機10の回転速度が第1ワンウェイクラッチF1が係合する回転速度(第1回転要素E1の回転速度と第2回転要素E2の回転速度とが一致する回転電機10の回転速度)まで低下すると、回転電機10が出力する逆転トルクT2により第1回転要素E1の回転速度が第2回転要素E2の回転速度よりも低くなろうとするため、第1ワンウェイクラッチF1が自動的に係合して第1動力伝達経路が接続される(図5の下側の図参照)。そして、制御装置4は、回転電機10に目標発電量に応じた大きさの逆転トルクT2を出力させることで、目標発電量が得られるように回転電機10に発電させる。
That is, first, the control device 4 causes the rotating
なお、第1ワンウェイクラッチF1が係合して第1動力伝達経路が接続される際に車輪2に伝達されるショックを軽減するために、第1ワンウェイクラッチF1が係合するタイミングに合わせて回転電機10が出力する逆転トルクT2の大きさを低下させるトルクリダクションを実行すると好適である。この際の逆転トルクT2の低下量は、例えば、第1ワンウェイクラッチF1の係合によるショックの低減を考慮して設定される。
In addition, in order to reduce the shock transmitted to the
〔その他の実施形態〕
次に、車両用駆動装置のその他の実施形態について説明する。
Other Embodiments
Next, other embodiments of the vehicle drive device will be described.
(1)上記の実施形態では、第2伝達装置22が、第2係合装置(第1ブレーキB1)と減速機構40とを備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第2伝達装置22が、第2係合装置及び減速機構40の一方又は双方を備えない構成とすることもできる。図6に、第2伝達装置22が第2係合装置及び減速機構40の双方を備えない車両用駆動装置1の一例を示す。図6に示す例では、第2伝達装置22が減速機構40を備えないため、第1動力伝達経路が接続されている状態での第3ギヤ33の回転速度に対する回転電機10の回転速度の比と、第2動力伝達経路が接続されている状態での第4ギヤ34の回転速度に対する回転電機10の回転速度の比とが同一の値となるが、第1ギヤ31の回転速度に対する第3ギヤ33の回転速度の比よりも、第2ギヤ32の回転速度に対する第4ギヤ34の回転速度の比の方が大きい分、第1変速比よりも第2変速比の方が大きくなっている。
(1) In the above embodiment, the configuration in which the
(2)上記の実施形態では、第1ギヤ31の回転速度に対する第3ギヤ33の回転速度の比よりも、第2ギヤ32の回転速度に対する第4ギヤ34の回転速度の比の方が大きい構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1ギヤ31の回転速度に対する第3ギヤ33の回転速度の比と、第2ギヤ32の回転速度に対する第4ギヤ34の回転速度の比とが同一の値となる構成とすることもできる。この場合であっても、第2伝達装置22が減速機構40を備える構成とすることで、第1変速比よりも第2変速比の方が大きい構成を実現することができる。
(2) In the above embodiment, the ratio of the rotational speed of the
(3)上記の実施形態では、出力部材3が、互いに一体的に回転する第1ギヤ31及び第2ギヤ32を備え、第1伝達装置21が、第1ギヤ31に噛み合う第3ギヤ33を備え、第2伝達装置22が、第2ギヤ32に噛み合う第4ギヤ34を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1伝達装置21が備えるギヤと第2伝達装置22が備えるギヤとが、出力部材3が備える共通のギヤに噛み合う構成とすることもできる。
(3) In the above embodiment, the output member 3 includes the
(4)上記の実施形態では、第1ワンウェイクラッチF1と第2ワンウェイクラッチF2とが、回転電機10に対して軸方向Lの両側に分かれて配置される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1ワンウェイクラッチF1と第2ワンウェイクラッチF2とが、回転電機10に対して軸方向Lの同じ側に配置される構成とすることも可能である。
(4) In the above embodiment, the configuration in which the first one-way clutch F1 and the second one-way clutch F2 are disposed separately on both sides in the axial direction L with respect to the rotary
(5)上記の実施形態では、減速機構40が、第2動力伝達経路における第2ワンウェイクラッチF2よりも回転電機10側に設けられる構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、減速機構40が、第2動力伝達経路における第2ワンウェイクラッチF2よりも出力部材3側に設けられる構成とすることもできる。
(5) In the above embodiment, the configuration in which the
(6)上記の実施形態では、減速機構40が、1つのシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成される場合を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、減速機構40の構成は適宜変更することが可能である。例えば、1つのダブルピニオン型の遊星歯車機構により減速機構40を構成し、或いは、複数の遊星歯車機構の組み合わせにより減速機構40を構成することができる。
(6) In the above embodiment, the case where the
(7)上記の実施形態では、回転電機10が、第1伝達装置21及び第2伝達装置22が配置される第1軸A1上に配置される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、回転電機10が第1軸A1に平行な別軸上(例えば、第2軸A2上或いは第3軸A3上)に配置される構成とすることもできる。また、上記の実施形態では、第1伝達装置21と第2伝達装置22とが同軸に配置される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1伝達装置21と第2伝達装置22とが互いに別軸に配置される構成とすることも可能である。
(7) In the above embodiment, the configuration in which the rotary
(8)上記の実施形態では、出力部材3が出力用差動歯車装置7に連結される構成、具体的には、出力部材3が備える第5ギヤ35が、出力用差動歯車装置7が備える第6ギヤ36(差動入力ギヤ)に噛み合う構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、出力部材3(第5ギヤ35)と出力用差動歯車装置7(第6ギヤ36)とが、ギヤ又はギヤ機構(複数のギヤを有する機構)を介して連結される構成とすることもできる。
(8) In the above embodiment, the output member 3 is connected to the output
(9)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用すること(その他の実施形態として説明した実施形態同士の組み合わせを含む)も可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。 (9) Note that the configurations disclosed in each of the above-described embodiments may be combined with the configurations disclosed in the other embodiments and applied as long as no contradiction occurs (the embodiments described as the other embodiments Combinations are also possible. With regard to other configurations, the embodiments disclosed herein are merely exemplary in all respects. Therefore, various modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure.
〔上記実施形態の概要〕
以下、上記において説明した車両用駆動装置の概要について説明する。
[Summary of the above embodiment]
Hereinafter, an outline of the vehicle drive device described above will be described.
車両用駆動装置(1)は、回転電機(10)と、車輪(2)に駆動連結される出力部材(3)と、前記回転電機(10)と前記出力部材(3)とを第1動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第1伝達装置(21)と、前記回転電機(10)と前記出力部材(3)とを前記第1動力伝達経路とは異なる第2動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第2伝達装置(22)と、を備え、前記第1動力伝達経路が接続されている状態での前記回転電機(10)と前記出力部材(3)との回転方向の関係が、前記第2動力伝達経路が接続されている状態での前記回転電機(10)と前記出力部材(3)との回転方向の関係と同一であり、前記出力部材(3)の回転速度に対する前記回転電機(10)の回転速度の比を変速比として、前記第1動力伝達経路の前記変速比よりも、前記第2動力伝達経路の前記変速比の方が大きく、前記第1伝達装置(21)は、前記第1動力伝達経路を接続又は遮断する第1係合装置(C1)と、前記第1動力伝達経路における第1回転要素(E1)と当該第1回転要素(E1)よりも前記出力部材(3)側の第2回転要素(E2)との間に設けられた第1ワンウェイクラッチ(F1)とを備え、前記第1ワンウェイクラッチ(F1)は、前記第1回転要素(E1)の回転速度が前記第2回転要素(E2)の回転速度よりも高い場合に解放されて前記第1動力伝達経路を遮断すると共に、前記第1回転要素(E1)の回転速度が前記第2回転要素(E2)の回転速度よりも低くなろうとした場合に係合して前記第1動力伝達経路を接続し、前記第2伝達装置(22)は、前記第2動力伝達経路における第3回転要素(E3)と当該第3回転要素(E3)よりも前記出力部材(3)側の第4回転要素(E4)との間に設けられた第2ワンウェイクラッチ(F2)を備え、前記第2ワンウェイクラッチ(F2)は、前記第3回転要素(E3)の回転速度が前記第4回転要素(E4)の回転速度よりも低い場合に解放されて前記第2動力伝達経路を遮断すると共に、前記第3回転要素(E3)の回転速度が前記第4回転要素(E4)の回転速度よりも高くなろうとした場合に係合して前記第2動力伝達経路を接続する。 A vehicle drive device (1) includes a rotating electric machine (10), an output member (3) drivingly connected to a wheel (2), the rotating electric machine (10), and the output member (3) as a first power. A first transmission device (21) connected by a transmission path to transmit torque, the rotary electric machine (10) and the output member (3) are connected by a second power transmission path different from the first power transmission path And a second transmission device (22) for transmitting torque, and in the rotational direction of the rotating electric machine (10) and the output member (3) in a state where the first power transmission path is connected. The relationship is the same as the relationship between the rotating electric machine (10) and the output member (3) in the state in which the second power transmission path is connected, and the rotational speed of the output member (3) The ratio of the rotational speed of the rotary electric machine (10) to A first engagement device for connecting or blocking the first power transmission path, wherein the transmission ratio of the second power transmission path is larger than the transmission speed ratio of the reaching path, and the first transmission device (21) connects or disconnects the first power transmission path (C1), provided between the first rotating element (E1) in the first power transmission path and the second rotating element (E2) closer to the output member (3) than the first rotating element (E1) And the first one-way clutch (F1), when the rotational speed of the first rotating element (E1) is higher than the rotational speed of the second rotating element (E2) Disengaged to shut off the first power transmission path, and engage when the rotational speed of the first rotary element (E1) tries to become lower than the rotational speed of the second rotary element (E2). Connecting the first power transmission path, the second transmission device (22) is provided between the third rotating element (E3) in the second power transmission path and the fourth rotating element (E4) closer to the output member (3) than the third rotating element (E3) The second one-way clutch (F2) includes the second one-way clutch (F2) when the rotational speed of the third rotating element (E3) is lower than the rotational speed of the fourth rotating element (E4). It is released to interrupt the second power transmission path, and is engaged when the rotational speed of the third rotating element (E3) is going to be higher than the rotational speed of the fourth rotating element (E4). Connect the second power transmission path.
上記の構成によれば、第1動力伝達経路の変速比(以下、「第1変速比」という。)よりも第2動力伝達経路の変速比(以下、「第2変速比」という。)の方が大きいため、回転電機(10)と出力部材(3)とを接続する動力伝達経路を第1動力伝達経路と第2動力伝達経路との間で切り替えることで、変速比の異なる2つの変速段を形成することができる。具体的には、第1動力伝達経路が接続された状態とすることで、回転電機(10)の回転が第1変速比で変速されて出力部材(3)に伝達される変速段(以下、「第1変速段」という。)を形成することができ、第2動力伝達経路が接続された状態とすることで、回転電機(10)の回転が第2変速比で変速されて出力部材(3)に伝達される変速段(以下、「第2変速段」という。)を形成することができる。 According to the above configuration, the transmission ratio of the second power transmission path (hereinafter, referred to as "second transmission ratio") is more than the transmission ratio of the first power transmission path (hereinafter, referred to as "first transmission ratio"). Because the power transmission path connecting the rotating electrical machine (10) and the output member (3) is switched between the first power transmission path and the second power The steps can be formed. Specifically, by setting the first power transmission path in a connected state, the shift speed at which the rotation of the rotating electrical machine (10) is shifted at the first transmission ratio and transmitted to the output member (3) The rotation of the rotating electrical machine (10) can be shifted at the second transmission ratio by setting the second power transmission path connected, and the output member It is possible to form a gear (hereinafter referred to as "second gear") to be transmitted to 3).
そして、上記の構成によれば、第1動力伝達経路が接続されている状態での回転電機(10)と出力部材(3)との回転方向の関係が、第2動力伝達経路が接続されている状態での回転電機(10)と出力部材(3)との回転方向の関係と同一とされる。そのため、第1変速段を形成して車両を前進走行させる場合と、第2変速段を形成して車両を前進走行させる場合とで、回転電機(10)の回転方向を一致させることができ、これら2つの場合で回転電機(10)の回転方向が逆向きとなる場合に比べて、回転電機(10)の回転方向を反転させる必要がない分、変速時における回転電機(10)のトルクを車輪(2)に伝達することができない期間(トルク抜け期間)の短縮を図ることができる。 And according to said structure, the 2nd power transmission path is connected for the relationship of the rotation direction of the rotary electric machine (10) and the output member (3) in the state to which the 1st power transmission path is connected. The relationship between the rotating electric machine (10) and the output member (3) in the rotating direction is the same. Therefore, the rotational direction of the rotating electrical machine (10) can be made to coincide between the case where the first shift speed is formed and the vehicle travels forward, and the case where the second shift speed is formed and the vehicle travels forward. As compared with the case where the rotating direction of the rotating electrical machine (10) is reversed in these two cases, the torque of the rotating electrical machine (10) at the time of gear shifting is reduced because it is unnecessary to reverse the rotating direction of the rotating electrical machine (10). It is possible to shorten a period (a torque dropout period) which can not be transmitted to the wheel (2).
更には、上記の構成によれば、第1変速段を形成する場合には第1係合装置(C1)を係合させて第1動力伝達経路を接続することで、回転電機(10)が出力する前進力行方向の正転トルク(T1)を出力部材(3)に伝達することができると共に、回転電機(10)が出力する正転トルク(T1)とは反対方向の逆転トルク(T2)を出力部材(3)に伝達して回転電機(10)に発電を行わせることができる。また、第2変速段を形成する場合には第2ワンウェイクラッチ(F2)を係合させて第2動力伝達経路を接続することで、回転電機(10)が出力する正転トルク(T1)を出力部材(3)に伝達することができる。このように第2変速段が形成されている状態で回転電機(10)が逆転トルク(T2)を出力すると、第2ワンウェイクラッチ(F2)が解放されて第2動力伝達経路が遮断されるが、第1ワンウェイクラッチ(F1)が係合する回転速度まで回転電機(10)の回転速度が低下すると、第1ワンウェイクラッチ(F1)が係合することで第1動力伝達経路が接続されて、回転電機(10)が出力する逆転トルク(T2)を出力部材(3)に伝達することが可能となる。この際、回転電機(10)の回転速度の低下に伴い、第2ワンウェイクラッチ(F2)が自動的に解放されると共に第1ワンウェイクラッチ(F1)が自動的に係合するため、第2変速段での前進走行中に回転電機(10)の出力トルクを正転トルク(T1)から逆転トルク(T2)に切り替えて回転電機(10)に発電を行わせる際の制御の簡素化を図ることが可能となっている。また、このように第2変速段が形成されている状態から回転電機(10)に発電を行わせる場合には、第1変速段において回転電機(10)に発電を行わせる場合と同様に、回転電機(10)と出力部材(3)とが第1動力伝達経路で接続されるため、回転電機(10)に発電を行わせている間の回生制御を変速段毎に異ならせる必要がなく、回生制御の簡素化を図ることができるという利点もある。 Furthermore, according to the above configuration, when the first gear is formed, the rotary electric machine (10) is configured by engaging the first engagement device (C1) and connecting the first power transmission path. The forward rotation torque (T1) in the forward power running direction to be output can be transmitted to the output member (3), and the reverse rotation torque (T2) in the opposite direction to the forward rotation torque (T1) output by the rotating electrical machine (10) Can be transmitted to the output member (3) to cause the rotating electrical machine (10) to generate power. Further, when forming the second gear, by connecting the second power transmission path by engaging the second one-way clutch (F2), the forward rotation torque (T1) output by the rotating electrical machine (10) can be obtained. It can be transmitted to the output member (3). If the rotary electric machine (10) outputs reverse torque (T2) in the state where the second gear is formed as described above, the second one-way clutch (F2) is released and the second power transmission path is cut off. When the rotational speed of the rotary electric machine (10) decreases to the rotational speed at which the first one-way clutch (F1) engages, the first power transmission path is connected by the engagement of the first one-way clutch (F1), It becomes possible to transmit the reverse torque (T2) output from the rotating electrical machine (10) to the output member (3). At this time, since the second one-way clutch (F2) is automatically released and the first one-way clutch (F1) is automatically engaged as the rotational speed of the rotary electric machine (10) decreases, the second shift Simplify control when causing the rotating electrical machine (10) to generate power by switching the output torque of the rotating electrical machine (10) from normal rotation torque (T1) to reverse torque (T2) during forward traveling in stages Is possible. Further, in the case where the rotating electrical machine (10) is caused to generate power from the state in which the second gear is formed as described above, similarly to the case where the rotating electrical machine (10) is caused to generate power in the first gear, Since the rotating electric machine (10) and the output member (3) are connected by the first power transmission path, it is not necessary to make the regeneration control different for each gear while the rotating electric machine (10) is generating power. There is also an advantage that the regeneration control can be simplified.
ここで、前記第1伝達装置(21)と前記第2伝達装置(22)とが第1軸(A1)上に配置され、前記出力部材(3)は、前記第1軸(A1)に平行な第2軸(A2)上に配置されると共に、互いに一体的に回転する第1ギヤ(31)及び第2ギヤ(32)を備え、前記第1伝達装置(21)は、前記第1ギヤ(31)に噛み合う第3ギヤ(33)を備え、前記第2伝達装置(22)は、前記第2ギヤ(32)に噛み合う第4ギヤ(34)を備えていると好適である。 Here, the first transmission device (21) and the second transmission device (22) are disposed on a first axis (A1), and the output member (3) is parallel to the first axis (A1) And a first gear (31) and a second gear (32), which are disposed on the second shaft (A2) and rotate integrally with each other, wherein the first transmission device (21) comprises the first gear Preferably, a third gear (33) meshing with (31) is provided, and the second transmission device (22) is provided with a fourth gear (34) meshing with the second gear (32).
この構成によれば、第1伝達装置(21)と第2伝達装置(22)とが同軸上に配置されると共に、出力部材(3)が一軸構成とされるので、車両用駆動装置(1)の小型化を図ることが容易となる。また、上記の構成によれば、第1伝達装置(21)が備えるギヤと第2伝達装置(22)が備えるギヤとが、出力部材(3)が備える共通のギヤに噛み合う場合に比べて、第1伝達装置(21)と出力部材(3)との連結部における変速比と第2伝達装置(22)と出力部材(3)との連結部における変速比とを独立に設定することが容易となる。この結果、第1変速比及び第2変速比のそれぞれの設計自由度を確保しやすくなる。 According to this configuration, the first transmission device (21) and the second transmission device (22) are coaxially disposed, and the output member (3) is uniaxially configured. Can be easily achieved. Further, according to the above configuration, the gear provided to the first transmission device (21) and the gear provided to the second transmission device (22) are engaged with the common gear provided to the output member (3), It is easy to independently set the transmission gear ratio at the joint of the first transmission device (21) and the output member (3) and the transmission gear ratio at the joint of the second transmission device (22) and the output member (3) It becomes. As a result, it is easy to secure the design freedom of each of the first transmission gear ratio and the second transmission gear ratio.
上記のように、前記第1伝達装置(21)が前記第1ギヤ(31)に噛み合う前記第3ギヤ(33)を備え、前記第2伝達装置(22)が前記第2ギヤ(32)に噛み合う前記第4ギヤ(34)を備える構成において、前記第1ギヤ(31)の回転速度に対する前記第3ギヤ(33)の回転速度の比よりも、前記第2ギヤ(32)の回転速度に対する前記第4ギヤ(34)の回転速度の比の方が大きいと好適である。 As described above, the first transmission device (21) includes the third gear (33) meshing with the first gear (31), and the second transmission device (22) includes the second gear (32). In the configuration including the fourth gear (34) engaged, the ratio of the rotational speed of the third gear (33) to the rotational speed of the first gear (31) is more than the rotational speed of the second gear (32). It is preferable that the ratio of the rotational speed of the fourth gear (34) is larger.
この構成によれば、第1ギヤ(31)の回転速度に対する第3ギヤ(33)の回転速度の比と、第2ギヤ(32)の回転速度に対する第4ギヤ(34)の回転速度の比とが同じである場合に比べて、第1変速比と第2変速比との差を所望の値とすることが容易となる。また、上記の構成によれば、第1動力伝達経路が接続されている状態での第3ギヤ(33)の回転速度に対する回転電機(10)の回転速度の比と、第2動力伝達経路が接続されている状態での第4ギヤ(34)の回転速度に対する回転電機(10)の回転速度の比とが同一の値となる構成とした場合であっても、第1変速比よりも第2変速比の方が大きい構成を実現することができる。 According to this configuration, the ratio of the rotational speed of the third gear (33) to the rotational speed of the first gear (31) and the ratio of the rotational speed of the fourth gear (34) to the rotational speed of the second gear (32) As compared with the case where the same is the same, it becomes easy to set the difference between the first gear ratio and the second gear ratio to a desired value. Further, according to the above configuration, the ratio of the rotational speed of the rotating electrical machine (10) to the rotational speed of the third gear (33) in the state where the first power transmission path is connected, and the second power transmission path Even when the ratio of the rotational speed of the rotary electric machine (10) to the rotational speed of the fourth gear (34) in the connected state is equal to the first speed ratio, A configuration with a larger gear ratio can be realized.
上記の各構成の車両用駆動装置(1)において、前記第2伝達装置(22)は、前記回転電機(10)の回転を減速して前記出力部材(3)に伝達する減速機構(40)を更に備えていると好適である。 In the vehicle drive device (1) of each configuration described above, the second transmission device (22) decelerates the rotation of the rotating electrical machine (10) and transmits it to the output member (3). It is preferable to further include
この構成によれば、第2伝達装置(22)が減速機構(40)を備えない場合に比べて、第2変速比の値を大きく確保することが容易となる。 According to this configuration, compared to the case where the second transmission device (22) does not include the speed reduction mechanism (40), it is easy to secure a large second transmission ratio value.
また、前記第2伝達装置(22)は、前記第2動力伝達経路を接続又は遮断する第2係合装置(B1)を更に備えていると好適である。 Preferably, the second transmission device (22) further includes a second engagement device (B1) for connecting or blocking the second power transmission path.
この構成によれば、第1動力伝達経路が接続されている状態で第2係合装置(B1)を解放させて第2動力伝達経路を遮断することで、第1動力伝達経路が接続されている状態において、第2動力伝達経路に設けられた回転部材が連れ回ることにより発生するエネルギ損失を小さく抑えることが可能となる。 According to this configuration, the first power transmission path is connected by releasing the second engagement device (B1) and interrupting the second power transmission path while the first power transmission path is connected. In the presence state, it is possible to reduce the energy loss generated by the rotation of the rotating member provided in the second power transmission path.
また、前記回転電機(10)の駆動と、前記第1係合装置(C1)の係合の状態と、を制御する制御装置(4)を備え、前記制御装置(4)は、前記第2ワンウェイクラッチ(F2)が係合していると共に前記第1係合装置(C1)及び前記第1ワンウェイクラッチ(F1)が解放されている状態から、前記回転電機(10)に発電を行わせる場合に、前記回転電機(10)の駆動を制御して前記回転電機(10)の回転速度を前記第1ワンウェイクラッチ(F1)が係合する回転速度まで低下させた後、前記回転電機(10)に、前進力行方向の正転トルク(T1)とは反対方向の逆転トルク(T2)を出力させる構成とすると好適である。 The control device (4) controls the drive of the rotating electrical machine (10) and the engagement state of the first engagement device (C1), and the control device (4) is configured to When the electric rotating machine (10) is to generate power from a state in which the one-way clutch (F2) is engaged and the first engagement device (C1) and the first one-way clutch (F1) are released After controlling the drive of the rotary electric machine (10) to reduce the rotational speed of the rotary electric machine (10) to a rotational speed at which the first one-way clutch (F1) is engaged, the rotary electric machine (10) It is preferable that the reverse rotation torque (T2) in the opposite direction to the forward rotation torque (T1) in the forward power running direction be output.
この構成によれば、第2変速段での前進走行中に回転電機(10)に発電を行わせる場合に、回転電機(10)の回転速度を低下させることで、第2ワンウェイクラッチ(F2)を自動的に解放させて第2動力伝達経路を遮断すると共に、第1ワンウェイクラッチ(F1)を自動的に係合させて第1動力伝達経路を接続することができる。そして、第1動力伝達経路が接続された状態で回転電機(10)に逆転トルク(T2)を出力させることで、適切に回生制動を行うことができる。 According to this configuration, the second one-way clutch (F2) is achieved by reducing the rotational speed of the rotating electrical machine (10) when causing the rotating electrical machine (10) to generate power during forward traveling at the second gear position. Can be automatically released to shut off the second power transmission path, and the first one-way clutch (F1) can be automatically engaged to connect the first power transmission path. Then, by causing the rotating electric machine (10) to output the reverse rotation torque (T2) in the state where the first power transmission path is connected, regenerative braking can be appropriately performed.
また、前記回転電機(10)の駆動と、前記第1係合装置(C1)の係合の状態と、を制御する制御装置(4)を備え、前記制御装置(4)は、前記第1係合装置(C1)が係合していると共に前記第2ワンウェイクラッチ(F2)が解放されている状態から、前記第2ワンウェイクラッチ(F2)を係合させる場合に、前記第1係合装置(C1)を解放させた後、前記回転電機(10)の駆動を制御して前記回転電機(10)の回転速度を前記第2ワンウェイクラッチ(F2)が係合する回転速度まで上昇させ、その後、前記回転電機(10)に、前進力行方向の正転トルク(T1)を出力させる構成とすると好適である。 The control device (4) controls the drive of the rotating electrical machine (10) and the engagement state of the first engagement device (C1), and the control device (4) is configured to When engaging the second one-way clutch (F2) from a state where the engaging device (C1) is engaged and the second one-way clutch (F2) is released, the first engagement device After releasing (C1), the drive of the rotary electric machine (10) is controlled to increase the rotational speed of the rotary electric machine (10) to a rotational speed at which the second one-way clutch (F2) engages, and then Preferably, the rotating electric machine (10) is configured to output a forward rotation torque (T1) in the forward power running direction.
この構成によれば、第1変速段での前進走行中に第1変速段から第2変速段に変速する場合に、第1係合装置(C1)を解放させて第1動力伝達経路を遮断した後に回転電機(10)の回転速度を上昇させることで、第2ワンウェイクラッチ(F2)を自動的に係合させて第2動力伝達経路を接続することができる。そして、第2動力伝達経路が接続された状態で回転電機(10)に必要な大きさの正転トルク(T1)を出力させることで、第2変速段への変速後に、適切な前進力行トルクを車輪(2)に伝達することができる。 According to this configuration, when shifting from the first gear to the second gear during forward traveling at the first gear, the first engagement device (C1) is released to shut off the first power transmission path By raising the rotational speed of the rotating electrical machine (10) after that, the second one-way clutch (F2) can be automatically engaged to connect the second power transmission path. Then, by causing the rotating electric machine (10) to output a forward rotation torque (T1) of a necessary magnitude in a state where the second power transmission path is connected, an appropriate forward power running torque is obtained after shifting to the second gear. Can be transmitted to the wheels (2).
また、前記回転電機(10)の駆動と、前記第1係合装置(C1)の係合の状態と、を制御する制御装置(4)を備え、前記制御装置(4)は、前記第2ワンウェイクラッチ(F2)が係合していると共に前記第1係合装置(C1)及び前記第1ワンウェイクラッチ(F1)が解放されている状態から、前記第1係合装置(C1)を係合させる場合に、前記回転電機(10)の駆動を制御して前記回転電機(10)の回転速度を前記第1ワンウェイクラッチ(F1)が係合する回転速度まで低下させた後、前記第1係合装置(C1)を係合させ、その後、前記回転電機(10)に、前進力行方向の正転トルク(T1)を出力させる構成とすると好適である。 The control device (4) controls the drive of the rotating electrical machine (10) and the engagement state of the first engagement device (C1), and the control device (4) is configured to The first engagement device (C1) is engaged with the one-way clutch (F2) engaged and the first engagement device (C1) and the first one-way clutch (F1) released. If the rotation speed of the rotating electric machine (10) is reduced to the rotation speed at which the first one-way clutch (F1) is engaged by controlling the drive of the rotating electric machine (10), Preferably, the coupling device (C1) is engaged, and then the rotating electric machine (10) is configured to output a forward rotation torque (T1) in the forward power running direction.
この構成によれば、第2変速段での前進走行中に第2変速段から第1変速段に変速する場合に、回転電機(10)の回転速度を低下させることで第2ワンウェイクラッチ(F2)を自動的に解放させて第2動力伝達経路を遮断した後、第1係合装置(C1)を係合して第1動力伝達経路を接続することができる。そして、第1動力伝達経路が接続された状態で回転電機(10)に必要な大きさの正転トルク(T1)を出力させることで、第1変速段への変速後に、適切な前進力行トルクを車輪(2)に伝達することができる。 According to this configuration, when shifting from the second gear to the first gear during forward traveling at the second gear, the rotational speed of the rotating electrical machine (10) is reduced to reduce the second one-way clutch (F2) Can be automatically released to shut off the second power transmission path, and then the first engagement device (C1) can be engaged to connect the first power transmission path. Then, by causing the rotating electric machine (10) to output a forward rotation torque (T1) of a necessary magnitude in a state where the first power transmission path is connected, an appropriate forward power running torque after shifting to the first gear position Can be transmitted to the wheels (2).
本開示に係る車両用駆動装置は、上述した各効果のうち、少なくとも1つを奏することができれば良い。 The vehicle drive device according to the present disclosure only needs to be able to exhibit at least one of the above-described effects.
1:車両用駆動装置
2:車輪
3:出力部材
4:制御装置
10:回転電機
21:第1伝達装置
22:第2伝達装置
31:第1ギヤ
32:第2ギヤ
33:第3ギヤ
34:第4ギヤ
40:減速機構
A1:第1軸
A2:第2軸
B1:第1ブレーキ(第2係合装置)
C1:第1クラッチ(第1係合装置)
E1:第1回転要素
E2:第2回転要素
E3:第3回転要素
E4:第4回転要素
F1:第1ワンウェイクラッチ
F2:第2ワンウェイクラッチ
T1:正転トルク
T2:逆転トルク
1: Vehicle drive device 2: Wheel 3: Output member 4: Control device 10: Rotating electric machine 21: First transmission device 22: Second transmission device 31: First gear 32: Second gear 33: Third gear 34: Fourth gear 40: reduction gear mechanism A1: first shaft A2: second shaft B1: first brake (second engagement device)
C1: first clutch (first engagement device)
E1: first rotating element E2: second rotating element E3: third rotating element E4: fourth rotating element F1: first one-way clutch F2: second one-way clutch T1: forward rotation torque T2: reverse rotation torque
Claims (8)
車輪に駆動連結される出力部材と、
前記回転電機と前記出力部材とを第1動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第1伝達装置と、
前記回転電機と前記出力部材とを前記第1動力伝達経路とは異なる第2動力伝達経路で接続してトルクを伝達する第2伝達装置と、を備え、
前記第1動力伝達経路が接続されている状態での前記回転電機と前記出力部材との回転方向の関係が、前記第2動力伝達経路が接続されている状態での前記回転電機と前記出力部材との回転方向の関係と同一であり、
前記出力部材の回転速度に対する前記回転電機の回転速度の比を変速比として、前記第1動力伝達経路の前記変速比よりも、前記第2動力伝達経路の前記変速比の方が大きく、
前記第1伝達装置は、前記第1動力伝達経路を接続又は遮断する第1係合装置と、前記第1動力伝達経路における第1回転要素と当該第1回転要素よりも前記出力部材側の第2回転要素との間に設けられた第1ワンウェイクラッチとを備え、
前記第1ワンウェイクラッチは、前記第1回転要素の回転速度が前記第2回転要素の回転速度よりも高い場合に解放されて前記第1動力伝達経路を遮断すると共に、前記第1回転要素の回転速度が前記第2回転要素の回転速度よりも低くなろうとした場合に係合して前記第1動力伝達経路を接続し、
前記第2伝達装置は、前記第2動力伝達経路における第3回転要素と当該第3回転要素よりも前記出力部材側の第4回転要素との間に設けられた第2ワンウェイクラッチを備え、
前記第2ワンウェイクラッチは、前記第3回転要素の回転速度が前記第4回転要素の回転速度よりも低い場合に解放されて前記第2動力伝達経路を遮断すると共に、前記第3回転要素の回転速度が前記第4回転要素の回転速度よりも高くなろうとした場合に係合して前記第2動力伝達経路を接続する車両用駆動装置。 With a rotating electrical machine,
An output member drivingly connected to the wheel;
A first transmission device that transmits torque by connecting the rotating electrical machine and the output member via a first power transmission path;
And a second transmission device that transmits the torque by connecting the rotating electrical machine and the output member with a second power transmission path different from the first power transmission path,
The relationship between the rotating electric machine and the output member in the state in which the first power transmission path is connected is the relation between the rotating electric machine and the output member in the state in which the second power transmission path is connected. It is identical to the relationship of the direction of rotation with
The ratio of the rotational speed of the rotating electrical machine to the rotational speed of the output member is a transmission ratio, and the transmission ratio of the second power transmission path is larger than the transmission ratio of the first power transmission path,
The first transmission device includes a first engagement device that connects or disconnects the first power transmission path, a first rotating element in the first power transmission path, and a first on the output member side of the first rotating element. And a first one-way clutch provided between the two rotating elements;
The first one-way clutch is released when the rotational speed of the first rotary element is higher than the rotational speed of the second rotary element to shut off the first power transmission path, and the rotation of the first rotary element Engaging to connect the first power transmission path if the speed is going to be lower than the rotational speed of the second rotating element,
The second transmission device includes a second one-way clutch provided between a third rotating element in the second power transmission path and a fourth rotating element closer to the output member than the third rotating element.
The second one-way clutch is released when the rotational speed of the third rotary element is lower than the rotational speed of the fourth rotary element to shut off the second power transmission path, and the rotation of the third rotary element The vehicle drive device engaged to connect the second power transmission path when the speed is going to be higher than the rotational speed of the fourth rotating element.
前記出力部材は、前記第1軸に平行な第2軸上に配置されると共に、互いに一体的に回転する第1ギヤ及び第2ギヤを備え、
前記第1伝達装置は、前記第1ギヤに噛み合う第3ギヤを備え、
前記第2伝達装置は、前記第2ギヤに噛み合う第4ギヤを備えている請求項1に記載の車両用駆動装置。 The first transmission device and the second transmission device are disposed on a first axis,
The output member is disposed on a second axis parallel to the first axis, and includes a first gear and a second gear that rotate integrally with each other.
The first transmission device includes a third gear meshing with the first gear,
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the second transmission device includes a fourth gear meshing with the second gear.
前記制御装置は、前記第2ワンウェイクラッチが係合していると共に前記第1係合装置及び前記第1ワンウェイクラッチが解放されている状態から、前記回転電機に発電を行わせる場合に、前記回転電機の駆動を制御して前記回転電機の回転速度を前記第1ワンウェイクラッチが係合する回転速度まで低下させた後、前記回転電機に、前進力行方向の正転トルクとは反対方向の逆転トルクを出力させる請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 A control device for controlling the drive of the rotating electrical machine and the engagement state of the first engagement device;
In the case where the control device causes the rotating electrical machine to generate power from a state in which the second one-way clutch is engaged and the first engagement device and the first one-way clutch are released, After controlling the drive of the electric machine to reduce the rotational speed of the rotary electric machine to the rotational speed at which the first one-way clutch engages, reverse torque in the direction opposite to the forward rotation torque in the forward powering direction is sent to the rotary electric machine. The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記制御装置は、前記第1係合装置が係合していると共に前記第2ワンウェイクラッチが解放されている状態から、前記第2ワンウェイクラッチを係合させる場合に、前記第1係合装置を解放させた後、前記回転電機の駆動を制御して前記回転電機の回転速度を前記第2ワンウェイクラッチが係合する回転速度まで上昇させ、その後、前記回転電機に、前進力行方向の正転トルクを出力させる請求項1から6のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 A control device for controlling the drive of the rotating electrical machine and the engagement state of the first engagement device;
The control device causes the first engagement device to be engaged when the second one-way clutch is engaged from a state in which the first engagement device is engaged and the second one-way clutch is released. After release, the drive of the rotary electric machine is controlled to increase the rotational speed of the rotary electric machine to the rotational speed at which the second one-way clutch engages, and thereafter, the rotary electric machine is subjected to forward rotation torque in the forward power running direction. The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 6, wherein
前記制御装置は、前記第2ワンウェイクラッチが係合していると共に前記第1係合装置及び前記第1ワンウェイクラッチが解放されている状態から、前記第1係合装置を係合させる場合に、前記回転電機の駆動を制御して前記回転電機の回転速度を前記第1ワンウェイクラッチが係合する回転速度まで低下させた後、前記第1係合装置を係合させ、その後、前記回転電機に、前進力行方向の正転トルクを出力させる請求項1から7のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 A control device for controlling the drive of the rotating electrical machine and the engagement state of the first engagement device;
When the control device engages the first engagement device from a state in which the second one-way clutch is engaged and the first engagement device and the first one-way clutch are released, After controlling the drive of the rotary electric machine to reduce the rotational speed of the rotary electric machine to the rotational speed at which the first one-way clutch engages, the first engagement device is engaged, and then the rotary electric machine is The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 7, wherein a forward rotation torque in the forward power running direction is output.
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WO2023095821A1 (en) * | 2021-11-24 | 2023-06-01 | 株式会社アイシン | Drive device for vehicle |
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