JP2021091385A - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】入力部材と回転電機と分配用差動歯車機構と伝達機構とを備えた構成であっても、軸方向の寸法を小さく抑え易い車両用駆動装置を提供する。【解決手段】分配用差動歯車機構SPは、内燃機関EGに駆動連結される入力部材Iに駆動連結された第1分配用回転要素Es1と、第2分配用回転要素Es2と、回転電機MG1のロータRo1に駆動連結された第3分配用回転要素Es3と、を備え、第1係合装置CL1は、入力部材Iと第1分配用回転要素Es1との間の動力伝達経路に配置され、第2係合装置CL2は、3つの回転要素Es1,Es2,Es3のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接し、入力部材I、分配用差動歯車機構SP、第1係合装置CL1、及び第2係合装置CL2が第1軸X1上に配置され、回転電機MG1が第2軸X2上に配置され、伝達機構Tの伝達係合装置CLtが第3軸X3上に配置されている。【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、回転電機と、動力伝達の状態を切り替える伝達係合装置を備えた伝達機構と、分配用差動歯車機構と、を備えた車両用駆動装置に関する。
このような車両用駆動装置の一例が、下記の特許文献1に開示されている。以下、この背景技術の説明では、特許文献1における符号を括弧内に引用する。
特許文献1の車両用駆動装置(10)は、内燃機関(12)に駆動連結される入力部材と、車輪(70)に駆動連結される出力部材(64)と、回転電機(14)と、3つの回転要素(30,34,38)を備えた遊星歯車機構である分配用差動歯車機構(22)と、当該分配用差動歯車機構から伝達された回転を変速して出力部材(64)に伝達する伝達機構(24)と、を備えている。
特許文献1の車両用駆動装置(10)では、入力部材と、回転電機(14)と、分配用差動歯車機構(22)と、伝達機構(24)の一部(46)とが、同軸に配置されていると共に、軸方向に並んで配置されている。そのため、車両用駆動装置(10)の軸方向の寸法が大型化し易いという課題があった。
そこで、入力部材と回転電機と分配用差動歯車機構と伝達機構とを備えた構成であっても、軸方向の寸法を小さく抑え易い車両用駆動装置の実現が望まれる。
上記に鑑みた、車両用駆動装置の特徴構成は、
内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
ロータを備えた回転電機と、
動力伝達の状態を切り替える伝達係合装置を備えた伝達機構と、
第1分配用回転要素、第2分配用回転要素、及び第3分配用回転要素を備え、前記第1分配用回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第3分配用回転要素が前記ロータに駆動連結された分配用差動歯車機構と、
前記入力部材と前記第1分配用回転要素との間の動力伝達経路に配置された第1係合装置と、
前記第1分配用回転要素、前記第2分配用回転要素、及び前記第3分配用回転要素の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置と、を備え、
前記伝達機構は、前記分配用差動歯車機構から伝達された回転を前記出力部材に伝達するように構成され、
前記入力部材と、前記分配用差動歯車機構と、前記第1係合装置と、前記第2係合装置とが、第1軸上に配置され、
前記回転電機が、前記第1軸とは異なる第2軸上に配置され、
前記伝達係合装置が、前記第1軸及び前記第2軸とは異なる第3軸上に配置されている点にある。
内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
ロータを備えた回転電機と、
動力伝達の状態を切り替える伝達係合装置を備えた伝達機構と、
第1分配用回転要素、第2分配用回転要素、及び第3分配用回転要素を備え、前記第1分配用回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第3分配用回転要素が前記ロータに駆動連結された分配用差動歯車機構と、
前記入力部材と前記第1分配用回転要素との間の動力伝達経路に配置された第1係合装置と、
前記第1分配用回転要素、前記第2分配用回転要素、及び前記第3分配用回転要素の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置と、を備え、
前記伝達機構は、前記分配用差動歯車機構から伝達された回転を前記出力部材に伝達するように構成され、
前記入力部材と、前記分配用差動歯車機構と、前記第1係合装置と、前記第2係合装置とが、第1軸上に配置され、
前記回転電機が、前記第1軸とは異なる第2軸上に配置され、
前記伝達係合装置が、前記第1軸及び前記第2軸とは異なる第3軸上に配置されている点にある。
この特徴構成によれば、入力部材、分配用差動歯車機構、並びに第1係合装置及び第2係合装置と、回転電機と、伝達機構の伝達係合装置とが、3つの軸上に分かれて配置されている。これにより、入力部材と回転電機と分配用差動歯車機構と伝達係合装置を含む複数の係合装置とが同軸上に配置された構成と比較して、車両用駆動装置の軸方向の寸法を小さく抑えることができる。つまり、入力部材と回転電機と分配用差動歯車機構と伝達機構とを備えた構成であっても、車両用駆動装置の軸方向の寸法を小さく抑えることが容易となっている。
1.第1の実施形態
以下では、第1の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る車両用駆動装置100は、第1駆動部100Aと、第2駆動部100Bと、を備えている。第1駆動部100Aは一対の第1車輪W1を駆動対象とし、第2駆動部100Bは一対の第2車輪W2を駆動対象としている。本実施形態では、第1車輪W1は車両の前輪であり、第2車輪W2は車両の後輪である。
以下では、第1の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る車両用駆動装置100は、第1駆動部100Aと、第2駆動部100Bと、を備えている。第1駆動部100Aは一対の第1車輪W1を駆動対象とし、第2駆動部100Bは一対の第2車輪W2を駆動対象としている。本実施形態では、第1車輪W1は車両の前輪であり、第2車輪W2は車両の後輪である。
図1に示すように、第1駆動部100Aは、内燃機関EGに駆動連結される入力部材Iと、第1車輪W1に駆動連結される第1出力部材O1と、第1ステータSt1及び第1ロータRo1を備えた第1回転電機MG1と、分配用差動歯車機構SPと、伝達係合装置CLtを備えた伝達機構Tと、第1係合装置CL1と、第2係合装置CL2と、を備えている。本実施形態では、第1駆動部100Aは、第1出力用差動歯車機構DF1を更に備えている。
ここで、本願において「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力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。ただし、遊星歯車機構の各回転要素について「駆動連結」という場合には、遊星歯車機構における複数の回転要素が、互いに他の回転要素を介することなく連結されている状態を指すものとする。
入力部材I、分配用差動歯車機構SP、第1係合装置CL1、及び第2係合装置CL2は、第1ロータRo1の回転軸心としての第1軸X1上に配置されている。第1回転電機MG1は、その回転軸心としての第2軸X2上に配置されている。伝達機構Tの伝達係合装置CLtは、その回転軸心としての第3軸X3上に配置されている。本実施形態では、第1出力部材O1及び第1出力用差動歯車機構DF1は、それらの回転軸心としての第4軸X4上に配置されている。
図2に示すように、第2駆動部100Bは、第2ステータSt2及び第2ロータRo2を備えた第2回転電機MG2と、第2車輪W2に駆動連結される第2出力部材O2と、を備えている。本実施形態では、第2駆動部100Bは、第2カウンタギヤ機構CG2と、第2出力用差動歯車機構DF2と、を更に備えている。
本実施形態では、第2回転電機MG2は、第2ロータRo2の回転軸心としての第5軸X5上に配置されている。更に、本実施形態では、第2カウンタギヤ機構CG2は、その回転軸心としての第6軸X6上に配置されている。また、本実施形態では、第2出力部材O2及び第2出力用差動歯車機構DF2は、それらの回転軸心としての第7軸X7上に配置されている。
本例では、上記の軸X1〜X7は、互いに平行に配置されている。以下の説明では、上記の軸X1〜X7に平行な方向を、車両用駆動装置100の「軸方向L」とする。そして、図1に示すように、軸方向Lにおいて、内燃機関EGに対して入力部材Iが配置される側を「軸方向第1側L1」とし、その反対側を「軸方向第2側L2」とする。また、上記の軸X1〜X7のそれぞれに直交する方向を、各軸を基準とした「径方向R」とする。なお、どの軸を基準とするかを区別する必要がない場合やどの軸を基準とするかが明らかである場合には、単に「径方向R」と記す場合がある。
本実施形態では、入力部材Iは、軸方向Lに沿って延在する入力軸1である。入力軸1は、伝達されるトルクの変動を減衰するダンパ装置DPを介して、内燃機関EGの出力軸Eoに駆動連結されている。内燃機関EGは、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、ディーゼルエンジン等)である。
第1回転電機MG1は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能とを有している。具体的には、第1回転電機MG1は、バッテリやキャパシタ等の蓄電装置BT(図3参照)と電気的に接続されている。そして、第1回転電機MG1は、蓄電装置BTに蓄えられた電力により力行して駆動力を発生する。また、第1回転電機MG1は、内燃機関EGの駆動力、又は第1出力部材O1の側から伝達される駆動力により発電を行って蓄電装置BTを充電する。
第1回転電機MG1の第1ステータSt1は、非回転部材(例えば、第1回転電機MG1等を収容するケース)に固定されている。第1回転電機MG1の第1ロータRo1は、第1ステータSt1に対して回転自在に支持されている。本実施形態では、第1ロータRo1は、第1ステータSt1に対して径方向Rの内側に配置されている。
分配用差動歯車機構SPは、第1分配用回転要素Es1と、第2分配用回転要素Es2と、第3分配用回転要素Es3と、を備えている。第1分配用回転要素Es1は、入力部材Iに駆動連結されている。第3分配用回転要素Es3は、第1ロータRo1に駆動連結されている。
本実施形態では、分配用差動歯車機構SPは、第1サンギヤS1と第1キャリヤC1と第1リングギヤR1とを備えた遊星歯車機構である。本例では、分配用差動歯車機構SPは、第1ピニオンギヤP1を支持する第1キャリヤC1と、第1ピニオンギヤP1に噛み合う第1サンギヤS1と、当該第1サンギヤS1に対して径方向Rの外側に配置されて第1ピニオンギヤP1に噛み合う第1リングギヤR1と、を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構である。
本実施形態では、第1分配用回転要素Es1は、第1サンギヤS1である。更に、本実施形態では、第2分配用回転要素Es2は、第1キャリヤC1である。また、本実施形態では、第3分配用回転要素Es3は、第1リングギヤR1である。したがって、本実施形態に係る分配用差動歯車機構SPの各回転要素の回転速度の順は、第1分配用回転要素Es1、第2分配用回転要素Es2、第3分配用回転要素Es3の順となっている。
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(図5,6等参照)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。
本実施形態では、第1駆動部100Aは、第1ロータRo1と一体的に回転する第1ギヤG1と、第1ギヤG1に駆動連結された第2ギヤG2と、を備えている。
本実施形態では、第1ギヤG1は、第2軸X2上に配置されている。そして、第1ギヤG1は、軸方向Lに沿って延在する第1ロータ軸RS1を介して、第1ロータRo1と一体的に回転するように連結されている。
本実施形態では、第2ギヤG2は、第1ギヤG1に噛み合っている。また、第2ギヤG2は、第1軸X1上に配置されている。そして、第2ギヤG2は、分配用差動歯車機構SPの第1リングギヤR1に対して、径方向Rの外側であって、径方向Rに沿う径方向視で分配用差動歯車機構SPと重複する位置に配置されている。ここで、2つの要素の配置に関して、「特定方向視で重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線と直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの要素の双方に交わる領域が少なくとも一部に存在することを指す。
また、本実施形態では、第2ギヤG2は、第1リングギヤR1と一体的に回転するように連結されている。本例では、第1軸X1を軸心とする筒状のギヤ形成部材2が設けられている。そして、ギヤ形成部材2の外周面に第2ギヤG2が形成され、ギヤ形成部材2の内周面に第1リングギヤR1が形成されている。
伝達機構Tは、分配用差動歯車機構SPから伝達された回転を第1出力部材O1に伝達する。伝達機構Tの伝達係合装置CLtは、動力伝達の状態を切り替えるための係合装置である。本実施形態では、伝達機構Tは、変速比が異なる複数の変速段を形成し得る変速機TMである。
変速機TMは、分配用差動歯車機構SPから伝達された回転を、伝達係合装置CLtによって形成された変速段に応じた変速比で変速して第1出力部材O1に伝達する。なお、変速機TMは、伝達係合装置CLtによって形成された変速段に応じた変速比が1の場合、分配用差動歯車機構SPから伝達された回転をそのまま第1出力部材O1に伝達する。伝達係合装置CLtは、変速比が異なる少なくとも2つの変速段のいずれかを形成する。本実施形態では、伝達係合装置CLtは、比較的変速比が大きい第1変速段(低速段)ST1と、当該第1変速段ST1よりも変速比が小さい第2変速段(高速段)ST2とのいずれかを形成する。
本実施形態では、変速機TMは、第3ギヤG3と、第4ギヤG4と、第5ギヤG5と、第6ギヤG6と、変速出力ギヤ3と、を備えている。
第3ギヤG3と第4ギヤG4とは、同軸上に配置されている。本実施形態では、第3ギヤG3と第4ギヤG4とは、第1軸X1上に配置されている。
第3ギヤG3は、分配用差動歯車機構SPの第1キャリヤC1と一体的に回転するように連結されている。本実施形態では、第3ギヤG3は、分配用差動歯車機構SPに対して軸方向第1側L1に配置されている。また、本実施形態では、第3ギヤG3は、第1回転電機MG1に対して軸方向第2側L2であって、軸方向Lに沿う軸方向視で第1回転電機MG1と重複する位置に配置されている。
第4ギヤG4は、分配用差動歯車機構SPの第1リングギヤR1と一体的に回転するように連結されている。本実施形態では、第4ギヤG4は、第1リングギヤR1に対して、径方向Rの外側であって、径方向Rに沿う径方向視で分配用差動歯車機構SPと重複する位置に配置されている。つまり、本実施形態では、変速機TMと分配用差動歯車機構SPとが、径方向Rに沿う径方向視で互いに重複するように配置されている。図示の例では、変速機TMの構成部材のうちの第4ギヤG4及び第6ギヤG6が、径方向視で分配用差動歯車機構SPと重複している。また、伝達係合装置CLtも、径方向視で分配用差動歯車機構SPと重複している。また、本例では、第4ギヤG4は、第2ギヤG2としても機能する。換言すれば、第2ギヤG2と第4ギヤG4とが、1つのギヤとしてギヤ形成部材2の外周面に形成されている。これにより、第2ギヤG2と第4ギヤG4とが独立して設けられた構成と比較して、車両用駆動装置100(第1駆動部100A)の製造コストを低減することができる。
第5ギヤG5は、第3ギヤG3に噛み合っている。第6ギヤG6は、第4ギヤG4に噛み合っている。本実施形態では、第6ギヤG6は、第4ギヤG4(第2ギヤG2)の周方向における第1ギヤG1とは異なる位置で、第4ギヤG4に噛み合っている。変速出力ギヤ3は、第5ギヤG5及び第6ギヤG6に対して相対的に回転可能に構成されている。第5ギヤG5、第6ギヤG6、及び変速出力ギヤ3は、第3軸X3上に配置されている。本実施形態では、第5ギヤG5、第6ギヤG6、及び変速出力ギヤ3は、軸方向第1側L1から軸方向第2側L2に向けて、記載の順に軸方向Lに並んで配置されている。
第3ギヤG3の歯数と第4ギヤG4の歯数とは異なっている。つまり、第3ギヤG3の外径と第4ギヤG4の外径とが異なっている。そして、上述したように、第3ギヤG3と第4ギヤG4とが同軸上に配置されていると共に、第3ギヤG3に噛み合う第5ギヤG5と第4ギヤG4に噛み合う第6ギヤG6とが同軸上に配置されている。そのため、第3ギヤG3の外径が第4ギヤG4の外径よりも小さい場合には、第5ギヤG5の外径が第6ギヤG6の外径よりも大きい。一方、第3ギヤG3の外径が第4ギヤG4の外径よりも大きい場合には、第5ギヤG5の外径が第6ギヤG6の外径よりも小さい。したがって、第3ギヤG3に対する第5ギヤG5の歯数比と、第4ギヤG4に対する第6ギヤG6の歯数比とが異なっている。本実施形態では、第3ギヤG3の外径が第4ギヤG4の外径よりも小さく、第3ギヤG3の歯数は第4ギヤG4の歯数よりも少ない。そのため、本実施形態では、第5ギヤG5の外径が第6ギヤG6の外径よりも大きく、第5ギヤG5の歯数は第6ギヤG6の歯数よりも多い。したがって、第3ギヤG3に対する第5ギヤG5の歯数比は、第4ギヤG4に対する第6ギヤG6の歯数比よりも大きい。
本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第5ギヤG5及び第6ギヤG6のいずれかを、変速出力ギヤ3に連結するように構成されている。上述したように、本実施形態では、第3ギヤG3に対する第5ギヤG5の歯数比は、第4ギヤG4に対する第6ギヤG6の歯数比よりも大きい。そのため、伝達係合装置CLtが第5ギヤG5を変速出力ギヤ3に連結させた場合には、第2変速段ST2よりも変速比が大きい第1変速段(低速段)ST1が形成される。一方、伝達係合装置CLtが第6ギヤG6を変速出力ギヤ3に連結させた場合には、第1変速段ST1よりも変速比が小さい第2変速段(高速段)ST2が形成される。
更に、本実施形態では、伝達係合装置CLtは、伝達機構Tに動力伝達を行わせないニュートラル状態に切り替え可能に構成されている。伝達係合装置CLtがニュートラル状態の場合、伝達機構Tが分配用差動歯車機構SPから伝達された回転を第1出力部材O1に伝達しない状態、つまり、内燃機関EG及び第1回転電機MG1のいずれの駆動力も第1車輪W1に伝達されない状態となる。本例では、伝達係合装置CLtは、ソレノイド、電動機、油圧シリンダ等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。
本実施形態では、第1出力部材O1は、変速出力ギヤ3に噛み合う第1差動入力ギヤ4である。つまり、変速出力ギヤ3は、第1出力部材O1に駆動連結された「変速出力部材」に相当する。
第1出力用差動歯車機構DF1は、第1出力部材O1の回転を一対の第1車輪W1に分配するように構成されている。本実施形態では、第1出力用差動歯車機構DF1は、傘歯車型の差動歯車機構である。具体的には、第1出力用差動歯車機構DF1は、中空の第1差動ケースと、当該第1差動ケースと一体的に回転するように支持された第1ピニオンシャフトと、当該第1ピニオンシャフトに対して回転可能に支持された一対の第1ピニオンギヤと、当該一対の第1ピニオンギヤに噛み合って分配出力要素として機能する一対の第1サイドギヤと、を備えている。第1差動ケースには、第1ピニオンシャフト、一対の第1ピニオンギヤ、及び一対の第1サイドギヤが収容されている。本実施形態では、第1差動ケースには、第1出力部材O1としての第1差動入力ギヤ4が、当該第1差動ケースの径方向Rの外側に突出するように連結されている。そして、一対の第1サイドギヤのそれぞれには、第1車輪W1に駆動連結された第1ドライブシャフトDS1が一体的に回転可能に連結されている。こうして、第1出力用差動歯車機構DF1は、一対の第1ドライブシャフトDS1を介して、第1出力部材O1(第1差動入力ギヤ4)の回転を一対の第1車輪W1に分配する。
第1係合装置CL1は、入力部材Iと分配用差動歯車機構SPの第1分配用回転要素Es1との間の動力伝達経路に配置されている。本実施形態では、第1係合装置CL1は、入力部材Iと第1サンギヤS1との間の動力伝達を断接するように構成されている。本例では、第1係合装置CL1は、一対の摩擦部材を備え、当該一対の摩擦部材同士の係合の状態が油圧によって制御される摩擦係合装置である。これにより、第1係合装置CL1を滑り係合状態として、第1係合装置CL1の伝達トルク容量を制御することができる。したがって、第1回転電機MG1の駆動力を利用して内燃機関EGを始動する場合に、第1回転電機MG1から内燃機関EGに伝達されるトルクを制御することができるため、第1回転電機MG1を一旦停止する必要がない。ここで、「滑り係合状態」とは、摩擦係合装置の一対の摩擦部材間に回転速度差(滑り)がある係合状態である。
第2係合装置CL2は、分配用差動歯車機構SPの第1分配用回転要素Es1、第2分配用回転要素Es2、及び第3分配用回転要素Es3の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接するように構成されている。本実施形態では、第2係合装置CL2は、第2分配用回転要素Es2としての第1キャリヤC1と、第3分配用回転要素Es3としての第1リングギヤR1との間の動力伝達を断接するように構成されている。本例では、第2係合装置CL2は、ソレノイド、電動機、油圧シリンダ等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。本実施形態では、第2係合装置CL2は、軸方向Lにおける第1係合装置CL1と分配用差動歯車機構SPとの間に配置されている。
図2に示すように、本実施形態では、第2回転電機MG2は、第2車輪W2の駆動力源として機能する。つまり、本実施形態では、第2回転電機MG2は、第1出力部材O1を介することなく、第2出力部材O2に駆動連結されている。
第2回転電機MG2は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能とを有している。具体的には、第2回転電機MG2は、蓄電装置BTと電気的に接続されている。そして、第2回転電機MG2は、蓄電装置BTに蓄えられた電力により力行して駆動力を発生する。また、第2回転電機MG2は、回生中には、第2出力部材O2の側から伝達される駆動力により発電を行って蓄電装置BTを充電する。
第2回転電機MG2の第2ステータSt2は、非回転部材(例えば、第2回転電機MG2等を収容するケース)に固定されている。第2回転電機MG2の第2ロータRo2は、第2ステータSt2に対して回転自在に支持されている。本実施形態では、第2ロータRo2は、第2ステータSt2に対して径方向Rの内側に配置されている。
本実施形態では、第2駆動部100Bは、第2ロータRo2と一体的に回転するロータギヤ5を備えている。ロータギヤ5は、第5軸X5上に配置されている。そして、ロータギヤ5は、軸方向Lに沿って延在する第2ロータ軸RS2を介して、第2ロータRo2と一体的に回転するように連結されている。
第2カウンタギヤ機構CG2は、第2カウンタ入力ギヤ61と、第2カウンタ出力ギヤ62と、これらのギヤ61,62が一体的に回転するように連結する第2カウンタ軸63と、を備えている。
第2カウンタ入力ギヤ61は、第2カウンタギヤ機構CG2の入力要素である。第2カウンタ入力ギヤ61は、ロータギヤ5に噛み合っている。
第2カウンタ出力ギヤ62は、第2カウンタギヤ機構CG2の出力要素である。本実施形態では、第2カウンタ出力ギヤ62は、第2カウンタ入力ギヤ61よりも軸方向第2側L2に配置されている。また、本実施形態では、第2カウンタ出力ギヤ62は、第2カウンタ入力ギヤ61よりも小径に形成されている。
本実施形態では、第2出力部材O2は、第2カウンタギヤ機構CG2の第2カウンタ出力ギヤ62に噛み合う第2差動入力ギヤ7である。
第2出力用差動歯車機構DF2は、第2出力部材O2の回転を一対の第2車輪W2に分配するように構成されている。本実施形態では、第2出力用差動歯車機構DF2は、傘歯車型の差動歯車機構である。具体的には、第2出力用差動歯車機構DF2は、中空の第2差動ケースと、当該第2差動ケースと一体的に回転するように支持された第2ピニオンシャフトと、当該第2ピニオンシャフトに対して回転可能に支持された一対の第2ピニオンギヤと、当該一対の第2ピニオンギヤに噛み合って分配出力要素として機能する一対の第2サイドギヤと、を備えている。第2差動ケースには、第2ピニオンシャフト、一対の第2ピニオンギヤ、及び一対の第2サイドギヤが収容されている。本実施形態では、第2差動ケースには、第2出力部材O2としての第2差動入力ギヤ7が、当該第2差動ケースの径方向Rの外側に突出するように連結されている。そして、一対の第2サイドギヤのそれぞれには、第2車輪W2に駆動連結された第2ドライブシャフトDS2が一体的に回転可能に連結されている。こうして、第2出力用差動歯車機構DF2は、一対の第2ドライブシャフトDS2を介して、第2出力部材O2(第2差動入力ギヤ7)の回転を一対の第2車輪W2に分配する。
図3に示すように、車両用駆動装置100は、当該車両用駆動装置100が搭載される車両の各部の制御を行うための制御装置10を備えている。本実施形態では、制御装置10は、主制御部11と、内燃機関EGを制御する内燃機関制御部12と、第1回転電機MG1を制御する第1回転電機制御部13と、第2回転電機MG2を制御する第2回転電機制御部14と、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び伝達係合装置CLtの係合の状態を制御する係合制御部15と、を備えている。
主制御部11は、内燃機関制御部12、第1回転電機制御部13、第2回転電機制御部14、及び係合制御部15のそれぞれに対して、各制御部が担当する装置を制御する指令を出力する。内燃機関制御部12は、内燃機関EGが、主制御部11から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部11から指令された目標回転速度となるように内燃機関EGを制御する。第1回転電機制御部13は、第1回転電機MG1が、主制御部11から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部11から指令された目標回転速度となるように第1回転電機MG1を制御する。第2回転電機制御部14は、第2回転電機MG2が、主制御部11から指令された目標トルクを出力するように、或いは、主制御部11から指令された目標回転速度となるように第2回転電機MG2を制御する。係合制御部15は、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び伝達係合装置CLtのそれぞれが、主制御部11から指令された係合の状態となるように、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び伝達係合装置CLtを動作させるためのアクチュエータ(図示を省略)を制御する。
また、主制御部11は、車両用駆動装置100が搭載される車両の各部の情報を取得するために、当該車両の各部に設けられたセンサからの情報を取得可能に構成されている。本実施形態では、主制御部11は、SOCセンサSe1、車速センサSe2、アクセル操作量センサSe3、及びシフト位置センサSe4からの情報を取得可能に構成されている。
SOCセンサSe1は、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2と電気的に接続された、蓄電装置BTの状態を検出するためのセンサである。SOCセンサSe1は、例えば、電圧センサや電流センサ等により構成されている。主制御部11は、SOCセンサSe1から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、蓄電装置BTの充電量(SOC:State of Charge)を算出する。
車速センサSe2は、車両用駆動装置100が搭載される車両の走行速度(車速)を検出するためのセンサである。本実施形態では、車速センサSe2は、第1出力部材O1の回転速度を検出するためのセンサである。主制御部11は、車速センサSe2から出力される上記回転速度の情報に基づいて、第1出力部材O1の回転速度(角速度)を算出する。第1出力部材O1の回転速度は車速に比例するため、主制御部11は、車速センサSe2の検出信号に基づいて車速を算出する。
アクセル操作量センサSe3は、車両用駆動装置100が搭載される車両に設けられたアクセルペダルの運転者による操作量を検出するためのセンサである。主制御部11は、アクセル操作量センサSe3の検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの操作量を算出する。
シフト位置センサSe4は、車両用駆動装置100が搭載される車両の運転者により操作されるシフトレバーの選択位置(シフト位置)を検出するためのセンサである。主制御部11は、シフト位置センサSe4の検出信号に基づいてシフト位置を算出する。シフトレバーは、パーキングレンジ(Pレンジ)、後進走行レンジ(Rレンジ)、ニュートラルレンジ(Nレンジ)、前進走行レンジ(Dレンジ)等を選択可能に構成されている。
主制御部11は、上記のセンサSe1〜Se4からの情報に基づいて、後述する車両用駆動装置100における複数の動作モードの選択を行う。主制御部11は、係合制御部15を介して、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び伝達係合装置CLtのそれぞれを、選択した動作モードに応じた係合の状態に制御することにより、当該選択した動作モードへの切り替えを行う。更に、主制御部11は、内燃機関制御部12、第1回転電機制御部13、及び第2回転電機制御部14を介して、内燃機関EG、第1回転電機MG1、及び第2回転電機MG2の動作状態を協調制御することにより、選択した動作モードに応じた適切な車両の走行を可能とする。
図4に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、動作モードとして、電気式トルクコンバータモード(以下、「eTCモード」と記す)と、第1EVモードと、第2EVモードと、第1HVモードと、第2HVモードと、充電モードと、を備えている。
図4に、本実施形態の車両用駆動装置100の各動作モードにおける、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び伝達係合装置CLtの状態を示す。なお、図4の第1係合装置CL1及び第2係合装置CL2の欄において、「〇」は対象の係合装置が係合状態であることを示し、「×」は対象の係合装置が解放状態であることを示している。また、図4の伝達係合装置CLtの欄において、「Lo」は伝達係合装置CLtが第1変速段(低速段)ST1を形成していることを示し、「Hi」は伝達係合装置CLtが第2変速段(高速段)ST2を形成していることを示し、「N」は伝達係合装置CLtがニュートラル状態となっていることを示している。
eTCモードは、分配用差動歯車機構SPにより、第1回転電機MG1のトルクを反力として内燃機関EGのトルクを増幅して第1出力部材O1側に伝達し、車両を走行させるモードである。このモードは、内燃機関EGのトルクを増幅して第1出力部材O1に伝達することができるため、所謂、電気式トルクコンバータモードと称される。eTCモードは、車両の発進時等、車速が比較的低い場合に選択される。本実施形態のeTCモードでは、第1回転電機MG1は、負回転しつつ正トルクを出力して発電し、分配用差動歯車機構SPは、第1回転電機MG1のトルクと内燃機関EGのトルクとを合わせて、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクを第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力する。そして、第2分配用回転要素Es2の回転は、変速機TMにおいて第1変速段ST1に応じた変速比で変速されて変速出力ギヤ3に伝達される(図5参照)。そのため、蓄電装置BTの充電量が比較的低い場合であってもeTCモードを選択可能である。
図4に示すように、eTCモードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が解放状態であり、伝達係合装置CLtが伝達機構Tに動力伝達を行わせる状態となるように制御される。本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第1変速段(低速段)ST1を形成した状態となるように制御される。そして、eTCモードでは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1がトルクを出力するように制御される。よって、eTCモードは、「第1モード」に相当する。
第1EVモードは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1のうち、第1回転電機MG1のみの駆動力により、比較的低速で車両を走行させるモードである。第2EVモードは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1のうち、第1回転電機MG1のみの駆動力により、比較的高速で車両を走行させるモードである。第1HVモードは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1の双方の駆動力により、比較的低速で車両を走行させるモードである。第2HVモードは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1の双方の駆動力により、比較的高速で車両を走行させるモードである。第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードは、車速及び蓄電装置BTの充電量のそれぞれが規定値以上である場合に選択される。
第1EVモードでは、第1係合装置CL1が解放状態であり、第2係合装置CL2が係合状態であり、伝達係合装置CLtが伝達機構Tに動力伝達を行わせる状態となるように制御される。本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第1変速段(低速段)ST1を形成した状態となるように制御される。一方、第2EVモードでは、第1係合装置CL1が解放状態であり、第2係合装置CL2が係合状態であり、伝達係合装置CLtが伝達機構Tに動力伝達を行わせる状態となるように制御される。本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第2変速段(高速段)ST2を形成した状態となるように制御される。そして、第1EVモード及び第2EVモードでは、内燃機関EGが停止し、第1回転電機MG1がトルクを出力するように制御される。よって、第1EVモード及び第2EVモードは、「第2モード」に相当する。
第1EVモード及び第2EVモードでは、第1係合装置CL1が解放状態とされることによって内燃機関EGが分配用差動歯車機構SPから分離されると共に、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3が互いに一体的に回転する状態となる。その結果、第1ギヤG1から第2ギヤG2に伝達された第1回転電機MG1の回転は、そのまま変速機TMの第3ギヤG3及び第4ギヤG4に伝達される。変速機TMに伝達された回転は、伝達係合装置CLtの状態に応じて、第1EVモードでは第1変速段ST1の変速比、第2EVモードでは第2変速段ST2の変速比で変速されて変速出力ギヤ3に伝達される。
第1HVモードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が係合状態であり、伝達係合装置CLtが伝達機構Tに動力伝達を行わせる状態となるように制御される。本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第1変速段(低速段)ST1を形成した状態となるように制御される。一方、第2HVモードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が係合状態であり、伝達係合装置CLtが伝達機構Tに動力伝達を行わせる状態となるように制御される。本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第2変速段(高速段)ST2を形成した状態となるように制御される。そして、第1HVモード及び第2HVモードでは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1がトルクを出力するように制御される。よって、第1HVモード及び第2HVモードは、「第3モード」に相当する。
第1HVモード及び第2HVモードでは、第1係合装置CL1が係合状態とされることによって内燃機関EGが分配用差動歯車機構SPに連結されると共に、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3が互いに一体的に回転する状態となる。その結果、入力部材Iを介して伝達される内燃機関EGの回転、及び、第1ギヤG1から第2ギヤG2に伝達された第1回転電機MG1の回転は、そのまま変速機TMの第3ギヤG3及び第4ギヤG4に伝達される。変速機TMに伝達された回転は、伝達係合装置CLtの状態に応じて、第1HVモードでは第1変速段ST1の変速比、第2HVモードでは第2変速段ST2の変速比で変速されて変速出力ギヤ3に伝達される。
充電モードは、内燃機関EGの駆動力により第1回転電機MG1に発電を行わせて、蓄電装置BTを充電するモードである。充電モードは、蓄電装置BTの充電量が規定値未満である場合に選択される。
充電モードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が係合状態であり、伝達係合装置CLtがニュートラル状態となるように制御される。そして、充電モードでは、内燃機関EGがトルクを出力し、第1回転電機MG1が内燃機関EGのトルクによって回転する第1ロータRo1の回転方向とは反対方向のトルクを出力することにより発電するように制御される。よって、充電モードは、「第4モード」に相当する。なお、充電モードでは、車両を停車させていても良いし、第1回転電機MG1が発電した電力により第2回転電機MG2を力行させ、当該第2回転電機MG2の駆動力を第2車輪W2に伝達することで車両を走行させても良い。このように充電モードとしつつ第2回転電機MG2の駆動力によって車両を走行させるモードは、所謂、シリーズハイブリッドモードと称される。
図5に、本実施形態のeTCモードにおける分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。図5の速度線図において、縦軸は、分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの各回転要素の回転速度に対応している。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれは、分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの各回転要素に対応している。また、図5の速度線図において、複数本の縦線の上方に示された符号は、対応する回転要素の符号である。そして、複数本の縦線の下方に示された符号は、上方に示された符号に対応する回転要素に駆動連結された要素の符号である。このような速度線図の記載方法は、図6等の他の速度線図においても同様である。
図5に示すように、本実施形態のeTCモードでは、内燃機関EGが正回転しつつ正トルクを出力し、第1回転電機MG1が負回転しつつ正トルクを出力して発電する。これにより、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクが分配用差動歯車機構SPの第1キャリヤC1に伝達される。このトルクによって回転する第1キャリヤC1の回転が、変速機TMの第3ギヤG3に伝達される。そして、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
図6に、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードにおける、分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。
図6に示すように、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードでは、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3が互いに一体的に回転する状態となる。このように一体回転する分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3に対して、第1EVモード及び第2EVモードでは第1回転電機MG1のトルクが伝達され、第1HVモード及び第2HVモードでは内燃機関EG及び第1回転電機MG1のトルクが伝達される。これらのトルクによって回転する分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3のうち、第2分配用回転要素Es2である第1キャリヤC1から出力された回転が、変速機TMの第3ギヤG3に伝達される。一方、第3分配用回転要素Es3である第1リングギヤR1から出力された回転が、変速機TMの第4ギヤG4に伝達される。そして、第1EVモード及び第1HVモードでは、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2EVモード及び第2HVモードでは、第4ギヤG4と第6ギヤG6との間で、第2変速段ST2に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
2.第2の実施形態
以下では、第2の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、第4ギヤG4の構成が、上記第1の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第1の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第1の実施形態と同様とする。
以下では、第2の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、第4ギヤG4の構成が、上記第1の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第1の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第1の実施形態と同様とする。
図7に示すように、本実施形態では、第3ギヤG3及び第4ギヤG4は、分配用差動歯車機構SPの第2分配用回転要素Es2と一体的に回転するように連結されている。本例では、第2分配用回転要素Es2としての第1キャリヤC1が、第3ギヤG3を支持する第1支持部C11と、第4ギヤG4を支持する第2支持部C12と、を備えている。本実施形態においても、第3ギヤG3は、分配用差動歯車機構SPに対して軸方向第1側L1に配置されている。そして、第4ギヤG4は、第1リングギヤR1に対して径方向Rの外側であって、径方向Rに沿う径方向視で分配用差動歯車機構SPと重複する位置に配置されている。
図8に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、動作モードとして、第1eTCモードと、第2eTCモードと、第1EVモードと、第2EVモードと、第1HVモードと、第2HVモードと、充電モードと、を備えている。つまり、本実施形態は、2つのeTCモードを備える点で、上記第1の実施形態と異なっている。
第1eTCモードは、上記第1の実施形態のeTCモードに相当する。第2eTCモードは、伝達係合装置CLtが第2変速段(高速段)ST2を形成した状態となるように制御される点で、第1eTCモードと異なっている。つまり、第2eTCモードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が解放状態であり、伝達係合装置CLtが第2変速段(高速段)ST2を形成した状態となるように制御される。そして、第2eTCモードでは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1がトルクを出力するように制御される。よって、第1eTCモード及び第2eTCモードは、「第1モード」に相当する。
図9に、本実施形態の第1eTCモード及び第2eTCモードにおける分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。
図9に示すように、本実施形態の第1eTCモード及び第2eTCモードでは、第1回転電機MG1は、負回転しつつ正トルクを出力して発電し、分配用差動歯車機構SPは、第1回転電機MG1のトルクと内燃機関EGのトルクとを合わせて、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクを第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力する。第2分配用回転要素Es2の回転は、第1支持部C11を介して変速機TMの第3ギヤG3に伝達されると共に、第2支持部C12を介して変速機TMの第4ギヤG4に伝達される。そして、第1eTCモードでは、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2eTCモードでは、第4ギヤG4と第6ギヤG6との間で、第2変速段ST2に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
図10に、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードにおける、分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。
図10に示すように、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードでは、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3が互いに一体的に回転する状態となる。その結果、分配用差動歯車機構SPの入力回転は、そのまま第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力される。ここで、第1EVモード及び第2EVモードでは、第1回転電機MG1のトルクが分配用差動歯車機構SPに伝達され、第1HVモード及び第2HVモードでは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1の双方のトルクが分配用差動歯車機構SPに伝達される。第2分配用回転要素Es2から出力された回転は、第1支持部C11を介して変速機TMの第3ギヤG3に伝達されると共に、第2支持部C12を介して変速機TMの第4ギヤG4に伝達される。そして、第1EVモード及び第1HVモードでは、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2EVモード及び第2HVモードでは、第4ギヤG4と第6ギヤG6との間で、第2変速段ST2に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
3.第3の実施形態
以下では、第3の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、変速機TMの構成が、上記第2の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第2の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第2の実施形態と同様とする。
以下では、第3の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、変速機TMの構成が、上記第2の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第2の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第2の実施形態と同様とする。
図11に示すように、本実施形態は、変速機TMが、第3ギヤG3、第4ギヤG4、第5ギヤG5、及び第6ギヤG6の代わりに、変速用遊星歯車機構PGを備えている点で、上記第2の実施形態と異なっている。つまり、本実施形態では、変速機TMは、変速用遊星歯車機構PGと、変速出力ギヤ3と、を備えている。
変速用遊星歯車機構PGは、第3軸X3上に配置されている。変速用遊星歯車機構PGは、回転速度の順に、第1変速用回転要素Et1、第2変速用回転要素Et2、及び第3変速用回転要素Et3を備えている。
第1変速用回転要素Et1は、分配用差動歯車機構SPの第2分配用回転要素Es2に駆動連結されている。第3変速用回転要素Et3は、非回転部材(例えば、変速機TM等を収容するケース)に固定されている。第2変速用回転要素Et2は、変速用遊星歯車機構PGの出力要素の1つとなっている。なお、変速用遊星歯車機構PGの出力要素の他の1つは第1変速用回転要素Et1である。
本実施形態では、第1変速用回転要素Et1は、変速入力ギヤ9と一体的に回転するように連結されている。変速入力ギヤ9は、第3軸X3上に配置されている。変速入力ギヤ9は、分配出力ギヤ8に噛み合っている。分配出力ギヤ8は、分配用差動歯車機構SPの第2分配用回転要素Es2と一体的に回転するように連結されている。分配出力ギヤ8は、第1軸X1上に配置されている。
本実施形態では、変速用遊星歯車機構PGは、第2サンギヤS2と第2キャリヤC2と第2リングギヤR2とを備えた遊星歯車機構である。本例では、変速用遊星歯車機構PGは、第2ピニオンギヤP2を支持する第2キャリヤC2と、第2ピニオンギヤP2に噛み合う第2サンギヤS2と、当該第2サンギヤS2に対して径方向Rの外側に配置されて第2ピニオンギヤP2に噛み合う第2リングギヤR2と、を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構である。そのため、本例では、第1分配用回転要素Es1、第2分配用回転要素Es2、及び第3分配用回転要素Es3は、それぞれ、第2サンギヤS2、第2キャリヤC2、及び第2リングギヤR2である。
本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第1変速用回転要素Et1及び第2変速用回転要素Et2のいずれかを、変速出力ギヤ3に連結するように構成されている。また、伝達係合装置CLtは、第1変速用回転要素Et1及び第2変速用回転要素Et2の双方が、変速出力ギヤ3から切り離された状態にもできるように構成されている。伝達係合装置CLtが第2変速用回転要素Et2を変速出力ギヤ3に連結させた場合には、比較的変速比が大きい第1変速段(低速段)ST1が形成される。本例では、これにより、第1変速用回転要素Et1に入力された回転に対して減速された第2変速用回転要素Et2が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、伝達係合装置CLtが第1変速用回転要素Et1を変速出力ギヤ3に連結させた場合には、比較的変速比が小さい第2変速段(高速段)ST2が形成される。本例では、これにより、第1変速用回転要素Et1に入力された回転が、そのままの回転速度で変速出力ギヤ3に伝達される。つまり、本例における第2変速段ST2の変速比は「1」である。また、伝達係合装置CLtが、第1変速用回転要素Et1及び第2変速用回転要素Et2の双方を変速出力ギヤ3から切り離した場合には、変速機TMが分配用差動歯車機構SPから伝達された回転を第1出力部材O1に伝達しないニュートラル状態となる。なお、本例では、第1変速段ST1と第2変速段ST2との移行の間でニュートラル状態が形成されるように、伝達係合装置CLtが構成されている。
本実施形態においても、上記第2の実施形態と同様に、車両用駆動装置100は、動作モードとして、第1eTCモードと、第2eTCモードと、第1EVモードと、第2EVモードと、第1HVモードと、第2HVモードと、充電モードと、を備えている(図8参照)。これらのモードは、上記第2の実施形態のものと同じであるため、詳細な説明は省略する。
図12に、本実施形態の第1eTCモード及び第2eTCモードにおける分配用差動歯車機構SP及び変速機TM(変速用遊星歯車機構PG)の速度線図を示す。変速機TM(変速用遊星歯車機構PG)の速度線図において、複数本の縦線の下方に示された符号は、上方に示された符号に対応する回転要素が変速出力ギヤ3に連結された場合に形成される変速段を表している。
図12に示すように、本実施形態の第1eTCモード及び第2eTCモードでは、第1回転電機MG1は、負回転しつつ正トルクを出力して発電し、分配用差動歯車機構SPは、第1回転電機MG1のトルクと内燃機関EGのトルクとを合わせて、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクを第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力する。第2分配用回転要素Es2の回転は、分配出力ギヤ8及び変速入力ギヤ9を介して変速用遊星歯車機構PGの第1変速用回転要素Et1に伝達される。そして、第1eTCモードでは、第1変速用回転要素Et1と第2変速用回転要素Et2との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2eTCモードでは、第1変速用回転要素Et1の回転が、そのまま変速出力ギヤ3に伝達される。
図13に、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードにおける、分配用差動歯車機構SP及び変速機TM(変速用遊星歯車機構PG)の速度線図を示す。
図13に示すように、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードでは、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3が互いに一体的に回転する状態となる。その結果、分配用差動歯車機構SPの入力回転は、そのまま第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力される。第2分配用回転要素Es2から出力された回転は、分配出力ギヤ8及び変速入力ギヤ9を介して変速用遊星歯車機構PGの第1変速用回転要素Et1に伝達される。そして、第1EVモード及び第1HVモードでは、第1変速用回転要素Et1と第2変速用回転要素Et2との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2EVモード及び第2HVモードでは、第1変速用回転要素Et1の回転が、そのまま変速出力ギヤ3に伝達される。
4.第4の実施形態
以下では、第4の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、分配用差動歯車機構SP、第1ギヤG1、及び第2ギヤG2の構成が、上記第1の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第1の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第1の実施形態と同様とする。
以下では、第4の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、分配用差動歯車機構SP、第1ギヤG1、及び第2ギヤG2の構成が、上記第1の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第1の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第1の実施形態と同様とする。
図14に示すように、本実施形態の分配用差動歯車機構SPでは、第1分配用回転要素Es1、第2分配用回転要素Es2、及び第3分配用回転要素Es3は、それぞれ、第1リングギヤR1、第1キャリヤC1、及び第1サンギヤS1である。
本実施形態では、第2ギヤG2は、分配用差動歯車機構SPに対して軸方向第1側L1に配置されている。そして、第2ギヤG2は、分配用差動歯車機構SPの第1サンギヤS1と一体的に回転するように連結されている。また、本実施形態では、第2係合装置CL2は、軸方向Lにおける第2ギヤG2と第3ギヤG3との間に配置されている。
本実施形態では、第1回転電機MG1は、第1ギヤG1及び第2ギヤG2に対して軸方向第2側L2に配置されている。更に、本実施形態では、第1回転電機MG1は、分配用差動歯車機構SPに対して軸方向第1側L1であって、軸方向Lに沿う軸方向視で分配用差動歯車機構SPと重複する位置に配置されている。また、本実施形態では、第1回転電機MG1は、径方向Rに沿う径方向視で、変速機TM及び第2係合装置CL2と重複する位置に配置されている。
本実施形態においても、上記第1の実施形態と同様に、車両用駆動装置100は、動作モードとして、eTCモードと、第1EVモードと、第2EVモードと、第1HVモードと、第2HVモードと、充電モードと、を備えている(図4参照)。これらのモードは、上記第1の実施形態のものと同じであるため、詳細な説明は省略する。
図15に、本実施形態のeTCモードにおける分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。
図15に示すように、本実施形態のeTCモードでは、第1回転電機MG1は、負回転しつつ正トルクを出力して発電し、分配用差動歯車機構SPは、第1回転電機MG1のトルクと内燃機関EGのトルクとを合わせて、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクを第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力する。第2分配用回転要素Es2の回転は、変速機TMの第3ギヤG3に伝達される。そして、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
図16に、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードにおける、分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。
図16に示すように、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードでは、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3が互いに一体的に回転する状態となる。その結果、分配用差動歯車機構SPの入力回転は、そのまま第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)及び第3分配用回転要素Es3(第1リングギヤR1)から出力される。そして、第2分配用回転要素Es2から出力された回転は、変速機TMの第3ギヤG3に伝達される。一方、第3分配用回転要素Es3から出力された回転は、変速機TMの第4ギヤG4に伝達される。そして、第1EVモード及び第1HVモードでは、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2EVモード及び第2HVモードでは、第4ギヤG4と第6ギヤG6との間で、第2変速段ST2に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
5.第5の実施形態
以下では、第5の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、第3ギヤG3及び第4ギヤG4の構成が、上記第4の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第4の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第4の実施形態と同様とする。
以下では、第5の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、第3ギヤG3及び第4ギヤG4の構成が、上記第4の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第4の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第4の実施形態と同様とする。
図17に示すように、本実施形態では、第3ギヤG3及び第4ギヤG4は、分配用差動歯車機構SPの第2分配用回転要素Es2と一体的に回転するように連結されている。本例では、第2分配用回転要素Es2としての第1キャリヤC1が、第3ギヤG3を支持する第1支持部C11と、第4ギヤG4を支持する第2支持部C12と、を備えている。
本実施形態では、第3ギヤG3の外径は、上記第4の実施形態のものよりも大きい。また、本実施形態では、第4ギヤG4は、第1係合装置CL1に対して径方向Rの外側であって、径方向Rに沿う径方向視で第1係合装置CL1と重複する位置に配置されている。
また、本実施形態では、第1回転電機MG1は、第1ギヤG1及び第2ギヤG2に対して軸方向第1側L1に配置されている。
本実施形態においても、上記第2の実施形態及び第3の実施形態と同様に、車両用駆動装置100は、動作モードとして、第1eTCモードと、第2eTCモードと、第1EVモードと、第2EVモードと、第1HVモードと、第2HVモードと、充電モードと、を備えている(図8参照)。これらのモードは、上記第2の実施形態のものと同じであるため、詳細な説明は省略する。
図18に、本実施形態の第1eTCモード及び第2eTCモードにおける分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。
図18に示すように、本実施形態の第1eTCモード及び第2eTCモードでは、第1回転電機MG1は、負回転しつつ正トルクを出力して発電し、分配用差動歯車機構SPは、第1回転電機MG1のトルクと内燃機関EGのトルクとを合わせて、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクを第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力する。第2分配用回転要素Es2の回転は、第1支持部C11を介して変速機TMの第3ギヤG3に伝達されると共に、第2支持部C12を介して変速機TMの第4ギヤG4に伝達される。そして、第1eTCモードでは、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2eTCモードでは、第4ギヤG4と第6ギヤG6との間で、第2変速段ST2に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
図19に、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードにおける、分配用差動歯車機構SP及び変速機TMの速度線図を示す。
図19に示すように、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードでは、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3が互いに一体的に回転する状態となる。その結果、分配用差動歯車機構SPの入力回転は、そのまま第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力される。第2分配用回転要素Es2から出力された回転は、第1支持部C11を介して変速機TMの第3ギヤG3に伝達されると共に、第2支持部C12を介して変速機TMの第4ギヤG4に伝達される。そして、第1EVモード及び第1HVモードでは、第3ギヤG3と第5ギヤG5との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2EVモード及び第2HVモードでは、第4ギヤG4と第6ギヤG6との間で、第2変速段ST2に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。
6.第6の実施形態
以下では、第6の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、変速機TMの構成が、上記第5の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第5の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第5の実施形態と同様とする。
以下では、第6の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。本実施形態では、変速機TMの構成が、上記第5の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第5の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第5の実施形態と同様とする。
図20に示すように、本実施形態は、変速機TMが、第3ギヤG3、第4ギヤG4、第5ギヤG5、及び第6ギヤG6の代わりに、変速用遊星歯車機構PGを備えている点で、上記第5の実施形態と異なっている。なお、本実施形態の変速用遊星歯車機構PGは、上記第3の実施形態の変速用遊星歯車機構PGと同様に構成されているため、詳細な説明は省略する。
本実施形態では、第2係合装置CL2は、軸方向Lにおける第2ギヤG2と分配出力ギヤ8との間に配置されている。
本実施形態においても、上記第5の実施形態と同様に、車両用駆動装置100は、動作モードとして、第1eTCモードと、第2eTCモードと、第1EVモードと、第2EVモードと、第1HVモードと、第2HVモードと、充電モードと、を備えている(図8参照)。これらのモードは、上記第5の実施形態のものと同じであるため、詳細な説明は省略する。
図21に、本実施形態の第1eTCモード及び第2eTCモードにおける分配用差動歯車機構SP及び変速機TM(変速用遊星歯車機構PG)の速度線図を示す。
図21に示すように、本実施形態の第1eTCモード及び第2eTCモードでは、第1回転電機MG1は、負回転しつつ正トルクを出力して発電し、分配用差動歯車機構SPは、第1回転電機MG1のトルクと内燃機関EGのトルクとを合わせて、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクを第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力する。第2分配用回転要素Es2の回転は、分配出力ギヤ8及び変速入力ギヤ9を介して変速用遊星歯車機構PGの第1変速用回転要素Et1に伝達される。そして、第1eTCモードでは、第1変速用回転要素Et1と第2変速用回転要素Et2との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2eTCモードでは、第1変速用回転要素Et1の回転が、そのまま変速出力ギヤ3に伝達される。
図22に、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードにおける、分配用差動歯車機構SP及び変速機TM(変速用遊星歯車機構PG)の速度線図を示す。
図22に示すように、本実施形態の第1EVモード及び第2EVモード、並びに、第1HVモード及び第2HVモードでは、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3が互いに一体的に回転する状態となる。その結果、分配用差動歯車機構SPの入力回転は、そのまま第2分配用回転要素Es2(第1キャリヤC1)から出力される。第2分配用回転要素Es2から出力された回転は、分配出力ギヤ8及び変速入力ギヤ9を介して変速用遊星歯車機構PGの第1変速用回転要素Et1に伝達される。そして、第1EVモード及び第1HVモードでは、第1変速用回転要素Et1と第2変速用回転要素Et2との間で、第1変速段ST1に応じた変速比で減速された回転が、変速出力ギヤ3に伝達される。一方、第2EVモード及び第2HVモードでは、第1変速用回転要素Et1の回転が、そのまま変速出力ギヤ3に伝達される。
7.第7実施形態
以下では、第7の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。図23に示すように、本実施形態では、伝達機構Tの構成、第1ギヤG1と第2ギヤG2との連結態様、及び第1係合装置CL1の位置が、上記第1の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第1の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第1の実施形態と同様とする。
以下では、第7の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。図23に示すように、本実施形態では、伝達機構Tの構成、第1ギヤG1と第2ギヤG2との連結態様、及び第1係合装置CL1の位置が、上記第1の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第1の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第1の実施形態と同様とする。
本実施形態では、伝達機構Tは、変速比が異なる複数の変速段を形成する変速機TMとして構成されていない。本実施形態では、伝達機構Tは、第1カウンタギヤ機構CG1を備えている。つまり、本実施形態に係る伝達機構Tは、変速比が固定された変速機(ここでは減速機)であるとも言える。
第1カウンタギヤ機構CG1は、分配用差動歯車機構SPの第2分配用回転要素Es2に駆動連結された第1カウンタ入力ギヤCG1aと、第1出力部材O1に駆動連結された第1カウンタ出力ギヤCG1bと、第1カウンタ入力ギヤCG1aと第1カウンタ出力ギヤCG1bとを一体的に回転するように連結する第1カウンタ軸CG1cと、を備えている。
本実施形態では、第1カウンタ入力ギヤCG1aは、分配出力ギヤ8に噛み合っている。分配出力ギヤ8は、分配用差動歯車機構SPの第2分配用回転要素Es2と一体的に回転するように連結されている。分配出力ギヤ8は、第1軸X1上に配置されている。
本実施形態では、第1カウンタ出力ギヤCG1bは、第1出力部材O1としての第1差動入力ギヤ4に噛み合っている。また、本実施形態では、第1カウンタ出力ギヤCG1bは、第1カウンタ入力ギヤCG1aよりも小径に形成されている。
第1カウンタ入力ギヤCG1aと第1カウンタ出力ギヤCG1bとは、互いに相対回転可能に構成されている。本実施形態では、第1カウンタ入力ギヤCG1aは、第1カウンタ軸CG1cに対して相対回転可能に構成されている。そして、第1カウンタ出力ギヤCG1bは、第1カウンタ軸CG1cと一体的に回転するように連結されている。
本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第1カウンタ入力ギヤCG1aと第1カウンタ出力ギヤCG1bとの間での動力伝達を断接するように構成されている。具体的には、本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第1カウンタ入力ギヤCG1aを第1カウンタ軸CG1cに対して選択的に連結するように構成されている。つまり、伝達係合装置CLtが係合された状態では、第1カウンタ入力ギヤCG1aと第1カウンタ軸CG1cとが一体的に回転する。伝達係合装置CLtが解放された状態では、第1カウンタ入力ギヤCG1aと第1カウンタ軸CG1cとの間で動力伝達が行われず、これらは相対回転する。本実施形態では、伝達係合装置CLtは、第1カウンタ入力ギヤCG1aと第1カウンタ出力ギヤCG1bとの間での動力伝達が行われる場合に、伝達機構Tに動力伝達を行わせる状態となる。一方で、伝達係合装置CLtは、第1カウンタ入力ギヤCG1aと第1カウンタ出力ギヤCG1bとの間での動力伝達が遮断された場合に、伝達機構Tに動力伝達を行わせない状態(ニュートラル状態)となる。本例では、伝達係合装置CLtは、ソレノイド、電動機、油圧シリンダ等のアクチュエータによって係合状態と解放状態とを切り替え可能に構成された噛み合い式係合装置(ドグクラッチ)である。
また、本実施形態では、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが、大径ギヤ10a及び小径ギヤ10bを介して駆動連結されている。大径ギヤ10a及び小径ギヤ10bは、それらの回転軸心としての第8軸X8上に配置されている。本例では、第8軸X8は、第1軸X1〜第4軸X4に対して平行に配置されている。
大径ギヤ10aと小径ギヤ10bとは、一体的に回転するように連結されている。大径ギヤ10aは、第1ギヤG1に噛み合っている。小径ギヤ10bは、第2ギヤG2に噛み合っている。小径ギヤ10bは、大径ギヤ10aよりも小径に形成されている。このように、大径ギヤ10a及び小径ギヤ10bは、第3カウンタギヤ機構CG3として構成されている。そして、大径ギヤ10a及び小径ギヤ10bは、第1ギヤG1から伝達される第1回転電機MG1の第1ロータRo1の回転を、減速して第2ギヤG2に伝達するように構成されている。つまり、第3カウンタギヤ機構CG3は減速機として機能する。
また、本実施形態では、第1係合装置CL1は、分配用差動歯車機構SPよりも軸方向第1側L1に配置されている。図示の例では、第1係合装置CL1は、分配出力ギヤ8に対して軸方向第1側L1に隣接して配置されている。
図24に、本実施形態の車両用駆動装置100の各動作モードにおける、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び伝達係合装置CLtの状態を示す。なお、図24の伝達係合装置CLtの欄において、「〇」は第1カウンタ入力ギヤCG1aと第1カウンタ出力ギヤCG1bとの間での動力伝達が可能な状態(伝達係合装置CLtが係合状態)であることを示し、「×」は第1カウンタ入力ギヤCG1aと第1カウンタ出力ギヤCG1bとの間での動力伝達が遮断された状態(伝達係合装置CLtが解放状態)であることを示している。
図24に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、動作モードとして、eTCモードと、EVモードと、HVモードと、充電モードと、を備えている。つまり、本実施形態は、EVモード及びHVモードが1つずつである点で、上記第1の実施形態と異なっている。
本実施形態のeTCモードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が解放状態であり、伝達係合装置CLtが係合状態となるように制御される。そして、eTCモードでは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1がトルクを出力するように制御される。よって、本実施形態においても、eTCモードは、「第1モード」に相当する。
EVモードは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1のうち、第1回転電機MG1のみの駆動力により車両を走行させるモードである。HVモードは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1の双方の駆動力により車両を走行させるモードである。EVモード及びHVモードは、車速及び蓄電装置BTの充電量のそれぞれが規定値以上である場合に選択される。
EVモードでは、第1係合装置CL1が解放状態であり、第2係合装置CL2が係合状態であり、伝達係合装置CLtが係合状態となるように制御される。そして、EVモードでは、内燃機関EGが停止し、第1回転電機MG1がトルクを出力するように制御される。よって、EVモードは、「第2モード」に相当する。
HVモードでは、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、及び伝達係合装置CLtの全てが係合状態となるように制御される。そして、HVモードでは、内燃機関EG及び第1回転電機MG1がトルクを出力するように制御される。よって、HVモードは、「第3モード」に相当する。
本実施形態の充電モードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が係合状態であり、伝達係合装置CLtが解放状態(ニュートラル状態)となるように制御される。そして、充電モードでは、内燃機関EGがトルクを出力し、第1回転電機MG1が内燃機関EGのトルクによって回転する第1ロータRo1の回転方向とは反対方向のトルクを出力することにより発電するように制御される。よって、本実施形態においても、充電モードは、「第4モード」に相当する。
図25に、本実施形態のeTCモードにおける分配用差動歯車機構SPの速度線図を示す。図25に示すように、本実施形態のeTCモードでは、内燃機関EGが正回転しつつ正トルクを出力し、第1回転電機MG1が負回転しつつ正トルクを出力して発電する。これにより、内燃機関EGのトルクよりも大きいトルクが分配用差動歯車機構SPの第1キャリヤC1に伝達される。
図26に、本実施形態のEVモード及びHVモードにおける分配用差動歯車機構SPの速度線図を示す。図26に示すように、本実施形態のEVモード及びHVモードでは、第2係合装置CL2が係合状態とされることによって分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3が互いに一体的に回転する状態となる。このように一体回転する分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3に対して、EVモードでは第1回転電機MG1のトルクが伝達され、HVモードでは内燃機関EG及び第1回転電機MG1のトルクが伝達される。これらのトルクによって回転する分配用差動歯車機構SPの3つの回転要素Es1〜Es3のうち、第2分配用回転要素Es2である第1キャリヤC1から伝達機構Tへトルクが出力される。
8.第8実施形態
以下では、第8の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。図27に示すように、本実施形態では、伝達機構TがブレーキBを備えている点で、上記第7の実施形態とは異なっている。また、本実施形態では、第1ギヤG1と第2ギヤG2との連結態様、及び第1係合装置CL1の位置が、上記第7の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第7の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第7の実施形態と同様とする。
以下では、第8の実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。図27に示すように、本実施形態では、伝達機構TがブレーキBを備えている点で、上記第7の実施形態とは異なっている。また、本実施形態では、第1ギヤG1と第2ギヤG2との連結態様、及び第1係合装置CL1の位置が、上記第7の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第7の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第7の実施形態と同様とする。
本実施形態では、伝達機構Tは、分配用差動歯車機構SPの第1分配用回転要素Es1を非回転部材(例えば、伝達機構T等を収容するケース)に対して選択的に固定するブレーキBを備えている。
本実施形態では、ブレーキBは、一対の摩擦部材を備え、当該一対の摩擦部材同士の係合の状態が油圧によって制御される摩擦係合装置である。本実施形態では、ブレーキBの一方の摩擦部材が入力軸1と一体的に回転するように連結され、他方の摩擦部材が非回転部材に固定されている。
また、本実施形態では、ブレーキBは、第2係合装置CL2に対して軸方向第2側L2に隣接して配置されている。そして、本実施形態では、ブレーキBに対して軸方向第2側L2に隣接するように、第1係合装置CL1が配置されている。
また、本実施形態では、大径ギヤ10a及び小径ギヤ10bの代わりに、アイドラギヤ10cが設けられている。つまり、本実施形態では、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが、アイドラギヤ10cを介して駆動連結されている。アイドラギヤ10cは、第1ギヤG1及び第2ギヤG2のそれぞれに噛み合っている。アイドラギヤ10cは、第8軸X8上に配置されている。
図28に、本実施形態の車両用駆動装置100の各動作モードにおける、第1係合装置CL1、第2係合装置CL2、伝達係合装置CLt、及びブレーキBの状態を示す。なお、図28のブレーキBの欄において、「〇」はブレーキBが係合状態であることを示し、「×」はブレーキBが解放状態であることを示している。
図28に示すように、本実施形態の車両用駆動装置100は、上記第7の実施形態のものと同様に、動作モードとして、eTCモードと、EVモードと、HVモードと、充電モードと、を備えている。
本実施形態のeTCモードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が解放状態であり、伝達係合装置CLtが係合状態であり、ブレーキBが解放状態となるように制御される。
本実施形態のEVモードでは、第1係合装置CL1が解放状態であり、第2係合装置CL2が解放状態であり、伝達係合装置CLtが係合状態であり、ブレーキBが係合状態となるように制御される。
本実施形態のHVモードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が係合状態であり、伝達係合装置CLtが係合状態であり、ブレーキBが解放状態となるように制御される。
本実施形態の充電モードでは、第1係合装置CL1が係合状態であり、第2係合装置CL2が係合状態であり、伝達係合装置CLtが解放状態(ニュートラル状態)であり、ブレーキBが解放状態となるように制御される。
図29に、本実施形態のEVモードにおける分配用差動歯車機構SPの速度線図を示す。図29に示すように、本実施形態のEVモードでは、ブレーキBが係合状態とされることによって、第1分配用回転要素Es1としての第1サンギヤS1が非回転部材に対して回転不能に固定される。これにより、分配用差動歯車機構SPは、アイドラギヤ10cを介して第1ギヤG1から伝達される第1ロータRo1の回転を、減速して伝達機構Tに伝達することができる。本実施形態では、このようにEVモードにおいて分配用差動歯車機構SPを減速機として機能させることができるため、図23に示す上記第7の実施形態において備えていた第3カウンタギヤ機構CG3に代えて、アイドラギヤ10cを設けて、この部分の構成を簡略化することができている。
9.その他の実施形態
(1)上記の実施形態では、内燃機関EGの出力軸Eoが第1軸X1上に配置された構成を例として説明したが、そのような構成に限定されることはない。例えば、図30に示すように、第1軸X1とは異なる第9軸X9上に、内燃機関EGの出力軸Eoが配置された構成としても良い。この構成では、第1入力ギヤ20a、第2入力ギヤ20b、及び第3入力ギヤ20cを介して、内燃機関EGと入力部材Iとが駆動連結されている。第1入力ギヤ20aは、第9軸X9上に配置され、内燃機関EGと駆動連結されている。第2入力ギヤ20bは、第9軸X9とは異なる第10軸X10上に配置され、第1入力ギヤ20aと第3入力ギヤ20cとに噛み合っている。第3入力ギヤ20cは、第1軸X1上に配置され、第2入力ギヤ20bに噛み合っている。
(1)上記の実施形態では、内燃機関EGの出力軸Eoが第1軸X1上に配置された構成を例として説明したが、そのような構成に限定されることはない。例えば、図30に示すように、第1軸X1とは異なる第9軸X9上に、内燃機関EGの出力軸Eoが配置された構成としても良い。この構成では、第1入力ギヤ20a、第2入力ギヤ20b、及び第3入力ギヤ20cを介して、内燃機関EGと入力部材Iとが駆動連結されている。第1入力ギヤ20aは、第9軸X9上に配置され、内燃機関EGと駆動連結されている。第2入力ギヤ20bは、第9軸X9とは異なる第10軸X10上に配置され、第1入力ギヤ20aと第3入力ギヤ20cとに噛み合っている。第3入力ギヤ20cは、第1軸X1上に配置され、第2入力ギヤ20bに噛み合っている。
(2)上記の実施形態では、車両用駆動装置100が第1駆動部100Aと第2駆動部100Bとを備えた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、車両用駆動装置100が第1駆動部100Aを備え、第2駆動部100Bを備えていない構成としても良い。この場合、図31に示すように、第1駆動部100Aが第2回転電機MG2を備えていても良い。図31に示す例では、第2回転電機MG2の第2ロータRo2と一体的に回転するロータギヤ5が、第1差動入力ギヤ4の周方向における変速出力ギヤ3とは異なる位置で、第1差動入力ギヤ4に噛み合っている。また、図示は省略するが、ロータギヤ5が変速出力ギヤ3に噛み合う構成であっても良い。これらの構成では、第2回転電機MG2は、変速機TM(伝達機構T)を介することなく、変速機TM(伝達機構T)と第1車輪W1とを結ぶ動力伝達経路に駆動連結されている。なお、車両用駆動装置100が第2回転電機MG2を備えていない構成としても良い。
(3)上記の実施形態では、第1係合装置CL1が係合状態であって第2係合装置CL2が解放状態で実現される車両用駆動装置100の動作モード(第1モード)が、上述した電気式トルクコンバータモード(eTCモード)である構成を例として説明したが、そのような構成に限定されない。例えば、分配用差動歯車機構SPが、第1係合装置CL1が係合状態であって第2係合装置CL2が解放状態で、いわゆるスプリットハイブリッドモードを実現するように構成されていても良い。ここで、スプリットハイブリッドモードとは、内燃機関EGのトルクを第1回転電機MG1と第1出力部材O1側(変速機TM側)とに分配し、第1回転電機MG1のトルクを反力として、内燃機関EGのトルクに対して減衰したトルクを第1出力部材O1側に伝達するモードである。この場合、分配用差動歯車機構SPの各回転要素の回転速度の順は、第2分配用回転要素Es2、第1分配用回転要素Es1、第3分配用回転要素Es3の順とすると良い。例えば、分配用差動歯車機構SPをシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成する場合、サンギヤを第3分配用回転要素Es3として第1ロータRo1に駆動連結し、キャリヤを第1分配用回転要素Es1として入力部材Iに駆動連結し、リングギヤを第2分配用回転要素Es2として分配用差動歯車機構SPの出力要素とすることができる。このモードでは、第1回転電機MG1は正回転しつつ負トルクを出力して発電し、分配用差動歯車機構SPは、当該第1回転電機MG1のトルクを反力として、内燃機関EGのトルクを第2分配用回転要素Es2から出力する。そして、当該第2分配用回転要素Es2の回転は、変速機TMを介して第1出力部材O1に伝達される。
(4)上記の実施形態では、伝達係合装置CLtが第1変速段(低速段)ST1及び第2変速段(高速段)ST2の2つの変速段のいずれかを形成す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、伝達係合装置CLtが、3つ以上の変速段のいずれかを形成する構成としても良い。例えば、上記第2の実施形態又は第5の実施形態において、変速機TMが、第1キャリヤC1に支持された第7ギヤ、及び当該第7ギヤに噛み合う第8ギヤを更に備え、伝達係合装置CLtが、第5ギヤG5、第6ギヤG6、及び第8ギヤのいずれかを、変速出力ギヤ3に連結する構成としても良い。この構成では、伝達係合装置CLtは、3つの変速段のいずれかを形成する。
(5)上記の実施形態では、第1係合装置CL1が摩擦係合装置であり、第2係合装置CL2及び伝達係合装置CLtのそれぞれが噛み合い式係合装置であ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、例えば、第1係合装置CL1が噛み合い式係合装置であっても良い。また、第2係合装置CL2及び伝達係合装置CLtの少なくとも一方が摩擦係合装置であっても良い。
(6)上記の実施形態では、分配用差動歯車機構SPがシングルピニオン型の遊星歯車機構である場合を例として説明したが、そのような構成には限定されるない。例えば、分配用差動歯車機構SPがダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されても良い。或いは、分配用差動歯車機構SPが、複数の傘歯車を組み合わせた構成等のような他の差動歯車装置により構成されていても良い。
(7)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。したがって、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。
10.上記実施形態の概要
以下では、上記において説明した車両用駆動装置(100)の概要について説明する。
以下では、上記において説明した車両用駆動装置(100)の概要について説明する。
車両用駆動装置(100)は、
内燃機関(EG)に駆動連結される入力部材(I)と、
車輪(W1)に駆動連結される出力部材(O1)と、
ロータ(Ro1)を備えた回転電機(MG1)と、
動力伝達の状態を切り替える伝達係合装置(CLt)を備えた伝達機構(T)と、
第1分配用回転要素(Es1)、第2分配用回転要素(Es2)、及び第3分配用回転要素(Es3)を備え、前記第1分配用回転要素(Es1)が前記入力部材(I)に駆動連結され、前記第3分配用回転要素(Es3)が前記ロータ(Ro1)に駆動連結された分配用差動歯車機構(SP)と、
前記入力部材(I)と前記第1分配用回転要素(Es1)との間の動力伝達経路に配置された第1係合装置(CL1)と、
前記第1分配用回転要素(Es1)、前記第2分配用回転要素(Es2)、及び前記第3分配用回転要素(Es3)の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置(CL2)と、を備え、
前記伝達機構(T)は、前記分配用差動歯車機構(SP)から伝達された回転を前記出力部材(O1)に伝達するように構成され、
前記入力部材(I)と、前記分配用差動歯車機構(SP)と、前記第1係合装置(CL1)と、前記第2係合装置(CL2)とが、第1軸(X1)上に配置され、
前記回転電機(MG1)が、前記第1軸(X1)とは異なる第2軸(X2)上に配置され、
前記伝達係合装置(CLt)が、前記第1軸(X1)及び前記第2軸(X2)とは異なる第3軸(X3)上に配置されている。
内燃機関(EG)に駆動連結される入力部材(I)と、
車輪(W1)に駆動連結される出力部材(O1)と、
ロータ(Ro1)を備えた回転電機(MG1)と、
動力伝達の状態を切り替える伝達係合装置(CLt)を備えた伝達機構(T)と、
第1分配用回転要素(Es1)、第2分配用回転要素(Es2)、及び第3分配用回転要素(Es3)を備え、前記第1分配用回転要素(Es1)が前記入力部材(I)に駆動連結され、前記第3分配用回転要素(Es3)が前記ロータ(Ro1)に駆動連結された分配用差動歯車機構(SP)と、
前記入力部材(I)と前記第1分配用回転要素(Es1)との間の動力伝達経路に配置された第1係合装置(CL1)と、
前記第1分配用回転要素(Es1)、前記第2分配用回転要素(Es2)、及び前記第3分配用回転要素(Es3)の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置(CL2)と、を備え、
前記伝達機構(T)は、前記分配用差動歯車機構(SP)から伝達された回転を前記出力部材(O1)に伝達するように構成され、
前記入力部材(I)と、前記分配用差動歯車機構(SP)と、前記第1係合装置(CL1)と、前記第2係合装置(CL2)とが、第1軸(X1)上に配置され、
前記回転電機(MG1)が、前記第1軸(X1)とは異なる第2軸(X2)上に配置され、
前記伝達係合装置(CLt)が、前記第1軸(X1)及び前記第2軸(X2)とは異なる第3軸(X3)上に配置されている。
この構成によれば、入力部材(I)、分配用差動歯車機構(SP)、並びに第1係合装置(CL1)及び第2係合装置(CL2)と、回転電機(MG1)と、伝達機構(T)の伝達係合装置(CLt)とが、3つの軸(X1,X2,X3)上に分かれて配置されている。これにより、入力部材(I)と回転電機(MG1)と分配用差動歯車機構(SP)と伝達係合装置(CLt)を含む複数の係合装置とが同軸上に配置された構成と比較して、車両用駆動装置(100)の軸方向(L)の寸法を小さく抑えることができる。つまり、入力部材(I)と回転電機(MG1)と分配用差動歯車機構(SP)と伝達機構(T)とを備えた構成であっても、車両用駆動装置(100)の軸方向(L)の寸法を小さく抑えることが容易となっている。
ここで、前記ロータ(Ro1)と一体的に回転する第1ギヤ(G1)と、
前記第1ギヤ(G1)に駆動連結された第2ギヤ(G2)と、を更に備え、
前記分配用差動歯車機構(SP)は、前記第1分配用回転要素(Es1)がサンギヤ(S1)であり、前記第2分配用回転要素(Es2)がキャリヤ(C1)であり、前記第3分配用回転要素(Es3)がリングギヤ(R1)である遊星歯車機構であり、
前記第2ギヤ(G2)は、前記リングギヤ(R1)に対して径方向(R)の外側であって前記径方向(R)に沿う径方向視で前記分配用差動歯車機構(SP)と重複する位置に配置されて、前記リングギヤ(R1)と一体的に回転するように連結されていると好適である。
前記第1ギヤ(G1)に駆動連結された第2ギヤ(G2)と、を更に備え、
前記分配用差動歯車機構(SP)は、前記第1分配用回転要素(Es1)がサンギヤ(S1)であり、前記第2分配用回転要素(Es2)がキャリヤ(C1)であり、前記第3分配用回転要素(Es3)がリングギヤ(R1)である遊星歯車機構であり、
前記第2ギヤ(G2)は、前記リングギヤ(R1)に対して径方向(R)の外側であって前記径方向(R)に沿う径方向視で前記分配用差動歯車機構(SP)と重複する位置に配置されて、前記リングギヤ(R1)と一体的に回転するように連結されていると好適である。
この構成によれば、分配用差動歯車機構(SP)と径方向視で重複する位置に第2ギヤ(G2)が配置されているため、第2ギヤ(G2)が分配用差動歯車機構(SP)と軸方向(L)に並んで配置された構成と比較して、車両用駆動装置(100)の軸方向(L)の寸法を小さく抑えることができる。
また、本構成によれば、外径が比較的大きいリングギヤ(R1)に対して、径方向(R)の外側に第2ギヤ(G2)が配置されているため、第2ギヤ(G2)の外径を大きく確保し易い。これにより、第1ギヤ(G1)と第2ギヤ(G2)との歯数比を大きく確保し易い。
また、本構成によれば、外径が比較的大きいリングギヤ(R1)に対して、径方向(R)の外側に第2ギヤ(G2)が配置されているため、第2ギヤ(G2)の外径を大きく確保し易い。これにより、第1ギヤ(G1)と第2ギヤ(G2)との歯数比を大きく確保し易い。
上記に代えて、前記ロータ(Ro1)と一体的に回転する第1ギヤ(G1)と、
前記第1ギヤ(G1)に駆動連結された第2ギヤ(G2)と、を更に備え、
前記分配用差動歯車機構(SP)は、前記第1分配用回転要素(Es1)がリングギヤ(R1)であり、前記第2分配用回転要素(Es2)がキャリヤ(C1)であり、前記第3分配用回転要素(Es3)がサンギヤ(S1)である遊星歯車機構であり、
前記第2ギヤ(G2)は、前記第1軸(X1)上における前記分配用差動歯車機構(SP)よりも軸方向(L)の一方側に配置されて、前記サンギヤ(S1)と一体的に回転するように連結されていても好適である。
前記第1ギヤ(G1)に駆動連結された第2ギヤ(G2)と、を更に備え、
前記分配用差動歯車機構(SP)は、前記第1分配用回転要素(Es1)がリングギヤ(R1)であり、前記第2分配用回転要素(Es2)がキャリヤ(C1)であり、前記第3分配用回転要素(Es3)がサンギヤ(S1)である遊星歯車機構であり、
前記第2ギヤ(G2)は、前記第1軸(X1)上における前記分配用差動歯車機構(SP)よりも軸方向(L)の一方側に配置されて、前記サンギヤ(S1)と一体的に回転するように連結されていても好適である。
この構成によれば、第2ギヤ(G2)が分配用差動歯車機構(SP)と軸方向(L)に並んで配置されている。これにより、第2ギヤ(G2)の外径を、分配用差動歯車機構(SP)の径方向(R)の寸法に影響されることなく設定することができる。したがって、第2ギヤ(G2)の外径の設定自由度を高めることができ、延いては第1ギヤ(G1)と第2ギヤ(G2)との歯数比の設定自由度を高めることができる。
また、前記伝達機構(T)は、前記第2分配用回転要素(Es2)に駆動連結されたカウンタ入力ギヤ(CG1a)と、前記出力部材(O1)に駆動連結されたカウンタ出力ギヤ(CG1b)と、前記カウンタ入力ギヤ(CG1a)と前記カウンタ出力ギヤ(CG1b)とを一体的に回転するように連結するカウンタ軸(CG1c)と、を有するカウンタギヤ機構(CG1)を備え、
前記伝達係合装置(T)は、前記カウンタ入力ギヤ(CG1a)と前記カウンタ出力ギヤ(CG1b)との間での動力伝達を断接すると好適である。
前記伝達係合装置(T)は、前記カウンタ入力ギヤ(CG1a)と前記カウンタ出力ギヤ(CG1b)との間での動力伝達を断接すると好適である。
この構成によれば、伝達係合装置(CLt)は、変速比が異なる複数の変速段を形成することがなく、伝達機構(T)が動力伝達を行う状態は1つである。そのため、変速段の切り替えに伴って生じる、車輪に伝達される駆動力の変動を少なく抑えることができる。
前記伝達機構(T)が前記カウンタギヤ機構(CG1)を備えた構成において、
前記伝達機構(T)は、前記第1分配用回転要素(Es1)を非回転部材に対して選択的に固定するブレーキ(B)を更に備えていると好適である。
前記伝達機構(T)は、前記第1分配用回転要素(Es1)を非回転部材に対して選択的に固定するブレーキ(B)を更に備えていると好適である。
この構成によれば、ブレーキ(B)が第1分配用回転要素(Es1)を非回転部材に固定した状態では、入力部材(I)と第1分配用回転要素(Es1)との間の動力伝達経路に配置された第1係合装置(CL1)に差回転が生じない。したがって、ブレーキ(B)によって第1分配用回転要素(Es1)が非回転部材に固定された状態で車両が走行する場合に、第1係合装置(CL1)において摩擦によりエネルギ損失が生じることを抑制でき、全体としてのエネルギ効率を高めることができる。また、ブレーキ(B)によって第1分配用回転要素(Es1)を固定することにより、第2分配用回転要素(Es2)と第3分配用回転要素(Es3)との間で変速(減速又は増速)を行うことが可能となる。したがって、本構成によれば、分配用差動歯車機構(SP)を必要に応じて変速機として用いることができる。
また、前記伝達機構(T)は変速機(TM)であり、
前記伝達係合装置(CLt)は、変速比が異なる少なくとも2つの変速段(ST1,ST2)のいずれかを形成するように構成されていると好適である。
前記伝達係合装置(CLt)は、変速比が異なる少なくとも2つの変速段(ST1,ST2)のいずれかを形成するように構成されていると好適である。
この構成によれば、車両の状態に応じて変速段(ST1,ST2)を切り替えることができる。したがって、車輪に伝達する駆動力を必要に応じて変化させることができる。
また、前記分配用差動歯車機構(SP)は、前記第1分配用回転要素(Es1)及び前記第3分配用回転要素(Es3)のうちの一方がリングギヤ(R1)であり、前記第1分配用回転要素(Es1)及び前記第3分配用回転要素(Es3)のうちの他方がサンギヤ(S1)であり、前記第2分配用回転要素(Es2)がキャリヤ(C1)である遊星歯車機構であり、
前記変速機(TM)は、
前記キャリヤ(C1)と一体的に回転する第3ギヤ(G3)と、
前記リングギヤ(R1)と一体的に回転する第4ギヤ(G4)と、
前記第3ギヤ(G3)に噛み合う第5ギヤ(G5)と、
前記第4ギヤ(G4)に噛み合う第6ギヤ(G6)と、
前記出力部材(O1)に駆動連結された変速出力部材(3)と、を備え、
前記第3ギヤ(G3)の歯数と、前記第4ギヤ(G4)の歯数とが異なり、
前記第5ギヤ(G5)と、前記第6ギヤ(G6)と、前記変速出力部材(3)とが、前記第3軸(X3)上に配置され、
前記伝達係合装置(CLt)は、前記第5ギヤ(G5)及び前記第6ギヤ(G6)のいずれかを、前記変速出力部材(3)に連結するように構成されていると好適である。
前記変速機(TM)は、
前記キャリヤ(C1)と一体的に回転する第3ギヤ(G3)と、
前記リングギヤ(R1)と一体的に回転する第4ギヤ(G4)と、
前記第3ギヤ(G3)に噛み合う第5ギヤ(G5)と、
前記第4ギヤ(G4)に噛み合う第6ギヤ(G6)と、
前記出力部材(O1)に駆動連結された変速出力部材(3)と、を備え、
前記第3ギヤ(G3)の歯数と、前記第4ギヤ(G4)の歯数とが異なり、
前記第5ギヤ(G5)と、前記第6ギヤ(G6)と、前記変速出力部材(3)とが、前記第3軸(X3)上に配置され、
前記伝達係合装置(CLt)は、前記第5ギヤ(G5)及び前記第6ギヤ(G6)のいずれかを、前記変速出力部材(3)に連結するように構成されていると好適である。
この構成によれば、第3ギヤ(G3)がキャリヤ(C1)と一体的に回転するように連結されていると共に、第4ギヤ(G4)がリングギヤ(R1)と一体的に回転するように連結されている。つまり、第3ギヤ(G3)と第4ギヤ(G4)とが、それぞれ異なる回転要素に連結されている。これにより、第3ギヤ(G3)とキャリヤ(C1)との連結構造、及び、第4ギヤ(G4)とリングギヤ(R1)との連結構造を簡素化することが容易となっている。
また、本構成によれば、伝達係合装置(CLt)が第5ギヤ(G5)及び第6ギヤ(G6)のいずれかを変速出力部材(3)に連結するだけで、第5ギヤ(G5)が変速出力部材(3)に連結することによって形成される第1変速段(ST1)と、第6ギヤ(G6)が変速出力部材(3)に連結することによって形成される第2変速段(ST2)とを、適切に切り替えることができる。
また、本構成によれば、伝達係合装置(CLt)が第5ギヤ(G5)及び第6ギヤ(G6)のいずれかを変速出力部材(3)に連結するだけで、第5ギヤ(G5)が変速出力部材(3)に連結することによって形成される第1変速段(ST1)と、第6ギヤ(G6)が変速出力部材(3)に連結することによって形成される第2変速段(ST2)とを、適切に切り替えることができる。
上記に代えて、前記変速機(TM)は、
前記第2分配用回転要素(Es2)と一体的に回転する第3ギヤ(G3)及び第4ギヤ(G4)と、
前記第3ギヤ(G3)に噛み合う第5ギヤ(G5)と、
前記第4ギヤ(G4)に噛み合う第6ギヤ(G6)と、
前記出力部材(O1)に駆動連結された変速出力部材(3)と、を備え、
前記第3ギヤ(G3)の歯数と、前記第4ギヤ(G4)の歯数とが異なり、
前記第5ギヤ(G5)と、前記第6ギヤ(G6)と、前記変速出力部材(3)とが、前記第3軸(X3)上に配置され、
前記伝達係合装置(CLt)は、前記第5ギヤ(G5)及び前記第6ギヤ(G6)のいずれかを、前記変速出力部材(3)に連結するように構成されていても好適である。
前記第2分配用回転要素(Es2)と一体的に回転する第3ギヤ(G3)及び第4ギヤ(G4)と、
前記第3ギヤ(G3)に噛み合う第5ギヤ(G5)と、
前記第4ギヤ(G4)に噛み合う第6ギヤ(G6)と、
前記出力部材(O1)に駆動連結された変速出力部材(3)と、を備え、
前記第3ギヤ(G3)の歯数と、前記第4ギヤ(G4)の歯数とが異なり、
前記第5ギヤ(G5)と、前記第6ギヤ(G6)と、前記変速出力部材(3)とが、前記第3軸(X3)上に配置され、
前記伝達係合装置(CLt)は、前記第5ギヤ(G5)及び前記第6ギヤ(G6)のいずれかを、前記変速出力部材(3)に連結するように構成されていても好適である。
この構成によれば、第3ギヤ(G3)及び第4ギヤ(G4)の双方が、分配用差動歯車機構(SP)の第2分配用回転要素(Es2)と一体的に回転するように連結されている。つまり、第3ギヤ(G3)と第4ギヤ(G4)とが、一体的に回転するように連結されている。そのため、第5ギヤ(G5)が変速出力部材(3)に連結して第1変速段(ST1)が形成された場合における変速機(TM)の入力要素である第3ギヤ(G3)の回転速度と、第6ギヤ(G6)が変速出力部材(3)に連結して第2変速段(ST2)が形成された場合における変速機(TM)の入力要素である第4ギヤ(G4)の回転速度とが同一となっている。これにより、第1変速段(ST1)に対応する変速比と第2変速段(ST2)に対応する変速比との関係を、最適な設定とすることが容易となっている。
また、本構成によれば、伝達係合装置(CLt)が第5ギヤ(G5)及び第6ギヤ(G6)のいずれかを変速出力部材(3)に連結するだけで、第1変速段(ST1)と第2変速段(ST2)とを適切に切り替えることができる。
また、本構成によれば、伝達係合装置(CLt)が第5ギヤ(G5)及び第6ギヤ(G6)のいずれかを変速出力部材(3)に連結するだけで、第1変速段(ST1)と第2変速段(ST2)とを適切に切り替えることができる。
また、上記に代えて、前記変速機(TM)は、変速用遊星歯車機構(PG)と、前記出力部材(O1)に駆動連結された変速出力部材(3)と、を備え、
前記変速用遊星歯車機構(PG)と、前記変速出力部材(3)とが、前記第3軸(X3)上に配置され、
前記変速用遊星歯車機構(PG)は、回転速度の順に、第1変速用回転要素(Et1)、第2変速用回転要素(Et2)、及び第3変速用回転要素(Et3)を備え、
前記第1変速用回転要素(Et1)は、前記第2分配用回転要素(Es2)に駆動連結され、
前記第3変速用回転要素(Et3)は、非回転部材に固定され、
前記伝達係合装置(CLt)は、前記第1変速用回転要素(Et1)及び前記第2変速用回転要素(Et2)のいずれかを、前記変速出力部材(3)に連結するように構成されていても好適である。
前記変速用遊星歯車機構(PG)と、前記変速出力部材(3)とが、前記第3軸(X3)上に配置され、
前記変速用遊星歯車機構(PG)は、回転速度の順に、第1変速用回転要素(Et1)、第2変速用回転要素(Et2)、及び第3変速用回転要素(Et3)を備え、
前記第1変速用回転要素(Et1)は、前記第2分配用回転要素(Es2)に駆動連結され、
前記第3変速用回転要素(Et3)は、非回転部材に固定され、
前記伝達係合装置(CLt)は、前記第1変速用回転要素(Et1)及び前記第2変速用回転要素(Et2)のいずれかを、前記変速出力部材(3)に連結するように構成されていても好適である。
この構成によれば、遊星歯車機構を用いて、第2変速用回転要素(Et2)が変速出力部材(3)に連結することによって形成される第1変速段(ST1)と、第1変速用回転要素(Et1)が変速出力部材(3)に連結することによって形成される第2変速段(ST2)とを適切に切り替え可能な変速機(TM)を実現できる。
また、動作モードとして、第1モードと、第2モードと、第3モードと、を備え、
前記第1モードでは、前記第1係合装置(CL1)が係合状態であり、前記第2係合装置(CL2)が解放状態であり、前記伝達係合装置(CLt)が前記伝達機構(T)に動力伝達を行わせる状態であり、前記内燃機関(EG)及び前記回転電機(MG1)がトルクを出力し、
前記第2モードでは、前記第1係合装置(CL1)が解放状態であり、前記第2係合装置(CL2)が係合状態であり、前記伝達係合装置(CLt)が前記伝達機構(T)に動力伝達を行わせる状態であり、前記内燃機関(EG)が停止し、前記回転電機(MG1)がトルクを出力し、
前記第3モードでは、前記第1係合装置(CL1)が係合状態であり、前記第2係合装置(CL2)が係合状態であり、前記伝達係合装置(CLt)が前記伝達機構(T)に動力伝達を行わせる状態であり、前記内燃機関(EG)及び前記回転電機(MG1)がトルクを出力すると好適である。
前記第1モードでは、前記第1係合装置(CL1)が係合状態であり、前記第2係合装置(CL2)が解放状態であり、前記伝達係合装置(CLt)が前記伝達機構(T)に動力伝達を行わせる状態であり、前記内燃機関(EG)及び前記回転電機(MG1)がトルクを出力し、
前記第2モードでは、前記第1係合装置(CL1)が解放状態であり、前記第2係合装置(CL2)が係合状態であり、前記伝達係合装置(CLt)が前記伝達機構(T)に動力伝達を行わせる状態であり、前記内燃機関(EG)が停止し、前記回転電機(MG1)がトルクを出力し、
前記第3モードでは、前記第1係合装置(CL1)が係合状態であり、前記第2係合装置(CL2)が係合状態であり、前記伝達係合装置(CLt)が前記伝達機構(T)に動力伝達を行わせる状態であり、前記内燃機関(EG)及び前記回転電機(MG1)がトルクを出力すると好適である。
この構成によれば、車両の状態に応じて、第1モード、第2モード、及び第3モードのいずれかの動作モードで車両を走行させることができる。ここで、第1モードでは、分配用差動歯車機構(SP)の各回転要素(Es1,Es2,Es3)が相対回転可能であるため、内燃機関(EG)及び回転電機(MG1)の回転速度の自由度を確保しつつ、内燃機関(EG)及び回転電機(MG1)の双方の駆動力を伝達機構(T)を介して車輪(W1)に伝達することができる。第2モードでは、内燃機関(EG)を停止させ、回転電機(MG1)の駆動力を伝達機構(T)を介して車輪(W1)に伝達することができる。第3モードでは、分配用差動歯車機構(SP)の各回転要素(Es1,Es2,Es3)が一体的に回転する状態となるため、内燃機関(EG)と回転電機(MG1)との回転速度の比を一定に維持しつつ、内燃機関(EG)及び回転電機(MG1)の双方の駆動力を伝達機構(T)を介して車輪(W1)に伝達することができる。
また、前記伝達係合装置(CLt)は、前記伝達機構(T)に動力伝達を行わせないニュートラル状態に切り替え可能に構成されていると好適である。
この構成によれば、伝達係合装置(CLt)がニュートラル状態の場合に、伝達機構(T)が分配用差動歯車機構(SP)から伝達された回転を出力部材(O1)に伝達しない状態、つまり、内燃機関(EG)及び回転電機(MG1)のいずれの駆動力も車輪(W1)に伝達されない状態とすることができる。
伝達係合装置(CLt)が前記ニュートラル状態に切り替え可能である構成において、
動作モードとして、第4モードを備え、
前記第4モードでは、前記第1係合装置(CL1)が係合状態であり、前記第2係合装置(CL2)が係合状態であり、前記伝達係合装置(CLt)が前記ニュートラル状態であり、前記内燃機関(EG)がトルクを出力し、前記回転電機(MG1)が前記内燃機関(EG)のトルクによって回転する前記ロータ(Ro1)の回転方向とは反対方向のトルクを出力すると好適である。
動作モードとして、第4モードを備え、
前記第4モードでは、前記第1係合装置(CL1)が係合状態であり、前記第2係合装置(CL2)が係合状態であり、前記伝達係合装置(CLt)が前記ニュートラル状態であり、前記内燃機関(EG)がトルクを出力し、前記回転電機(MG1)が前記内燃機関(EG)のトルクによって回転する前記ロータ(Ro1)の回転方向とは反対方向のトルクを出力すると好適である。
この構成によれば、車両の状態に応じて、車両用駆動装置(100)を第4モードで動作させることができる。この第4モードでは、内燃機関(EG)及び回転電機(MG1)のいずれの駆動力も車輪(W1)に伝達されない状態で、内燃機関(EG)の駆動力により回転電機(MG1)に発電を行わせることができる。これにより、例えば車両の停車中や別の駆動力源による車両の走行中に、回転電機(MG1)に電気的に接続された蓄電装置(BT)の充電を行うことができる。
また、前記伝達機構(T)と前記分配用差動歯車機構(SP)とが、径方向(R)に沿う径方向視で互いに重複するように配置されていると好適である。
この構成によれば、伝達機構(T)と分配用差動歯車機構(SP)とが径方向視で互いに重複していない構成と比較して、車両用駆動装置(100)の軸方向(L)の寸法を小さく抑えることができる。
また、前記出力部材(O1)の回転を一対の前記車輪(W1)に分配する出力用差動歯車機構(DF1)を更に備え、
前記出力用差動歯車機構(DF1)は、前記第1軸(X1)、前記第2軸(X2)、及び前記第3軸(X3)とは異なる第4軸(X4)上に配置されていると好適である。
前記出力用差動歯車機構(DF1)は、前記第1軸(X1)、前記第2軸(X2)、及び前記第3軸(X3)とは異なる第4軸(X4)上に配置されていると好適である。
この構成によれば、出力部材(O1)の回転を一対の車輪(W1)に適切に伝達することができる。また、出力用差動歯車機構(DF1)が第4軸(X4)上に配置されているため、出力用差動歯車機構(DF1)と一対の車輪(W1)とを駆動連結する部材(DS1)が、第1軸(X1)と第2軸(X2)と第3軸(X3)とのそれぞれに配置された要素に干渉することを回避し易い。
また、前記回転電機である第1回転電機(MG1)と、前記車輪である第1車輪(W1)に駆動連結される、前記出力部材である第1出力部材(O1)とに加えて、第2回転電機(MG2)と、第2車輪(W2)に駆動連結される第2出力部材(O2)と、を備え、
前記第2回転電機(MG2)は、前記第1出力部材(O1)を介することなく、前記第2出力部材(O2)に駆動連結されていると好適である。
前記第2回転電機(MG2)は、前記第1出力部材(O1)を介することなく、前記第2出力部材(O2)に駆動連結されていると好適である。
この構成によれば、内燃機関(EG)及び第1回転電機(MG1)のいずれの駆動力も第1車輪(W1)に伝達されていない場合であっても、第2回転電機(MG2)の駆動力を第2出力部材(O2)を介して第2車輪(W2)に伝達することで車両を走行させることができる。したがって、例えば、内燃機関(EG)及び第1回転電機(MG1)のいずれの駆動力も第1車輪(W1)に伝達されない状態で、内燃機関(EG)の駆動力により第1回転電機(MG1)に発電を行わせ、その発電により得られた電力で第2回転電機(MG2)を駆動し、車両を走行させることもできる。
上記に代えて、前記回転電機である第1回転電機(MG1)に加えて、第2回転電機(MG2)を備え、
前記第2回転電機(MG2)は、前記伝達機構(T)を介することなく、前記伝達機構(T)と前記車輪(W1)とを結ぶ動力伝達経路に駆動連結されていても好適である。
前記第2回転電機(MG2)は、前記伝達機構(T)を介することなく、前記伝達機構(T)と前記車輪(W1)とを結ぶ動力伝達経路に駆動連結されていても好適である。
この構成によれば、内燃機関(EG)及び第1回転電機(MG1)のいずれの駆動力も車輪(W1)に伝達されていない場合であっても、第2回転電機(MG2)の駆動力を伝達機構(T)を介することなく車輪(W1)に伝達することで車両を走行させることができる。したがって、例えば、内燃機関(EG)及び第1回転電機(MG1)のいずれの駆動力も車輪(W1)に伝達されない状態で、内燃機関(EG)の駆動力により第1回転電機(MG1)に発電を行わせ、その発電により得られた電力で第2回転電機(MG2)を駆動し、車両を走行させることもできる。
本開示に係る技術は、内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、回転電機と、伝達機構と、分配用差動歯車機構と、を備えた車両用駆動装置に利用することができる。
100 :車両用駆動装置
MG1 :第1回転電機(回転電機)
Ro1 :第1ロータ(ロータ)
I :入力部材
O1 :第1出力部材(出力部材)
SP :分配用差動歯車機構
Es1 :第1分配用回転要素
Es2 :第2分配用回転要素
Es3 :第3分配用回転要素
T :伝達機構
CLt :伝達係合装置
CL1 :第1係合装置
CL2 :第2係合装置
EG :内燃機関
W1 :第1車輪
W2 :第2車輪
X1 :第1軸
X2 :第2軸
X3 :第3軸
MG1 :第1回転電機(回転電機)
Ro1 :第1ロータ(ロータ)
I :入力部材
O1 :第1出力部材(出力部材)
SP :分配用差動歯車機構
Es1 :第1分配用回転要素
Es2 :第2分配用回転要素
Es3 :第3分配用回転要素
T :伝達機構
CLt :伝達係合装置
CL1 :第1係合装置
CL2 :第2係合装置
EG :内燃機関
W1 :第1車輪
W2 :第2車輪
X1 :第1軸
X2 :第2軸
X3 :第3軸
Claims (16)
- 内燃機関に駆動連結される入力部材と、
車輪に駆動連結される出力部材と、
ロータを備えた回転電機と、
動力伝達の状態を切り替える伝達係合装置を備えた伝達機構と、
第1分配用回転要素、第2分配用回転要素、及び第3分配用回転要素を備え、前記第1分配用回転要素が前記入力部材に駆動連結され、前記第3分配用回転要素が前記ロータに駆動連結された分配用差動歯車機構と、
前記入力部材と前記第1分配用回転要素との間の動力伝達経路に配置された第1係合装置と、
前記第1分配用回転要素、前記第2分配用回転要素、及び前記第3分配用回転要素の3つの回転要素のうちから選択される2つの間の動力伝達を断接する第2係合装置と、を備え、
前記伝達機構は、前記分配用差動歯車機構から伝達された回転を前記出力部材に伝達するように構成され、
前記入力部材と、前記分配用差動歯車機構と、前記第1係合装置と、前記第2係合装置とが、第1軸上に配置され、
前記回転電機が、前記第1軸とは異なる第2軸上に配置され、
前記伝達係合装置が、前記第1軸及び前記第2軸とは異なる第3軸上に配置されている、車両用駆動装置。 - 前記ロータと一体的に回転する第1ギヤと、
前記第1ギヤに駆動連結された第2ギヤと、を更に備え、
前記分配用差動歯車機構は、前記第1分配用回転要素がサンギヤであり、前記第2分配用回転要素がキャリヤであり、前記第3分配用回転要素がリングギヤである遊星歯車機構であり、
前記第2ギヤは、前記リングギヤに対して径方向の外側であって前記径方向に沿う径方向視で前記分配用差動歯車機構と重複する位置に配置されて、前記リングギヤと一体的に回転するように連結されている、請求項1に記載の車両用駆動装置。 - 前記ロータと一体的に回転する第1ギヤと、
前記第1ギヤに駆動連結された第2ギヤと、を更に備え、
前記分配用差動歯車機構は、前記第1分配用回転要素がリングギヤであり、前記第2分配用回転要素がキャリヤであり、前記第3分配用回転要素がサンギヤである遊星歯車機構であり、
前記第2ギヤは、前記第1軸上における前記分配用差動歯車機構よりも軸方向の一方側に配置されて、前記サンギヤと一体的に回転するように連結されている、請求項1に記載の車両用駆動装置。 - 前記伝達機構は、前記第2分配用回転要素に駆動連結されたカウンタ入力ギヤと、前記出力部材に駆動連結されたカウンタ出力ギヤと、前記カウンタ入力ギヤと前記カウンタ出力ギヤとを一体的に回転するように連結するカウンタ軸と、を有するカウンタギヤ機構を備え、
前記伝達係合装置は、前記カウンタ入力ギヤと前記カウンタ出力ギヤとの間での動力伝達を断接する、請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記伝達機構は、前記第1分配用回転要素を非回転部材に対して選択的に固定するブレーキを更に備えている、請求項4に記載の車両用駆動装置。
- 前記伝達機構は変速機であり、
前記伝達係合装置は、変速比が異なる少なくとも2つの変速段のいずれかを形成するように構成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記分配用差動歯車機構は、前記第1分配用回転要素及び前記第3分配用回転要素のうちの一方がリングギヤであり、前記第1分配用回転要素及び前記第3分配用回転要素のうちの他方がサンギヤであり、前記第2分配用回転要素がキャリヤである遊星歯車機構であり、
前記変速機は、
前記キャリヤと一体的に回転する第3ギヤと、
前記リングギヤと一体的に回転する第4ギヤと、
前記第3ギヤに噛み合う第5ギヤと、
前記第4ギヤに噛み合う第6ギヤと、
前記出力部材に駆動連結された変速出力部材と、を備え、
前記第3ギヤの歯数と、前記第4ギヤの歯数とが異なり、
前記第5ギヤと、前記第6ギヤと、前記変速出力部材とが、前記第3軸上に配置され、
前記伝達係合装置は、前記第5ギヤ及び前記第6ギヤのいずれかを、前記変速出力部材に連結するように構成されている、請求項6に記載の車両用駆動装置。 - 前記変速機は、
前記第2分配用回転要素と一体的に回転する第3ギヤ及び第4ギヤと、
前記第3ギヤに噛み合う第5ギヤと、
前記第4ギヤに噛み合う第6ギヤと、
前記出力部材に駆動連結された変速出力部材と、を備え、
前記第3ギヤの歯数と、前記第4ギヤの歯数とが異なり、
前記第5ギヤと、前記第6ギヤと、前記変速出力部材とが、前記第3軸上に配置され、
前記伝達係合装置は、前記第5ギヤ及び前記第6ギヤのいずれかを、前記変速出力部材に連結するように構成されている、請求項6に記載の車両用駆動装置。 - 前記変速機は、変速用遊星歯車機構と、前記出力部材に駆動連結された変速出力部材と、を備え、
前記変速用遊星歯車機構と、前記変速出力部材とが、前記第3軸上に配置され、
前記変速用遊星歯車機構は、回転速度の順に、第1変速用回転要素、第2変速用回転要素、及び第3変速用回転要素を備え、
前記第1変速用回転要素は、前記第2分配用回転要素に駆動連結され、
前記第3変速用回転要素は、非回転部材に固定され、
前記伝達係合装置は、前記第1変速用回転要素及び前記第2変速用回転要素のいずれかを、前記変速出力部材に連結するように構成されている、請求項6に記載の車両用駆動装置。 - 動作モードとして、第1モードと、第2モードと、第3モードと、を備え、
前記第1モードでは、前記第1係合装置が係合状態であり、前記第2係合装置が解放状態であり、前記伝達係合装置が前記伝達機構に動力伝達を行わせる状態であり、前記内燃機関及び前記回転電機がトルクを出力し、
前記第2モードでは、前記第1係合装置が解放状態であり、前記第2係合装置が係合状態であり、前記伝達係合装置が前記伝達機構に動力伝達を行わせる状態であり、前記内燃機関が停止し、前記回転電機がトルクを出力し、
前記第3モードでは、前記第1係合装置が係合状態であり、前記第2係合装置が係合状態であり、前記伝達係合装置が前記伝達機構に動力伝達を行わせる状態であり、前記内燃機関及び前記回転電機がトルクを出力する、請求項1から9のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記伝達係合装置は、前記伝達機構に動力伝達を行わせないニュートラル状態に切り替え可能に構成されている、請求項1から10のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
- 動作モードとして、第4モードを備え、
前記第4モードでは、前記第1係合装置が係合状態であり、前記第2係合装置が係合状態であり、前記伝達係合装置が前記ニュートラル状態であり、前記内燃機関がトルクを出力し、前記回転電機が前記内燃機関のトルクによって回転する前記ロータの回転方向とは反対方向のトルクを出力する、請求項11に記載の車両用駆動装置。 - 前記伝達機構と前記分配用差動歯車機構とが、径方向に沿う径方向視で互いに重複するように配置されている、請求項1から12のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
- 前記出力部材の回転を一対の前記車輪に分配する出力用差動歯車機構を更に備え、
前記出力用差動歯車機構は、前記第1軸、前記第2軸、及び前記第3軸とは異なる第4軸上に配置されている、請求項1から13のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記回転電機である第1回転電機と、前記車輪である第1車輪に駆動連結される、前記出力部材である第1出力部材とに加えて、第2回転電機と、第2車輪に駆動連結される第2出力部材と、を備え、
前記第2回転電機は、前記第1出力部材を介することなく、前記第2出力部材に駆動連結されている、請求項1から14のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記回転電機である第1回転電機に加えて、第2回転電機を備え、
前記第2回転電機は、前記伝達機構を介することなく、前記伝達機構と前記車輪とを結ぶ動力伝達経路に駆動連結されている、請求項1から14のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019220603 | 2019-12-05 | ||
JP2019220603 | 2019-12-05 |
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---|---|
JP2021091385A true JP2021091385A (ja) | 2021-06-17 |
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JP2020085499A Pending JP2021091385A (ja) | 2019-12-05 | 2020-05-14 | 車両用駆動装置 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021091385A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024128198A1 (ja) * | 2022-12-13 | 2024-06-20 | 株式会社アイシン | 車両用駆動装置 |
-
2020
- 2020-05-14 JP JP2020085499A patent/JP2021091385A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024128198A1 (ja) * | 2022-12-13 | 2024-06-20 | 株式会社アイシン | 車両用駆動装置 |
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---|---|---|---|
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