JP4315087B2 - Vehicle drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両の駆動装置に係り、特に、電動機と歯車装置とを備えた駆動装置において、組み付け性を向上させる技術に関するものである。 The present invention relates to a drive device for a vehicle, and more particularly to a technique for improving assemblability in a drive device including an electric motor and a gear device.
第1電動機、第1歯車装置、第2電動機、第2歯車装置を備えた駆動装置が知られている。たとえば、特許文献1に記載されたハイブリッド車両用駆動装置がそれである。特許文献1に記載された装置では、第1歯車装置として、動力分割機構として機能する遊星歯車装置が備えられ、この遊星歯車装置により、エンジンから伝達された動力が第1電動機および第2歯車装置に分割されて伝達される。また、第2歯車装置には、減速機構として機能する遊星歯車装置が備えられ、この遊星歯車装置により、回転が減速されて駆動輪に伝達される。なお、第1電動機は主として発電機として機能する一方、第2電動機は主として電動機として機能して、エンジンの動力とは別に駆動輪を駆動するための補助動力を発生する。
A drive device including a first motor, a first gear device, a second motor, and a second gear device is known. For example, this is the hybrid vehicle drive device described in
上記特許文献1では、駆動装置のケースが、第1乃至第3の3つのケースから構成されており、第1ケースに第1電動機および第1歯車装置が収容され、第2ケースに第2電動機が収容され、第3ケースに第2歯車装置が収容されている。このように構成された駆動装置を組み付ける場合には、第1ケースに第1電動機および第1歯車装置を収容したものを第1ユニットとし、第2ケースに第2電動機を収容したものを第2ユニットとし、第3ケースに第2歯車装置を収容したものを第3ユニットとして準備し、次いで、第2ユニットの両側に、第1ユニットおよび第3ユニットをそれぞれ組み付けることになる。
特許文献1のように、第2電動機と第2歯車装置とを別のユニットとする場合、分割箇所が多くなりやすいために、組み付け作業性が悪くなりやすいという問題がある。
When the second electric motor and the second gear device are separate units as in
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、組み付け作業性のよい車両用駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background described above, and an object of the present invention is to provide a vehicle drive device with good assembling workability.
上記目的を達成するための請求項1にかかる発明の要旨とするところは、第1電動機、第1歯車装置、第2電動機、および第2歯車装置を備える車両用駆動装置であって、単一のケースと、そのケースに収容される前記第2電動機および前記第2歯車装置で1つの動力伝達部が構成され、その第2歯車装置の少なくとも一端が、前記ケースに取り付けられる第1支持壁によって支持され、前記ケース内において、その第1支持壁に対して前記第2歯車装置とは反対側の空間に前記第2電動機が収容され、その第2電動機の回転軸が、その第2電動機に対して前記第1支持壁とは反対側で前記ケースに固定された第2支持壁によって支持されていることにある。
The gist of the invention according to
このようにすれば、第2歯車装置および第2電動機が単一のケースに収容され、且つ、そのケースに取り付けられる第1、第2支持壁に、第2歯車装置、および第2電動機の回転軸がそれぞれ支持されることにより、第2歯車装置および第2電動機を1つの動力伝達部としてユニット化できるので、駆動装置の組み付け作業性が向上する。 In this case, the second gear device and the second electric motor are accommodated in a single case, and the second gear device and the second electric motor are rotated on the first and second support walls attached to the case. Since each shaft is supported, the second gear device and the second electric motor can be unitized as one power transmission unit, so that the assembly workability of the drive device is improved.
ここで、好ましくは、前記車両用駆動装置は、請求項2にかかる発明のように、前記第1電動機と前記第1歯車装置とで他の動力伝達部が構成される。このようにすれば、駆動装置が2つの動力伝達部から構成されるので、それら2つの動力伝達部をそれぞれ組み付けた後は、それらを結合するだけで駆動装置が組み付けられる。従って、駆動装置の組み付け作業性が一層向上する。
Here, preferably, in the vehicle drive device, as in the invention according to
また、好ましくは、前記車両用駆動装置は、請求項3にかかる発明のように、前記他の動力伝達部は第2のケースを備えており、その第2のケース内に、前記第1電動機を収容する第1収容空間と前記第1歯車装置を収容する第2収容空間とに分割する壁部材が設けられ、その壁部材を挟んで前記第1電動機と第1歯車装置とが動力伝達可能に連結されている。このようにすれば、第1歯車装置と第1電動機との間の動力伝達を可能としつつ、第1歯車装置をケースの一方の側から収容し、第1電動機をそのケースの他方の側から収容することができるので、組み付け作業性がより向上する。
Preferably, in the vehicle drive device, as in the invention according to
また、前記車両用駆動装置は、請求項4にかかる発明のように、前記1つの動力伝達部と前記他の動力伝達部とが結合されることが好ましいが、上記2つの動力伝達部の間に、第3の動力伝達部が介挿させられてもよい。
In the vehicle drive device, as in the invention according to
また、前記請求項1にかかる発明は、請求項5に記載されているように、前記第2歯車装置が複数の遊星歯車装置を有するものである場合に、特に効果的である。複数の遊星歯車装置を有している場合には、構成部品が多いので、組み付け作業性が問題となりやすいが、第2歯車装置が複数の遊星歯車装置を有する場合にも、前記請求項1にかかる発明のように構成すれば、第2歯車装置を組み付けた後、第1支持壁をケースに収容し、次いで、第2電動機を収容し、その後、第2支持壁を取り付けるという順に組付けを行うことにより、第2電動機と第2歯車装置とを1つのユニットとして構成することができる。すなわち、第2電動機と第2歯車装置とを別々のユニットとする必要がないことから、駆動装置を構成する総ユニット数が少なくなり、組み付け作業性が向上する。
The invention according to
また、好ましくは、請求項6に記載されているように、前記車両用駆動装置は、前記第1支持壁の外周面が前記ケースの内周面に当接させられており、前記第2電動機のロータ支持軸は、その第1支持壁に回転可能に支持されている。このようにすれば、第1支持壁の径方向の位置が高精度に定まるので、その第1支持壁に支持される第2電動機のロータ支持軸の軸心位置も高精度に定まる。 Preferably, in the vehicle drive device, an outer peripheral surface of the first support wall is in contact with an inner peripheral surface of the case, and the second electric motor is provided. The rotor support shaft is rotatably supported by the first support wall. In this way, since the radial position of the first support wall is determined with high accuracy, the axial center position of the rotor support shaft of the second electric motor supported by the first support wall is also determined with high accuracy.
さらに好ましくは、請求項7に記載されているように、上記車両用駆動装置は、前記第2支持壁の外周面が前記ケースの内周面に当接させられている。このようにすれば、第2電動機の両側にそれぞれ設けられ、径方向の位置が高精度に定まっている2つの支持壁に、第2電動機のロータ支持軸が支持されていることになるので、第2電動機のロータ支持軸の軸心位置が一層高精度に定まる。 More preferably, as described in claim 7, in the vehicle drive device, an outer peripheral surface of the second support wall is brought into contact with an inner peripheral surface of the case. In this way, the rotor support shaft of the second motor is supported on the two support walls that are provided on both sides of the second motor and whose radial positions are determined with high accuracy. The axial center position of the rotor support shaft of the second electric motor is determined with higher accuracy.
また、好ましくは、請求項8に記載されているように、前記第2支持壁には、軸方向に凹み、前記第2電動機のステータコイルを収容する凹部が形成され、その第2支持壁の外周縁部は、その凹部の開口縁に連結されている。このようにすれば、軸方向に凹んだ凹部に第2電動機のステータコイルが収容されるので、スペースが有効活用されて、駆動装置の軸長を短くできる。
Preferably, as described in
また、好ましくは、請求項9に記載されているように、前記第1歯車装置が、前記第2のケースの前記壁部材に回転可能に支持されている。また、好ましくは、請求項10に記載されているように、前記第1支持壁がボルトにより前記ケースに固定され、請求項11に記載されているように、前記第2支持壁がボルトにより前記ケースに固定されている。このようにすれば、第1支持壁、第2支持壁のケースへの組み付けが容易となる。
Further, preferably, as described in
次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例であるハイブリッド車両用の駆動装置10を説明する骨子図である。図1において、駆動装置10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12と表す)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての駆動装置入力軸14と、この駆動装置入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)などを介して間接に連結された差動機構としての動力分配機構16と、その動力分配機構16と駆動装置出力軸22との間で伝達部材18を介して直列に連結されている有段式の自動変速機20と、この自動変速機20に連結されている出力回転部材としての駆動装置出力軸22とを備えており、本実施例では、動力分配機構16が第1歯車装置であり、有段式自動変速機20が第2歯車装置である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a
この駆動装置10は、車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、図7に示すように、走行用の駆動力源としてのエンジン8と一対の駆動輪38との間に設けられて、動力を差動歯車装置(終減速機)36および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪38へ伝達する。なお、駆動装置10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の駆動装置10を表す部分においてはその下側が省略されている。
This
動力分配機構16は、駆動装置入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に合成し或いは分配する機械的機構であって、エンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18に分配し、或いはエンジン8の出力とその第1電動機M1の出力とを合成して伝達部材18へ出力する。本実施例の第1電動機M1および第2電動機M2は、発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
The
動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24と、切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを備えている。この第1遊星歯車装置24は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1である。
The
この動力分配機構16においては、第1キャリヤCA1は駆動装置入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第1サンギヤS1は第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1は伝達部材18に連結されている。また、切換ブレーキB0は第1サンギヤS1とケース12との間に設けられ、切換クラッチC0は第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1との間に設けられている。それら切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放されると、第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1サンギヤS1がそれぞれ相互に相対回転可能な差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配され、第1電動機M1に分配されたエンジン8の出力で第1電動機M1が発電され、その発電された電気エネルギや、蓄電されていた電気エネルギで第2電動機M2が回転駆動されるので、例えば無段変速状態とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構16が、電気的にその変速比γ0(駆動装置入力軸14の回転速度/伝達部材18の回転速度)が最小値γ0minから最大値γ0maxまで変化させられる差動状態例えば変速比γ0が最小値γ0minから最大値γ0maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する差動状態例えば無段変速状態とされる。
In the
この状態で、エンジン8の出力で車両走行中に上記切換クラッチC0が係合させられて第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが一体的に係合させられると、第1遊星歯車装置24の3要素S1、CA1、R1が一体回転させられるロック状態である非差動状態とされることから、エンジン8の回転と伝達部材18の回転速度とが一致する状態となるので、動力分配機構16は変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する定変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられて第1サンギヤS1が非回転状態とされるロック状態である非差動状態とされると、第1リングギヤR1は第1キャリヤCA1よりも増速回転されるので、動力分配機構16は変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態とされる。このように、本実施例では、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0は、動力分配機構16を、差動状態例えば変速比が連続的変化可能な電気的な無段変速機として作動可能な差動状態(無段変速状態)と、非差動状態例えば電気的な無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化をロックするロック状態、すなわち1または2種類の変速比の単段または複数段の変速機として作動可能な定変速状態とに選択的に切換える差動状態切換装置として機能している。
In this state, when the switching clutch C0 is engaged and the first sun gear S1 and the first carrier CA1 are integrally engaged while the vehicle is running with the output of the
自動変速機20は、複数の遊星歯車装置、すなわち、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第3遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第4遊星歯車装置30を備えている。第2遊星歯車装置26は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.562」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置28は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、例えば「0.425」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第4遊星歯車装置30は、第4サンギヤS4、第4遊星歯車P4、その第4遊星歯車P4を自転および公転可能に支持する第4キャリヤCA4、第4遊星歯車P4を介して第4サンギヤS4と噛み合う第4リングギヤR4を備えており、例えば「0.421」程度の所定のギヤ比ρ4を有している。第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2、第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3、第4サンギヤS4の歯数をZS4、第4リングギヤR4の歯数をZR4とすると、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3、上記ギヤ比ρ4はZS4/ZR4である。
The
自動変速機20では、第2サンギヤS2と第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第2キャリヤCA2は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第4リングギヤR4は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第2リングギヤR2と第3キャリヤCA3と第4キャリヤCA4とが一体的に連結されて駆動装置出力軸22に連結され、第3リングギヤR3と第4サンギヤS4とが一体的に連結されて第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
In the
前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3は従来の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。 The switching clutch C0, the first clutch C1, the second clutch C2, the switching brake B0, the first brake B1, the second brake B2, and the third brake B3 are hydraulic types that are often used in conventional automatic transmissions for vehicles. It is a friction engagement device, and a wet multi-plate type in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator, or one end of one or two bands wound around the outer peripheral surface of a rotating drum It is configured by a band brake or the like tightened by a hydraulic actuator, and is for selectively connecting members on both sides on which the brake is interposed.
以上のように構成された駆動装置10では、例えば、図2の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3が選択的に係合作動させられることにより、第1速ギヤ段(第1変速段)乃至第5速ギヤ段(第5変速段)のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、動力分配機構16は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、1または2種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動可能な定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、駆動装置10では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた動力分配機構16と自動変速機20とで有段変速機が構成され、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた動力分配機構16と自動変速機20とで無段変速機が構成される。
In the
例えば、駆動装置10が有段変速機として機能する場合には、図2に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により、変速比γ1が最大値例えば「3.357」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.180」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.424」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第4速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0の係合により、変速比γ5が第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第5速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により、変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「3.209」程度である後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば切換クラッチC0のみが係合される。 For example, when the drive device 10 functions as a stepped transmission, as shown in FIG. 2, the gear ratio γ1 is set to a maximum value, for example, “by the engagement of the switching clutch C0, the first clutch C1, and the third brake B3” The first speed gear stage of about 3.357 "is established, and the gear ratio γ2 is smaller than the first speed gear stage by engagement of the switching clutch C0, the first clutch C1, and the second brake B2, for example,“ The second speed gear stage which is about 2.180 "is established, and the gear ratio γ3 is smaller than the second speed gear stage by engagement of the switching clutch C0, the first clutch C1 and the first brake B1, for example," The third speed gear stage which is about 1.424 "is established, and the gear ratio γ4 is smaller than the third speed gear stage by engagement of the switching clutch C0, the first clutch C1 and the second clutch C2, for example," The fourth speed gear stage that is about .000 "is established, and the engagement of the first clutch C1, the second clutch C2, and the switching brake B0 causes the gear ratio γ5 to be smaller than the fourth speed gear stage, for example," The fifth gear stage which is about 0.705 "is established. Further, by the engagement of the second clutch C2 and the third brake B3, the reverse gear stage in which the speed ratio γR is a value between the first speed gear stage and the second speed gear stage, for example, about “3.209” is established. Be made. When the neutral “N” state is set, for example, only the switching clutch C0 is engaged.
しかし、駆動装置10が無段変速機として機能する場合には、図2に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、動力分配機構16が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速機20が有段変速機として機能することにより、自動変速機20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその自動変速機20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって駆動装置10全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
However, when the
図3は、無段変速部或いは第1変速部として機能する動力分配機構16と有段変速部或いは第2変速部として機能する自動変速機20とから構成される駆動装置10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置24、26、28、30のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、3本の横軸のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち駆動装置入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NEを示し、横軸XGが伝達部材18の回転速度を示している。また、動力分配機構16の3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する第1サンギヤS1、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する第1キャリヤCA1、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する第1リングギヤR1の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第1遊星歯車装置24のギヤ比ρ1に応じて定められている。すなわち、縦線Y1とY2との間隔を1に対応するとすると、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ1に対応するものとされる。さらに、自動変速機20の5本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第2キャリヤCA2を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第4リングギヤR4を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応し且つ相互に連結された第2リングギヤR2、第3キャリヤCA3、第4キャリヤCA4を、第8回転要素(第8要素)RE8に対応し且つ相互に連結された第3リングギヤR3、第4サンギヤS4をそれぞれ表し、それらの間隔は第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ2、ρ3、ρ4に応じてそれぞれ定められている。すなわち、図3に示すように、各第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が1に対応するものとされ、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応するものとされる。
FIG. 3 shows a
上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の駆動装置10は、動力分配機構(無段変速部)16において、第1遊星歯車装置24の3回転要素(要素)の1つである第1回転要素RE1(第1キャリヤCA1)が駆動装置入力軸14に連結されるとともに切換クラッチC0を介して他の回転要素の1つである第1サンギヤS1と選択的に連結され、その他の回転要素の1つである第2回転要素RE2(第1サンギヤS1)が第1電動機M1に連結されるとともに切換ブレーキB0を介してトランスミッションケース12に選択的に連結され、残りの回転要素である第3回転要素RE3(第1リングギヤR1)が伝達部材18および第2電動機M2に連結されて、駆動装置入力軸14の回転を前記伝達部材18を介して自動変速機(有段変速部)20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により第1サンギヤS1の回転速度と第1リングギヤR1の回転速度との関係が示される。
If expressed using the collinear diagram of FIG. 3 described above, the
図4および図5は上記図3の共線図の動力分配機構16部分に相当する図である。図4は上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0の解放により無段変速状態に切換えられたときの動力分配機構16の状態の一例を表している。例えば、第1電動機M1の発電による反力を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される第1サンギヤS1の回転が上昇或いは下降させられると、直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1の回転速度が下降或いは上昇させられる。
4 and 5 are views corresponding to the
また、図5は切換クラッチC0の係合により有段変速状態に切換えられたときの動力分配機構16の状態を表している。つまり、第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが連結されると、上記3回転要素が一体回転するので、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NEと同じ回転で伝達部材18が回転させられる。或いは、切換ブレーキB0の係合によって第1サンギヤS1の回転が停止させられると、直線L0は図3に示す状態となり、その直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1すなわち伝達部材18の回転速度は、エンジン回転速度NEよりも増速された回転で自動変速機20へ入力される。
FIG. 5 shows the state of the
また、自動変速機20において第4回転要素RE4は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第7回転要素RE7は駆動装置出力軸22に連結され、第8回転要素RE8は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
Further, in the
自動変速機20では、図3に示すように、第1クラッチC1と第3ブレーキB3とが係合させられることにより、第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8と横線X2との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、駆動装置出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第1速の駆動装置出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と駆動装置出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第2速の駆動装置出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3と駆動装置出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第3速の駆動装置出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L4と駆動装置出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第4速の駆動装置出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第4速では、切換クラッチC0が係合させられている結果、エンジン回転速度NEと同じ回転速度で第8回転要素RE8に動力分配機構16からの動力が入力される。しかし、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられると、動力分配機構16からの動力がエンジン回転速度NEよりも高い回転速度で入力されることから、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0が係合させられることにより決まる水平な直線L5と駆動装置出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第5速の駆動装置出力軸22の回転速度が示される。また、第2クラッチC2と第3ブレーキB3とが係合させられることにより決まる斜めの直線LRと駆動装置出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で後進Rの駆動装置出力軸22の回転速度が示される。
In the
図6は、本実施例の駆動装置10を制御するための電子制御装置40に入力される信号及びその電子制御装置40から出力される信号を例示している。この電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン8、電動機M1、M2に関するハイブリッド駆動制御、前記自動変速機20の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
FIG. 6 illustrates a signal input to the
上記電子制御装置40には、図6に示す各センサやスイッチから、エンジン水温を示す信号、シフトポジションを表す信号、エンジン8の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、ギヤ比列設定値を示す信号、M(モータ走行)モードを指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、駆動装置出力軸22の回転速度に対応する車速信号、自動変速機20の作動油温を示す油温信号、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、アクセルペダルの操作量を示すアクセル開度信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各駆動輪の車輪速を示す車輪速信号、駆動装置10を有段変速機として機能させるために動力分配機構16を定変速状態に切り換えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、駆動装置10を無段変速機として機能させるために動力分配機構16を無段変速状態に切り換えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号、第1電動機M1の回転速度NM1を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2を表す信号などが、それぞれ供給される。また、上記電子制御装置40からは、スロットル弁の開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、エンジン8の点火時期を指令する点火信号、電動機M1およびM2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するABSアクチュエータを作動させるためのABS作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、動力分配機構16や自動変速機20の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路42に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、上記油圧制御回路42の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
The aforementioned electronic control unit 40, from the sensors and switches shown in FIG. 6, a signal indicative of the engine coolant temperature, a signal representing the shift position, a signal indicative of engine rotational speed N E is the rotational speed of the engine 8, the gear ratio sequence set A signal indicating a value, a signal for instructing an M (motor running) mode, an air conditioner signal indicating the operation of the air conditioner, a vehicle speed signal corresponding to the rotational speed of the drive device output shaft 22, and an oil temperature indicating the operating oil temperature of the automatic transmission 20 A signal indicating a side brake operation, a signal indicating a foot brake operation, a catalyst temperature signal indicating a catalyst temperature, an accelerator opening signal indicating an operation amount of an accelerator pedal, a cam angle signal, a snow mode setting signal indicating a snow mode setting, Acceleration signal indicating vehicle longitudinal acceleration, auto cruise signal indicating auto cruise driving, vehicle weight signal indicating vehicle weight, wheel speed of each drive wheel A wheel speed signal indicating the presence or absence of a stepped switch operation for switching the power distribution mechanism 16 to a constant transmission state in order to cause the drive device 10 to function as a stepped transmission, and the drive device 10 as a continuously variable transmission signal indicating the presence or absence of a continuously variable switch operation for switching the power distributing mechanism 16 in the continuously variable shifting state to function, a signal indicative of the rotational speed N M1 of the first electric motor M1, the rotation speed N M2 of the second electric motor M2 Representing signals etc. are supplied respectively. Further, the
図7は、駆動装置10の制御方法すなわち電子制御装置40による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。切換制御手段50は、例えば図8或いは図9に示す予め記憶された関係に基づいて、駆動装置10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは駆動装置10を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定する。図8に示す関係(切換マップ)を用いる場合には、実際のエンジン回転速度NEとハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値、例えばエンジン出力トルクTEとで表される車両状態に基づいて上記判定を行う。
FIG. 7 is a functional block diagram for explaining the main part of the control method of the driving
図8に示される関係では、エンジン8の出力トルクTEが予め設定された所定値TE1以上の高トルク領域(高出力走行領域)、エンジン回転速度NEが予め設定された所定値NE1以上の高回転領域すなわちエンジン回転速度NEとトータル変速比γTとで一意的に決められる車両状態の1つである車速が所定値以上の高車速領域、或いはそれらエンジン8の出力トルクTEおよび回転速度NEから算出される出力が所定以上の高出力領域が、有段制御領域として設定されている。従って、エンジン8の比較的高出力トルク、比較的高回転速度、或いは比較的高出力時には有段変速制御は実行され、アップシフトに伴うエンジン回転速度NEの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン8の回転速度の変化が発生する。或いは、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態(定変速状態)に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、リズミカルなエンジン回転速度NEの変化を楽しむことができる。一方、エンジン8の比較的低出力トルク、比較的低回転速度、或いは比較的低出力時すなわちエンジン8の常用出力域では無段変速制御が実行されるようになっている。図8における有段制御領域と無段制御領域との間の境界線は、例えば高車速判定値の連なりである高車速判定線および高出力走行判定値の連なりである高出力走行判定線に対応している。
In the relationship shown in FIG. 8, the output torque T E is the predetermined upper limit TE1 more high torque region (high output drive region) were of the
一方、図9に示す関係を用いる場合には、実際の車速Vと駆動力関連値である出力トルクTOUTとに基づいて上記判定を行う。図9では、破線が、無段変速を有段変速に切り換える所定条件を定める判定車速V1および判定出力トルクT1を示し、二点差線が、有段変速を無段変速に切り換える際の条件を示している。このように、有段制御領域と無段制御領域と切換の判定にヒステリシスが設けられている。なお、図9において、太線51で示す境界よりも低出力トルク側および低車速側は電動機の駆動力で走行するモータ走行領域である。また、図9には、車速Vと出力トルクTOUTとをパラーメタとする変速線図も示されている。
On the other hand, when the relationship shown in FIG. 9 is used, the above determination is made based on the actual vehicle speed V and the output torque T OUT which is a driving force related value. In FIG. 9, the broken line indicates the determination vehicle speed V1 and the determination output torque T1 that define the predetermined conditions for switching the continuously variable transmission to the continuously variable transmission, and the two-dotted line indicates the conditions for switching the continuously variable transmission to the continuously variable transmission. ing. As described above, hysteresis is provided for the determination of switching between the stepped control region and the stepless control region. In FIG. 9, the lower output torque side and the lower vehicle speed side than the boundary indicated by the
そして、切換制御手段50は、有段変速制御領域であると判定した場合は、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可(禁止)とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段54に対しては、予め設定された有段変速時の変速制御を許可する。このときの有段変速制御手段54は、前記判定が図8に基づいて行われた場合には、予め記憶された図示しない変速線図に従って自動変速制御を実行し、前記判定が図9に基づいて行われた場合には、その図9に示される変速線図に従って自動変速制御を実行する。 When the switching control means 50 determines that it is the stepped shift control region, the switching control means 50 outputs a signal for disabling (inhibiting) hybrid control or continuously variable shift control to the hybrid control means 52 and The step shift control means 54 is allowed to perform shift control at the time of a preset step shift. If the determination is made based on FIG. 8, the stepped shift control means 54 at this time executes automatic shift control according to a previously stored shift diagram (not shown), and the determination is based on FIG. If this is the case, automatic shift control is executed in accordance with the shift diagram shown in FIG.
図2は、このときの変速制御において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちC0、C1、C2、B0、B1、B2、B3の作動の組み合わせを示している。この有段自動変速制御モードの第1速乃至第4速では、切換クラッチC0が係合させられることにより動力分配機構16が固定の変速比γ0が1の副変速機として機能しているが、第5速では、その切換クラッチC0の係合に替えて切換ブレーキB0が係合させられることにより動力分配機構16が固定の変速比γ0が例えば0.7程度の副変速機として機能している。すなわち、この有段自動変速制御モードでは、副変速機として機能する動力分配機構16と自動変速機20とを含む駆動装置10全体が所謂自動変速機として機能している。
FIG. 2 shows a combination of operations of the hydraulic friction engagement devices, that is, C0, C1, C2, B0, B1, B2, and B3 selected in the shift control at this time. In the first to fourth speeds of the stepped automatic transmission control mode, the
なお、前記駆動力関連値とは、車両の駆動力に1対1に対応するパラメータであって、駆動輪38での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速機20の出力トルクTOUT、エンジン出力トルクTE、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル開度(或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)とエンジン回転速度NEとによって算出されるエンジン出力トルクTEなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度に基づいて算出されるエンジン出力トルクTEや要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクTOUT等からデフ比、駆動輪38の半径等を考慮して算出されてもよいし、例えばトルクセンサ等によって直接検出されてもよい。上記他の各トルク等も同様である。
The driving force-related value is a parameter that corresponds to the driving force of the vehicle on a one-to-one basis, and includes not only the driving torque or driving force at the driving
一方、上記切換制御手段50において無段制御領域内であると判定した場合は、前記動力分配機構16を電気的な無段変速可能とするように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御を許可する信号を出力するとともに、有段変速制御手段54には、予め設定された無段変速時の変速段に固定する信号を出力するか、或いは予め記憶された変速線図に従って自動変速することを許可する信号を出力する。後者の場合、有段変速制御手段54により、図2の係合表内において切換クラッチC0および切換ブレーキB0の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、動力分配機構16が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速機20が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、前述のように、自動変速機20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその自動変速機20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって駆動装置10全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
On the other hand, if the switching control means 50 determines that it is within the continuously variable control region, a command is issued to release the switching clutch C0 and the switching brake B0 so that the
上記ハイブリッド制御手段52は、エンジン8を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン8と第1電動機M1および/または第2電動機M2との駆動力の配分を最適になるように変化させる。例えば、そのときの走行車速において、アクセルペダル操作量や車速から運転者の要求出力を算出し、運転者の要求出力と充電要求値から必要な駆動力を算出し、エンジンの回転速度とトータル出力とを算出し、そのトータル出力とエンジン回転速度NEとに基づいて、エンジン出力を得るようにエンジン8を制御するとともに第1電動機M1の発電量を制御する。ハイブリッド制御手段52は、その制御を自動変速機20の変速段を考慮して実行したり、或いは燃費向上などのために自動変速機20に変速指令を行う。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度NEと車速および自動変速機20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、動力分配機構16が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段52は無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立した予め記憶された最適燃費率曲線に沿ってエンジン8が作動させられるように駆動装置10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように動力分配機構16の変速比γ0を制御し、トータル変速比γTをその変速可能な変化範囲内例えば13〜0.5の範囲内で制御することになる。
The hybrid control means 52 operates the
このとき、ハイブリッド制御手段52は、第1電動機M1により発電された電気エネルギをインバータ58を通して蓄電装置60や第2電動機M2へ供給するので、エンジン8の動力の主要部は機械的に伝達部材18へ伝達されるが、エンジン8の動力の一部は第1電動機M1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ58を通して電気エネルギが第2電動機M2或いは第1電動機M1へ供給され、その第2電動機M2或いは第1電動機M1から伝達部材18へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機M2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。また、ハイブリッド制御手段52は、エンジン8の停止又はアイドル状態に拘わらず、動力分配機構16の電気的CVT機能によってモータ走行させることができる。
At this time, the hybrid control means 52 supplies the electric energy generated by the first electric motor M1 to the power storage device 60 and the second electric motor M2 through the
上記切換制御手段50、ハイブリッド制御手段52、有段変速制御手段54により、車両の低中速走行および低中出力走行となるようなエンジンの常用出力域では動力分配機構16が無段変速状態とされてハイブリッド車両の燃費性能が確保されるが、高速走行或いはエンジン8の高回転域では動力分配機構16が定変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて動力と電気との間の変換損失が抑制されて燃費が向上させられる。また、エンジン8の高出力域では動力分配機構16が定変速状態とされて無段変速状態として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となるので、第1電動機M1が発生すべき電気的エネルギすなわちが第1電動機M1が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできて、換言すれば第1電動機M1の保障すべき電気的反力を小さくできてその第1電動機M1や第2電動機M2、或いはそれを含む駆動装置10が一層小型化される。
By the switching control means 50, the hybrid control means 52, and the stepped speed change control means 54, the
図10は手動変速操作装置であるシフト操作装置46の一例を示す図である。シフト操作装置46は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフトレバー48を備えている。そのシフトレバー48は、例えば図2の係合作動表に示されるようにクラッチC1およびクラッチC2のいずれもが係合されないような駆動装置10内つまり自動変速機20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速機20の駆動装置出力軸22をロックするための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、駆動装置10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立ポジション「N(ニュートラル)」、前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」へ手動操作されるように設けられている。上記「P」乃至「M」ポジションに示す各シフトポジションは、「P」ポジションおよび「N」ポジションは車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであり、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「M」ポジションは車両を走行させるときに選択される走行ポジションである。また、「D」ポジションは最高速走行ポジションでもあり、「M」ポジションにおける例えば「4」レンジ乃至「L」レンジはエンジンブレーキ効果が得られるエンジンブレーキレンジでもある。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a
上記「M」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「D」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー48が「M」ポジションへ操作されることにより、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかがシフトレバー48の操作に応じて変更される。具体的には、この「M」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「+」、およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー48がそれ等のアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかへ切り換えられる。例えば、「M」ポジションにおける「D」レンジ乃至「L」レンジの5つの変速レンジは、駆動装置10の自動変速制御が可能なトータル変速比γTの変化範囲における高速側(変速比が最小側)のトータル変速比γTが異なる複数種類の変速レンジであり、また自動変速機20の変速が可能な最高速側変速段が異なるように変速段(ギヤ段)の変速範囲を制限するものである。また、シフトレバー48はスプリング等の付勢手段により上記アップシフト位置「+」およびダウンシフト位置「−」から、「M」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。また、シフト操作装置46にはシフトレバー48の各シフトポジションを検出するための図示しないシフトポジションセンサが備えられており、そのシフトレバー48のシフトポジションや「M」ポジションにおける操作回数等を電子制御装置40へ出力する。
The “M” position is provided adjacent to the width direction of the vehicle at the same position as the “D” position, for example, in the longitudinal direction of the vehicle, and when the
例えば、「D」ポジションがシフトレバー48の操作により選択された場合には、前記切換制御手段50により駆動装置10の変速状態の自動切換制御が実行され、ハイブリッド制御手段52により動力分配機構16の無段変速制御が実行され、有段変速制御手段54により自動変速機20の自動変速制御が実行される。例えば、駆動装置10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には駆動装置10が例えば図2に示すような第1速ギヤ段乃至第5速ギヤ段の範囲で自動変速制御され、或いは駆動装置10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には駆動装置10が動力分配機構16の無段的な変速比幅と自動変速機20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる駆動装置10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御される。この「D」ポジションは駆動装置10の自動変速制御が実行される制御様式である自動変速走行モード(自動モード)を選択するシフトポジションでもある。
For example, when the “D” position is selected by operating the
或いは、「M」ポジションがシフトレバー48の操作により選択された場合には、変速レンジの最高速側変速段或いは変速比を越えないように、切換制御手段50、ハイブリッド制御手段52、および有段変速制御手段54により駆動装置10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。例えば、駆動装置10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には駆動装置10が各変速レンジで駆動装置10が変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御され、或いは駆動装置10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には駆動装置10が動力分配機構16の無段的な変速比幅と各変速レンジに応じた自動変速機20の変速可能な変速段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる駆動装置10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。この「M」ポジションは駆動装置10の手動変速制御が実行される制御様式である手動変速走行モード(手動モード)を選択するシフトポジションでもある。
Alternatively, when the “M” position is selected by operating the
図11は上記駆動装置10の断面図、図12はその駆動装置10の第1ユニット(第1動力伝達部)70の断面図、図13はその駆動装置10の第2ユニット(第2動力伝達部)100の部分拡大断面図である。
は上記駆動装置10の断面図、図12、13は、それぞれ、その駆動装置10の第1ユニット(第1動力伝達部)70および第2ユニット(第2動力伝達部)100部分の拡大断面図である。
11 is a cross-sectional view of the
FIG. 12 and FIG. 13 are enlarged sectional views of the first unit (first power transmission portion) 70 and the second unit (second power transmission portion) 100 of the driving
図11に示すように、ケース12は、第1ユニット70のケースとなる第1ケース12a(本実施例において第2のケースに相当)、および第2ユニット100のケースとなる第2ケース12bからなる。そして、上記第1ケース12aに、第1電動機M1および動力分配機構(すなわち第1歯車装置)16等が収容され、第2ケース12bに、第2電動機M2および自動変速機(すなわち第2歯車装置)20等が収容されている。
As shown in FIG. 11, the
図12に示すように、第1ケース12aは、略筒状の外径形状をしており、動力分配機構16を収容している部分の外径は略一定とされている一方、第1電動機M1を収容している部分の外径は、エンジン8側(図左側)へ向かうほど大きくなっている。また、第1ケース12aは、軸方向の両側が開口しており、動力分配機構16と第1電動機M1との間に、第1ケース12aとともに一体的に形成された仕切壁72が設けられている。この仕切壁72は、駆動装置入力軸14に対して略垂直な垂直部72aと、その垂直部72aの内周端に軸方向の一端が連結され第1遊星歯車装置24側へ延びる筒部72bとを有しており、筒部72bの軸心には、軸方向に貫通する貫通孔73が形成されている。この仕切壁72によって仕切られることにより、第1ケース12a内は、第1電動機M1を収容するエンジン8側の第1収容空間74と、動力分配機構16を収容する第2収容空間76とに分割されている。従って、本実施例では、上記仕切壁72が壁部材として機能する。そして、第1電動機M1は、図左側から第1収容空間74に収容され、動力分配機構16は図右側から第2収容空間76に収容される。
As shown in FIG. 12, the
また、第1ケース12aに、駆動装置入力軸14と平行に軸方向のエンジン8側に突き出す環状の突部78が形成されることにより、第1収容空間74は径が略一定とされており、その突部78に外周縁が当接するように、蓋板80が固定されている。
Further, the
第1電動機M1は、第1ステータ(固定子)82と、第1ロータ(回転子)84と、その第1ロータ84と一体的に構成された第1ロータ支持軸(回転軸)86とからなる。第1ロータ支持軸86は、一方の端がベアリング88を介して仕切壁72の内周面に支持され、他方の端がベアリング90を介して蓋板80に支持されている。サンギヤ軸92は、第1電動機M1と第1遊星歯車装置24とを動力伝達可能に連結する動力伝達軸として機能するものであり、第1サンギヤS1と一体的に構成され、仕切壁72の中央の穴を通って第1ロータ支持軸86の内周まで延びている。このサンギヤ軸92の第1ロータ支持軸86側の端は、スプライン93により第1ロータ支持軸86の仕切壁72側の端に嵌合されているので、サンギヤ軸92と第1ロータ支持軸86とは一体回転させられる。
The first electric motor M <b> 1 includes a first stator (stator) 82, a first rotor (rotor) 84, and a first rotor support shaft (rotary shaft) 86 configured integrally with the
サンギヤ軸92の内周において前記ベアリング88の内径側となる位置、第1ロータ支持軸86の内周において前記ベアリング90の内径側となる位置、および、第1サンギヤS1の内周には、それぞれブッシュ97、ベアリング98、およびブッシュ99が設けられ、前記駆動装置入力軸14は、上記第1ロータ支持軸86およびサンギヤ軸92の内周側となる第1ケース12aの軸心において、上記ブッシュ97、ベアリング98、およびブッシュ99を介してそれら第1ロータ支持軸86およびサンギヤ軸92に相対回転可能に支持されている。また、駆動装置入力軸14の一方の端は、第1キャリヤCA1と一体的に連結されている。このように、駆動装置入力軸14は、第1キャリヤCA1と一体的に連結されており、第1遊星歯車装置24の入力軸を構成する。
A position that is the inner diameter side of the bearing 88 on the inner circumference of the
第1遊星歯車装置24の第1リングギヤR1には、第2ユニット100側の端部の内周面に、環状板94が軸方向および周方向に相対移動不能に固定されている。この環状板94は、駆動装置入力軸14の軸心に垂直であり、また、その軸心に穴が設けられている。第1遊星歯車装置24の出力軸(すなわち動力分配機構16の出力軸)96は、第2ユニット100側に突き出す筒状の軸部96aと、その軸部96aの第1遊星歯車装置24側において径方向に突き出すフランジ部96bとを有している。このフランジ部96bが上記環状板94に接合しており、出力軸96と環状板94とは一体回転させられるようになっている。また、軸部96aの内周面には、スプライン歯96cが形成されている。前記切換クラッチC0は、仕切壁72と第1遊星歯車装置24との間に配置され、切換ブレーキB0は、第1遊星歯車装置24の外周側に配置されている。
An
次に、第2ユニット100について説明する。図11に示すように、第2ケース12bは、第1ユニット70側が開口し、駆動装置出力軸22側へ向かうにつれ段階的に径(外径および内径)が小さくなる先細り形状を有している。そして、第2ケース12bの小径とされた奥側(駆動装置出力軸22側)から開口側に向かって、自動変速機20、第2電動機M2の順に収容されている。また、第2ケース12bの軸心には、奥側から順に、互いに相対回転可能とされた駆動装置出力軸22、自動変速機20の中間軸102、および自動変速機20の入力軸104が、同一軸心上に配置されている。上記入力軸104は、第2ケース12b奥側の端が自動変速機20の第2電動機M2側の端付近に配置されており、そこから第2ケース12b開口側へ延設されている。また、図11には図示されていないが、駆動装置出力軸22は、第4遊星歯車装置30の第4キャリヤCA4と一体回転するようになっており、中間軸102は、第3遊星歯車装置28の第3リングギヤR3および第4遊星歯車装置30の第4サンギヤS4と一体回転するようになっている(図1参照)。
Next, the
第2ユニット100の部分拡大図である図13に示すように、自動変速機20と第2電動機M2との間には、第1支持壁106が配置されている。この第1支持壁106は、軸方向に延び、軸心を前記入力軸104と同じくする筒部106aと、内周端がその筒部106aの第2電動機M2側の端に連結されて径方向の外側に向かう連結部106bと、その連結部106bの外周端に軸方向の一端が連結されて軸方向の第2電動機M2側へ延び、且つ、径方向にも比較的肉厚とされた外周環部106cとから構成されている。この第1支持壁106は、第2ケース12bに対してインロー構造となっている。すなわち、第1支持壁106の外周環部106cの外周面は、第2ケース12bの内周面に形成された軸方向に平行な第1当接面108に対して当接させられており、ボルト118により固定されていない状態では、外周環部106cの外周面は第1当接面108に対して摺動可能となっている。従って、第1支持壁106は、圧入することなく、第2ケース12bに嵌め入れることができる。
As shown in FIG. 13 which is a partially enlarged view of the
また、外周環部106cの第2電動機M2とは反対側の側面は、上記第1当接面108の第2電動機M2とは反対側の端から径方向内側に向かうように第2ケース12bに形成された第1径方向面109に当接させられている。従って、第1支持壁106は、外周環部106cの外周面および側面がそれぞれ第2ケース12bの第1当接面108および第1径方向面109に当接するように第2ケース12bに嵌め入れられるだけで、その軸方向および径方向の位置が精度良く定まる。前記入力軸104の自動変速機20側の端は、上記第1支持壁106の筒部106aの内周に設けられたベアリング111を介して、その第1支持壁106の筒部106aに相対回転可能に支持されている。
Further, the side surface of the outer
第2電動機M2は、第2ステータ(固定子)112と、第2ロータ(回転子)114と、その第2ロータ114と一体回転する第2ロータ支持軸(回転軸)116とからなる。第2ステータ112および第1支持壁106は、第2ステータ112および前記第1支持壁106の外周環部106cを軸方向に貫通して第2ケース12bに螺合されているボルト118により、第2ケース12bに固定されている。また、第2ロータ支持軸116の自動変速機20側の端は、外周面が第1支持壁106の筒部106aの内周面に当接させられたベアリング120を介して、前記第1支持壁106に支持されている。
The second electric motor M2 includes a second stator (stator) 112, a second rotor (rotor) 114, and a second rotor support shaft (rotary shaft) 116 that rotates integrally with the
第2電動機M2よりも第2ケース12bの開口側には、第2支持壁122が配置されている。この第2支持壁122も第2ケース12bに対してインロー構造となっている。すなわち、第2支持壁122の外周面は、第2ケース12bの内周面において前記第1当接面108よりも第2ケース12bの開口側且つ径方向外側に形成された第2当接面123に対して当接させられており、ボルト124により固定されていない状態では、第2支持壁122の外周面は上記第2当接面123に対して摺動可能となっている。また、第2支持壁122の第2電動機M2側の側面の外周端は、上記第2当接面123の第2電動機M2側の端から径方向内側に向かうように第2ケース12bに形成された第2径方向面125に当接させられている。従って、第2支持壁122も、その外周面および側面がそれぞれ第2ケース12bの第2当接面123および第2径方向面125に当接するように第2ケース12bに嵌め入れられるだけで、その軸方向および径方向の位置が精度良く定まる。
A
この第2支持壁122は、ボルト124により第2ケース12bに固定されており、また、その径方向の中心に軸方向に貫通する穴126が形成されている。前記入力軸104は、第1ユニット70側へ延設されており、第2ロータ支持軸116および上記穴126を貫通して第1ユニット70側へ突き出す突出部104aを有している。この突出部104a(すなわち、入力軸104の先端側)の外周面の上記穴126と対向する部分に、スプライン歯104bが形成されている。
The
また、第2支持壁122は、第2ステータ112よりも内径側にて軸方向の第2ロータ114側に突き出す凸部122aと、その凸部122aの外周側に形成され、軸方向の第1ユニット70側へ凹んだ凹部122bと、その凹部122bの開口の外周縁に連結され、前記ボルト124が貫通する外周縁部122cを有しており、凸部122aの内周面にはベアリング128が当接させられている。また、第2ステータ112のステータコイル112aは、上記凹部122bに収容されている。第2ロータ支持軸116の前記第1支持壁106に支持されている側とは反対側の端は、上記ベアリング128を介して第2支持壁122に支持されている。また、第2ロータ支持軸116は、第2支持壁122側の端部において、上記ベアリング128の内周側に設けられたベアリング130を介して入力軸104を支持するとともに、他方の端部に形成されているスプライン132により、入力軸104と一体回転させられるようになっている。
In addition, the
このように構成されている第2ユニット100は、第2ケース12bの奥側に収容される部材から順に組み付けられる。すなわち、自動変速機20を第2ケース12bに収容し、次いで、第1支持壁106、第2電動機M2を順次収容し、最後に、第2支持壁122を第2ケース12bに取り付けることにより、第2ユニット100を組み付けることができる。そして、第1ユニット70および第2ユニット100をそれぞれ組み立てた後は、第1ユニット70側の部材である出力軸96のスプライン歯96bと、第2ユニット100側の部材である入力軸104のスプライン歯104bとを嵌合(スプライン結合)させることにより、図11に示すような駆動装置10を組み付けることができる。なお、図1の伝達部材18は、スプライン結合されることにより一体回転させられる出力軸96と入力軸104とから構成される。
The
以上、説明したように、本実施例によれば、自動変速機20および第2電動機M2が1つのケース(第2ケース12b)に収容され、且つ、その第2ケース12bに取り付けられる第1、第1支持壁106、122に、自動変速機20の入力軸104、第2電動機M2の第2ロータ支持軸116がそれぞれ支持されることにより、自動変速機20および第2電動機M2を1つの動力伝達部としてユニット化できるので、駆動装置10の組み付け作業性が向上する。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、第1電動機M1と動力分配機構16とで別のユニット(動力伝達部)すなわち第1ユニット70が構成されており、駆動装置10が2つのユニット70、100から構成されるので、それら2つのユニット70、100をそれぞれ組み付けた後は、それらを結合するだけで駆動装置10が組み付けられる。従って、駆動装置10の組み付け作業性が一層向上する。
In addition, according to the present embodiment, the first electric motor M1 and the
また、本実施例によれば、第1ユニット70は、動力分配機構16を第1ケース12aの一方の側から収容し、第1電動機M1をその第1ケース12aの他方の側から収容することができるので、組み付け作業性がより向上する。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、第1支持壁106の外周面が第2ケース12bの内周面(第1当接面108)に当接させられていることから、第1支持壁106の径方向の位置が高精度に定まる。また、第2支持壁122も第2ケース12bの内周面(第2当接面123)に当接させられていることから、第2支持壁122の径方向の位置が高精度に定まる。そして、第2電動機M2の第2ロータ支持軸116は、その第1支持壁106および第2支持壁122に両端が支持されているので、第2電動機M2の第2ロータ支持軸116の径方向位置精度も向上する。さらに、自動変速機20の入力軸104は、この第2ロータ支持軸116および前記第1支持壁106に支持されていることから、入力軸104の径方向の位置も高精度に定まる。従って、この入力軸104と動力分配機構16の出力軸96との結合を要する駆動装置10の組み付け作業が特に容易になるとともに、入力軸104と出力軸96との一体回転作動が良好となる。
Further, according to the present embodiment, the outer peripheral surface of the
また、本実施例によれば、第2支持壁122に形成され、軸方向に凹んだ凹部122bに、第2電動機M2のステータコイル112aが収容されているので、スペースが有効活用されて、駆動装置10の軸長が短くなる。
In addition, according to the present embodiment, the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例の駆動装置10は、動力分配機構16が差動状態と非差動状態とに切り換えられることで電気的な無段変速機としての機能する無段変速状態と有段変速機として機能する有段変速状態とに切り換え可能に構成されていたが、無段変速状態と有段変速状態との切換えは動力分配機構16の差動状態と非差動状態との切換えにおける一態様であり、例えば動力分配機構16が差動状態であっても動力分配機構16の変速比を連続的ではなく段階的に変化させて有段変速機として機能させられてもよい。言い換えれば、駆動装置10(動力分配機構16)の差動状態/非差動状態と、無段変速状態/有段変速状態とは必ずしも一対一の関係にある訳ではないので、駆動装置10は必ずしも無段変速状態と有段変速状態とに切り換え可能に構成される必要はない。
For example, in the driving
また、前述の実施例の動力分配機構16では、第1キャリヤCA1がエンジン8に連結され、第1サンギヤS1が第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、第1遊星歯車装置24の3要素CA1、S1、R1のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
In the
また、前述の実施例では、エンジン8は駆動装置入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、第1電動機M1および第2電動機M2は、駆動装置入力軸14の回転中心を回転中心として配置されて、第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されてもよい。
In the above-described embodiment, the first motor M1 and the second motor M2 are arranged with the rotation center of the drive
また、前述の動力分配機構16には切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられていたが、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の一方のみが備えられていてもよいし、両方とも備えられていなくてもよい。また、上記切換クラッチC0は、サンギヤS1とキャリヤCA1とを選択的に連結するものであったが、サンギヤS1とリングギヤR1との間や、キャリヤCA1とリングギヤR1との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第1遊星歯車装置24の3要素のうちのいずれか2つを相互に連結するものであればよい。
The
また、前述の実施例の駆動装置10では、ニュートラル「N」とする場合には切換クラッチC0が係合されていたが、必ずしも係合される必要はない。
Further, in the driving
また、前述の実施例の切換クラッチC0および切換ブレーキB0などの油圧式摩擦係合装置が、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。 In addition, the hydraulic friction engagement devices such as the switching clutch C0 and the switching brake B0 of the above-described embodiment are magnetic powder, electromagnetic, and mechanical engagement devices such as a powder (magnetic powder) clutch, an electromagnetic clutch, and a meshing dog clutch. You may be comprised from.
また、前述の実施例では、駆動装置10はエンジン8以外に第1電動機M1或いは第2電動機M2のトルクによって駆動輪38が駆動されるハイブリッド車両用の駆動装置であったが、例えば、動力分配機構16がハイブリッド制御されない電気的CVTと称される無段変速機としての機能のみを有するような車両用の駆動装置であっても本発明は適用され得る。
In the above-described embodiment, the driving
また、前述の実施例の動力分配機構16は、例えばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第1電動機M1および第2電動機M2に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
In the
また、前述の実施例の動力分配機構16は、1組の遊星歯車装置から構成されていたが、2以上の遊星歯車装置から構成されて、定変速状態では3段以上の変速機として機能するものであってもよい。
Further, the
また、前述の実施例では、第2歯車装置として、3つの遊星歯車装置26、28、30を有する自動変速機20が備えられていたが、第2歯車装置として、前記特許文献1のように、1つの遊星歯車装置を有する減速機構が備えられていてもよい。また、第2歯車装置として自動変速機が備えられる場合にも、自動変速機の構造は前述の実施例のものに限定されず、遊星歯車装置の数や、変速段数、およびクラッチC、ブレーキBが遊星歯車装置のどの要素と選択的に連結されているかなどに特に限定はない。
Further, in the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、第2支持壁122はボルト124により第2ケース12bに固定されていたが、第2ケース12bと一体成形されることにより第2支持壁122が第2ケース12bに固定されていてもよい。
In the above-described embodiment, the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
10:車両用駆動装置、 12a:第1ケース(第2のケース)、 12b:第2ケース、 16:動力分配機構(第1歯車装置)、 20:有段式自動変速機(第2歯車装置)、 70:第1ユニット(第1動力伝達部)、 72:仕切壁(壁部材)、 100:第2ユニット(第2動力伝達部)、 104:(自動変速機の)入力軸、 106:第1支持壁、 116:第2ロータ支持軸、 118:ボルト、 122:第2支持壁、 122b:凹部、 122c:外周縁部、 124:ボルト、 M1:第1電動機、 M2:第2電動機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Drive apparatus for vehicles, 12a: 1st case (2nd case), 12b: 2nd case, 16: Power distribution mechanism (1st gear apparatus), 20: Stepped automatic transmission (2nd gear apparatus) ), 70: first unit (first power transmission unit), 72: partition wall (wall member), 100: second unit (second power transmission unit), 104: input shaft (of automatic transmission), 106: 1st support wall, 116: 2nd rotor support shaft, 118: Bolt, 122: 2nd support wall, 122b: Recessed part, 122c: Outer peripheral edge part, 124: Bolt, M1: 1st electric motor, M2: 2nd electric motor
Claims (14)
単一のケースと、該ケースに収容される前記第2電動機および前記第2歯車装置で1つの動力伝達部が構成され、
該第2歯車装置の少なくとも一端が、前記ケース内に取り付けられる第1支持壁によって支持され、
前記ケース内において、該第1支持壁に対して前記第2歯車装置とは反対側の空間に前記第2電動機が収容され、
該第2電動機の回転軸が、該第2電動機に対して前記第1支持壁とは反対側で前記ケースに固定された第2支持壁によって支持されていること
を特徴とする車両用駆動装置。 A vehicle drive device comprising a first electric motor, a first gear device, a second electric motor, and a second gear device,
A single case and the second electric motor and the second gear device housed in the case constitute one power transmission unit,
At least one end of the second gear unit is supported by a first support wall mounted within said case,
In the case, the second electric motor is housed in a space opposite to the second gear device with respect to the first support wall,
The vehicle drive device characterized in that the rotation shaft of the second motor is supported by a second support wall fixed to the case on the opposite side of the second motor from the first support wall. .
前記他の動力伝達部は第2のケースを備えており、
該第2のケース内に、前記第1電動機を収容する第1収容空間と前記第1歯車装置を収容する第2収容空間とに分割する壁部材が設けられ、
該壁部材を挟んで前記第1電動機と第1歯車装置とが動力伝達可能に連結されていることを特徴とする車両用駆動装置。 The vehicle drive device according to claim 2,
The other power transmission unit includes a second case,
In the second case, a wall member that is divided into a first accommodation space that accommodates the first motor and a second accommodation space that accommodates the first gear device is provided,
The vehicle drive device, wherein the first electric motor and the first gear device are connected so as to transmit power through the wall member.
前記1つの動力伝達部と、前記他の動力伝達部とが結合されていることを特徴とする車両用駆動装置。 A vehicle drive device according to any one of claims 1 to 3,
The vehicle drive device, wherein the one power transmission unit and the other power transmission unit are coupled.
前記第2歯車装置は、複数の遊星歯車装置を有するものであることを特徴とする車両用駆動装置。 A vehicle drive device according to any one of claims 1 to 4,
The second gear device has a plurality of planetary gear devices.
前記第1支持壁の外周面が前記ケースの内周面に当接させられており、
前記第2電動機の回転軸は、該第1支持壁に回転可能に支持されていることを特徴とする車両用駆動装置。 A vehicle drive device according to any one of claims 1 to 5,
An outer peripheral surface of the first support wall is in contact with an inner peripheral surface of the case;
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the rotation shaft of the second electric motor is rotatably supported by the first support wall.
前記第2支持壁の外周面が前記ケースの内周面に当接させられていることを特徴とする車両用駆動装置。 The vehicle drive device according to claim 6,
The vehicle drive device characterized in that an outer peripheral surface of the second support wall is in contact with an inner peripheral surface of the case.
前記第2支持壁には、軸方向に凹み、前記第2電動機のステータコイルを収容する凹部が形成され、該第2支持壁の外周縁部は、該凹部の開口縁に連結されていることを特徴とする車両用駆動装置。 A vehicle drive device according to any one of claims 1 to 7,
The second support wall is formed with a recess that is recessed in the axial direction and accommodates the stator coil of the second electric motor, and the outer peripheral edge of the second support wall is connected to the opening edge of the recess. The vehicle drive device characterized by these.
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