CN102348567A - 动力传递装置 - Google Patents

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Abstract

动力传递装置(1)具有:第1、第2主输入轴(11、12),其通过离合器(C1、C2)与发动机(2)连接;与第1主输入轴(11)平行的惰轴(17);与惰轴(14)平行的副输入轴(13);输出轴(17)的齿轮(17a、17b),其被齿轮(18a、18b)和齿轮(19a、19b)公共地啮合,该齿轮(18a、18b)配置在第1主输入轴(11)上,被有选择地连接至输出轴(17),该齿轮(19a、19b)能够将副输入轴(13)与输出轴(17)联结;以及差动旋转机构(9),其使与第1主输入轴(11)和电动机(3)连接的太阳轮(9s)、与齿轮(18a)连接的行星架(9c)、以及与同步装置(SL)连接的齿圈(9r)进行差动旋转。

Description

动力传递装置
技术领域
[0001] 本发明涉及具有内燃机和电动机的混合动力车用动力传递装置。 背景技术
[0002] 作为混合动力车用动力传递装置,能够将从内燃机和电动机分别输出的动力进行合成并传递给驱动轮,同时能够在电动机中进行再生运转。作为这样的动力传递装置,过去已经公知这样的方式:对从内燃机的输出端输入的动力进行减速、增速,并暂且传递给与内燃机的输出轴平行的两个轴,然后返回到与内燃机的输出轴同轴的输出轴。
[0003] 例如,专利文献1记载的传动装置将与内燃机的输出轴平行的两个轴分别通过离合器与内燃机的输出轴连接,电动机与所述两个轴中的一个轴(以下称为“第1轴”)的一端连接。并且,在该第1轴上配置有将多个偶数档齿轮有选择地与该第1轴连接的同步装置。在所述两个轴中的另一个轴(以下称为“第2轴”)上配置有将多个奇数档齿轮和倒档齿轮有选择地与该第2轴连接的同步装置。偶数档齿轮和奇数档齿轮公共地与固定在输出轴上的齿轮啮合。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2002-89594号公报发明内容
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 但是,在专利文献1记载的传动装置中存在如下问题,随着档数而在轴向上变长, 当车辆的传动装置的收纳空间小时,设置将变得困难。尤其是在FF方式的车辆中横向设置发动机(使轴长方向朝向车宽方向)的情况下,设置变困难。
[0009] 本发明就是鉴于这种背景而提出的,其目的在于,提供一种混合动力车用动力传递装置,在具有内燃机和电动机的混合动力车用动力传递装置中能够抑制轴向的长度。
[0010] 用于解决课题的手段
[0011] 本发明提供一种具有内燃机和电动机的混合动力车用的动力传递装置,其特征在于,该混合动力车用动力传递装置具有:第1主输入轴,其与内燃机输出轴平行配置,通过将第1断接装置设为连接状态而与所述内燃机输出轴连接,所述内燃机输出轴被从所述内燃机输入动力;第2主输入轴,其与该第1主输入轴同轴配置,通过将所述第2断接装置设为连接状态而与所述内燃机输出轴连接;中间输入轴,其与所述第1主输入轴平行配置;副输入轴,其与该中间输入轴平行配置;输出轴,其与所述第1主输入轴平行配置,通过副轴向被驱动部输出动力;第1齿轮组,其配置在所述第1主输入轴上,由通过第1同步装置有选择地与所述输出轴联结的多个齿轮构成;第2齿轮组,其配置在所述副输入轴上,由通过第2同步装置有选择地将该副输入轴与所述输出轴联结的多个齿轮构成;第3齿轮组,其被固定于所述输出轴,由所述第1齿轮组的齿轮和所述第2齿轮组的齿轮公共地啮合的多个
5齿轮构成;以及差动旋转机构,其构成为能够使第1旋转要素、第2旋转要素及第3旋转要素相互差动旋转,所述第1旋转要素与所述第1主输入轴及所述电动机连接,所述第2旋转要素与所述第1齿轮组连接,所述第3旋转要素与能够使该第3旋转要素成为固定状态的固定机构连接,所述第2旋转要素借助来自被所述固定机构设为固定状态的所述第3旋转要素的反作用力,使从所述第1旋转要素传递的动力减速,并通过所述第1齿轮组传递给所述输出轴(第1发明)。
[0012] 根据第1发明,在使固定机构进行动作而将第3旋转要素设为固定状态的同时,使第1同步装置进行动作而将第1齿轮组的任意一个齿轮与输入输出轴联结,在这种状态下, 将第1断接装置设为连接状态,使内燃机的动力通过第1主输入轴传递给第1旋转要素,以及/或者,使电动机的动力传递给第1旋转要素。此时,由动力合成机构的第2旋转要素将传递给第1旋转要素的动力减速输出。并且,该动力通过第1副输入轴和输出轴被输出给被驱动部。这样,在第1发明中,能够在第1同步装置和第2同步装置进行动作而成为中立状态的状态下,进行发动和行驶。因此,相对于专利文献1记载的传动装置,在具有相同数量的变速档齿轮对的情况下,能够使变速档增多1个,并抑制轴向的长度。
[0013] 并且,在所述状态下,电动机能够使用从内燃机通过第1主输入轴传递给第1旋转要素的动力进行再生运转。这样,在第1发明中,能够在使第1同步装置和第2同步装置进行动作而成为中立状态的状态下,在电动机进行再生运转的同时进行发动、行驶。因此,能够得到与前面段落记载的发动、行驶不同的模式的发动、行驶模式,并且由于电动机进行再生运转,因而该模式适合于电池的充电水平低下的情况等。
[0014] 本发明提供一种具有内燃机和电动机的混合动力车用的动力传递装置,其特征在于,该混合动力车用动力传递装置具有:主输入轴,其从所述内燃机输入动力;第1副输入轴,其与所述主输入轴平行配置,通过第1断接装置有选择地经由减速齿轮对与该主输入轴接合;第2副输入轴,其与所述主输入轴平行配置,通过第2断接装置有选择地经由增速齿轮对与该主输入轴接合;输出轴,其与所述第1主输入轴同轴配置,通过副轴向被驱动部输出动力;第1齿轮组,其配置在所述第1副输入轴上,由通过第1同步装置有选择地与该第1副输入轴联结的多个齿轮构成;第2齿轮组,其配置在所述第2副输入轴上,由通过第 2同步装置有选择地与该第2副输入轴联结的多个齿轮构成;第3齿轮组,其被固定于所述输出轴,由所述第1齿轮组的齿轮和所述第2齿轮组的齿轮公共地啮合的多个齿轮构成;以及差动旋转机构,其构成为能够使第1旋转要素、第2旋转要素及第3旋转要素相互差动旋转,所述第1副输入轴或者所述第2副输入轴中的任意一方与所述第1旋转要素连接,另一方能够不经由所述动力合成机构而向所述输出轴传递动力,所述第2旋转要素与所述输出轴连接,所述第3旋转要素与所述电动机连接,所述第2旋转要素将从所述第1旋转要素传递的动力和从所述第3旋转要素传递的动力进行合成并传递给所述输出轴(第2发明)。
[0015] 根据第2发明,使第1断接装置或者第2断接装置进行动作而成为连接状态,使得与第ι旋转要素连接的第1副输入轴或者第2副输入轴(以下称为“连接副输入轴”)与主输入轴接合,同时使第1断接装置和第2断接装置进行动作而成为第1副输入轴和第2副输入轴不与任何齿轮联结的中立状态,在这种状态下,从内燃机向主输入轴输入动力,并且使电动机进行牵引运转,以使第3旋转要素旋转。此时,差动旋转机构的第2旋转要素将从内燃机通过连接副输入轴传递给第1旋转要素的动力、和从电动机传递给第3旋转要素的动力进行合成,并传递给输出轴,该合成动力被输出给被驱动部。这样,在第2发明中,能够在使第1同步装置和第2同步装置进行动作而成为中立状态的状态下,进行发动、行驶。因此,相对于专利文献1记载的传动装置,在具有相同数量的变速档齿轮对的情况下,能够使变速档增多1个,并抑制轴向的长度。
[0016] 并且,在所述状态下,也能够将从内燃机通过连接副输入轴传递给第1旋转要素的动力分配给第2旋转要素和第3旋转要素。此时,动力通过第2旋转要素输出给被驱动部,并且通过第3旋转要素在电动机中进行再生运转。这样,在第2发明中,能够在使第1 同步装置和第2同步装置进行动作而成为中立状态的状态下,在电动机进行再生运转的同时进行发动、行驶。因此,能够得到与前面段落记载的发动、行驶不同的模式的发动、行驶模式,并且由于电动机进行再生运转,因而该模式适合于电池的充电水平低下的情况等。
[0017] 并且,优选在第2发明中,所述主输入轴由第1主输入轴和第2主输入轴构成,该第1主输入轴与内燃机输出轴平行配置,通过将所述第1断接装置设为连接状态而与所述内燃机输出轴连接,所述内燃机输出轴被从所述内燃机输入动力,该第2主输入轴与该第1 主输入轴同轴配置,通过将所述第2断接装置设为连接状态而与所述内燃机输出轴连接, 通过将所述第1主输入轴或者所述第2主输入轴中的任意一方与所述第1旋转要素联结, 使所述第1副输入轴或者所述第2副输入轴中的任意一方与所述第1旋转要素连接。
[0018] 在这种情况下,构成主输入轴的第1主输入轴和第2主输入轴被同轴配置,因而能够将第ι断接装置和第2断接装置邻接配置,能够使混合动力车用动力传递装置更加紧凑。 并且,也能够将用于使第1断接装置和第2断接装置进行动作的装置共用,能够降低成本。
[0019] 并且,优选在第2发明中,具有将所述减速齿轮对和所述增速齿轮对有选择地连接的倒车齿轮机构。
[0020] 在这种情况下,使第1断接装置或者第2断接装置进行动作而成为连接状态,以将连接副输入轴与主输入轴接合,使第ι断接装置和第2断接装置进行动作而成为第1副输入轴和第2副输入轴不与任何齿轮联结的中立状态,同时将倒车齿轮机构连接,在这种状态下,从内燃机向主输入轴输入动力,并且从电动机产生动力以使第3旋转要素旋转。此时,差动旋转机构的第2旋转要素将从内燃机通过连接副输入轴传递给第1旋转要素的相反旋转方向的动力、和从电动机传递给第3旋转要素的动力进行合成,并传递给输出轴,动力被输出给被驱动部。这样,在本发明中,能够在使第1同步装置和第2同步装置进行动作而成为中立状态的状态下进行后退。并且,这样倒车齿轮机构可以与主输出轴平行配置。因此,相对于专利文献1记载的传动装置,能够与倒车档相应地抑制轴向的长度。
[0021] 并且,在所述状态下,也能够将从内燃机通过连接副输入轴传递给第1旋转要素的动力分配给第2旋转要素和第3旋转要素。此时,动力通过第2旋转要素输出给被驱动部,并且通过第3旋转要素在电动机中进行再生运转。这样,在本发明中,能够在使第1同步装置和第2同步装置进行动作而成为中立状态的状态下,在电动机进行再生运转的同时进行后退。因此,能够得到与前面段落记载的后退不同模式的后退模式,并且由于电动机进行再生运转,因而该模式适合于电池的充电率低下的情况等。
[0022] 并且,优选在第1发明和第2发明中,所述第1断接装置和所述第2断接装置中的至少一方是干式离合器。
[0023] 在这种情况下,与第1断接装置和第2断接装置是湿式离合器的情况相比,能够缩短离合时间,同时能够使断接装置小型化。另外,能够通过电动机的控制,抑制由于发动机制动等产生的动力变化而造成的冲击。
[0024] 并且,优选在第1发明和第2发明中,所述差动旋转机构是单小齿轮型的行星齿轮装置,该行星齿轮装置同轴地具有太阳轮、齿圈和行星架作为3个旋转要素,该行星架旋转自如地支撑在所述太阳轮和所述齿圈之间与该太阳轮和齿圈啮合的多个行星轮,所述第1 旋转要素是所述太阳轮,所述第2旋转要素是所述行星架,所述第3旋转要素是所述齿圈。
[0025] 在这种情况下,能够使差动旋转机构形成为简单的结构,能够实现结构紧凑化和低成本化。另外,也能够分配动力。并且,能够提高传递效率。
[0026] 并且,优选在第1发明和第2发明中,所述第1齿轮组的齿轮和所述第3齿轮组的齿轮啮合并构成多个奇数速齿轮对,所述第2齿轮组的齿轮和所述第3齿轮组的齿轮啮合并构成多个偶数速齿轮对。
[0027] 在这种情况下,能够使所述第1同步装置和所述第2同步装置进行动作而成为中立状态,将车辆发动、行驶的状态设为1速档。
[0028] 并且,优选在第1发明和第2发明中,所述第1齿轮组的齿轮和所述第3齿轮组的齿轮啮合并构成多个偶数速齿轮对,所述第2齿轮组的齿轮和所述第3齿轮组的齿轮啮合并构成多个奇数速齿轮对。
[0029] 在这种情况下,能够使所述第1同步装置和所述第2同步装置进行动作而成为中立状态,使车辆发动、行驶的状态相当于不满1速档的变速档(超低档)。
[0030] 并且,优选在第1发明和第2发明中,构成电动机的旋转体、定子及电枢绕组的一部分或者全部被配置成为,在与所述输出轴的轴线方向垂直的方向上与差动旋转机构重
I=I O
[0031] 在这种情况下,能够抑制轴向的长度。
[0032] 并且,优选在第1发明和第2发明中,具有:要求动力设定单元,其设定对所述输出轴要求的要求动力;以及控制单元,其根据该要求动力设定单元设定的要求动力,进行所述内燃机和所述电动机的运转。
[0033] 在这种情况下,通过控制单元来适当进行内燃机和电动机的运转,能够从输出轴输出所要求的要求动力。
[0034] 并且,优选在第1发明和第2发明中,所述控制单元控制所述电动机的运转,以使所述内燃机在从零速区域到最高转速的范围内进行运转。
[0035] 在这种情况下,由于内燃机仅在从零速区域到最高转速的范围内进行运转,因而能够适当使用内燃机,内燃机的燃料消耗和寿命等情况良好。
[0036] 并且,优选在第1发明和第2发明中,所述控制单元进行这样的控制:在所述内燃机的适当运转区域内进行所述内燃机的运转,将从所述第1旋转要素传递给所述第2旋转要素的所述内燃机的动力与所述要求动力进行比较,在所述内燃机的动力小于所述要求动力时,使所述电动机进行牵引运转,在所述内燃机的动力超过所述要求动力时,使所述电动机进行再生运转。
[0037] 在这种情况下,由于内燃机在适当运转区域内进行运转,因而能够适当使用内燃机,内燃机的燃料消耗和寿命等情况良好。并且,由于电动机根据内燃机的动力与要求动力之差分的正负来进行牵引运转或者再生运转,因而能够始终从输出轴输出要求动力。[0038] 并且,优选在第1发明和第2发明中,所述控制单元进行这样的控制:在所述电动机超过额定输出或者最高转速进行运转时,使该电动机以额定输出或者最高转速进行运转。
[0039] 在这种情况下,由于电动机在额定输出以下和最高转速以下进行运转,因而能够适当使用电动机,电动机的寿命等情况良好。
附图说明
[0040] 图1是简要示出车辆的总体结构的图,该车辆具有本发明第1实施方式的混合动力车用动力传递装置。
[0041] 图2是示出动力传递装置的各个轴的位置关系的图。
[0042] 图3是示出动力传递装置的各个部分在发动机行驶模式下的各变速档中的工作状态的表。
[0043] 图4是说明动力合成机构的动作的列线图。
[0044] 图5是简要示出车辆的总体结构的图,该车辆具有本发明第2实施方式的混合动力车用动力传递装置。
[0045] 图6是示出动力传递装置的各个部分在发动机行驶模式下的各变速档中的工作状态的表。
[0046] 图7是简要示出车辆的总体结构的图,该车辆具有本发明第3实施方式的混合动力车用动力传递装置。
[0047] 图8是示出动力传递装置的各个轴的位置关系的图。
[0048] 图9是示出动力传递装置的1速档的工作状态的图。
[0049] 图10是说明动力合成机构的动作的列线图。
[0050] 图11是示出动力传递装置在后退中的工作状态的图。
[0051] 图12是示出动力传递装置在发动机行驶模式的2速档中的工作状态的图。
[0052] 图13是示出动力传递装置在助力行驶模式的2速档中的工作状态的图。
[0053] 图14是示出动力传递装置在助力行驶模式的2速档3速档准备中的工作状态的图。
[0054] 图15是示出动力传递装置在助力行驶模式的3速档2速档准备中的工作状态的图。
[0055] 图16是示出动力传递装置在助力行驶模式的3速档中的工作状态的图。
[0056] 图17是示出动力传递装置在发动机行驶模式的4速档中的工作状态的图。
[0057] 图18是示出动力传递装置在助力行驶模式的4速档3速档准备中的工作状态的图。
[0058] 图19是示出动力传递装置在发动机行驶模式时的4速档中的工作状态的图。
[0059] 图20是示出动力传递装置在助力行驶模式的4速档5速档准备中的工作状态的图。
[0060] 图21是示出动力传递装置在助力行驶模式的5速档4速档准备中的工作状态的图。
[0061] 图22是示出动力传递装置在助力行驶模式的5速档中的工作状态的图。[0062] 图23是示出动力传递装置在EV行驶模式的3速档中的工作状态的图。
[0063] 图M是示出动力传递装置在EV行驶模式时的5速档中的工作状态的图。
[0064] 图25是简要示出车辆的总体结构的图,该车辆具有本发明第4实施方式的混合动力车用动力传递装置。
[0065] 图沈是简要示出车辆的总体结构的图,该车辆具有本发明第5实施方式的混合动力车用动力传递装置。
具体实施方式
[0066][第1实施方式]
[0067] 参照附图说明本发明的第1实施方式的混合动力车用动力传递装置1。
[0068] 首先,参照图1说明动力传递装置1的结构。动力传递装置1是搭载于混合动力车的双离合器自动手动变速机(Dual Clutch Automated Manual Transmission :DCT),具有作为动力产生源的发动机(内燃机)2和电动机(电动机/发电机)3。并且,动力传递装置1构成为将发动机2或者/以及电动机3的动力(驱动力)传递给作为被驱动部的一对驱动轮4、4,从而能够驱动该驱动轮4、4。另外,动力传递装置1构成为将发动机2或者/ 以及电动机3的动力不仅传递给驱动轮4、4,也传递给搭载于车辆的辅机5,从而能够驱动该辅机5。辅机5例如是空调机的压缩机、水泵、油泵等。
[0069] 发动机2是通过使汽油、轻油、乙醇等燃料燃烧来产生动力(转矩)的内燃机,具有用于向外部输出所产生的动力的输出轴加。该发动机2与通常的汽车发动机相同,控制在未图示的进气通路中设置的节气门的开度(控制发动机2的吸入空气量),由此来调节该发动机2经由输出轴加输出的动力。
[0070] 电动机3在本实施方式中是3相的DC无刷电动机,具有在其外壳(省略图示)内旋转自如地支撑的中空的转子(旋转体)3a、以及在该转子3a的周围被固定在外壳上的定子(stator);^。在转子3a上安装有多个永久磁铁,在定子北上安装有3相的线圈(电枢绕组)3ba0此外,电动机3的定子北固定地设置在动力传递装置1的外装壳体等相对于车体静止的不动部上设置的外壳上。
[0071] 该电动机3的线圈3½经由包含逆变器电路的驱动电路即电源驱动单元(以下称为“PDU”)6,与作为直流电源的电池(二次电池)7电连接。另外,PDU 6与电子控制单元 (以下称为‘Έ⑶”)8电连接。
[0072] 虽然未图示,E⑶8除PDU 6之外还与发动机2等电连接,进行包括发动机2在内的动力传递装置1的动作控制。ECU 8作为要求动力设定单元发挥作用,根据车速和发动机 2的转速等设定被要求传递给驱动轮4、4的动力,同时ECU 8还作为控制单元发挥作用,根据该要求动力设定单元设定的要求动力来驱动发动机2和电动机3。
[0073] 通过E⑶8,控制经由PDU 6流向线圈3½的电流,由此调节电动机3从转子3a输出的动力(转矩)。在这种情况下,通过PDU 6的控制,电动机3作为电机发挥作用,利用从电池7供给的电力进行驶转子3a产生牵引转矩的牵引运转。即,提供给定子北的电力被变换为动力而输出给转子3a。并且,通过PDU 6的控制,电动机3作为发电机发挥作用,利用从外部提供给转子3a的旋转能量进行发电,在将该发电能量充入电池7的同时,进行在转子3a中产生再生转矩的再生运转。即,输入转子3a的动力由定子北变换为电力。[0074] 另外,E⑶8是包含CPU、RAM、ROM、接口电路等的电子电路单元,通过执行预先安装的程序所规定的控制处理来进行动力传递装置1的动作控制。在这种情况下,作为通过 E⑶8的控制处理实现的功能,除了通过PDU 6控制电动机3的运转的功能之外,还包含: 通过未图示的节气门用致动器等发动机控制用致动器来控制发动机2的运转的功能;和通过未图示的致动器或驱动电路来控制后述的第1离合器Cl、第2离合器C2、辅机用离合器 33、第1同步装置Si、第2同步装置S2以及倒车同步装置SR的套筒的动作的功能。
[0075] 动力传递装置1具有由构成为能够相互差动旋转的旋转要素构成的差动旋转机构9。在本实施方式中,作为差动旋转机构9采用了行星齿轮装置。
[0076] 发动机2的输出轴加与被有选择地输入来自发动机2的动力并且同轴配置的两个主输入轴即第ι主输入轴11和第2主输入轴12连接。第1主输入轴11从发动机2侧一直延伸到电动机3侧,在其发动机2侧的外侧旋转自如地设有中空的第2主输入轴12。第 1主输入轴11通过第1离合器(第1断接装置)Cl实现与发动机2的输出轴加的连接及断开。第2主输入轴12通过第2离合器(第2断接装置)C2实现与发动机2的输出轴加的连接及断开。
[0077] 第1离合器Cl是在E⑶8的控制下进行动作而使发动机2的主力轴加与第1主输入轴11接合或者断开的离合器机构(能够有选择地进行动作而成为连接状态或断开状态的离合器机构)。第2离合器C2是在ECU 8的控制下进行动作而使发动机2的主力轴 2a与第2主输入轴12连接或者断开的离合器机构。
[0078] 在使第1离合器Cl进行动作而成为连接状态时,只能进行从输出轴加向第1主输入轴11的动力传递,从输出轴加向第2主输入轴12的动力传递被断开。并且,在使第2 离合器C2进行动作而成为连接状态时,只能进行从输出轴加向第2主输入轴12的动力传递,从输出轴加向第1主输入轴11的动力传递被断开。另外,也能够使第1离合器Cl和第2离合器C2不都成为连接状态,而有选择地只使第1离合器Cl和第2离合器C2中任意一方成为连接状态。
[0079] 并且,优选这些离合器C1、C2是干式离合器。在这种情况下,与这些离合器C1、C2 是湿式离合器的情况相比,能够缩短断接时间,同时能够使断接装置小型化。另外,能够通过电动机3的控制,抑制由于发动机制动等产生的动力变化而造成的冲击。
[0080] 副输入轴13与主输入轴11、12平行配置。并且,第2主输入轴12和副输入轴13 始终通过与第1主输入轴11平行配置的惰轴14而接合(参照图2、,该惰轴14相当于本发明的中间输入轴。
[0081] 具体地讲,被固定在第2主输入轴12上的齿轮1¾和被固定在惰轴14上的齿轮 14a啮合而构成齿轮对15,传递给第2主输入轴12的动力经由齿轮对15传递给惰轴14。 并且,齿轮Ha和被固定在副输入轴13的齿轮13a啮合而构成齿轮对16,传递给惰轴14的动力经由齿轮对16传递给副输入轴13。另外,副输入轴13的两端部分别旋转自如地支撑在未图示的轴承上。惰轴14空转自如地支撑在未图示的外壳等固定部上。
[0082] 并且,输出轴17与第1主输入轴11和副输入轴13平行配置。另外,输出轴17的两端部分别旋转自如地支撑在未图示的轴承上。
[0083] 在第1主输入轴11上设有第1齿轮组,该第1齿轮组由通过第1同步装置(同步啮合机构)Sl有选择地与输出轴17联结的多个齿轮18a、18b构成。[0084] 第1同步装置Sl是公知的装置,利用未图示的致动器和换档拨叉使套筒沿第1主输入轴11的轴向移动,由此有选择地将3速齿轮18a或者5速齿轮18b与第1主输入轴11 联结。在套筒从图示的中立位置向左侧移动的情况下,3速齿轮18a与第1主输入轴11联结(下面,把该状态称为“3速档建立状态”)。另一方面,在套筒从中立位置向右侧移动的情况下,5速齿轮18b与第1主输入轴11联结(下面,把该状态称为“5速档建立状态”)。 在套筒位于中立位置时,3速齿轮18a和5速齿轮18b双方与第1主输入轴11断开(下面, 把该状态称为“中立状态”)。
[0085] 在副输入轴13上设有第2齿轮组,该第2齿轮组由通过第2同步装置(同步啮合机构)S2有选择地将副输入轴13和输出轴17联结的多个齿轮19a、19b构成。
[0086] 第2同步装置S2是公知的装置,利用未图示的致动器和换档拨叉使套筒沿副输入轴13的轴向移动,由此有选择地将2速齿轮19a或者4速齿轮19b与副输入轴13联结。在套筒从图示的中立位置向左侧移动的情况下,2速齿轮19a与副输入轴13联结(下面,把该状态称为“2速档建立状态”)。另一方面,在套筒从中立位置向右侧移动的情况下,4速齿轮19b与副输入轴13联结(下面,把该状态称为“4速档建立状态”)。在套筒位于中立位置时,2速齿轮19a和4速齿轮19b双方与副输入轴13断开(下面,把该状态称为“中立状态”)。
[0087] 3速齿轮18a与被固定在输出轴17上的低速齿轮17a啮合而构成3速齿轮对20。 并且,5速齿轮18b与被固定在输出轴17上的高速齿轮17b啮合而构成5速齿轮对21。
[0088] 2速齿轮19a与被固定在输出轴17上的所述低速齿轮17a啮合而构成2速齿轮对 22。并且,4速齿轮19b与被固定在输出轴17上的所述高速齿轮17b啮合而构成4速齿轮对23。另外,在本实施方式中,低速齿轮17a和高速齿轮17b相当于本发明的第3齿轮组。
[0089] 另外,倒车轴M与第1主输入轴11平行配置。并且,倒车惰轴25与倒车轴M同轴配置。在实施方式中,在倒车轴M的外侧旋转自如地设有中空的倒车惰轴25。另外,倒车轴M的两端部分别旋转自如地支撑在未图示的轴承上。
[0090] 并且,倒车轴M和倒车惰轴25通过倒车同步装置(同步啮合机构)SR而连接。倒车同步装置SR是公知的装置,利用未图示的致动器和换档拨叉使套筒沿倒车惰轴25的轴向移动,由此有选择地使倒车齿轮2¾与倒车轴M联结(下面,把该状态称为“倒档建立状态”)。在套筒从图示的中立位置向右侧移动的情况下,倒车齿轮2¾与倒车轴M连接。在套筒位于中立位置时,倒车齿轮25a与倒车轴M断开(下面,把该状态称为“中立状态”)。
[0091] 第1主输入轴11和倒车惰轴25经由倒车齿轮对沈而接合。该倒车齿轮对沈由被固定在第1主输入轴11上的齿轮Ila和被固定在倒车惰轴25上的齿轮2¾啮合而构成。 并且,倒车轴M和惰轴14经由倒车齿轮对27而接合。该倒车齿轮对27由被固定在倒车轴M上的齿轮2½和被固定在惰轴14上的所述齿轮1½啮合而构成。
[0092] 副轴观与第1主输入轴11以及输出轴17平行配置。并且,输出轴17和副轴观经由中间齿轮对四而连接(参照图幻。该中间齿轮对四由被固定在输出轴17上的齿轮 17c和被固定在副轴28上的齿轮28a啮合而构成。
[0093] 副轴28经由驱动轮4、4之间的差动齿轮单元30与该驱动轮4、4联结。差动齿轮单元30具有:齿轮箱30a,用于内置分别经由车轴31、31与驱动轮4、4联结的未图示的侧齿轮;以及被固定在该齿轮箱30a的外周上的齿轮30b。并且,被固定在副轴28上的齿轮24b与该差动齿轮单元30的齿轮30b啮合。
[0094] 由此,副轴28经由差动齿轮单元30与驱动轮4、4联结,以与驱动轮4、4联动而旋转。并且,在输出轴17上还固定有与未图示的停车机构的齿轮啮合的停车齿轮17d。另外, 副轴观的两端部分别旋转自如地支撑在未图示的轴承上。
[0095] 差动旋转机构9设于电动机3的内侧。另外,优选配置成为使构成电动机3的转子3a、定子北和线圈!Bba的一部分或者全部在与第1主输入轴11的轴线方向垂直的方向 (周向)上与差动旋转机构9重合,由此能够实现动力传递装置1的小型化。
[0096] 差动旋转机构9由能够使第1旋转要素、第2旋转要素和第3旋转要素相互差动旋转的差动装置构成。构成差动旋转机构9的差动装置在本实施方式中是单小齿轮型的行星齿轮装置,作为3个旋转要素,该行星齿轮装置同轴地具有太阳轮(第1旋转要素)9s、齿圈(第3旋转要素)9ι•和行星架(第2旋转要素)9c,该行星架9c旋转自如地支撑在太阳轮9s和齿圈9r之间与这两个齿轮9r、9s啮合的多个行星轮9p。这3个旋转要素9s、9r、 9c如所公知的那样能够在相互之间传递动力,并且在将各自的转速(旋转速度)之间的关系保持为固定的列线关系的同时进行旋转。
[0097] 太阳轮9s被固定在第1主输入轴11的电动机3侧的一端部并与该第1主输入轴 11联结,以与该第1主输入轴11联动而旋转。另外,太阳轮9s在发动机2侧的相反侧与转子3a固定。由此,太阳轮8s、第1主输入轴11和转子3a联动而旋转。
[0098] 齿圈9r与电动机3的转子3a的内侧连接,以与该转子3a联动而旋转。并且,齿圈9r构成为通过齿圈同步装置(同步啮合机构)SL在相对于作为不动部的外壳31固定的状态和非固定状态之间自由地切换。
[0099] 齿圈同步装置SL是公知的装置,利用未图示的致动器和换档拨叉使套筒沿齿圈 9r的旋转轴方向移动,由此使齿圈9r有选择地与外壳31联结。在套筒从图示的中立位置向右侧移动的情况下,齿圈9r处于固定状态。在套筒位于中立位置时,齿圈9r处于非固定状态(下面,把该状态称为“中立状态”)。
[0100] 行星架9c被固定在3速齿轮18a的电动机3侧的一端部并与该3速齿轮18a连接,以与3速齿轮18a联动而旋转。
[0101] 另外,辅机5的输入轴fe与倒车惰轴25平行配置。并且,倒车惰轴25和辅机5 的输入轴如通过皮带机构32而连接。该皮带机构32是通过皮带3¾将被固定在倒车惰轴25上的齿轮25c和被固定在输入轴fe上的齿轮恥连接而构成的。辅机用离合器33插入在辅机5的输入轴fe上,齿轮恥和辅机5的输入轴fe经由辅机用离合器33而同轴地联结。
[0102] 辅机用离合器33是在E⑶8的控制下进行动作而将齿轮恥与辅机5的输入轴fe 之间连接或者断开的离合器。在使辅机用离合器33进行动作而成为连接状态时,齿轮恥和辅机5的输入轴fe经由辅机用离合器33而连接以相互一体地旋转。并且,在使辅机用离合器33进行动作而成为断开状态时,通过辅机用离合器33实现的齿轮恥与辅机5的输入轴如之间的连接被解除。在该状态下,经由倒车惰轴25从第1主输入轴11向辅机5的输入轴fe的动力传递被断开。
[0103] 在本实施方式中,动力传递装置1的主要工作模式有:仅使发动机2作为车辆的动力产生而行驶的发动机行驶模式、仅使电动机3作为车辆的动力产生而行驶的EV行驶模式、以及使发动机2和电动机3双方运转来行驶的HEV行驶模式。HEV行驶模式包括向发动机2的输出追加电动机3的输出来行驶的助力行驶模式、和将发动机2的输出分配给电动机3使电动机3进行再生运转来行驶的再生行驶模式。在再生行驶模式时,通过电动机3 的再生运转,电池7被进行充电。在EV行驶模式时,电动机3消耗在电池7中蓄积的电能而输出动力。
[0104] 并且,在本实施方式中,ECU 8根据车辆的油门操作量和车速等,使用预定的映射图等来设定车辆的要求动力(要求驱动力),根据该要求动力来选择各个行驶模式和变速档。另外,ECU 8根据所选择的行驶模式和变速档等控制动力传递装置1。
[0105] 例如,E⑶8在发动机2在适当运转区域、例如燃料效率良好的区域中运转时,从该发动机2输出的动力(下面,把该动力称为“适当运转动力”)小于要求动力的情况下, 选择助力行驶模式。此时,ECU 8进行控制,使从电池7供给相对于要求动力的不足量的动力。但是,在为了弥补不足量而需要使电动机3超过额定输出或者最高转速而运转的情况下,使电动机3以额定输出或者最高转速进行运转,使发动机2的输出增加。
[0106] 并且,在适当运转动力超过要求动力时,E⑶8选择再生行驶模式,对电池7充入减去因齿轮等的传递损耗后的差分的动力(能量)。在电池7的充电水平(SOC)较低时, ECU 8选择再生行驶模式,使发动机2的输出增加,以促进电池7的充电。
[0107] 下面,参照图1和图3来说明本实施方式的动力传递装置1的各个变速档。如上所述,本实施方式的动力传递装置1构成为经由变速比不同的多个变速档的各个齿轮对, 对输入轴的旋转速度进行多档变速并输出给输出轴17。即,本实施方式的动力传递装置1 具备有档变速机。动力传递装置1确保前进5档后退1档的变速档。在动力传递装置1中规定成为在变速档越大时变速比越小。
[0108] 在发动机起动时,将第1离合器Cl设为连接状态,驱动电动机3,使发动机2起动。 即,电动机3兼具作为起动装置的功能。
[0109] [1 速档]
[0110] 通过齿圈同步装置SL设为齿圈9r与外壳31联结的状态(固定状态),将第1同步装置Si、第2同步装置S2以及倒车同步装置SR设为中立状态,由此建立1速档(准1速档)。1速档相当于传动比低于后述的2速档的变速档。在通过发动机2进行行驶的情况下,将第2离合器C2设为断开状态(下面称为OFF状态),将第1离合器Cl设为连接状态 (下面称为ON状态)。
[0111] 由此,从发动机2输出的动力传递给太阳轮9s,太阳轮9s进行正转(转速Ne)。 由于齿圈9r是固定状态,如图4所示,行星架9c进行正转。此时,行星架9c的旋转(转速 Ne)由于齿圈9r的反作用力,相比太阳轮9s的旋转而减速。并且,从发动机2输出的动力经由第1主输入轴11、太阳轮9s和行星架9c,然后通过3速齿轮对20、输出轴17等传递给驱动轮4、4,从而建立1速档。因此,相对于专利文献1记载的传动装置,在具有相同数量的变速齿轮对的情况下,能够使变速档增多1档,并抑制轴向的长度。另外,图4是列线图,利用“ + ”表示正转方向,利用“_”表示反转方向。
[0112] 另外,如果在驱动发动机2的同时驱动电动机3,则也能够进行1速档的基于电动机3的助力行驶(利用电动机3辅助发动机2的驱动力的行驶)。在这种情况下,从电动机3输出的驱动力经由太阳轮9s、行星架9c、3速齿轮对20、输出轴17等传递给驱动轮4、4。另外,如果将第1离合器Cl设为OFF状态,则也能够进行只依靠电动机3来行驶的EV 行驶。
[0113] 并且,在减速再生运转中,通过对电动机3进行制动,使车辆成为减速状态,利用电动机3进行发电,能够通过PDU 6对电池7充电。
[0114] 并且,在将第1离合器Cl设为ON状态,将第2离合器C2设为OFF状态,通过发动机2的驱动以1速档行驶的过程中,在ECU 8根据车辆的行驶状态判定为预计要升档至2速档的情况下,将第2同步装置S2设为2速档建立状态,或者接近该状态的预变速状态。由此,形成能够顺利进行从1速档向2速档的升档的1速档2速档准备状态。
[0115] [2 速档]
[0116] 将第2同步装置S2设为2速档建立状态,将第1同步装置Si、齿圈同步装置SL以及倒车同步装置SR设为中立状态,由此建立2速档。在通过发动机2来行驶的情况下,将第2离合器C2设为ON状态。在该2速档下,从发动机2输出的驱动力经由第2主输入轴 12、齿轮对15、惰轴14、齿轮对16、副输入轴13、2速齿轮对22和输出轴17等传递给驱动轮 4、4。
[0117] 并且,在通过发动机2的驱动以2速档行驶的过程中,在ECU 8根据车辆的行驶状态判定为预计要降档至1速档的情况下,将第1同步装置Sl设为3速档建立状态,或者接近该状态的预变速状态。由此,形成能够顺利进行从2速档向1速档的降档的2速档1速档准备状态。
[0118] 另外,在该状态下,如果在驱动发动机2的同时驱动电动机3,则也能够进行基于电动机3的助力行驶。在这种情况下,从电动机3输出的驱动力经由太阳轮9s、3速齿轮对 20、输出轴17等传递给驱动轮4、4。另外,也可以在该状态下停止基于发动机2的驱动,而进行EV行驶。在停止基于发动机2的驱动的情况下,例如可以将发动机2设为燃油切断状态或气缸休止状态。并且,也可以进行减速再生运转。
[0119] 并且,在通过发动机2的驱动以2速档行驶的过程中,在ECU 8根据车辆的行驶状态判定为预计要升档至3速档的情况下,将第1同步装置Sl设为3速档建立状态,或者接近该状态的预变速状态。由此,形成能够顺利进行从2速档向3速档的升档的2速档3速档准备状态。
[0120] 另外,在该状态下,如果在驱动发动机2的同时驱动电动机3,则也能够进行基于电动机3的助力行驶。在这种情况下,从电动机3输出的驱动力经由太阳轮9s、3速齿轮对 20、输出轴17等传递给驱动轮4、4。另外,也可以在该状态下停止基于发动机2的驱动,而进行EV行驶。在停止基于发动机2的驱动的情况下,例如可以将发动机2设为燃油切断状态或气缸休止状态。并且,也可以进行减速再生运转。
[0121] [3 速档]
[0122] 将第1同步装置Sl设为3速档建立状态,将第2同步装置S2、齿圈同步装置SL以及倒车同步装置SR设为中立状态,由此建立3速档。在通过发动机2来行驶的情况下,将第1离合器Cl设为ON状态。在该3速档时,从发动机2输出的驱动力经由第1主输入轴 11、3速齿轮对20、输出轴17等传递给驱动轮4、4。
[0123] 另外,如果在驱动发动机2的同时驱动电动机3,则也能够进行3速档的基于电动机3的助力行驶。在这种情况下,从电动机3输出的驱动力经由太阳轮9s、3速齿轮对20、输出轴17等传递给驱动轮4、4。另外,也可以将第1离合器Cl设为OFF状态,进行EV行驶。并且,在EV行驶时,也可以将第1离合器Cl设为ON状态,停止基于发动机2的驱动, 而进行EV行驶。并且,也可以以3速档进行减速再生运转。
[0124] 在以3速档行驶的过程中,ECU 8根据车辆的行驶状态预计下一次要变速的变速档是2速档或者4速档。在ECU 8预计为向2速档的降档的情况下,将第2同步装置S2设为2速档建立状态,或者接近该状态的预变速状态。由此,形成能够顺利进行从3速档向2 速档的降档的3速档1速档准备状态。
[0125] 并且,在以3速档行驶的过程中,在E⑶8预计为向4速档的升档的情况下,将第2 同步装置S2设为4速档建立状态,或者接近该状态的预变速状态。由此,形成能够顺利进行从3速档向4速档的升档的3速档4速档准备状态。
[0126] W 速档]
[0127] 将第2同步装置S2设为4速档建立状态,将第1同步装置Si、齿圈同步装置SL以及倒车同步装置SR设为中立状态,由此建立4速档。在通过发动机2来行驶的情况下,将第2离合器C2设为ON状态。在该4速档时,从发动机2输出的驱动力经由第2主输入轴 12、齿轮对15、惰轴14、齿轮对16、副输入轴13、4速齿轮对23、输出轴17等传递给驱动轮 4、4。
[0128] 并且,在通过发动机2的驱动以4速档行驶的过程中,E⑶8根据车辆的行驶状态预计下一次要变速的变速档是3速档或者5速档。在ECU 8预计为向3速档的降档的情况下,将第1同步装置Sl设为3速档建立状态,或者接近该状态的预变速状态。由此,形成能够顺利进行从4速档向3速档的降档的4速档3速档准备状态。
[0129] 另外,在该状态下,如果在驱动发动机2的同时驱动电动机3,则也能够进行基于电动机3的助力行驶。在这种情况下,从电动机3输出的驱动力经由太阳轮9s、3速齿轮对
20、输出轴17等传递给驱动轮4、4。另外,也可以在该状态下停止基于发动机2的驱动,而进行EV行驶。在停止基于发动机2的驱动的情况下,例如可以将发动机2设为燃油切断状态或气缸休止状态。并且,也可以进行减速再生运转。
[0130] 并且,在通过发动机2的驱动以4速档行驶的过程中,在E⑶8预计为向5速档的升档的情况下,将第1同步装置Sl设为5速档建立状态,或者接近该状态的预变速状态。由此,形成能够顺利进行从4速档向5速档的升档的4速档5速档准备状态。
[0131] 另外,在该状态下,如果在驱动发动机2的同时驱动电动机3,则也能够进行基于电动机3的助力行驶。在这种情况下,从电动机3输出的驱动力经由太阳轮9s、5速齿轮对
21、输出轴17等传递给驱动轮4、4。另外,也可以在该状态下停止基于发动机2的驱动,而进行EV行驶。在停止基于发动机2的驱动的情况下,例如可以将发动机2设为燃油切断状态或气缸休止状态。并且,也可以进行减速再生运转。
[0132] [5 速档]
[0133] 将第1同步装置Sl设为5速档建立状态,将第2同步装置S2、齿圈同步装置SL以及倒车同步装置SR设为中立状态,由此建立5速档。在通过发动机2来行驶的情况下,将第1离合器Cl设为ON状态。在该5速档时,从发动机2输出的驱动力经由第1主输入轴 11、5速齿轮对21、输出轴17等传递给驱动轮4、4。
[0134] 另外,如果在驱动发动机2的同时驱动电动机3,则也能够进行5速档的基于电动机3的助力行驶。在这种情况下,从电动机3输出的驱动力经由太阳轮9s、5速齿轮对21、 输出轴17等传递给驱动轮4、4。另外,也可以将第1离合器Cl设为OFF状态,进行EV行驶。并且,也可以将第1离合器Cl设为ON状态,并停止基于发动机2的驱动,进行EV行驶。 并且,也可以以5速档进行减速再生运转。
[0135] 在以5速档行驶的过程中,在ECU 8根据车辆的行驶状态判定为下一次要变速的变速档是4速档的情况下,E⑶8将第2同步装置S2设为4速档建立状态,或者接近该状态的预变速状态。由此,形成能够顺利进行从5速档向4速档的降档的5速档4速档准备状态。
[0136][倒车档]
[0137] 将倒车同步装置SR设为使倒车轴M和倒车齿轮2¾联结的状态,将第2同步装置S2设为2速档建立状态,将第1同步装置Sl和齿圈同步装置SL设为中立状态,由此建立倒车档。在通过发动机2来行驶的情况下,将第1离合器Cl设为ON状态。在该倒车档时,从发动机2输出的驱动力经由第1主输入轴11、倒车齿轮对沈、倒车惰轴25、倒车轴M、 倒车齿轮对27、惰轴14、齿轮对16、副输入轴13、2速齿轮对22、输出轴17等传递给驱动轮 4、4。
[0138] 另外,如果在驱动发动机2的同时驱动电动机3,则也能够进行倒车档的基于电动机3的助力行驶。在这种情况下,从电动机3输出的驱动力经由太阳轮9s、第1主输入轴 11、倒车齿轮对26、倒车惰轴25、倒车轴M、倒车齿轮对27、惰轴14、齿轮对16、副输入轴 13、2速齿轮对22、输出轴17等传递给驱动轮4、4。并且,也可以将第1离合器Cl设为OFF 状态,进行EV行驶。也能够以倒车档进行减速再生运转。
[0139][第2实施方式]
[0140] 参照附图说明本发明的第2实施方式的混合动力车用动力传递装置50。动力传递装置40与第1实施方式的动力传递装置1相似,所以只说明不同之处。
[0141] 动力传递装置40确保前进7档后退1档的变速档,因而对动力传递装置1追加了前进2档的变速档。
[0142] 在第1主输入轴IlA上设有第1齿轮组18,该第1齿轮组18由通过第1同步装置 (同步啮合机构)Sl有选择地与输出轴17联结的多个齿轮18a、18b、18c构成。
[0143] 参照图5,在第1主输入轴IlA上设有第1齿轮组,该第1齿轮组由通过两个同步装置(同步啮合机构)即第1同步装置Sl和第3同步装置S3有选择地与输出轴17A联结的多个齿轮18a、18b、18c构成。
[0144] 第1同步装置Sl使套筒沿第1主输入轴IlA的轴向移动,由此有选择地将3速齿轮18a或者7速齿轮18c与第1主输入轴11联结。在套筒从图示的中立位置向左侧移动的情况下,3速齿轮18a与第1主输入轴IlA联结。另一方面,在套筒从中立位置向右侧移动的情况下,7速齿轮13c与第1主输入轴IlA联结。在套筒位于中立位置时,3速齿轮18a 和7速齿轮13c双方与第1主输入轴IlA断开。
[0145] 第3同步装置S3使套筒沿第1主输入轴IlA的轴向移动,由此有选择地将5速齿轮18b与第1主输入轴IlA联结。在套筒从图示的中立位置向右侧移动的情况下,5速齿轮 18b与第1主输入轴IlA联结。在套筒位于中立位置时,5速齿轮18b与第1主输入轴IlA 断开。[0146] 在副输入轴13A上也设有第2齿轮组,该第2齿轮组由通过两个同步装置(同步啮合机构)即第2同步装置S2和第4同步装置S4有选择地将副输入轴13A和输出轴17 联结的多个齿轮19a、19b、19c构成。
[0147] 第2同步装置S2使套筒沿副输入轴13A的轴向移动,由此有选择地将2速齿轮 19a或者6速齿轮19c与副输入轴13A联结。在套筒从图示的中立位置向左侧移动的情况下,2速齿轮19a与副输入轴13A联结。另一方面,在套筒从中立位置向右侧移动的情况下, 6速齿轮19c与副输入轴13A联结。在套筒位于中立位置时,2速齿轮19a和6速齿轮19c 双方与副输入轴13A断开。
[0148] 第4同步装置S4使套筒沿副输入轴13A的轴向移动,由此有选择地将4速齿轮 19b与副输入轴13A联结。在套筒从图示的中立位置向右侧移动的情况下,4速齿轮19b与副输入轴13A联结。在套筒位于中立位置时,4速齿轮19b与副输入轴13A断开。
[0149] 副输入轴13A和输出轴17A经由3速齿轮对20、5速齿轮对21以及7速齿轮对41 而接合。7速齿轮对41由7速齿轮18c和被固定在输出轴17A上的齿轮17e啮合而构成。
[0150] 副输入轴13A和输出轴17A经由2速齿轮对22、4速齿轮对23以及6速齿轮对42 而接合。6速齿轮对42由6速齿轮19c和被固定在输出轴17A上的齿轮17e啮合而构成。 另外,在本实施方式中,配置在输出轴17A上的低速齿轮17a、高速齿轮17b和齿轮17e相当于本发明的第3齿轮组。
[0151] 这样构成的动力传递装置IA根据各个同步装置Sl〜S4、SR、SL的设定状态,通过变速比不同的多个变速档的各个齿轮对将输入轴的旋转速度进行多档变速,并输出给输出轴17A。动力传递装置40的各个部分在发动机行驶模式时的各个变速档下的工作状态如图 6的表所示,省略其详细说明。
[0152][第3实施方式]
[0153] 参照附图说明本发明的第3实施方式的混合动力车用动力传递装置50。对与第1 实施方式的动力传递装置1相同的构成要素标注相同的标号,并省略其说明。
[0154] 参照图7,发动机2的输出轴加与被有选择地输入来自发动机2的动力而且同轴配置的两个主输入轴即第1主输入轴51和第2主输入轴52联结。第1主输入轴51从发动机2侧一直延伸到电动机3侧,在该发动机2侧的外侧旋转自如地设有中空的第2主输入轴52。第1主输入轴51通过第1离合器Cl实现与发动机2的输出轴加的连接及断开。 第2主输入轴52通过第2离合器C2实现与发动机2的输出轴加的连接及断开。
[0155] 两个副输入轴即第1副输入轴53和第2副输入轴M分别与主输入轴51、52平行配置。并且,第1主输入轴51和第1副输入轴53始终通过减速齿轮对55而接合。该减速齿轮对55由被固定在第1主输入轴51上的齿轮51a和被固定在第1副输入轴53上的齿轮53a啮合而构成,用于将传递给第1主输入轴51的动力减速后传递给第1副输入轴53。
[0156] 并且,第2主输入轴52和第2副输入轴M始终通过增速齿轮对56而接合。该增速齿轮对56由被固定在第2主输入轴52上的齿轮5¾和被固定在第2副输入轴M上的齿轮5½啮合而构成,用于将传递给第2主输入轴52的动力增速后传递给第2副输入轴54。 另外,第1副输入轴53、第2副输入轴M的两端部分别旋转自如地支撑在未图示的轴承上。
[0157] 第1离合器Cl是在E⑶8的控制下进行动作而使发动机2的输出轴加通过第1 主输入轴51和减速齿轮对55与第1副输入轴53接合或者断开的离合器机构。第2离合器C2是在E⑶8的控制下进行动作而使发动机2的输出轴加通过第2主输入轴52和增速齿轮对56与第2副输入轴M接合或者断开的离合器机构。
[0158] 在使第1离合器Cl进行动作而成为连接状态时,第1副输入轴53通过第1主输入轴51和减速齿轮对55与输出轴加接合。在该状态下,只能进行从输出轴加向第1副输入轴53的动力传递,从输出轴加向第2副输入轴M的动力传递被断开。并且,在使第 2离合器C2进行动作而成为连接状态时,第2副输入轴M通过第2主输入轴52和增速齿轮对56与输出轴加接合。在该状态下,只能进行从输出轴加向第2副输入轴M的动力传递,从输出轴加向第1副输入轴53的动力传递被断开。
[0159] 并且,优选这些离合器C1、C2是干式离合器。在这种情况下,与这些离合器C1、C2 是湿式离合器的情况相比,能够缩短断接时间,同时能够使断接装置小型化。另外,能够通过电动机3的控制,抑制由于发动机制动等产生的动力变化而造成的冲击。
[0160] 输出轴57与主输入轴51、52同轴配置。在实施方式中,在第1主输入轴51的电动机3侧的外侧旋转自如地设有中空的输出轴57。并且,输出轴57和第1副输入轴53通过奇数速齿轮系58而接合。该奇数速齿轮系58由3速齿轮对59和5速齿轮对60构成, 该3速齿轮对59由被固定在输出轴57上的第1齿轮57a和旋转自如地设于第1副输入轴 53上的3速齿轮5¾啮合而构成,该5速齿轮对60由被固定在输出轴57上的第2齿轮57b 和旋转自如地设于第1副输入轴53上的5速齿轮53c啮合而构成。
[0161] 并且,输出轴57和第2副输入轴M通过偶数速齿轮系61而接合。该偶数速齿轮对61由2速齿轮对62和4速齿轮对63构成,该2速齿轮对62由被固定在输出轴57上的所述第1齿轮57a和旋转自如地设于第2副输入轴M上的2速齿轮54b啮合而构成,该4 速齿轮对63由被固定在输出轴57上的所述第2齿轮57b和旋转自如地设于第2副输入轴 M上的4速齿轮5½啮合而构成。
[0162] 在本实施方式中,配置在第1副输入轴53上的3速齿轮5¾和5速齿轮53c相当于本发明的第1齿轮组,配置在第2副输入轴M上的2速齿轮54b和4速齿轮5½相当于本发明的第2齿轮组,配置在输入输出轴57上的第1齿轮57a和第2齿轮57b相当于本发明的第3齿轮组。另外,将第1主输入轴51包在其中的第2主输入轴52和输出轴57分别旋转自如地支撑在未图示的轴承上。
[0163] 在第1副输入轴53上设有能够切换3速齿轮5¾或者5速齿轮53c与第1副输入轴53的联结、断开的第1同步装置Si。第1同步装置Sl使套筒沿第1副输入轴53的轴向移动,由此有选择地将3速齿轮5¾或者5速齿轮53c与第1副输入轴53连接。在套筒向图中右侧移动的情况下,3速齿轮5¾和第1副输入轴53联结,第1副输入轴53和输出轴57通过3速齿轮对59而接合,从而建立3速档。另一方面,在套筒向图中左侧移动的情况下,5速齿轮53c和第1副输入轴53联结,第1副输入轴53和输出轴57通过5速齿轮对 60而接合,从而建立5速档。在套筒位于图中的中立位置时,3速齿轮5¾和5速齿轮53c 双方与第1副输入轴53断开。
[0164] 在第2副输入轴M上设有能够切换2速齿轮54b或者4速齿轮5½与第2副输入轴M的联结、断开的第2同步装置S2。第2同步装置S2使套筒沿第2副输入轴M的轴向移动,由此有选择地将2速齿轮54b或者4速齿轮5½与第2副输入轴M连接。在套筒向图中右侧移动的情况下,2速齿轮54b和第2副输入轴M联结,第2副输入轴M和输出轴57通过2速齿轮对62而接合,从而建立2速档。另一方面,在套筒向图中左侧移动的情况下,4速齿轮5½和第2副输入轴M联结,第2副输入轴M和输出轴57通过4速齿轮对 63而接合,从而建立4速档。在套筒位于图中的中立位置时,2速齿轮54b和4速齿轮5½ 双方与第2副输入轴M断开。
[0165] 差动旋转机构9的太阳轮9s被固定在第1主输入轴51的电动机3侧的一端部并与该第1主输入轴51联结,以与该第1主输入轴51联动而旋转。第1主输入轴51通过减速齿轮对55与第1副输入轴53接合,因而太阳轮9s始终通过第1主输入轴51和减速齿轮对55与第1副输入轴53连接。
[0166] 齿圈9r与电动机3的转子3a的内侧联结,以与该转子3a联动而旋转。
[0167] 行星架9c被固定在输出轴57的电动机3侧的一端部并与该输出轴57连接,以与该输出轴57联动而旋转。
[0168] 在此,第2副输入轴M通过增速齿轮对56与第2主输入轴52接合,但该第2主输入轴52不与差动旋转机构9的任意一个旋转要素9s、9r、9c连接。因此,第2副输入轴 54不需通过差动旋转机构9即可将动力传递给输出轴57。
[0169] 副轴64与第1主输入轴51以及输出轴57平行配置。并且,输出轴57和副轴64 通过中间齿轮对65而接合(参照图8)。该中间齿轮对65由被固定在输出轴57上的所述第1齿轮57a和被固定在副轴64上的齿轮6½啮合而构成。
[0170] 副轴64通过驱动轮4、4之间的差动齿轮单元30与该驱动轮4、4联结。被固定在副轴64上的齿轮64b与差动齿轮单元30的齿轮30b啮合。由此,副轴64通过差动齿轮单元30与驱动轮4、4连接,以与驱动轮4、4联动而旋转。并且,在副轴64上还固定有与未图示的停车机构的齿轮啮合的停车齿轮64c。另外,副轴64的两端部分别旋转自如地支撑在未图示的轴承上。
[0171] 倒车轴68与第1主输入轴51以及第2主输入轴52平行配置。并且,第2主输入轴51和倒车轴68通过倒车齿轮对69而接合(参照图8)。该倒车齿轮对69由被固定在第 2主输入轴52上的所述齿轮5½和旋转自如地设于倒车轴68上的齿轮68a啮合而构成。 另外,倒车轴68的两端部分别旋转自如地支撑在未图示的轴承上。
[0172] 在倒车轴68上设有能够切换旋转自如地设于该倒车轴68上的齿轮68a与齿轮 68b的联结、断开的倒车同步装置SR。该齿轮68b和被固定在第1主输入轴51上的所述齿轮51a啮合而构成倒车齿轮对70。
[0173] 倒车同步装置SR是公知的装置,利用未图示的致动器和换档拨叉使套筒沿倒车轴68的轴向移动,由此进行齿轮68a和齿轮68b联结、断开。在套筒位于图中所示的位置的情况下,齿轮68a和齿轮68b被断开。在套筒向图中左侧移动的情况下,齿轮68a和齿轮 68b联结,第1主输入轴51和第2副输入轴M通过倒车齿轮对69、70而连接。
[0174] 在通过倒车同步装置SR将齿轮68a和齿轮68b联结后,在进行发动机2的驱动时, 沿输出轴加旋转的方向(下面称为“正转方向”)进行旋转(下面称为“正转”)的第2主输入轴52的旋转被反转而传递给第1主输入轴51,该第1主输入轴51沿与正转方向相反的方向(下面称为“反转方向”)进行旋转(下面称为“反转”)。
[0175] 另外,在通过倒车同步装置SR将齿轮68a和齿轮68b联结后,在发动机2的输出轴加进行正转的情况下,车轴31、31进行反转,驱动轮4、4沿使车辆后退的方向旋转。另一方面,在齿轮68a和齿轮68b的联结被断开时,在发动机2的输出轴加进行正转的情况下,车轴31、31进行正转,驱动轮4、4沿使车辆前进的方向旋转。
[0176] 另外,辅机5的输入轴fe与第1副输入轴53平行配置。并且,第1副输入轴53 和辅机5的输入轴fe通过皮带机构71而连接。该皮带机构71是通过皮带71a将被固定在第1副输入轴53上的齿轮53d与被固定在输入轴fe上的齿轮恥联结而构成的。辅机用离合器33插入在辅机5的输入轴fe上,齿轮恥和辅机5的输入轴fe经由辅机用离合器33而同轴联结。
[0177] 在如上所述构成的动力传递装置50中,从发动机2的输出轴加输出的动力经由第1动力传递路径和第2动力传递路径中的任意一方传递给驱动轮4、4,该第1动力传递路径是从第1主输入轴51经由减速齿轮对55、第1副输入轴53传递给输出轴57的传递路径,该第2动力传递路径是从第2主输入轴52经由增速齿轮对56、第2副输入轴M传递给输出轴57的传递路径。
[0178] 并且,从发动机2的输出轴加输出的动力从第1主输入轴51传递给太阳轮9s, 或者/以及经由输出轴57传递给行星架9c,从而输入到差动旋转机构9。从电动机3输出的动力传递给齿圈9r而输入到差动旋转机构9。并且,在差动旋转机构9中将这些输入的动力进行合成,并通过输出轴57传递给驱动轮4、4,对不经由差动旋转机构9而从发动机2 传递给输出轴57的动力进行辅助(助力)。另外,在齿圈9r进行反转时,在电动机3中进行再生运转。
[0179] 下面,说明本实施方式的动力传递装置50的动作。动力传递装置50具有各种工作模式。图9、图11〜图25在视觉上示出了这些各种类型的工作模式时的动力传递装置 50的工作状态。在这些附图中,在使第1离合器Cl、第2离合器C2和辅机用离合器33的工作状态成为连接状态(下面称为“ON状态”)的情况下,利用粗线示出各个离合器C1、C2、 33,在使这些离合器的工作状态成为断开状态(下面称为“OFF状态”)的情况下,利用通常的实线示出各个离合器Cl、C2、33。并且,在各个工作模式中,利用粗线示出与其它构成要素联结并进行旋转的动力传递装置50的构成要素。
[0180] 在本实施方式中,动力传递装置50的主要工作模式有仅使发动机2作为车辆的动力产生而行驶的发动机行驶模式、仅使电动机3作为车辆的动力产生而行驶的EV行驶模式、以及使发动机2和电动机3双方运转来行驶的HEV行驶模式。HEV行驶模式包括向发动机2的输出追加电动机3的输出来行驶的助力行驶模式(合成行驶模式)、和将发动机2 的输出分配给电动机3使电动机3进行再生运转来行驶的再生行驶模式。在再生行驶模式时,通过电动机3的再生运转,电池7被进行充电。在EV行驶模式时,电动机3消耗在电池 7中蓄积的电能而输出动力。
[0181] 并且,在本实施方式中,ECU 8根据车辆的油门操作量和车速等,使用预定的映射图等来设定车辆的要求动力(要求驱动力),根据该要求动力来选择各个行驶模式和变速档。另外,ECU 8根据所选择的行驶模式和变速档等控制动力传递装置1。
[0182] 例如,E⑶8在发动机2在适当运转区域、例如燃料效率良好的区域中运转时,从该发动机2输出并输入到差动旋转机构9的动力(下面,称为“适当运转动力”)小于要求动力的情况下,选择助力行驶模式。此时,E⑶8进行控制,使得从电池7供给相对于要求动力的不足量的电力。但是,在为了弥补不足量而需要使电动机3超过额定输出或者最高转速而运转的情况下,使电动机3以额定输出或者最高转速进行运转,使发动机2的输出增加。
[0183] 并且,在适当运转动力超过要求动力时,E⑶8选择再生行驶模式,对电池7充入减去因齿轮等的传递损耗后的差分的动力(能量)。在电池7的充电水平(SOC)较低时, ECU 8选择再生行驶模式,使发动机2的输出增加,以便促进电池7的充电。
[0184] [1速档发动、行驶]
[0185] 图10示出1速档(准1速档)的动力传递装置1的工作状态。另外,1速档是传动比低于后述的2速档的变速档。另外,在1速档的前进状态下,ECU 8将第1离合器Cl设为ON状态,将第1同步装置Si、第2同步装置S2以及倒车同步装置SR设为中立状态(动作或者维持)。
[0186] 由此,形成来自发动机2的输出轴加的动力(转速Ne)经由第1离合器Cl和第1 主输入轴51传递给太阳轮9s,但不从第1副输入轴53和第2副输入轴M向输出轴57传递的状态。此时,输出轴57经由副轴64等与车轴31、31连接,因而在驱动轮4、4静止时, 由于驱动轮4、4的摩擦阻力,使得行星架9c即使在通过太阳轮9s的正转而想要旋转时,该行星架9c也不能旋转。因此,如图10中的实线所示,齿圈9r以转速Nr进行反转,电动机 3进行再生运转,并对电池7充电。
[0187] 这样,在发动机2是怠速状态并进行空转时,通过电动机3进行再生运转,能够将发动机2输出的动力作为电能对电池7充电,实现节能。并且,过去在离合器中设置滑动机构来吸收发动机2产生的动力,由于不需要在第1离合器Cl和第2离合器C2中设置滑动机构,能够使这些离合器Cl、C2小型化。另外,图10是列线图,利用“ + ”表示正转方向,利用“_”表示反转方向。
[0188] 在该状态下,E⑶8使得从电池7向电动机3的定子北供给电力,使定子北所产生的旋转磁场进行正转。由此,从定子北传递发挥使转子3a进行正转的作用的转矩,动力作用于使齿圈9r进行正转的方向。并且,借助发动机2使太阳轮9s进行正转的动力、和电动机3使齿圈9r进行正转的动力,行星齿轮9p进行正转,如图10中的单点划线所示,行星架9c抵抗所述摩擦阻力而进行正转。与该行星架9c的正转联动,输出轴57进行正转,车轴31、31进行正转。由此,在将发动机2和电动机3的动力合成后的1速档的前进状态下, 驱动轮4、4沿车辆的前进方向旋转。这样,动力传递装置50能够使车辆以1速档的助力行驶模式发动并行驶。
[0189] 另一方面,在从上述状态开始提高来自发动机2的输出轴加的动力(转速Ne)时, 如图10中的虚线所示,在齿圈9r进行反转的状态下,行星架9c抵抗所述摩擦阻力而进行正转。与该行星架9c的正转联动,输出轴57进行正转,车轴31、31进行正转。此时,由于齿圈9r进行反转,因而电动机2处于再生运转状态,在电池7中进行充电。由此,电动机3 进行再生运转,驱动轮4、4在1速档的前进状态下仅依靠发动机2的动力沿车辆的前进方向旋转。这样,动力传递装置50能够使车辆以1速档的再生行驶模式发动并行驶。
[0190] 因此,动力传递装置1能够以与助力行驶模式和再生行驶模式不同的行驶模式进行1速档的发动、行驶。因此,能够根据要求动力、电池7的充电水平等适当区分发动时的行驶模式。另外,第1主输入轴51随着太阳轮9s而进行正转,动力经由减速齿轮对55、第 1副输入轴53、皮带机构71和辅机用离合器33传递给辅机5的输入轴fe。[0191] 这样,能够在使第1同步装置Sl和第2同步装置S2进行动作而成为中立状态的状态下进行发动、行驶。因此,相对于专利文献1记载的传动装置,在具有相同数量的变速档齿轮对的情况下,能够使变速档增多1档,并抑制轴向的长度。
[0192][倒车发动、行驶]
[0193] 图11示出倒车档的动力传递装置50的工作状态。在倒车档的前进状态下,ECU8 将第2离合器C2设为ON状态,将第1同步装置Sl和第2同步装置S2设为中立状态,将倒车同步装置SR设为倒车档确定状态。
[0194] 由此,来自发动机2的输出轴加的动力经由第2离合器C2、第2主输入轴52、增速齿轮对56、第2副输入轴M以及倒车齿轮对69、70传递给第1主输入轴51,该第1主输入轴51进行反转。并且,与所述1速档发动、行驶时相同,ECU 8进行控制,使得从电池7向电动机3的定子北供给电力,使定子北产生的旋转磁场进行反转。由此,借助发动机2使太阳轮9s进行反转的动力、和电动机3使齿圈9r进行反转的动力,行星齿轮9p进行反转, 行星架9c进行反转。并且,与此联动,车轴31、31进行反转,在将发动机2和电动机3的动力进行合成的状态下,驱动轮4、4沿车辆的后退方向旋转。这样,动力传递装置50能够使车辆以助力行驶模式后退。
[0195] 另一方面,在提高来自发动机2的输出轴加的动力时,在齿圈9r进行正转的状态下,行星架9c进行反转。与该行星架9c的反转联动,车轴31、31进行反转。此时,由于齿圈9r进行正转,因而电动机3进行再生运转,在电池7中进行充电。由此,电动机3进行再生运转,驱动轮4、4仅依靠发动机2的动力沿车辆的后退方向旋转。这样,动力传递装置50 能够使车辆以再生行驶模式后退。
[0196] 因此,动力传递装置50能够以与助力行驶模式和再生行驶模式不同的行驶模式使车辆后退。因此,能够根据要求动力、电池7的充电水平等适当区分后退时的行驶模式。
[0197][发动机行驶模式、2速档]
[0198] 图12示出发动机行驶模式的2速档的动力传递装置50的工作状态。在发动机行驶模式的2速档下,E⑶8将第2离合器C2设为ON状态,将第1同步装置Sl和倒车同步装置SR设为中立状态,将第2同步装置S2设为2速档建立状态。
[0199] 由此,来自发动机2的输出轴加的动力经由第2离合器C2、第2主输入轴52、增速齿轮对56、第2副输入轴M、2速齿轮对62、输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴31、31传递给驱动轮4、4。此时,行星架9c随着输出轴57而进行正转,但由于太阳轮9s和齿圈9r未接收到动力,太阳轮9s与行星齿轮9p —起进行正转,齿圈9r 不旋转,电动机3不进行牵引运转也不进行再生运转。由此,在2速档的前进状态下,驱动轮4、4仅依靠发动机2的动力沿车辆的前进方向旋转。另外,第1主输入轴51随着太阳轮 9s而进行正转,动力经由减速齿轮对55、第1副输入轴53、皮带机构71和辅机用离合器33 传递给辅机5的输入轴fe。
[0200] [HEV行驶模式、2速档]
[0201] 图13示出助力行驶模式的2速档的动力传递装置50的工作状态。在助力行驶模式的2速档下,E⑶8将第2离合器C2设为ON状态,将第1同步装置Sl和倒车同步装置 SR设为中立状态,将第2同步装置S2设为2速档建立状态,并使电动机3的转子3a进行正转。[0202] 由此,来自发动机2的输出轴加的动力与上述发动机行驶模式的2速档同样地经由第2离合器C2、第2主输入轴52、增速齿轮对56、第2副输入轴M、2速齿轮对62、输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴31、31传递给驱动轮4、4。此时, 行星架9c随着借助发动机2的动力进行正转的输出轴57而进行正转,但由于齿圈9r随着转子3a而进行正转,因而行星架9c也从齿圈9r接收到转矩而进行正转。并且,由行星架 9c合成后的动力经由输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴31、31 传递给驱动轮4、4。这样,发动机2与电动机3的合成动力传递给驱动轮4、4,驱动轮4、4 沿车辆的前进方向旋转。并且,在要求动力小于适当运转动力的情况下等,也可以使齿圈9r 进行反转,使电动机3进行再生运转,使车辆以2速档的再生行驶模式行驶。
[0203] 仅仅使电动机3的运转开始,即可进行从发动机行驶模式的2速档向HEV行驶模式的2速档的变更,仅仅使电动机3的运转停止即可进行相反的变更,因而都能够容易且快速地进行变更。并且,不需根据要求动力的变更来变更变速档即可进行应对。因此,通过使发动机2在适当运转区域中运转,同时适当切换助力行驶模式和再生行驶模式,进行电动机3的牵引运转、再生运转,能够吸收要求动力的变动,能够抑制发动机2的燃料消耗。
[0204] [HEV行驶模式、2速档3速档准备]
[0205] 图14示出助力行驶模式的2速档3速档准备中的动力传递装置50的工作状态。 另外,2速档3速档准备是指在进行与3速档之间的变速准备的同时进行2速档行驶的变速档,使得能够顺利地升档至3速档、从3速档降档。
[0206] 在该助力行驶模式的2速档3速档准备中,E⑶8将第2离合器C2设为ON状态, 将第1同步装置Sl设为3速档建立状态,将第2同步装置S2设为2速档建立状态,将倒车同步装置SR设为中立状态,并使电动机3的转子3a进行正转。
[0207] 由此,在所述HEV行驶模式的2速档的动力传递路径上,还追加了从随着太阳轮9s 而进行正转的第1主输入轴51经由减速齿轮对55、第1副输入轴53、3速齿轮对59以及输出轴57,沿行星架9c进行正转的方向传递转矩的动力传递路径。经由该动力传递路径的动力、和从发动机2经由第2主输入轴52传递的动力被进行合成,并使行星架9c进行正转。 因此,向驱动轮4、4传递了还合成有通过行星架9c的旋转而得到的转矩的合成动力。
[0208] [HEV行驶模式、3速档2速档准备]
[0209] 图15示出助力行驶模式的3速档2速档准备中的动力传递装置50的工作状态。 通过HEV行驶模式的3速档2速档准备,进行从HEV行驶模式的2速档3速档准备向HEV 行驶模式的3速档的变更。另外,3速档2速档准备是指在进行与2速档之间的变速准备的同时进行3速档行驶的变速档,使得能够顺利地降档至2速档、从2速档升档。
[0210] 在从HEV行驶模式的2速档3速档准备向HEV行驶模式的3速档2速档准备变更时,ECU 8使第1离合器Cl进行动作而成为ON状态,使第2离合器C2进行动作而成为OFF 状态。
[0211] 由此,来自发动机2的输出轴加的动力经由第1离合器Cl、第1主输入轴51、减速齿轮对55、第1副输入轴53、3速齿轮对59、输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴31、31传递给驱动轮4、4,驱动轮4、4沿车辆的前进方向旋转。由于是这种动力传递路径,行星架9c随着借助发动机2的动力进行正转的输出轴57而进行正转, 同时太阳轮9s借助来自发动机2的动力随着第1主输入轴51而进行正转。在此,行星架
249c与太阳轮9s的旋转速度不同,因而齿圈9r根据该旋转速度的不同而进行正转或者反转。 并且,在齿圈9r进行正转时,电动机3进行牵引运转,在齿圈9r进行反转时,电动机3进行再生运转。另外,第2副输入轴M随着输出轴57的旋转而旋转,但对动力合成没有帮助。
[0212] 这样,仅通过第1离合器Cl和第2离合器C2的连接状态的切换,即可从HEV行驶模式的2速档3速档准备实现HEV行驶模式的3速档2速档准备,因而能够容易且快速地进行变更。另外,虽然没有图示,通过使第2同步装置S2进行动作而成为4速档建立状态, 能够设定HEV行驶模式的3速档4速档准备。
[0213] [HEV行驶模式、3速档]
[0214] 图16示出助力行驶模式的3速档中的动力传递装置50的工作状态。在从HEV行驶模式的3速档2速档准备向HEV行驶模式的3速档变更时,ECU 8使第2同步装置S2进行动作而成为中立状态。如前面所述,在HEV行驶模式的3速档2速档准备中,第2副输入轴M对动力合成没有帮助,即使经由该第2副输入轴M与2速档齿轮对62的联结,动力传递路径也不变。
[0215] 这样,仅仅通过使第2同步装置S2进行动作而成为中立状态,即可从HEV行驶模式的3速档2速档准备实现HEV行驶模式的3速档,因而能够容易且快速地进行变更。并且,通过HEV行驶模式的2速档3速档准备和3速档2速档准备,能够容易且快速地进行 HEV行驶模式的2速档与3速档之间的变更。
[0216][发动机行驶模式、4速档]
[0217] 图17示出发动机行驶模式的4速档中的动力传递装置50的工作状态。在发动机行驶模式的4速档中,E⑶8将第2离合器C2设为ON状态,将第1同步装置Sl和倒车同步装置SR设为中立状态,将第2同步装置S2设为4速档建立状态。
[0218] 由此,来自发动机2的输出轴加的动力经由第2离合器C2、第2主输入轴52、增速齿轮对56、第2副输入轴M、4速齿轮对63、输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴31、31传递给驱动轮4、4。由此,在4速档的前进状态下,驱动轮4、4仅依靠发动机2的动力沿车辆的前进方向旋转。此时,行星架9c随着输出轴57而进行正转,但由于太阳轮9s和齿圈9r未接收到动力,因而太阳轮9s与行星齿轮9p —起进行正转,齿圈 9r不旋转,电动机3不进行牵引旋转也不进行再生运转。另外,第1主输入轴51随着太阳轮9s而进行正转,动力经由减速齿轮对55、第1副输入轴53、皮带机构71以及辅机用离合器33传递给辅机5的输入轴fe。
[0219] [HEV行驶模式、4速档3速档准备]
[0220] 图18示出助力行驶模式的4速档3速档准备中的动力传递装置50的工作状态。 通过该HEV行驶模式的4速档3速档准备,进行从所述HEV行驶模式的3速档4速档准备向HEV行驶模式的4速档的变更。
[0221] 在从HEV行驶模式的3速档4速档准备向HEV行驶模式的4速档3速档变更时, ECU 8使第1离合器Cl进行动作而成为OFF状态,使第2离合器C2进行动作而成为ON状态。
[0222] 由此,来自发动机2的输出轴加的动力经由第2离合器C2、第2主输入轴52、增速齿轮对56、第2副输入轴M、4速齿轮对63、输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴31、31传递给驱动轮4、4,驱动轮4、4沿车辆的前进方向旋转。与所述HEV行驶模式的4速档3速档准备一样,齿圈9r根据行星架9c和太阳轮9s的旋转速度的不同而进行正转或者反转。并且,在齿圈9r进行正转时,电动机3进行牵引运转,在齿圈9r进行反转时,电动机3进行再生运转。另外,第1副输入轴53随着输出轴57的旋转而旋转, 但是对动力合成没有帮助。
[0223] 这样,仅通过第1离合器Cl和第2离合器C2的连接状态的切换,即可进行从HEV 行驶模式的3速档4速档准备变为HEV行驶模式的4速档3速档,因而能够容易且快速地进行变更。
[0224] [HEV行驶模式、4速档]
[0225] 图19示出助力行驶模式的4速档中的动力传递装置50的工作状态。在该助力行驶模式的4速档中,ECU 8将第2离合器C2设为ON状态,将第1同步装置Sl和倒车同步装置SR设为中立状态,将第2同步装置S2设为4速档建立状态,并使电动机3的转子3a进行正转。
[0226] 由此,来自发动机2的输出轴加的动力经由第2离合器C2、第2主输入轴52、增速齿轮对56、第2副输入轴M、4速齿轮对63、输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴31、31传递给驱动轮4、4。此时,与所述助力行驶模式的2速档同样,发动机2与电动机3的合成动力被传递给驱动轮4、4。并且,在要求动力小于适当运转动力的情况下等,也可以使齿圈9r进行反转,使电动机3进行再生运转,在2速档的再生行驶模式下使车辆行驶。
[0227] 仅仅控制电动机3使其转子3a进行正转,即可进行从发动机行驶模式的4速档向助力行驶模式的4速档的变更,仅仅使电动机3的运转停止即可进行相反的变更,因而都能够容易且快速地进行变更。并且,不需根据要求动力的变更来变更变速档即可进行应对。因此,通过使发动机2在适当运转区域中动作,同时适当切换助力行驶模式和再生行驶模式, 进行电动机3的牵引运转、再生运转,能够吸收要求动力的变动,能够抑制发动机2的燃料消耗。
[0228] [HEV行驶模式、4速档5速档准备]
[0229] 图20示出助力行驶模式的4速档5速档准备中的动力传递装置50的工作状态。 在该助力行驶模式的4速档5速档准备中,ECU 8将第2离合器C2设为ON状态,将第1同步装置Sl设为5速档建立状态,将第2同步装置S2设为4速档建立状态,将倒车同步装置 SR设为中立状态,并使电动机3的转子3a进行正转。
[0230] 由此,在所述助力行驶模式的2速档的动力传递路径的基础上,还追加了从随着太阳轮9s而进行正转的第1主输入轴51经由减速齿轮对55、第1副输入轴53、5速齿轮对 60以及输出轴57,沿行星架9c进行正转的方向传递转矩的动力传递路径。经由该动力传递路径的动力、和从发动机2经由第2主输入轴52传递的动力被进行合成,并使行星架9c 进行正转。因此,向驱动轮4、4传递了还合成有通过行星架9c的旋转而得到的转矩的合成动力。
[0231 ] [HEV行驶模式、5速档4速档准备]
[0232] 图21示出助力行驶模式的5速档4速档准备中的动力传递装置50的工作状态。 通过该HEV行驶模式的5速档4速档准备,进行从HEV行驶模式的4速档5速档准备向HEV 行驶模式的5速档的变更。[0233] 在从HEV行驶模式的4速档5速档准备向HEV行驶模式的5速档4速档变更时, ECU 8使第1离合器Cl进行动作而成为ON状态,使第2离合器C2进行动作而成为OFF状态。
[0234] 由此,来自发动机2的输出轴加的动力经由第1离合器Cl、第1主输入轴51、减速齿轮对55、第1副输入轴53、5速齿轮对60、输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴31、31传递给驱动轮4、4,驱动轮4、4沿车辆的前进方向旋转。并且,与所述HEV行驶模式的3速档2速档准备一样,齿圈9r根据行星架9c和太阳轮9s的旋转速度的不同而进行正转或者反转。并且,在齿圈9r进行正转时,电动机3进行牵引运转,在齿圈9r进行反转时,电动机3进行再生运转。另外,第2副输入轴M随着输出轴57的旋转而旋转,但是对动力合成没有帮助。
[0235] 这样,仅通过第1离合器Cl和第2离合器C2的连接状态的切换,即可从HEV行驶模式的4速档5速档准备变为HEV行驶模式的5速档4速档准备,因而能够容易且快速地进行变更。
[0236] [HEV行驶模式、5速档]
[0237] 图22示出助力行驶模式的5速档中的动力传递装置50的工作状态。在从HEV行驶模式的5速档4速档准备向HEV行驶模式的5速档变更时,ECU 8使第2同步装置S2进行动作而成为中立状态。如前面所述,在HEV行驶模式的5速档4速档准备中,第2副输入轴M对动力合成没有帮助,即使通过该第2副输入轴M与4速齿轮对63的联结,动力传递路径也不变。
[0238] 这样,仅仅通过使第2同步装置S2进行动作而成为中立状态,即可从HEV行驶模式的5速档4速档准备变为HEV行驶模式的5速档,因而能够容易且快速地进行变更。并且,通过HEV行驶模式的4速档5速档准备和5速档4速档准备,能够容易且快速地进行 HEV行驶模式的4速档与5速档之间的变更。
[0239] [EV行驶模式、3速档]
[0240] 图23示出EV行驶模式的3速档中的动力传递装置50的工作状态。在EV行驶模式的3速档中,E⑶8将第1离合器Cl和第2离合器C2设为OFF状态,将第1同步装置Sl 设为3速档建立状态,将第2同步装置S2和倒车同步装置SR设为中立状态,并使电动机3 的转子3a进行正转。
[0241] 由此,在齿圈9r随着转子3a而进行正转时,从该齿圈9r接收到转矩的行星架9c 想要进行正转。另外,该行星架9c通过输出轴57、3速档齿轮对59、第1副输入轴53、减速齿轮对阳以及第1主输入轴51与太阳轮9s连接,该太阳轮9s想要进行正转。由此,行星架9c进行正转,其转矩经由输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴 31、31传递给驱动轮4、4。由此,驱动轮4、4仅依靠电动机3的动力沿车辆的前进方向旋转。 此时,关于发动机2的输出轴2a,由于第1主输入轴51与第2主输出轴52的连接被断开, 在EV行驶模式时不从电动机3向发动机2的输出轴加传递动力,不存在发动机2的牵引。
[0242] 另外,虽然没有图示,但是在车辆以EV行驶模式的3速档行驶时,ECU 8通过将第 1离合器Cl设定为ON状态,能够使发动机2起动。此时,从发动机2的输出轴加输出的动力经由第1离合器Cl、第1主输入轴51、减速齿轮对55、第1副输入轴53、3速齿轮对59、 输出轴57、中间齿轮对65、副轴64、差动齿轮单元30以及车轴31、31传递给驱动轮4、4,同时作为经由第1主输入轴51使太阳轮9s正转的动力、以及从第1副输入轴53经由3速齿轮对59和输出轴57使行星架9c正转的动力,输入到差动旋转机构9。由此,发动机2与电动机3的合成动力被传递给驱动轮4、4,从而设定了助力行驶模式的3速档。
[0243] 并且,在车辆以EV行驶模式的3速档行驶时,E⑶8将第1离合器Cl设定为ON状态,同时将第2同步装置Sl设定为2速档建立状态或者4速档建立状态,由此能够使发动机2起动。此时,设定了所述HEV行驶模式的3速档2速档准备或者3速档4速档准备。
[0244] [EV行驶模式、5速档]
[0245] 图M示出EV行驶模式的5速档中的动力传递装置50的工作状态。在EV行驶模式的5速档中,E⑶8将第1离合器Cl和第2离合器C2设为OFF状态,将第1同步装置Sl 设为5速档建立状态,将第2同步装置S2和倒车同步装置SR设为中立状态,并使电动机3 的转子3a进行正转。由此,与所述EV行驶模式的3速档一样,驱动轮4、4仅依靠电动机3 的动力沿车辆的前进方向进行旋转。
[0246] 另外,虽然没有图示,但是在车辆以EV行驶模式的5速档行驶时,ECU 8通过将第 1离合器Cl设定为ON状态,能够使发动机2起动。由此,发动机2与电动机3的合成动力被传递给驱动轮4、4,从而设定了助力行驶模式的5速档。
[0247] 并且,在车辆以EV行驶模式的5速档行驶时,E⑶8将第1离合器Cl设定为ON状态,并且将第2同步装置Sl设定为4速档建立状态,由此能够使发动机2起动。此时,设定了所述助力行驶模式的5速档4速档准备。
[0248][第4实施方式]
[0249] 参照附图说明本发明的第4实施方式的混合动力车用动力传递装置80。作为变速档,动力传递装置80只具有前进3速档倒车1速档。
[0250] 参照图25,在动力传递装置80中,在第1副输入轴53A上配置有能够通过第1同步装置SlA与该第1副输入轴53A联结的3速齿轮53b,在第2副输入轴54A上配置有能够通过第2同步装置S2A与该第2副输入轴M联结的2速齿轮Ma。
[0251] 并且,在输出轴57A上固定有第1齿轮57a,该第1齿轮57a被3速齿轮53a和2 速齿轮57a公共地啮合,从而分别构成3速齿轮对59和2速齿轮对62。并且,输出轴57和第2副输入轴M通过偶数速齿轮系61而接合。
[0252] 动力传递装置80不具有4速档和5速档,其它变速档等的动力传递与动力传递装置50相同,因而省略其说明。动力传递装置80的变速档比动力传递装置50少,能够缩短发动机2的输出轴加的轴向的长度,进而实现紧凑化,并能够在狭小的设置面积中设置。
[0253][第5实施方式]
[0254] 参照附图说明本发明的第5实施方式的混合动力车用动力传递装置90。
[0255] 参照图沈,动力传递装置90是搭载于混合动力车中的动力传递装置,作为动力产生源,具有发动机2和电动机3,但是不能驱动上述辅机5。即,动力传递装置90与动力传递装置50相比不具有辅机5、皮带机构71、辅机用离合器33。
[0256] 在动力传递装置90中,第1副输入轴5¾和辅机5的输入轴fe没有连接,因而即使在第1副输入轴5¾进行旋转时,也不向辅机5传递动力。除辅机5之外的其它动力传递与动力传递装置50相同,因而省略其说明。
[0257] 另外,本发明的动力传递装置不限于上述的动力传递装置。例如,在前述各个实施方式中说明了第1主输入轴11、11A、51与太阳轮9s连接的情况。但是,也可以将第2主输入轴12、52与太阳轮9s连接。并且,说明了在第1主输入轴11、IlA和第1副输入轴53上配置有奇数速档用的齿轮18a、18b、18c、53b、53c,在副输入轴13、13A和第2副输入轴M上配置有偶数速档用的齿轮19a、19b、19c、Mb、5k的情况。但是,也可以在第1主输入轴11、 IlA和第1副输入轴53上配置偶数速档用的齿轮,在副输入轴13、13A和第2副输入轴M 上配置奇数速档用的齿轮。
[0258] 并且,说明了差动旋转机构9由行星齿轮装置构成的情况,但也可以使用除行星齿轮装置之外的差动装置。
[0259] 并且,在第1和第2实施方式中说明了将第1主输入轴11、IlA和电动机3的转子 3a与太阳轮9s连接,将3速齿轮13a与行星架9c连接,将同步装置SL与齿圈9r连接的情况。并且,在第3〜第5实施方式中说明了将第1主输入轴51与太阳轮9s连接,将输出轴 57与行星架9c连接,将电动机的转子3a与齿圈9r连接的情况。但是,这些连接不限于上述的方式,也可以变更其连接方式。

Claims (13)

1. 一种具有内燃机和电动机的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,该混合动力车用动力传递装置具有:第1主输入轴,其与内燃机输出轴平行配置,通过将第1断接装置设为连接状态而与所述内燃机输出轴连接,所述内燃机输出轴被从所述内燃机输入动力;第2主输入轴,其与该第1主输入轴同轴配置,通过将所述第2断接装置设为连接状态而与所述内燃机输出轴连接;中间输入轴,其与所述第1主输入轴平行配置; 副输入轴,其与该中间输入轴平行配置;输出轴,其与所述第1主输入轴平行配置,通过副轴向被驱动部输出动力; 第1齿轮组,其配置在所述第1主输入轴上,由通过第1同步装置有选择地与所述输出轴联结的多个齿轮构成;第2齿轮组,其配置在所述副输入轴上,由通过第2同步装置有选择地将该副输入轴与所述输出轴联结的多个齿轮构成;第3齿轮组,其被固定于所述输出轴,由被所述第1齿轮组的齿轮和所述第2齿轮组的齿轮公共地啮合的多个齿轮构成;以及差动旋转机构,其构成为能够使第1旋转要素、第2旋转要素及第3旋转要素相互差动旋转,所述第1旋转要素与所述第1主输入轴及所述电动机连接, 所述第2旋转要素与所述第1齿轮组连接,所述第3旋转要素与能够使该第3旋转要素成为固定状态的固定机构连接, 所述第2旋转要素借助来自被所述固定机构设为固定状态的所述第3旋转要素的反作用力,使从所述第1旋转要素传递的动力减速,并通过所述第1齿轮组传递给所述输出轴。
2. 一种具有内燃机和电动机的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,该混合动力车用动力传递装置具有:主输入轴,其从所述内燃机输入动力;第1副输入轴,其与所述主输入轴平行配置,通过第1断接装置有选择地经由减速齿轮对与该主输入轴接合;第2副输入轴,其与所述主输入轴平行配置,通过第2断接装置有选择地经由增速齿轮对与该主输入轴接合;输出轴,其与所述主输入轴同轴配置,通过副轴向被驱动部输出动力; 第1齿轮组,其配置在所述第1副输入轴上,由通过第1同步装置有选择地与该第1副输入轴联结的多个齿轮构成;第2齿轮组,其配置在所述第2副输入轴上,由通过第2同步装置有选择地与该第2副输入轴联结的多个齿轮构成;第3齿轮组,其被固定于所述输出轴,由被所述第1齿轮组的齿轮和所述第2齿轮组的齿轮公共地啮合的多个齿轮构成;以及差动旋转机构,其构成为能够使第1旋转要素、第2旋转要素及第3旋转要素相互差动旋转,所述第1副输入轴或者所述第2副输入轴中的任意一方与所述第1旋转要素连接,另一方能够不经由所述差动旋转机构而向所述输出轴传递动力,所述第1旋转要素与所述主输入轴连接,所述第3旋转要素与所述电动机连接,所述第2旋转要素将从所述第1旋转要素传递的动力与从所述第3旋转要素传递的动力进行合成并传递给所述输出轴。
3.根据权利要求2所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,所述主输入轴由第1主输入轴和第2主输入轴构成,该第1主输入轴与内燃机输出轴平行配置,通过将所述第1断接装置设为连接状态而与所述内燃机输出轴连接,所述内燃机输出轴被从所述内燃机输入动力,该第2主输入轴与该第1主输入轴同轴配置,通过将所述第2断接装置设为连接状态而与所述内燃机输出轴连接,通过将所述第1主输入轴或者第2主输入轴中的任意一方与所述第1旋转要素联结, 使所述第1副输入轴或者所述第2副输入轴中的任意一方与所述第1旋转要素连接。
4.根据权利要求2或3所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,该混合动力车用动力传递装置具有将所述减速齿轮对与所述增速齿轮对有选择地连接的倒车齿轮机构。
5.根据权利要求1〜4中任意一项所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,所述第1断接装置和所述第2断接装置中的至少一方是干式离合器。
6.根据权利要求1〜5中任意一项所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,所述差动旋转机构是单小齿轮型的行星齿轮装置,该行星齿轮装置同轴地具有太阳轮、齿圈和行星架作为3个旋转要素,该行星架旋转自如地支撑在所述太阳轮与所述齿圈之间与该太阳轮和齿圈啮合的多个行星轮,所述第1旋转要素是所述太阳轮,所述第2旋转要素是所述行星架,所述第3旋转要素是所述齿圈。
7.根据权利要求1〜6中任意一项所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,所述第1齿轮组的齿轮与所述第3齿轮组的齿轮啮合而构成多个奇数速齿轮对,所述第2齿轮组的齿轮与所述第3齿轮组的齿轮啮合而构成多个偶数速齿轮对。
8.根据权利要求1〜6中任意一项所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,所述第1齿轮组的齿轮与所述第3齿轮组的齿轮啮合而构成多个偶数速齿轮对,所述第2齿轮组的齿轮与所述第3齿轮组的齿轮啮合而构成多个奇数速齿轮对。
9.根据权利要求1〜8中任意一项所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,构成电动机的旋转体、定子及电枢绕组的一部分或者全部被配置成为,在与所述输出轴的轴线方向垂直的方向上与所述差动旋转机构重合。
10.根据权利要求1〜9中任意一项所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于, 该混合动力车用动力传递装置具有:要求动力设定单元,其设定对所述输出轴要求的要求动力;以及控制单元,其根据该要求动力设定单元设定的要求动力,进行所述内燃机和所述电动机的运转。
11.根据权利要求10所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,所述控制单元控制所述电动机的运转,使得所述内燃机在从零速区域到最高转速的范围内进行运转。
12.根据权利要求10或11所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,所述控制单元进行这样的控制:在所述内燃机的适当运转区域内进行所述内燃机的运转,将从所述第1旋转要素传递给所述第2旋转要素的所述内燃机的动力与所述要求动力进行比较,在所述内燃机的动力小于所述要求动力时,使所述电动机进行牵引运转,在所述内燃机的动力超过所述要求动力时,使所述电动机进行再生运转。
13.根据权利要求10〜12中任意一项所述的混合动力车用动力传递装置,其特征在于,所述控制单元进行这样的控制:在所述电动机超过额定输出或者最高转速进行运转时, 使该电动机以额定输出或者最高转速进行运转。
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