CN102470743A - 混合动力驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种混合动力驱动装置(1),在与发动机输出轴(2)同轴的第一轴(I)上配置自动变速装置的输入轴(7),在与该第一轴不同的第二轴(II)上配置电动马达(6)。配置在第一轴(I)上的中间轴(4)向被传递来自电动马达(6)的减速旋转的第一齿轮机构(23)的前方延伸,并与第一齿轮机构(23)形成一体。中间轴(4)通过轴承(45)被第一支撑壁(12b)支撑,在其前方侧经由阻尼器(29)以及离合器(27)与发动机输出轴(2)连接,在其后方侧通过花键(26)与输入侧(7)连接。

Description

混合动力驱动装置
技术领域
[0001] 本发明涉及能够通过发动机和电动马达驱动车轮的混合动力驱动装置,详细地说,涉及将电动马达与多级或无级自动变速装置组装为一体的混合动力驱动装置。
背景技术
[0002] 以往,提出有如下的混合动力驱动装置,在与发动机输出轴同轴的第一轴上配置自动变速装置,并且在与该第一轴不同的第二轴上配置电动马达,通过减速齿轮机构将该电动马达的输出轴的旋转传递至所述第一轴上的自动变速装置的输入轴(参照专利文献 1>2)
[0003] 关于专利文献1记载的混合动力驱动装置,第一轴上的所述输入轴通过轴承支撑在箱体上,在该输入轴上,通过花键嵌合的方式支撑有在所述箱体内用于传递来自所述电动马达的动力的驱动齿轮机构(第一齿轮机构),并且,该输入轴的一部分突出到所述箱体外方,通过离合器以及阻尼器(damper)与发动机输出轴连接。
[0004] 关于专利文献2记载的混合动力驱动装置,在配置在所述第一轴上的构成对所述电动马达的转速进行减速的减速齿轮机构的第一齿轮机构内,配置使发动机输出轴与自动变速装置的输入轴之间的动力传递切断/连续的离合器。所述第一齿轮机构为内置所述离合器的中空结构,其发动机侧通过第一轴承被隔壁(第一支撑壁)支撑,其变速装置侧通过第二轴承被泵体(第二支撑壁)支撑,成为双支撑结构。所述离合器的作为输入侧的中间轴经由阻尼器与发动机输出轴连接,输出侧与所述第一齿轮机构一起与变速装置输入轴连接,所述中间轴通过滚针轴承能够自由旋转地被所述第一齿轮机构支撑。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 JP特开平9-156388号公报;
[0008] 专利文献2 JP特开2009-1017¾号公报。
发明内容
[0009] 发明要解决的问题
[0010] 对于专利文献1的混合动力驱动装置,在自动变速装置的输入轴上通过花键结合有驱动齿轮机构(第一齿轮机构)以及离合器,还有改善驱动齿轮机构(第一齿轮机构) 的支撑精度的余地。
[0011] 对于专利文献2的混合动力驱动装置,由于离合器内置在第一齿轮机构内,所以第一齿轮机构由形成为凹状的输入侧径向延伸部和将所述离合器容纳在凹部并进行掩盖的中间轴侧径向延伸部构成,该中间轴侧径向延伸部在容纳了所述离合器后,需要通过焊接等与输入侧径向延伸部固定为一体,但是有可能在该固定部分产生变形,由于所述输入侧以及中间轴侧的两延伸部分别被第一轴承以及第二轴承支撑,所以有可能不能够充分地得到第一齿轮机构的支撑精度。[0012] 变速装置的输入轴通过花键与所述中间轴侧径向延伸部连接,提高了组装性,但是,由于通过所述中间轴侧延伸部被所述第二轴承支撑,所以有可能影响该输入轴的支撑精度。
[0013] 因此,本发明的目的在于提供一种混合动力驱动装置,其提高第一齿轮机构的支撑精度,并且以高精度支撑自动变速装置的输入轴。
[0014] 用于解决问题的手段
[0015] 本发明为一种混合动力驱动装置(1、12),在与发动机输出轴O)同轴的第一轴 (I)上,配置自动变速装置(3、32)的输入轴(7)、离合器07)、中间轴(4、42)以及第一齿轮机构(23),在与所述第一轴(I)不同的第二轴(II)上,配置电动马达(6)以及设置在该电动马达的输出轴(1¾上的第二齿轮机构(19),使所述发动机输出轴(¾的旋转经由所述离合器(XT)以及所述中间轴(4、42)传递至所述自动变速装置的输入轴(7),并且使所述电动马达(6)的旋转经由所述第二齿轮机构(19)以及所述第一齿轮机构传递至所述自动变速装置的输入轴(7),在所述第一齿轮机构的发动机输出轴侧即轴向前方侧以及所述自动变速装置侧即轴向后方侧,分别配设与箱体(1¾ 一体的第一支撑壁(Ub1)以及第二支撑壁(1¾),所述第一齿轮机构与所述中间轴G、42) —体,并且向所述第一齿轮机构的轴向前方侧延伸地设置所述中间轴,该中间轴通过轴承0¾能够自由旋转地被所述第一支撑壁(Ub1)支撑,在所述第一支撑壁(Ub1)的轴向前方侧,在所述中间轴G、42) 与发动机输出轴(¾之间配置有所述离合器(27),所述自动变速装置的输入轴(7)的前方侧能够自由旋转地被所述第二支撑壁(12e)支撑,并且通过花键06)与所述中间轴G、42) 连接。
[0016] 此外,在本发明中,齿轮机构(gear)为基于啮合关系传递动力的传动装置,包括齿轮(Toothed gear)以及经由链传递动力的链轮(sprocket)。
[0017] 另外,轴承(bearing)为对轴进行支撑并使轴旋转的构件,包括滚珠轴承、滚柱轴承、滚针轴承等滚动轴承以及轴套(bush)等滑动轴承。
[0018] 例如,参照图2,所述中间轴(4)的前方侧和发动机输出轴O)的后方侧通过轴承 (59)相互支撑。
[0019] 例如,参照图2,所述离合器为干式单片离合器(27),该干式单片离合器被油压促动器操作,该油压促动器由形成在所述第一支撑壁(Ub1)上的缸体(5¾以及与该缸体嵌合的活塞(56)构成,该油压促动器(55、56)配置为在轴向上与用于支撑所述中间轴(4)的所述轴承0¾重叠。
[0020] 例如,参照图2,所述第一齿轮机构03)以及所述第二齿轮机构(19)为齿轮,经由怠速齿轮0¾进行连动,具有所述怠速齿轮0¾的怠速轴(11)的轴向前方通过轴承
[21]能够自由旋转地被所述第一支撑壁(Ub1)支撑,并且所述怠速轴(11)的轴向后方通过轴承00)被所述箱体支撑,所述油压促动器(55、56)配置为在轴向上与用于对所述怠速轴(11)的轴向前方侧进行支撑的所述轴承重叠。
[0021] 例如,参照图2,所述离合器为干式单片离合器(27),在所述离合器(XT)和所述中间轴(4)之间配置阻尼器(四),并且该阻尼器09)的至少一部在轴向上与所述离合器 (27)重叠。
[0022] 例如,参照图1,所述自动变速装置为多级自动变速装置(3),该多级自动变速装置(3)具有通过离合器切换多个齿轮机构形成的传动路径的多级变速机构(5)。
[0023] 例如,参照图1,具有配置在第三轴(III)上的副轴⑶和配置在第四轴(IV)上的差速器装置(9),所述多级变速机构(¾配置在所述第一轴(I)上,使所述多级变速机构的输出旋转经由齿轮机构(30、31)传递至所述副轴(8),然后使该副轴的旋转经由齿轮机构 (32,43)传递至所述差速器装置(9),所述副轴(8)的轴向前方侧以及轴向后方侧通过轴承 (35,33)能够自由旋转地被所述箱体(12)支撑,对所述副轴(8)的所述轴向前方侧进行支撑的所述箱体的支撑部(Ub1)配置为在轴向上与所述第一齿轮机构重叠。
[0024] 例如,参照图4以及图6,所述自动变速装置为无级自动变速装置,该无级自动变速装置具有输出构件(7¾以及与所述输入轴(7)驱动连接的输入构件(72),改变所述输入构件和输出构件的接触位置,并且借助处于该接触位置的油膜的剪切力,对所述输入构件的旋转进行无级变速,然后传递至所述输出构件。
[0025] 例如,参照图4以及图6,无级自动变速装置为一种锥环式无级变速装置(32),具有配置在第三轴(III)上的副轴(8)和配置在第四轴(IV)上的差速器装置(9),所述无级自动变速装置由圆锥形状的摩擦轮构成,所述圆锥形状的摩擦轮配置为所述输入构件(72) 以及所述输出构件(73)的轴线相互平行并且大径部与小径部在轴向相反,在两摩擦轮的相向的倾斜面上夹持的环(7¾在轴向上移动来进行变速,由所述圆锥形状的摩擦轮构成的所述输入构件m配置在所述第一轴(I)上,由所述圆锥形状的摩擦轮构成的所述输出构件(7¾配置在所述第三轴(III)上,将所述锥环式无级变速装置(3¾的所述输出构件 (73)的旋转传递至所述副轴(8)上,然后使该副轴的旋转经由齿轮机构传递至所述差速器装置(9)。
[0026] 由此,使无级自动变速装置为锥环式无级变速装置,在第一轴上配置由圆锥形状的摩擦轮构成的输入构件,在由副轴构成的第三轴上配置同样由圆锥形状的摩擦轮构成的输出构件,能够提高紧凑性,确保车辆的安装性。
[0027] 此外,所述括号内的附图标记用于与附图对照,其不对权利要求书记载的结构带来任何影响。
[0028] 发明的效果
[0029] 根据技术方案1的本发明,中间轴在第一支撑壁的轴向后方侧与第一齿轮机构固定为一体,并且在该第一支撑壁的轴向前方侧连接有离合器,并且通过轴承能够自由旋转地被第一支撑壁支撑,在该中间轴的后方侧,通过花键与输入轴连接,并通过第二支撑壁支撑该输入轴,因此,能够提高第一齿轮机构的支撑精度并且提高输入轴的支撑精度。
[0030] 从第一齿轮机构向前方延伸而形成的所述中间轴通过轴承能够旋转地被第一支撑壁支撑,因此能够提高第一齿轮机构以及中间轴的轴支撑精度,另外,自动变速装置的输入轴能够自由旋转地被第二支撑壁支撑,并且通过花键与所述中间轴连接,因此,所述输入轴被高精度地支撑,能够提高自动变速装置的可靠性以及耐久性,而且与电动马达的高的轴支撑精度相配合,能够提高混合动力驱动装置的性能以及耐久性。
[0031] 根据技术方案2的本发明,中间轴通过轴承被第一支撑壁支撑,因此,即使发动机输出轴由于爆震而产生微小的振动,也能够通过轴承将该发动机输出轴与中间轴的前方侧连接并进行支撑,能够确保中间轴以及发动机输出轴的同轴精度,始终使离合器在适当的位置稳定地进行接合。[0032] 根据技术方案3的本发明,将对干式单片离合器进行操作的油压促动器配置为在轴向上与对中间轴进行支撑的轴承重叠,因此,能够保证所述油压促动器的专用的轴向空间,使轴向缩短。
[0033] 根据技术方案4的本发明,第一齿轮机构以及第二齿轮机构为齿轮,通过怠速齿轮进行连动,因此,能够以规定的减速比将电动马达的旋转传递至自动变速装置的输入轴, 并且支撑怠速齿轮的怠速轴的支撑部分不进行干涉的情况下,能够使自动变速装置和电动马达接近配置,能够进一步使混合动力驱动装置小型化。
[0034] 另外,将对干式单片离合器进行操作的油压促动器配置为在轴向上与对所述怠速轴的前方侧进行支撑的轴承重叠,因此能够使轴向尺寸缩短。
[0035] 根据技术方案5的本发明,离合器为干式单片离合器,至少一部分在轴向与离合器重叠地配置阻尼器,从而能够使轴向尺寸缩短并且配置阻尼器,来吸收发动机输出轴的爆震,由此能够将来自发动机的动力以及来自电动马达的动力以稳定的高可靠性传递至自动变速装置的输入轴。
[0036] 根据技术方案6的本发明,所述自动变速装置使用历史悠久且实用的多级自动变速装置,因此能够提供可靠性高的混合动力驱动装置。
[0037] 根据技术方案7的本发明,将多级变速机构配置在第一轴上,并且将对副轴的前方侧进行支撑的支撑部配置为在轴向上与所述第一齿轮机构重叠,因此,能够使作为副轴的第三轴的后方侧缩短,提高车辆的安装性能。
[0038] 根据技术方案8的本发明,所述自动变速装置为无级自动变速装置,因此,能够提供与电动马达的驱动相互作用,设定最佳效率的变速比,燃料利用效率高的混合动力驱动装置。
附图说明
[0039] 图1是表示使用多级自动变速装置的本发明的混合动力驱动装置的主视剖视图。
[0040] 图2是表示其主要部分的主视剖视图。
[0041] 图3是该多级自动变速装置的动作表。
[0042] 图4是表示使用无级自动变速装置的本发明的混合动力驱动装置的主视剖视图。
[0043] 图5是其侧视图。
[0044] 图6是表示局部变更后的混合动力驱动装置的主视剖视图。 具体实施方式
[0045] 以下,按照附图说明适用本发明的混合动力驱动装置。如图1以及图2所示,混合动力驱动装置1安装在FF型的车辆上,在与发动机输出轴(曲轴)2同轴的第一轴I上,配置有中间轴4以及自动变速装置3的多级变速机构5,在与该第一轴不同的第二轴II上配置有电动马达6。而且,具有与所述第一轴以及第二轴不同的由副轴8构成的第三轴III、 由差速器装置9构成的第四轴IV、用于从电动马达6向自动变速装置3的输入轴7传递动力的由减速齿轮机构装置的怠速轴11构成的第五轴V,这些第一至第五轴中的各轴被箱体 12支撑。箱体12具有筒状的主箱体12a、配置在该主箱体的前侧(发动机侧)的离合器壳体12b以及配置在所述主箱体的后侧的后箱体12c,该箱体12是将这些箱体固定为一体而成的,由3个结构形成。所述箱体12在使用状态下,其离合器壳体12b的前端面与发动机 (未图示)固定为一体。
[0046] 电动马达6包括固定在主箱体12a上的定子13、与马达输出轴15—体的转子16, 马达输出轴15的前后端部分分别通过滚珠轴承14、17高精度地能够自由旋转地被离合器壳体12b以及后箱体12c支撑。电动马达6优选在定子13侧埋入线圈以及在转子16侧埋入永磁铁的无电刷DC马达,但是也可以为其他的马达。在输出轴15的后箱体12c侧,在输出轴15与后箱体之间配置有用于检测电动马达6的旋转角的解析器(resolver)等旋转角检测部18。在马达输出轴15的前侧(发动机侧),一体形成有用于构成第二齿轮机构的齿轮(小齿轮)19。
[0047] 第五轴V上的怠速轴11的后端侧通过滚珠轴承20能够自由旋转地被主箱体12a 支撑,怠速轴11的前端侧通过滚珠轴承21能够自由旋转地被离合器壳体12b支撑。所述怠速轴11具有怠速齿轮22,该怠速齿轮22与作为所述第二齿轮机构的小齿轮19啮合,并且与形成在所述中间轴4上的齿轮(第一齿轮机构)23啮合,从而构成将马达输出轴15的旋转减速然后传递至中间轴4的减速齿轮机构装置。所述怠速齿轮22配置为在侧视(从轴向观察时的状态)时其一部分在径向上与电动马达6重叠的状态。S卩,由小齿轮构成的第二齿轮机构19的直径小,第一齿轮机构23的直径大,能够使从第二齿轮机构19经由怠速齿轮22向第一齿轮机构进行传递的齿轮比大(减速比大)。另外,能够将对怠速轴11的后端侧进行支撑的轴承20配置为接近电动马达6的输出轴15,从而能够在主箱体1¾的所述怠速轴支撑部不与多级自动变速装置3干涉的情况下,将该多级自动变速装置3与电动马达6配置为在径向上接近。
[0048] 在所述中间轴4的后侧一体形成构成所述第一齿轮机构的齿轮23,并且,所述中间轴4通过花键沈与所述输入轴7连接。所述中间轴4形成为从所述齿轮23向前方侧延伸,其前侧部分通过干式离合器27以及阻尼器四与发动机输出轴2连接。
[0049] 如图1概略表示的那样,多级自动变速装置3具有自动变速机构5,该自动变速机构5具有配置在第一轴I上的行星齿轮机构单元PU。所述行星齿轮机构单元PU为所谓的拉威挪式行星齿轮机构,作为4个旋转构件具有太阳轮Si、太阳轮S2、行星架CR以及齿圈 R,在行星架CR上具有长小齿轮机构PL和短小齿轮机构PS,与太阳轮S2以及齿圈R啮合的长小齿轮机构PL和与太阳轮Sl啮合的短小齿轮机构PS相互啮合。
[0050] 所述行星齿轮机构单元PU的太阳轮S2与制动器B-I连接并且经由单向离合器 F-I与制动器B-I连接,从而能够自由地固定在变速箱12上,并且与离合器C-3连接,经由该离合器C-3自由地被输入输入轴7的旋转。另外,所述太阳轮Sl与离合器C-I连接,自由地被输入所述输入轴7的旋转。
[0051] 而且,所述行星架CR与被输入输入轴7的旋转的离合器C-2连接,经由该离合器 C-2自由地被输入输入轴7的旋转,另外,所述行星架CR与单向离合器F-2以及制动器B-3 连接,通过该单向离合器F-2限制所述行星架CR相对于变速箱12的一个方向的旋转,并且通过该制动器B-3自由地固定所述行星架CR的旋转。另外,所述齿圈R与副驱动齿轮机构 30连接,该副驱动齿轮机构30与副轴8的副从动齿轮机构31啮合。所述副驱动齿轮机构 30通过轴承34能够自由旋转地被形成在主箱体1¾上的隔壁12c支撑。
[0052] 图3为所述多级自动变速装置3的动作表,所述多级自动变速装置3按照该动作表所示的组合,使各离合器以及各制动器动作,来形成前进1挡〜4挡的变速挡和后退1挡的变速挡。
[0053] 在第三轴III上的副轴8上一体地固定有由大径的齿轮构成的所述副从动齿轮机构31,并且,一体地形成有由小径的齿轮构成的小齿轮32。所述副轴8的后端侧通过锥形轴承33能够自由旋转地被主箱体1¾支撑,并且其前端侧通过锥形轴承35能够自由旋转地被离合器壳体12b支撑。安装有该锥形轴承35的离合器壳体12b的支撑壁部分Ub1配置为在轴向上与所述第一齿轮机构23重叠(从径向观察),将副轴8配置为靠近前侧(发动机侧),由此使第三轴III部分缩短。
[0054] 第四轴IV上的差速器装置9具有差速器箱体36,该差速器箱体36的后端侧通过滚珠轴承37能够自由旋转地被主箱体1¾支撑,并且,其前端侧通过滚珠轴承39能够自由旋转地被离合器壳体12b支撑。在该差速器箱体36的内部安装与轴向垂直的轴40,在固定在该轴40上的锥形齿轮机构上啮合有固定在左右的半轴(axle shaft) 421、42r上的锥形齿轮机构。在所述差速器箱体36上一体地固定差速器齿圈43,该差速器齿圈43与所述小径的副轴小齿轮32啮合。左右的半轴421、42r贯通差速器箱体36延伸到箱体12的外侧, 并与作为驱动轮的左右的前轮连接。
[0055] 因此,被多级自动变速装置3适当变速后的旋转经由副驱动齿轮机构30、副从动齿轮机构32、副小齿轮32、差速器齿圈43传递至差速器箱体36,然后,作为差动旋转输出至左右的半轴421、42r。
[0056] 接着,按照图2,说明作为本发明的主要部分的第一轴I上的轴支撑结构。
[0057] 在第一轴I上从发动机输出轴2开始依次配置中间轴4以及自动变速装置3的输入轴7,中间轴4通过安装在构成第一支撑壁的离合器壳体12b上的一个滚珠轴承45能够自由旋转地被离合器壳体12b支撑。由所述齿轮构成的第一齿轮机构23与中间轴4形成为一体,或者通过过盈配合等与中间轴4形成为一体。在从第一齿轮机构23向前方延伸的中间轴4的后端侧形成具有内花键^a的有底孔4a,输入轴7的前侧为外周具有外花键^b 的小径轴7a,所述内花键^a以及外花键26b接合而一体旋转。
[0058] 所述第一齿轮机构23与所述自动变速装置5、副齿轮机构30、32以及差速器装置 9 一起配置在由离合器壳体构成的第一支撑壁Ub1的变速箱12内的润滑空间中,从所述第一齿轮机构23向前方突出的中间轴4贯通所述轴承45以及油封46从第一支撑壁Ub1向外方突出。所述滚珠轴承45配置在中间轴4的第一齿轮机构23的附近,在轴向大致中央部分支撑该中间轴4。在该中间轴4的向所述外方突出的前端部分上,通过花键47接合有阻尼器四。在阻尼器四中具有螺旋弹簧^a,能够以规定量相对自由旋转地将驱动片^b 和从动片29c连接,所述从动片29c通过所述花键47与中间轴4接合,在驱动片29b上向外径方向延伸地固定有所述离合器27的缓冲片27a。
[0059] 离合器27具有以夹持所述缓冲片27a的方式配置的离合器衬片27b以及压片 27c,离合器衬片27b与通过螺栓固定在所述发动机输出轴2的前端的飞轮50接合为一体。 在压片27c与安装在飞轮50上的离合器罩51之间,通过弹簧对压片27c施力,使其与缓冲片27a接触,膜片弹簧52以其径向中间部为支点被所述离合器罩51支撑。所述阻尼器四与离合器27,准确地说,所述阻尼器四与缓冲片27a、离合器衬片27b以及压片27c在轴向上大致完全重叠配置,由此不需要专用于阻尼器四的轴向空间。[0060] 在所述第一支撑壁Ub1的对轴承45进行支撑的环状凸部12k的外周能够在轴向自由移动规定量地支撑有分离轴承(release bearing) 53,该分离轴承53与所述膜片弹簧 52的内径基端部抵接。在所述第一支撑壁Ub1上形成有由与第一轴I (中间轴4)同心的环状的凹部构成的缸体55,在该缸体55中不漏油地嵌合有活塞56。该活塞56与所述分离轴承53通过阶梯片57连接,通过由所述缸体55以及活塞56构成的油压促动器(油压伺服器)的伸缩操作,使离合器27进行断开/接合动作。所述油压促动器55、56与第一支撑壁Ub1上的对所述怠速轴11进行支撑的轴承21以及对中间轴4进行支撑的轴承45在轴向上重叠配置,使轴向缩短。即,所述缸体55由从第一支撑壁Ub1同心状地向轴向前侧突出的2个环状凸部121、1&1和它们之间的作为底部的第一支撑壁Ub1形成,外侧的环状部 12m的外周侧形成为一部分与所述怠速轴支撑用的轴承21的外座圈21a接触,由此使轴向缩短。
[0061] 在形成于所述中间轴4的前端的小径轴4b与形成在所述发动机输出轴2的前端的凹孔加之间存在一个滚珠轴承59,中间轴4和发动机输出轴2通过所述滚珠轴承59被保持为在第一轴I上同轴。
[0062] 在所述第一齿轮机构23的后侧相邻地配置有第二支撑壁12e。第二支撑壁12e由与所述主箱体1¾构成为一体的液压泵罩60a和与该泵罩固定为一体的泵主体60b构成, 从而构成与所述箱体12 —体的固定支撑构件。在该泵主体60a与泵罩60b内部容纳有与所述中间轴4连接的一体旋转的泵齿轮机构60c,从而构成液压泵。在所述第二支撑构件 12e上,通过具有轴套以及滚针轴承的旋转支撑构件61,能够自由旋转地支撑所述输入轴7 的前端侧。该输入轴7的后端侧通过轴套等能够自由旋转地被后箱体12c支撑。因此,输入轴7借助箱体而成为双支撑结构,由此能够以高精度进行支撑。
[0063] 第一轴I上的轴支撑结构由以上的结构构成,中间轴4在第一齿轮机构23的前侧附近,通过滚珠轴承45被第一支撑壁Ub1支撑。该中间轴4的前端部分通过滚珠轴承59 被发动机输出轴2支撑,并被保持为与发动机输出轴2同轴,例如,即使发动机输出轴2由于爆震而产生微小的振动,中间轴4也被所述2个滚珠轴承45、59高精度地支撑。
[0064] 例如,即使中间轴4受到发动机爆震的影响,也能够通过第一齿轮机构23与怠速齿轮22之间的啮合以及花键沈的接合,来吸收该影响,从而使对电动马达输出轴15以及自动变速装置3的输入轴7的所述影响变小。由此,在通过马达输出轴15的两端部的轴承 14、17借助箱体12被高精度地支撑以及定子13被该箱体12固定的相互作用下,电动马达 6将定子13与转子16之间的气隙(air gap) G保持为微小间隔,以高精度产生稳定的动力。 该电动马达6产生的扭矩经由第二齿轮机构19、怠速齿轮22、第一齿轮机构23、中间轴4以及花键沈正确地传递至自动变速装置5的输入轴7。
[0065] 另一方面,通过发动机从发动机输出轴2输出的动力经由干式离合器27以及阻尼器四传递至中间轴4,然后经由花键沈传递至自动变速装置5的输入轴7。此时,发动机输出轴2的由发动机爆炸所引起的脉动(旋转方向的振动)被阻尼器四吸收,另外,通过轴承59始终确保发动机输出轴2与中间轴4的同轴性,在离合器27中,缓冲片27a以及离合器衬片27b、压片27c始终以高的同轴性进行摩擦接触,从而以高的精度以及可靠性进行扭矩传递。
[0066] 所述输入轴7的两端部分以高精度被箱体12支撑为能够旋转,所述输入轴7的旋转能够被自动变速机构5适当地变速,然后经由副齿轮机构30、31以及差速器装置9传递至左右的半轴421、42r。
[0067] 所述混合动力驱动装置1在将电动马达6、怠速齿轮11、自动变速装置3、副轴8以及差速器装置9组装在主箱体12a以及后箱体12c上的状态下,通过花键接合06)将一体的第一齿轮机构23及中间轴4组装在输入轴7上,并组装离合器壳体12b。并且,在从离合器壳体12b的第一支撑壁Ub1突出的中间轴4上组装活塞56、阶梯片57、分离轴承53之后,安装由组件(SiAassy)构成的离合器27以及阻尼器四。如上所述,能够易于组装混合动力驱动装置1,而且,该混合动力驱动装置1将滚珠轴承59安装在中间轴4与发动机输出轴2之间,将离合器壳体12b固定在发动机上,来组装成混合动力驱动车辆。
[0068] 接着,按照图4至图5,说明使用锥环式无级变速装置作为自动变速装置的混合动力驱动装置。此外,在具有与图1以及图2所示的实施方式同一功能的部分上标注同一附图标记,而省略说明。
[0069] 如图4所示,混合动力驱动装置I2具有电动马达6、锥环式无级自动变速装置(摩擦式无级变速装置)32、差速器装置9、与未图示的发动机的输出轴连动的中间轴42、齿轮机构传动装置70。所述各装置以及轴容纳在将2个箱体构件12g、ia!合成的箱体12中,并且该箱体12被隔壁12i不漏油地划分为第一空间A和第二空间B。
[0070] 锥环式无级变速装置;32具有作为输入构件的圆锥形状的摩擦轮72、作为输出构件的同为圆锥形状的摩擦轮73、金属制的环75。所述输入构件构成为与圆锥形的摩擦轮72 一体在前后形成轴构件,构成输入轴7。所述两摩擦轮72、73配置为相互平行且大径部与小径部在轴向上相反,所述环75配置为被两摩擦轮72、73的相向的倾斜面夹持,并且包围两摩擦轮中的任意一个例如输入侧摩擦轮72。在两摩擦轮中的至少一个作用有大的推力,所述环75被基于所述推力而产生的比较大的夹持力夹持。具体地说,在输出侧摩擦轮73与作为副轴的输出轴8之间,在轴向上相向的面上形成有凸轮机构,在输出侧摩擦轮73上产生对应于传递扭矩的箭头D方向上的推力,从而在输出侧摩擦轮73与支撑在克服该推力的方向上的输入侧摩擦轮72之间,对环75产生大的夹持力。
[0071] 对于输入侧摩擦轮72即输入轴7,其一侧(大径部侧)端部通过滚柱轴承76被第一箱体构件(后箱体)12g支撑,并且其另一侧(小径部侧)端部通过锥形滚柱轴承77被隔壁12i支撑。输出侧摩擦轮73的一侧(小径部侧)端部通过滚柱轴承79被第一箱体构件12g支撑,其另一侧(大径部侧)端部通过滚柱(向心)轴承80被隔壁12i支撑。向该输出侧摩擦轮73施加所述的箭头D方向的推力的输出轴(副轴)8的另一侧端通过锥形滚柱轴承81被第二箱体构件(离合器壳体)1¾支撑。在输入侧摩擦轮72的另一侧端部,轴承77的内座圈被阶梯部以及螺母82夹持,经由环75作用在该输入侧摩擦轮72上的来自输出侧摩擦轮73的在箭头D方向上的推力被所述锥形滚柱轴承77承担。另一方面,在输出轴8上,作用于输出侧摩擦轮73的推力的反作用力朝向箭头D的反方向作用,该推力的反作用力被所述锥形滚柱轴承81承担。
[0072] 所述环75通过滚珠螺杆等轴向移动装置在轴向上移动,来改变与输入侧摩擦轮 72以及输出侧摩擦轮73接触的位置,从而无级地改变输入构件72与输出构件73之间的旋转比。与所述传递扭矩对应的推力D经由所述两锥形滚柱轴承77、81在一体的箱体12内相互抵消,由此不需要油压等外力作为平衡力。[0073] 在所述无级变速装置输出轴8上形成有齿轮(小齿轮)32,该齿轮32与所述差速器齿圈43啮合。所述马达输出齿轮机构(第二齿轮机构)19、怠速齿轮22、第一齿轮机构 (齿轮)23、无级变速装置输出齿轮机构(小齿轮)32以及差速器齿圈(齿轮)43构成所述齿轮机构传动装置70。所述马达输出(第二齿轮机构)19和差速器齿圈43配置为在轴向上重叠,而且,第一齿轮机构23以及无级变速装置输出齿轮机构32配置为在轴向上与第二齿轮机构19以及差速器齿圈43重叠。此外,与无级变速装置输出轴8a花键接合的齿轮机构95是在变速杆处于驻车位置时用于锁住输出轴的驻车齿轮机构。
[0074] 中间轴42形成为与第一齿轮机构23 —体成形或构成为一体,且向该第一齿轮机构23的前侧突出。该中间轴42在接近该前侧(发动机侧)的位置上,通过一个滚珠轴承 45能够自由旋转地被构成第一支撑壁的第二箱体构件1¾支撑。该中间轴42的后侧为外周形成有外花键的小径轴4c,该小径轴如与在所述输入轴7的前端侧形成的有底孔的内花键嵌合,从而所述中间轴42与无级变速装置\的输入轴花键接合06)。所述中间轴42贯通轴承45以及油封46向第一支撑壁12h的外侧即第三空间C突出,虽然在图4未图示,在作为开放空间的第三空间C中,配置有与图2所示的构件相同的干式离合器(XT)以及阻尼器09)。另外,在中间轴42与发动机输出轴2之间,同样存在图2所示的滚珠轴承(59), 来确保两轴的同轴性。
[0075] 图1以及图2所示的干式离合器27被油压促动器操作,但是在通过电动促动器操作无级自动变速装置\的本混合动力驱动装置I2中,优选通过电动促动器操作所述离合器。即,通过扇形齿轮机构以及连杆使图2所示的分离轴承(5¾与电动马达所驱动的滚珠螺杆连动。
[0076] 所述齿轮机构传动装置70容纳在电动马达6及所述第一空间A与第三空间C的轴向之间的部分即第二空间B内,该第二空间B是被构成第二支撑壁的隔壁12i以及构成第一支撑壁的第二箱体构件1¾划分而成的,借助油封构成为不漏油,填充有规定量的ATF 等润滑用油。由第一箱体构件12g以及隔壁12i所形成的第一空间A同样构成为不漏油,在该第一空间A中,填充规定量的产生大的剪切力尤其是高压状态下的剪切力的牵引用油。
[0077] 参照图5,将电动马达6的输出轴15作为第二轴II,将与发动机输出轴同轴配置的中间轴42以及无级变速装置输入构件72的输入轴7作为第一轴I,将无级变速装置输出构件73以及作为其输出轴的副轴8作为第三轴III,将左右半轴421、42ι•作为第四轴IV, 将怠速齿轮轴11作为第五轴V,各轴都被平行配置,且被箱体12支撑,并且,配置有齿轮机构传动装置70的齿轮机构(齿轮)19、22、23、32、43。电动马达6以及无级变速装置\配置在该齿轮机构传动装置70的轴向的一侧,在另一侧通过离合器27以及阻尼器四连接有发动机输出轴。另外,与电动马达6同轴的第二轴II配置为位于最上方的位置,与差速器装置9同轴的第四轴IV配置为位于最下方的位置,差速器装置9的差速器齿圈43的一部分浸渍在所述第二空间B内的润滑油的油积存处。此外,在图1所示的使用多级自动变速装置3的混合动力驱动装置1中,图5的侧面所示的配置关系也大致相同。
[0078] 接着,说明所述的混合动力驱动装置I2的动作。本混合动力驱动装置I2在箱体12 的第三空间C侧与内燃发动机结合,并且,经由离合器使该发动机的输出轴与中间轴42连动。被传递来自发动机的动力的中间轴42的旋转经由花键沈传递至锥环式无级变速装置 32的输入侧摩擦轮72,而且,经由环75传递至输出侧摩擦轮73。
12[0079] 此时,在两摩擦轮72、73与环75之间,通过作用于输出侧摩擦轮73的箭头D方向上的推力,产生大的接触压,并且,由于第一空间A被填充有牵引用油,所以成为在所述两摩擦轮与环之间存在该牵引用油的油膜的高压状态。在该状态下,由于牵引用油具有大的剪切力,所以通过该油膜的剪切力在两摩擦轮与环之间传递动力。由此,能够在使金属构件彼此接触,但不损耗摩擦轮以及环的状态下,不打滑地传递规定的扭矩,并且,通过使环75 在轴向顺利地移动,能够改变环75与两摩擦轮接触的位置,来进行无级变速。
[0080] 另一方面,电动马达6的动力经由第二齿轮机构19、怠速齿轮22以及第一齿轮机构23传递至中间轴42。该中间轴42的旋转与之前说明相同,被锥环式无级变速装置\无级变速,而且经由输出齿轮机构32、差速器齿圈43传递至差速器装置9。由所述各齿轮机构构成的齿轮机构传动装置70容纳在填充有润滑用油的第二空间B中,在各齿轮机构啮合时,通过润滑用油顺利地传递动力。此时,配置在第二空间B的下方位置的差速器齿圈43由大径齿轮机构构成,与此相互作用,能够扬起润滑用油,向其他的齿轮机构(齿轮)19、22、 23、32可靠且充足地供给润滑用油。
[0081] 所述发动机以及电动马达的动作方式,即混合动力驱动装置IU1的动作方式,在使用图ι所示的多级变速装置3和使用图4所示的无级变速装置3的情况下相同,能够按照需要采用各种方式。作为一个例子,在车辆起步时,切断离合器27并且使发动机停止,仅通过电动马达6的扭矩进行起步,在到达规定速度时,启动发动机,通过发动机以及电动马达的动力进行加速,在到达巡航速度时,使电动马达空转或成为再生模式,仅通过发动机进行行驶。在减速、制动时,使电动马达进行再生,对电池充电。另外,可以将离合器作为起步离合器使用,借助发动机的动力,一边将马达扭矩作为辅助进行使用,一边进行起步。
[0082] 电动马达6配置在与中间轴42等第一轴I不同的第二轴II上,并且配置于在轴向上与无级变速装置\重叠的位置上,并且齿轮机构传动装置87配置在无级变速装置\及电动马达6与发动机之间的比较狭窄的空间中,即使无级变速装置为锥环式无级变速装置那样在轴向上比较需要空间的摩擦轮式无级变速装置,也能够使整个混合动力驱动装置I2 小型化,即使例如在小型乘用车等的比较狭窄的设置空间中也能够进行安装。尤其,能够使各齿轮机构在轴向上重叠,与所述电动马达6的配置配合,使轴向尺寸小型化,并且使怠速齿轮22在电动马达6的径向上重叠,使电动马达与无级变速装置接近配置,使径向尺寸小型化。
[0083] 接着,按照图6说明局部变更后的实施方式。此外,本实施方式,仅从马达输出齿轮机构(第二齿轮机构)向第一齿轮机构进行传动的方式不同,其他部分与图4所示的之前的实施方式相同,同一部分标注同一附图标记,并省略说明。本混合动力驱动装置I3,作为马达输出齿轮机构的第二齿轮机构19'以及第一齿轮机构23'由链轮(链齿轮)构成, 在两链轮19' ,23'之间卷挂无声链22'。第二齿轮机构19'与马达输出轴15花键接合。
[0084] 因此,电动马达6的旋转经由由链轮构成的第二齿轮机构19'、无声链22'以及由链轮构成的第一齿轮机构23'传递至中间轴42。此外,可以使用滚子链等其他链代替无声链。在本实施方式中,与之前的实施方式相比,不需要怠速齿轮,相应地使轴支撑结构变简单了(去掉第五轴V),增加了电动马达6与无级变速装置;32(尤其为其输入构件22)的配置设计的自由度,但是,在输出齿轮机构链轮(第二齿轮机构)19'的小径化上受到限制。
[0085] 在所述的实施方式中,作为多级无级变速装置,使用配置在1个轴上的前进4挡的变速装置,但不限于此,可以使用前进4挡以上的多级变速装置,以及配置在2个轴上的多级变速装置。另外,作为无级变速装置使用锥环式的摩擦式无级变速装置,但是不限于此, 可以使用其他摩擦式无级变速装置,例如:以包围两个圆锥形摩擦轮双方的方式配置环的无级变速装置(环锥式);在两个圆锥形状的摩擦轮之间具有与两摩擦轮接触且在轴向上进行移动的摩擦轮的无级变速装置;使用环形(toridal)等球面形状的摩擦轮的无级变速装置;将输入侧以及输出侧的摩擦圆盘配置成被由在相互接近的方向上进行施力的一对轮构成的带轮状摩擦轮夹持,使带轮状摩擦轮移动而改变两摩擦圆盘的轴间距离,来进行变速的无级变速装置。另外,所述实施方式为FF式的混合动力驱动装置,但是本发明能够用于FR式的混合动力驱动装置。
[0086] 产业上的可利用性
[0087] 本发明为组装有多级无级变速装置或锥环无级变速装置等摩擦式无级变速装置和电动马达的混合动力驱动装置,并能够安装在汽车上。
[0088] 附图标记说明
[0089] 1、I2混合动力驱动装置
[0090] 2发动机输出轴
[0091] 3(多级)自动变速装置
[0092] 32 (无级)自动变速装置
[0093] 4、42 中间轴
[0094] 5多级变速机构
[0095] 6电动马达
[0096] 7输入轴
[0097] 8 副轴
[0098] 9差速器装置
[0099] 11怠速轴
[0100] 12 箱体
[0101] 1¾离合器壳体
[0102] lk、12i第二支撑壁(液压泵、隔壁)
[0103] Ub1第一支撑壁
[0104] 15马达输出轴
[0105] 19、19'第二齿轮机构
[0106] 23、23'第一齿轮机构
[0107] 21、20、33、35 轴
[0108] 沈花键
[0109] 27 (干式单片)离合器
[0110] 29阻尼器
[0111] 30、31、32、43 齿轮机构
[0112] 45 轴承
[0113] 55 缸体
[0114] 59 轴承[0115] 72输入构件(圆锥形状的摩擦轮)
[0116] 73输出构件(圆锥形状的摩擦轮)
[0117] 75 环
[0118] I 第一轴
[0119] Il 第二轴
[0120] III第三轴
[0121] IV第四轴
[0122] V第五轴

Claims (8)

1. 一种混合动力驱动装置,在与发动机输出轴同轴的第一轴上,配置自动变速装置的输入轴、离合器、中间轴以及第一齿轮机构,在与所述第一轴不同的第二轴上,配置电动马达以及在该电动马达的输出轴上设置的第二齿轮机构,使所述发动机输出轴的旋转经由所述离合器以及所述中间轴传递至所述自动变速装置的输入轴,并且使所述电动马达的旋转经由所述第二齿轮机构以及所述第一齿轮机构传递至所述自动变速装置的输入轴,其特征在于,在所述第一齿轮机构的发动机输出轴侧即轴向前方侧以及所述自动变速装置侧即轴向后方侧,分别配设与箱体一体的第一支撑壁以及第二支撑壁,所述第一齿轮机构与所述中间轴一体,并且向所述第一齿轮机构的轴向前方侧延伸地设置所述中间轴,该中间轴通过轴承能够自由旋转地被所述第一支撑壁支撑,在所述第一支撑壁的轴向前方侧,在所述中间轴与发动机输出轴之间配置有所述离合器,所述自动变速装置的输入轴的前方侧能够自由旋转地被所述第二支撑壁支撑,并且通过花键与所述中间轴的后方侧连接。
2.如权利要求1所述的混合动力驱动装置,其特征在于,所述中间轴的前方侧和发动机输出轴的后方侧通过轴承相互支撑。
3.如权利要求1或2所述的混合动力驱动装置,其特征在于, 所述离合器为干式单片离合器,该干式单片离合器被油压促动器操作,该油压促动器由形成在所述第一支撑壁上的缸体以及与该缸体嵌合的活塞构成,该油压促动器配置为在轴向上与用于支撑所述中间轴的所述轴承重叠。
4.如权利要求3所述的混合动力驱动装置,其特征在于,所述第一齿轮机构以及所述第二齿轮机构为齿轮,经由怠速齿轮进行连动, 具有所述怠速齿轮的怠速轴的轴向前方通过轴承能够自由旋转地被所述第一支撑壁支撑,并且所述怠速轴的轴向后方通过轴承能够自由旋转地被所述箱体支撑,所述油压促动器配置为在轴向上与用于对所述怠速轴的轴向前方侧进行支撑的所述轴承重叠。
5.如权利要求1至4中任一项所述的混合动力驱动装置,其特征在于, 所述离合器为干式单片离合器,在所述离合器和所述中间轴之间配置阻尼器,并且该阻尼器的至少一部分在轴向上与所述离合器重叠。
6.如权利要求1至5中任一项所述的混合动力驱动装置,其特征在于,所述自动变速装置为多级自动变速装置,该多级自动变速装置具有通过离合器切换由多个齿轮机构形成的传动路径的多级变速机构。
7.如权利要求6所述的混合动力驱动装置,其特征在于, 具有配置在第三轴上的副轴和配置在第四轴上的差速器装置,所述多级变速机构配置在所述第一轴上,使所述多级变速机构的输出旋转经由齿轮机构传递至所述副轴,然后使该副轴的旋转经由齿轮机构传递至所述差速器装置,所述副轴的轴向前方侧以及轴向后方侧通过轴承能够自由旋转地被所述箱体支撑, 对所述副轴的所述轴向前方侧进行支撑的所述箱体的支撑部配置为在轴向上与所述第一齿轮机构重叠。
8.如权利要求1至5中任一项所述的混合动力驱动装置,其特征在于,所述自动变速装置为无级自动变速装置,该无级自动变速装置具有输出构件以及与所述输入轴驱动连接的的输入构件,改变所述输入构件和输出构件的接触位置,并且借助处于该接触位置的油膜的剪切力,对所述输入构件的旋转进行无级变速,然后传递至所述输出构件。
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