CN102947627B - 车辆用马达驱动装置、电动汽车和混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够可靠地防止组装在变速器内的多个双向离合器同时卡合的车辆用马达驱动装置。在由电动马达（10）旋转驱动的输入轴（21）与输出轴（22）之间设置第一减速齿轮列（23）和第二减速齿轮列（24）。在第一减速齿轮列（23）的第一输出齿轮（23b）与输出轴（22）之间、以及第二减速齿轮列（24）的第二输出齿轮（24b）与输出轴（22）之间组装第一以及第二双向离合器（30A、30B）。一档摩擦板（52a）以及二档摩擦板（52b）由双向离合器（30A、30B）的保持器（36）止转，并将控制环（51）组装在两个摩擦板（52a、52b）之间。利用换档机构（70）使控制环（51）沿轴向位移，借助一档摩擦板（52a）的沿轴向的移动使第一双向离合器（30A）卡合，并且借助二档摩擦板（52b）的沿轴向的移动使第二双向离合器（30B）卡合。一档摩擦板（52a）以及二档摩擦板（52b）在其中立位置由第一止转单元（57）以及第二止转单元（61）止转，使得第一以及第二双向离合器（30A、30B）不会同时卡合。

Description

车辆用马达驱动装置、电动汽车和混合动力汽车

技术领域

本发明涉及作为驱动源具备电动马达、并对该电动马达的输出进行减速而朝车轮传递的车辆用马达驱动装置，以及搭载有该马达驱动装置的汽车。

背景技术

作为在电动汽车以及混合动力汽车的驱动装置中使用的车辆用马达驱动装置，以往公知有如下的车辆用马达驱动装置，该车辆用马达驱动装置包括：电动马达；变速器，该变速器对从上述电动马达的输出轴输出的旋转分多档进行变速；以及差速器，该差速器将从上述变速器输出的动力朝左右的车桥分配。

在如上所述的车辆用马达驱动装置中，通过根据行驶条件来切换变速比，在驱动以及再生时，能够在效率高的转速以及扭矩区域使用电动马达。

并且，通过设置成合适的变速比，高速行驶时的变速器的旋转部件的旋转速度下降，变速器的动力损失降低，从而能够提高车辆的能量效率。

此处，在专利文献1至4中记载有使用平行轴常啮合式变速器的车辆用马达驱动装置。在专利文献1所记载的变速器中，在输入轴和与该输入轴平行配置的副轴之间设置常啮合式且设定成不同的变速比的多个齿轮对，在该多个齿轮对中的各一方的齿轮组装双向离合器，通过对一对螺线管通电和切断通电来控制该双向离合器，从而将齿轮在驱动状态和空转状态之间切换，以改变变速比。

在专利文献2所记载的变速器中，在输入轴与输出轴之间设置变速比不同的多个传动机构，在该多个传动机构的各一方的传动机构与输入轴或者输出轴之间组装双向离合器，利用控制单元选择上述双向离合器的扭矩传递方向，从而变更变速比。

在专利文献3所记载的变速器中，在主支承轴与副支承轴之间设置确立期望的变速档的多个齿轮列，在各齿轮列装配将其齿轮与主支承轴和副支承轴连结的滚子式同步机构，利用连接于电子控制单元的换档致动器驱动上述滚子式同步机构，从而变更变速比。

在专利文献4所记载的变速器中，在平行轴设置变速比不同的多个常啮合式齿轮，在该多个常啮合式齿轮中的一方的齿轮内置有双向离合器，利用变速致动器使上述双向离合器连结、断开，从而变更变速比。

专利文献1：日本特开2007－298145号公报

专利文献2：日本特开2002－48198号公报

专利文献3：日本特开平6－1164号公报

专利文献4：日本特开2004－211834号公报

然而，在专利文献1至4所记载的车辆用马达驱动装置中，存在因控制程序等的缺陷而导致多个离合器同时卡合的可能性。此处，当多个离合器同时卡合时，会产生动力的循环，从而各种部件破损。

发明内容

本发明的课题在于提供一种能够可靠地防止组装于变速器内的多个双向离合器同时卡合的车辆用马达驱动装置、电动汽车、以及混合动力汽车。

为了解决上述的课题，本发明所涉及的车辆用马达驱动装置采用如下结构，车辆用马达驱动装置包括：电动马达；平行轴常啮合式变速器，该平行轴常啮合式变速器在平行轴间设置有变速比不同的多个齿轮列，通过切换该齿轮列的扭矩传递路径而对从上述电动马达输出的旋转分多档进行变速；差速器，该差速器将从上述变速器输出的动力朝左右的车轮分配；与齿轮列相同数量的双向离合器，该双向离合器组装在上述多档的齿轮列的相互啮合的一对齿轮中的一方与将该齿轮支承为旋转自如的支承轴之间；以及变速比切换机构，该变速比切换机构选择性地切换在轴向邻接的对置一对的双向离合器并使之卡合，上述双向离合器由机械式的双向离合器构成，具有卡合件以及保持该卡合件的保持器，通过控制该保持器的旋转而将一方的齿轮与支承轴连结，上述变速比切换机构具有：分别由对置一对的双向离合器的保持器止转的摩擦板；控制环，该控制环组装于在轴向对置的一对摩擦板之间，且通过沿轴向的移动而推压该移动方向前侧的摩擦板，从而使该摩擦板移动到控制保持器的旋转的控制位置；以及换档机构，该换档机构使上述控制环沿轴向移动，在上述变速比切换机构中设置有：第一止转单元，在摩擦板位于中立位置的状态下，该第一止转单元使该摩擦板相对于设置在上述支承轴的外周的环状突出部止转；以及第二止转单元，在上述控制环位于中立位置的状态下，该第二止转单元使上述控制环相对于上述环状突出部止转，且当在该止转的解除位置处控制环相对于支承轴旋转时阻止控制环的沿轴向的移动。

在由上述结构构成的车辆用马达驱动装置中，当通过变速比切换机构的换档机构的动作使控制环沿轴向移动时，移动方向前侧的一方的摩擦板由上述控制环推压而沿轴向移动。当该一方的摩擦板移动到控制保持器的旋转的控制位置时，由该一方的摩擦板止转的保持器的旋转被控制。通过该旋转控制，一方的双向离合器卡合而将齿轮与支承轴连结，电动马达的旋转由连结状态的齿轮列变速并朝差速器传递，左右的车轮旋转。

此处，当保持器的旋转被控制而一方的双向离合器卡合时，控制环在止转解除位置相对于支承轴旋转，因此，在止转的解除位置处，利用第二止转单元阻止控制环沿支承轴的轴向返回移动。因此，一方的双向离合器被可靠地保持在卡合状态，并且，对于与形成为卡合状态的双向离合器在轴向对置的另一方的双向离合器，其保持器经由被第一止转单元止转的摩擦板被止转而被保持在中立位置，因此，处于对置位置的双向离合器不会同时卡合，不会产生动力的循环。

并且，当通过变速比切换机构的动作而将上述双向离合器切换至解除状态时，从电动马达朝向差速器的扭矩传递被切断。在该双向离合器的解除状态下，支承轴和齿轮成为能够相对旋转的状态，因此，当从车轮侧传递来转矩时，支承轴空转，齿轮不旋转。

在本发明所涉及的电动汽车中，采用如下结构：利用上述的马达驱动装置来驱动设置于车辆的前部的左右一对前轮和设置于后部的左右一对后轮中的至少一方。

并且，在本发明所涉及的混合动力汽车中，采用如下结构：利用发动机来驱动设置于车辆的前部的左右一对前轮和设置于后部的左右一对后轮中的一方，并利用上述的马达驱动装置来驱动另一方。

在上述的将马达驱动装置用于混合动力汽车的情况下，当借助发动机的驱动进行行驶时，通过预先使双向离合器成为解除状态，能够从由马达驱动的车轮侧防止变速器或马达旋转，能够抑制能量的损失。

在本发明所涉及的车辆用马达驱动装置中，采用如下结构，双向离合器由如下的双向滚柱离合器构成：该双向滚柱离合器具有组装在齿轮与支承轴之间而被该支承轴止转的内圈，在该内圈的外周和齿轮的内周中的一方形成圆筒面，在另一方设置与该圆筒面之间形成周方向的两端狭小的楔状空间的凸轮面，在该凸轮面与圆筒面之间组装滚子，利用组装在齿轮与内圈之间的保持器来保持上述滚子，在形成有上述凸轮面的一侧的部件与保持器之间组装有开关弹簧，该开关弹簧将保持器弹性保持在上述滚子相对于圆筒面和凸轮面的卡合被解除的中立位置。

并且，采用如下结构，第一止转单元形成为如下结构：在上述环状突出部设置止转槽，在上述一对摩擦板分别设置与上述止转槽卡合的止转突起，此外，第二止转单元形成为如下结构：在环状突出部设置第二止转槽，并在上述控制环的内周设置与上述第二止转槽卡合的第二止转突起。

此外，采用如下结构，换档机构包括：套筒，该套筒以旋转自如的方式被支承在控制环的外周；换档杆，该换档杆与上述平行轴平行配置，且能够沿轴向移动；致动器，该致动器使上述换档杆沿轴向移动；以及换档叉，该换档叉被支承于上述换档杆，当上述换档杆进行轴向的移动时，上述换档叉使控制环与上述套筒一起移动到换档位置。

在采用上述换档机构的情况下，当利用致动器使换档杆沿轴向移动时，利用换档叉使套筒以及控制环朝形成有圆筒面的部件移动，摩擦板由上述控制环朝形成有圆筒面的部件的侧面推压而与该部件摩擦卡合。通过该摩擦卡合，保持器形成为与形成有圆筒面的部件连结的状态，因此，保持器相对于形成有凸轮面的部件相对旋转，滚子与圆筒面以及凸轮面卡合，从而双向离合器直接成为卡合状态，电动马达的旋转被减速并被朝差速器传递，车轮旋转。

此处，当在控制环与套筒的对置面之间组装有滚动轴承时，能够切断从控制环朝套筒的旋转传递，因此能够顺畅地进行变速比的切换。

在上述换档机构中，使换档杆沿轴向移动的致动器可以是马达，也或者也可以是与换档杆连接的缸体或者螺线管。

在采用马达的情况下，设置将该马达的旋转转换成换档杆的沿轴向的移动的运动转换机构。该运动转换机构能够采用如下结构，运动转换机构由下述结构构成：在被支承为以换档杆为中心旋转自如、且借助马达而旋转的螺母部件的内周设置有内螺纹，使该内螺纹与形成在换档杆的外周的外螺纹螺纹卡合。

在本发明中，如上所述，当通过换档机构的动作使控制环沿轴向移动时，该移动方向前侧的一方的双向离合器成为卡合状态，在该卡合状态，利用第二止转单元防止控制环沿轴向返回移动，从而一方的双向离合器被保持在卡合状态，并且，另一方的双向离合器借助第一止转单元被保持在中立位置，因此，能够可靠地防止多个双向离合器同时卡合。因此，不会发生动力循环，能够将部件破损的情况防范于未然。

附图说明

图1中，(A)是示出采用了本发明所涉及的车辆用马达驱动装置的电动汽车的概要图，(B)是示出采用了上述车辆用马达驱动装置的混合动力汽车的概要图。

图2是本发明所涉及的车辆用马达驱动装置的剖视图。

图3是将图2的变速器的主要部分放大示出的剖视图。

图4是沿着图3的IV－IV线的剖视图。

图5是沿着图3的V－V线的剖视图。

图6是沿着图3的VI－VI线的剖视图。

图7是示出变速比切换机构的剖视图。

图8中，(A)是将图3的一部分放大示出的剖视图，(B)是示出摩擦板的止转部的剖视图。

图9中，(A)是示出一档减速时的状态的剖视图，(B)的(I)是示出加速时的状态的剖视图，(B)的(II)是示出减速时的状态的剖视图。

图10中，(A)是示出二档减速时的状态的剖视图，(B)的(I)是示出加速时的状态的剖视图，(B)的(II)是示出减速时的状态的剖视图。

图11是示出变速比切换机构的衬垫、摩擦板以及控制环的分解立体图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1的(A)示出利用本发明所涉及的马达驱动装置A来驱动左右一对前轮1的电动汽车EV。并且，图1的(B)示出利用发动机E来驱动左右一对作为驱动轮的前轮1，利用上述马达驱动装置A来驱动左右一对作为辅助驱动轮的后轮2的混合动力车辆HV，将上述发动机E的旋转经由变速器T以及差速器D朝前轮1传递。

如图2所示，马达驱动装置A具有：电动马达10；变速器20，该变速器20对上述电动马达10的输出轴11的旋转进行变速；以及差速器90，该差速器90将从上述变速器20输出的动力朝图1的(A)所示的电动汽车EV的左右一对前轮1分配，或者朝图1的(B)所示的混合动力汽车HV的左右一对后轮2分配。

变速器20由在输入轴21和输出轴22之间设置有第一减速齿轮列23和第二减速齿轮列24的常啮合式减速器构成。

输入轴21以及输出轴22由组装在壳体25内的对置一对的轴承26支承为旋转自如且形成为平行的配置，上述输入轴21与电动马达10的输出轴11连接。

第一减速齿轮列23将第一输入齿轮23a设置于输入轴21，并使与该第一输入齿轮23a啮合的第一输出齿轮23b以输出轴22为中心旋转自如。

另一方面，第二减速齿轮列24将第二输入齿轮24a设置于输入轴21，并使与该第二输入齿轮24a啮合的第二输出齿轮24b以输出轴22为中心旋转自如，该第二减速齿轮列24的减速比小于第一减速齿轮列23的减速比。

如图3所示，在第一输出齿轮23b与输出轴22之间组装有第一双向离合器30A，该第一双向离合器30A将上述第一输出齿轮23b与输出轴22连结、或者解除二者之间的连结。并且，在第二输出齿轮24b与输出轴22之间组装有第二双向离合器30B，该第二双向离合器30B将上述第二齿轮24b与输出轴22之间连结、或者解除二者之间的连结。

此处，第一双向离合器30A和第二双向离合器30B形成为相同结构、且其朝向左右对称，因此，以下对第二双向离合器30B进行说明，对于第一双向离合器30A，对相同部件赋予相同标号而省略说明。

如图3至图5所示，第二双向离合器30B将内圈31嵌合于输出轴22，该嵌合为利用花键32进行的嵌合，从而内圈31相对于输出轴22被止转，在该内圈31的外周沿周方向等间隔地设置有多个平坦的凸轮面34，该凸轮面34与形成于第一输出齿轮23b的内周的圆筒面33之间形成周方向的两端狭小的楔形空间，在各凸轮面34与圆筒面33之间组装有作为卡合件的滚子35，利用组装在第一输出齿轮23b与内圈31之间的保持器36来保持上述滚子35。

并且，在内圈31的轴向的一端形成圆形的凹部37，将开关弹簧38的圆形部38a嵌合在上述凹部37内，并将从该圆形部38a的两端朝外设置的一对推压片38b从形成于凹部37的外周壁的缺口39插入至形成于保持器36的一端面的缺口部40，利用这一对卡合片38b将缺口39以及缺口部40的在周方向对置的端面朝相反的方向推压，从而将保持器36保持在滚子36相对于圆筒面33以及凸轮面34的卡合被解除的中立位置。

此处，如图3所示，组装于第一输出齿轮23b的内侧的内圈31和组装于第二输出齿轮24b的内侧的内圈31由组装在它们的对置部之间的衬垫41和嵌合于输出轴22的一对挡圈44从两侧夹持，从而形成在轴向不可移动的支承。并且，衬垫41与对置一对的内圈31分别一体化，并与内圈31一起旋转。

在一对内圈31、且是在与挡圈44对置的外端部形成有圆筒形的轴承嵌合面42，第一输出齿轮23b以及第二输出齿轮24b由嵌合于上述轴承嵌合面42的轴承43支承为相对于内圈31旋转自如。

第一双向离合器30A以及第二双向离合器30B的卡合、解除由图3、图6至图8所示的变速比切换机构50控制。

变速比切换机构50具有能够在衬垫41的外周沿轴向移动的控制环51，在该控制环51的一侧嵌合有一档摩擦板52a，在控制环51的另一侧嵌合有二档摩擦板52b，上述一档摩擦板52a由第一双向离合器30A的保持器36止转，并且，二档摩擦板52b由第二双向离合器30B的保持器36止转，利用换档机构70使上述控制环51朝第一输出齿轮23b移动，通过被推压于上述第一输出齿轮23b的侧面的一档摩擦板52a的摩擦卡合而将保持器36连结于第一输出齿轮23b，通过该保持器36与内圈31的相对旋转使滚子35与圆筒面33以及凸轮面34卡合。

并且，利用换档机构70使控制环51朝第二输出齿轮24b移动，通过被推压于上述第二输出齿轮24b的侧面的二档摩擦板52b的摩擦卡合而将保持器36连结于第二输出齿轮24b，通过该保持器36与内圈31的相对旋转使滚子35与圆筒面33以及凸轮面34卡合。

此处，如图8以及图11所示，一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b具有圆弧状槽53，保持器36的形成有缺口部40的端部能够与该圆弧状槽53卡合，通过保持器36的端部与该圆弧状槽35卡合，一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b分别由保持器36止转。

并且，一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b在内周部具有朝对置的摩擦板突出的突起部54，在该突起部54与内圈31之间组装有垫圈55以及弹性部件56，一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b分别由该弹性部件56朝从内圈31背离的卡合解除位置(中立位置)施力。

如图6以及图8所示，在衬垫41与一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b相互之间设置有第一止转单元57，在一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b位于中立位置的状态下，第一止转单元57使一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b相对于衬垫41止转。

对于第一止转单元57，在衬垫41的外周设置环状突出部58，并在该环状突出部58沿周方向隔开间隔设置多个止转槽59，另一方面，在一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b的突起部54设置与该止转槽59卡合的止转突起60，通过止转突起60相对于上述止转槽59的卡合而使一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b分别相对于衬垫41止转。

并且，在衬垫41与控制环51相互之间设置有第二止转单元61，在上述控制环51位于中立位置的状态下，第二止转单元61使上述控制环51相对于衬垫41止转。

对于第二止转单元61，在形成于衬垫41的上述环状突出部58形成槽宽大于上述止转槽59的槽宽的第二止转槽62，在控制环51的内周设置第二止转突起63，通过第二止转突起63相对于上述第二止转槽62的卡合而使控制环51相对于衬垫51止转。

此处，如图8以及图11所示，第二止转突起63形成为两股状，分别形成于一档摩擦板52a以及二档摩擦板52b的一半数量的止转突起60能够卡合在上述两股片之间。

并且，在形成于衬垫41的环状突出部58、且是在与宽度较宽的第二止转槽62对置的两端部的两侧形成有锥面64。该锥面64的锥角为束°～数十°，当在第二止转突起63与该锥面64抵接的状态下控制环51返回中立位置的情况下，第二止转突起63沿轴向推压上述锥面64，从而对控制环51赋予周方向分立，以使上述控制环51返回中立位置的方式发挥作用。

如图7所示，对于换档机构70，与输出轴22平行地配置的换档杆71由安装于壳体25的一对滑动轴承72支承为滑动自如，将换档叉73安装于该换档杆71，另一方面，利用嵌合在控制环51的外周的滚动轴承74将套筒75支承为旋转自如、并且支承为沿轴向不可移动，在该套筒75的外周设置环状槽76，将换档叉73的前端的双股片73a嵌合于该环状槽76，利用致动器77使上述换档叉71沿轴向移动，从而使控制环51与套筒75一起沿轴向移动。

作为致动器77能够采用连接于换档杆71的缸体或螺线管，此处采用马达78，利用运动转换机构80将该马达78的输出轴79的旋转转换成换档杆71的沿轴向的移动。

即，使作为螺母部件的从动齿轮82与设置于马达78的输出轴79的驱动齿轮81啮合，利用对置一对的轴承83将该从动齿轮82支承为旋转自如，使形成于该从动齿轮82的内周的内螺纹84与形成于换档杆71的端部外周的外螺纹85螺纹卡合，通过上述从动齿轮82在固定位置的旋转而使换档杆71沿轴向移动。

如图2所示，在输出轴22的轴端部设置有将该输出轴22的旋转朝差速器90传递的输出齿轮86。

差速器90形成为如下结构：将与输出齿轮86啮合的齿圈91安装于由壳体25支承为旋转自如的差速器壳92，在两端部由上述差速器壳92支承为旋转自如的小齿轮轴93设置一对小齿轮94，在该一对小齿轮94分别啮合一对半轴齿轮95，车桥96的轴端部分别连接于上述一对半轴齿轮95。

实施方式中所示的车辆用马达驱动装置A形成为上述构造，图3示出一对摩擦板52a、52b被保持在从第一输出齿轮23b以及第二输出齿轮24b背离的卡合解除位置(中立位置)的状态，如图4所示，组装于上述第一输出齿轮23b的内侧的第一双向离合器30A以及组装于第二输出齿轮24b的内侧的第二双向离合器30B分别处于卡合解除状态。

因此，即便图2所示的电动马达10被驱动而输出轴21旋转，该旋转从第一输入齿轮23a传递到与之啮合的第一输出齿轮23b，并且从第二输入齿轮24a传递到与之啮合的第二输出齿轮24b，但是不会传递到输出轴22，第一输出齿轮23b以及第二输出齿轮24b空转。

在第一输出齿轮23b以及第二输出齿轮24b的空转状态下，通过滚子35与圆筒面33的接触，在双向离合器30A、30B的处于中立状态的滚子36作用有阻力矩，从而欲使保持器36旋转。

此时，如图8的(B)所示，由保持器36止转的摩擦板52a、52b分别借助止转槽59与止转突起60的卡合而处于由与内圈31一体的衬垫41止转的状态。因此，内圈31和保持器36不会因作用于滚子35的阻力矩而相对旋转，不会发生第一、第二双向离合器30A、30B误卡合的不良情况。

在通过电动马达10的驱动而第一输出齿轮23b以及第二输出齿轮24b分别空转的状态下，当通过图7所示的马达78的驱动而使换档杆71朝该图的左方向移动时，利用换档叉73使套筒75以及控制环51朝与换档杆71的移动方向相同的方向移动，利用该控制环51将一档摩擦板52a推压于第一输出齿轮23b的侧面。

图9示出一档摩擦板52a被推压于第一输出齿轮23b的侧面后的状态。此时，通过上述一档摩擦板52a的沿轴向的移动，设置于该一档摩擦板52a的止转突起60、63与止转槽59、62的卡合解除，并且，一档摩擦板52a与第一输出齿轮23b的侧面摩擦卡合，因此，保持器36成为与第一输出齿轮23b连结的状态。

因此，第一双向离合器30A的保持器36相对于内圈31相对旋转，滚子35与圆筒面33以及凸轮面34卡合，第一输出齿轮23b的旋转经由第一双向离合器30A直接传递至输出轴22。并且，输出轴22的旋转经由差速器90传递至车桥96。

结果，在图1的(A)所示的电动汽车EV中，前轮1旋转，从而能够使该电动汽车EV行驶，并且，在图1的(B)所示的混合动力汽车HV中，作为辅助驱动轮的后轮2旋转，对前轮1的驱动进行辅助。

此处，在第一双向离合器30A的一档摩擦板52a与形成有圆筒面33的第一输出齿轮23b摩擦卡合的状态下，当施加扭矩或者车辆急加速而第一双向离合器30A卡合时，如图9的(B)的(I)所示，第二止转突起63与形成于环状突出部58的锥面64在轴向对置。并且，当去除扭矩或者车辆急减速时，如图9的(B)的(II)所示，第二止转突起63和形成于环状突出部58的锥面64在轴向对置。

在如上所述的车辆急加减速时，借助惯性力，第二双向离合器30B的滚子35被推入楔形空间，但是，二档摩擦板52b借助止转突起60与止转槽59之间的卡合而相对于与内圈31一体的衬垫41被止转，因此，第二双向离合器30B的内圈31与保持器36不会相对旋转，第二双向离合器30B不会卡合。

并且，当因控制程序等的某些故障而在第一双向离合器30A卡合时换档叉73、套筒75以及控制环51欲从中立位置朝第二双向离合器30B侧移动的情况下，由于第二止转突起63与环状突出部58抵接而防止其返回移动，因此能够将产生第二双向离合器30B卡合的故障的情况防范于未然。

这样，在第一双向离合器30A卡合时，第二双向离合器30B被可靠地保持在中立状态，从而两个双向离合器30A、30B不会同时卡合，因此不会发生产生动力循环的不良情况。

另外，在第一双向离合器30A卡合时，控制环51相对旋转到卡合位置，第二止转突起63与锥面64处于非接触状态。

此处，当第一双向离合器30A的内圈31与保持器36相对旋转时，开关弹簧38弹性变形。因此，当使马达78朝上述方向的反方向旋转，使换档杆71朝上述方向的相反方向移动(图7的右方向)，从而使控制环51朝从第一输出齿轮23b背离的方向移动时，一档摩擦板52a借助弹性部件55的复原弹性从第一输出齿轮23b背离，同时，保持器36借助开关弹簧38的复原弹性返回转动，滚子35返回中立位置，从输入轴21朝输出轴22的旋转传递直接被切断。

此时，在因某种因素而控制环51无法返回理想的中立位置的情况下，控制环51的第二止转突起63推压锥面64，通过该推压，在控制环51作用有周方向分力，控制环51返回中立位置。

当使换档杆71朝相同方向(图7的右方向)移动时，利用换档叉73使套筒75以及控制环51朝与换档杆71的移动方向相同的方向移动，二档摩擦板52b由该控制环51朝第二输出齿轮24b的侧面推压。

图10示出二档摩擦板52a被推压于第二输出齿轮24b的侧面后的状态。此时，通过二档摩擦板52a的沿轴向的移动，设置于该二档摩擦板52b的止转突起60、63与止转槽59、62的卡合解除，并且，二档摩擦板52b与第二输出齿轮24b的侧面摩擦卡合，因此，保持器36成为与第二输出齿轮24b连结的状态。

因此，第二双向离合器30B的保持器36相对于内圈31相对旋转，滚子35与圆筒面33以及凸轮面34卡合，第二输出齿轮24b的旋转经由第二双向离合器30B直接传递至输出轴22。并且，输出轴22的旋转经由差速器90传递至车桥96。

结果，图1的(A)所示的电动汽车EV或图1的(B)所示的混合动力汽车HV变速行驶。

此处，在第二双向离合器30B的卡合状态下，当车辆急加速或者施加扭矩时，如图10的(B)的(I)所示，第二止转突起63与形成于环状突出部58的锥面64在轴向对置。并且，当去除扭矩或者车辆急减速时，如图10的(B)的(II)所示，第二止转突起63和形成于环状突出部58的锥面64在轴向对置。

在如上所述的车辆急加减速时，借助惯性力，第一双向离合器30A的滚子35被推入楔形空间，但是，一档摩擦板52a借助止转突起60与止转槽59之间的卡合而相对于与内圈31一体的衬垫41被止转，因此，第一双向离合器30A的内圈31与保持器36不会相对旋转，第一双向离合器30A不会卡合。

并且，当因控制程序等的某些故障而在第二双向离合器30B卡合时换档叉73、套筒75以及控制环51欲从中立位置朝第一双向离合器30A侧移动的情况下，由于第二止转突起63与环状突出部58抵接而防止其返回移动，因此能够将产生第一双向离合器30A卡合的故障的情况防范于未然。

这样，在第二双向离合器30B卡合时，第一双向离合器30A被可靠地保持在中立状态，从而两个双向离合器30A、30B不会同时卡合，因此不会发生产生动力循环的不良情况。

另外，在第二双向离合器30B卡合时，控制环51相对旋转到卡合位置，第二止转突起63与锥面64处于非接触状态。

并且，当通过变速比切换装置50的换档机构70的动作而进行从二档行驶状态朝一档行驶状态的切换时，在因某种因素而控制环51无法返回理想的中立位置的情况下，控制环51的第二止转突起63推压锥面64，通过该推压，在控制环51作用有周方向分力，控制环51返回中立位置。

如上所述，通过驱动作为致动器的马达78而使换档杆71沿轴向移动，第一双向离合器30A或者第二双向离合器30B直接卡合或者解除卡合，因此能够迅速地进行变速的切换。

如实施方式所述，当形成为下述结构时，能够实现马达驱动装置的小型化：在第一输出齿轮23b和第二输出齿轮24b之间组装控制环51和两片摩擦板52a、52b，一方的摩擦板52a由第一双向离合器30A的保持器36止转，另一方的摩擦板52b由第二双向离合器30B的保持器36止转，且能够利用换档机构70使上述控制环51沿左右方向位移，从而能够利用一个变速比切换机构50对两组双向离合器30A、30B的卡合、解除进行控制。

在实施方式中，将内筒面33形成于第一输出齿轮23b以及第二输出齿轮24b的内周，将凸轮面34设置于组装在各输出齿轮23b、24b的内侧的内圈31的外周，但是，与此相反，也可以将凸轮面形成在第一输出齿轮23b以及第二输出齿轮24b的内周，并将圆筒面设置在内圈的外周。在该情况下，将开关弹簧组装在第一输出齿轮23b和第二输出齿轮24b与保持器36之间，从而对保持器进行弹性保持，以使滚子处于中立状态。

并且，在实施方式中，在由内圈31止转的衬垫41的外周形成环状突出部58，但具有环状突出部58的衬垫41也可以由输出轴22直接止转，也可以将上述环状突出部58直接设置于输出轴22的外周。

标号说明：

1：前轮；2：后轮；10：电动马达；20：变速器；21：输入轴(支承轴)；22：输出轴(支承轴)；23：第一减速齿轮列；24：第二减速齿轮列；30A：第一双向离合器；30B：第二双向离合器；31：内圈；33：圆筒面；34：凸轮面；35：滚子；36：保持器；38：开关弹簧；50：变速比切换机构；51：控制环；52a：一档摩擦板(摩擦板)；52b：二档摩擦板(摩擦板)；57：第一止转单元；58：环状突出部；59：止转槽；60：止转突起；61：第二止转单元；62：第二止转槽；63：第二止转突起；70：换档机构；71：换档杆；73：换档叉；74：滚动轴承；75：套筒；77：致动器；78：马达；80：运动转换机构；82：从动齿轮(螺母部件)；84：内螺纹；85：外螺纹；90：差速器。

Claims (12)

1.一种车辆用马达驱动装置，其中，

该车辆用马达驱动装置包括：

电动马达；

平行轴常啮合式变速器，该平行轴常啮合式变速器在平行轴间设置有变速比不同的多个齿轮列，通过切换该齿轮列的扭矩传递路径而对从所述电动马达输出的旋转分多档进行变速；

差速器，该差速器将从所述变速器输出的动力朝左右的车轮分配；

与齿轮列相同数量的双向离合器，该双向离合器组装在多档的所述齿轮列的相互啮合的一对齿轮中的一方与将该齿轮支承为旋转自如的支承轴之间；以及

变速比切换机构，该变速比切换机构选择性地切换在轴向邻接的对置一对的双向离合器并使之卡合，

所述双向离合器由机械式的双向离合器构成，具有卡合件以及保持该卡合件的保持器，通过控制该保持器的旋转而将一方的齿轮与支承轴连结，

所述变速比切换机构具有：分别由对置一对的双向离合器的保持器止转的摩擦板；控制环，该控制环组装于在轴向对置的一对摩擦板之间，且通过沿轴向的移动而推压该移动方向前侧的摩擦板，从而使该摩擦板移动到控制保持器的旋转的控制位置；以及换档机构，该换档机构使所述控制环沿轴向移动，

在所述变速比切换机构中设置有：第一止转单元，在摩擦板位于中立位置的状态下，该第一止转单元使该摩擦板相对于设置在所述支承轴的外周的环状突出部止转；以及第二止转单元，在所述控制环位于中立位置的状态下，该第二止转单元使所述控制环相对于所述环状突出部止转，且当在该止转的解除位置处控制环相对于支承轴旋转时阻止控制环的沿轴向的移动。

2.根据权利要求1所述的车辆用马达驱动装置，其中，

所述双向离合器由如下的双向滚柱离合器构成：该双向滚柱离合器具有组装在齿轮与支承轴之间而被该支承轴止转的内圈，在该内圈的外周和齿轮的内周中的一方形成圆筒面，在另一方设置与该圆筒面之间形成周方向的两端狭小的楔状空间的凸轮面，在该凸轮面与圆筒面之间组装滚子，利用组装在齿轮与内圈之间的保持器来保持所述滚子，在形成有所述凸轮面的一侧的部件与保持器之间组装有开关弹簧，该开关弹簧将保持器弹性保持在所述滚子相对于圆筒面和凸轮面的卡合被解除的中立位置。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用马达驱动装置，其中，

所述第一止转单元形成为如下结构：在所述环状突出部设置止转槽，在所述一对摩擦板分别设置与所述止转槽卡合的止转突起，通过止转突起相对于所述止转槽的卡合而将控制环在中立位置止转，在控制环的止转突起从所述止转槽脱出的止转的解除位置处控制环相对于支承轴旋转，通过控制环的止转突起与环状突出部的端部两侧面对置来阻止控制环的沿轴向的移动，从而防止对置一对的双向离合器同时卡合。

4.根据权利要求1或2所述的车辆用马达驱动装置，其中，

对于所述第二止转单元，在所述环状突出部设置第二止转槽，并在所述控制环的内周设置与所述第二止转槽卡合的第二止转突起。

5.根据权利要求1或2所述的车辆用马达驱动装置，其中，

所述换档机构包括：

套筒，该套筒以旋转自如的方式被支承在所述控制环的外周；

换档杆，该换档杆与所述平行轴平行配置，且能够沿轴向移动；

致动器，该致动器使所述换档杆沿轴向移动；以及

换档叉，该换档叉被支承于所述换档杆，当所述换档杆进行轴向的移动时，所述换档叉使控制环与所述套筒一起移动到换档位置。

6.根据权利要求5所述的车辆用马达驱动装置，其中，

在所述控制环与所述套筒之间组装有滚动轴承，在对所述双向滚柱离合器的连结、解除进行控制时，经由所述滚动轴承使控制环沿轴向移动。

7.根据权利要求5所述的车辆用马达驱动装置，其中，

所述致动器由马达构成，所述车辆用马达驱动装置设置有将所述马达的旋转转换成换档杆的沿轴向的移动的运动转换机构。

8.根据权利要求7所述的车辆用马达驱动装置，其中，

所述运动转换机构由下述结构构成：在被支承为以所述换档杆为中心旋转自如、且借助所述马达而旋转的螺母部件的内周设置有内螺纹，使该内螺纹与形成在换档杆的外周的外螺纹螺纹卡合。

9.根据权利要求7所述的车辆用马达驱动装置，其中，

所述致动器由与换档杆连接的缸体构成。

10.根据权利要求7所述的车辆用马达驱动装置，其中，

所述致动器由与换档杆连接的螺线管构成。

11.一种电动汽车，其中，

利用权利要求1～10中任一项所述的车辆用马达驱动装置来驱动设置于车辆的前部的左右一对前轮和设置于后部的左右一对后轮中的至少一方。

12.一种混合动力汽车，其中，

利用发动机来驱动设置于车辆的前部的左右一对前轮和设置于后部的左右一对后轮中的一方，并利用权利要求1～10中任一项所述的车辆用马达驱动装置来驱动另一方。