CN103072460B - 车辆动力输出设备 - Google Patents

Abstract

一种车辆动力输出设备用于在宽的驱动区域中在有效范围内驱动第一旋转电机和第二旋转电机。行星齿轮机构将以由第一旋转电机驱动旋转的第一轴的旋转驱动力和由第二旋转电机驱动旋转的第二轴的旋转驱动力组合起来，并将组合的旋转驱动力传给驱动轴使旋转速度增加。沿向前方向的第二轴的旋转驱动力经由第一单向离合器单元和第一动力传输机构传给行星齿轮机构。沿相反方向的第二轴的旋转驱动力经由第二单向离合器单元和第二动力传输机构传给驱动轴。

Description

车辆动力输出设备

相关申请的交叉引用

本申请根据35 USC 119要求2011年9月30日提交的日本专利申请No.2011-216808和2011年9月30日提交的日本专利申请No.2011-216812的优先权，其全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本发明涉及一种用于将旋转驱动力输出到驱动轴的车辆动力输出设备。本发明涉及一种将驱动轴的旋转驱动力转化为电能的车辆能量再生设备。

背景技术

已知混合动力车辆包括具有第一旋转电机和第二旋转电机的动力输出设备。

已经提出一种用于这种类型的动力输出设备的技术思想，其中布置在连接了第一旋转电机的第一转子轴和第二旋转电机的第二转子轴的行星齿轮机构与连接了驱动轴的传动机构之间的离合器的接合/脱离接合得以控制，从而经由传动机构将第一转子轴的选定旋转驱动力和第二转子轴的选定旋转驱动力的合力传给驱动轴。例如参见日本专利第4229156号。

根据上述常规技术，可以将第一转子轴的选定旋转驱动力和第二转子轴的选定旋转驱动力的合力传给驱动轴，从而可以根据驱动状态切换驱动模式。也就是，在车辆的宽的驱动区域中，可以在有效的范围中驱动第一旋转电机和第二旋转电机。

然而，在这种情况下，在切换驱动模式时，需要对离合器的接合/脱离接合加以控制，并且因此有这此类机构和控制复杂的问题。

被利用来进行车辆减速（再生制动）的传统能量再生设备通过将驱动轴的旋转驱动力传递给发电机的转子来在车辆操作期间产生电力。

对于包括第一旋转电机和第二旋转电机的混合车辆的动力输出设备，已经提出一种技术思想，其中设置在连接了第一旋转电机的第一转子和第二旋转电机的第二转子的行星齿轮机构与连接了驱动轴的传动机构之间的离合器的接合/脱离接合得以控制，从而经由传动机构将第一转子的选定旋转驱动力和第二转子的选定旋转驱动力的合力输出到驱动轴。例如参见日本专利第4229156号。

上述日本专利第4229156号中描述的动力输出设备可以将驱动轴的旋转驱动力传给第一转子并例如将第一旋转电机作为发电机，从而用作能量再生设备。

在这种情况下，为了提高到电能的转化效率，优选的是，例如应该将驱动轴的旋转驱动力仅传给第一转子，而不传给第二转子。然而，如果将如上描述的动力输出设备的构造如此用作能量再生设备，那么需要对多个离合器的接合/脱离接合加以控制，并且因此存在这类机构和控制复杂的问题。

发明内容

鉴于此问题设计开发出本发明，并且实施例的目的在于提供一种车辆动力输出设备，该车辆动力输出设备可以在宽的驱动区域中在有效的范围内驱动第一旋转电机和第二旋转电机，并能够消除对复杂机构和控制的需要。

根据本发明的实施例，设置了用于将旋转驱动力输出给驱动轴（32）的车辆动力输出设备（21）。该车辆动力输出设备（21）包括：能够使第一轴（26）旋转的第一旋转电机（24）；能够使第二轴（66）沿着向前方向和相反方向两个方向旋转的第二旋转电机（64）；以及行星齿轮机构（30），第一轴（26）和驱动轴（32）与该行星齿轮机构连接。车辆动力输出设备（21）还包括：第一动力传输机构（68），该第一动力传输机构将第二轴（66）的旋转驱动力传给行星齿轮机构（30）；以及第二动力传输机构（70），该第二动力传输机构将第二轴（66）的旋转驱动力传给驱动轴（32）。车辆动力输出设备（21）还包括：第一单向离合器单元（72），该第一单向离合器单元仅当第二轴（66）沿向前方向旋转时才允许将来自第二轴（66）的旋转驱动力传给第一动力传输机构（68）；以及第二单向离合器单元（74），该第二单向离合器单元仅当第二轴（66）沿相反方向旋转时才允许将来自第二轴（66）的旋转驱动力传给第二动力传输机构（70）。行星齿轮机构（30）将从第一轴（26）传输的旋转驱动力和从第一动力传输机构（68）传输的旋转驱动力结合起来，并将结合的旋转驱动力传给驱动轴（32）使旋转速度增加。

根据附图中的附图标记给出括号中的附图标记，以便方便对本发明的理解，并且本发明不应当被解释为受到被给予这些附图标记的元件的限制。

根据本发明的实施例，在第一单向离合器单元（72）与行星齿轮机构（30）之间的动力传输路径上设有离合器装置（58）。离合器装置（58）允许将来自第二轴（66）的旋转驱动力传给行星齿轮机构（30，而阻止将来自行星齿轮机构（30）的旋转驱动力传给第二轴（66）。

根据本发明的实施例，行星齿轮机构（30）具有：与第一轴（26）连接的太阳齿轮（46）；环齿轮（50），第一动力传输机构（68）的旋转驱动力被传给所述环齿轮；行星齿轮（48），所述行星齿轮与太阳齿轮（46）和环齿轮（50）中的每一个齿轮啮合；以及承载架（52），该承载架可旋转地支撑行星齿轮（48）以便与驱动轴（32）联接。

根据本发明的实施例，第二动力传输机构（70）由绕着第二单向离合器单元（74）和承载架（52）缠绕的链或带构造，或者由齿轮构造。

根据本发明的实施例，例如当驱动第一旋转电机而停止第二旋转电机时，第一轴的旋转驱动力经由行星齿轮机构传给驱动轴。因此，仅仅第一轴的旋转驱动力能够被输出给驱动轴（第一驱动模式：ECO（环境连通）驱动模式）。

此外，例如当驱动第一旋转电机和第二旋转电机二者并且使第二轴沿向前方向旋转时，将第一轴的旋转驱动力传给行星齿轮机构，并且经由第一单向离合器单元和第一动力传输机构将第二轴的旋转驱动力传给行星齿轮机构。这时，由于设置了第二单向离合器单元，第二轴的旋转驱动力不传给第二动力传输机构。在行星齿轮机构中，从第一轴传输的旋转驱动力和从第一动力传输机构传输的旋转驱动力被组合起来，以便传给驱动轴使旋转速度增加。这可以使得驱动轴的旋转速度高于第一驱动模式中的旋转速度（第二驱动模式：SPEED驱动模式）。

此外，例如当驱动第一旋转电机和第二旋转电机二者并且使第二轴沿相反方向旋转时，将第一轴的旋转驱动力经由行星齿轮机构传给驱动轴，并且将第二轴的旋转驱动力经由第二单向离合器单元和第二动力传输机构传给驱动轴。这时，由于设置了第一单向离合器单元，第二轴的旋转驱动力不传给第一动力传输机构。在驱动轴中，从行星齿轮机构传输的旋转驱动力和从第二动力传输机构传输的旋转驱动力被组合起来，并且转矩增加。这可以使得驱动轴的转矩高于第一驱动模式中的转矩（第三驱动模式：POWER驱动模式）。

以这种方式，可以通过简单的构造容易地切换多个驱动模式。因此，在宽的驱动区域中，可以在有效范围中驱动第一旋转电机和第二旋转电机。此外，无需在切换驱动模式时控制离合器的接合/脱离接合，这可以消除对复杂机构和控制的需要。

根据本发明的实施例，允许将来自第二轴的旋转驱动力传给行星齿轮机构并阻止将来自行星齿轮机构的旋转驱动力传给第二轴的离合器装置设置在第一单向离合器单元和行星齿轮机构之间的动力传输路径上。由于这个特征，例如在第一驱动模式中，可以阻止将从第一轴传给行星齿轮机构的旋转驱动力传给第二轴。因此，第一轴的旋转驱动力可以被有效地传给驱动轴。

根据本发明的实施例，在行星齿轮机构中，太阳齿轮与第一轴连接，并且可旋转地支撑行星齿轮的承载架与驱动轴连接。此外，第一动力传输机构的旋转驱动力被传给环齿轮。由于这个特征，从第一轴传给太阳齿轮的旋转驱动力和从第一动力传输机构传给环齿轮的旋转驱动力可以被行星齿轮组合起来，并被传给承载架使旋转速度增加。

根据本发明的实施例，第二动力传输机构由绕着第二单向离合器单元和承载架缠绕的链或带构造，或由齿轮构造。因此，第二轴的旋转驱动力可以被有效地传给承载架。

根据下文给出的详细描述，本发明的进一步应用范围将变得显然。然而，应当理解，由于根据这个详细描述本发明的精神和范围内的各种变化和变型将对于本领域技术人员是显而易见的，因此指示本发明的优选实施例的详细描述和具体示例仅通过例示的方式给出。

鉴于此问题设计开发出本发明。本发明的实施例的目的在于，消除在具有第一旋转电机和第二旋转电机的车辆能量再生设备中对复杂机构和控制的需要，并提供一种车辆能量再生设备，该车辆能量再生设备能够使得仅第一旋转电机以简单的构造用作发电机。

根据本发明的实施例，车辆能量再生设备（21）将驱动轴（32）的旋转驱动力转化为电能。车辆能量再生设备（21）包括：具有第一转子（38）的第一旋转电机（24）；具有第二转子（78）的第二旋转电机（64）；与第一转子（38）协同旋转的第一轴（26）；与第二转子（78）协同旋转的第二轴（66）；行星齿轮机构（30），该行星齿轮机构能够在驱动轴（32）和第一轴（26）之间传输旋转驱动力；动力传输机构（68），该动力传输机构能够在第二轴（66）和行星齿轮机构（30）之间传输旋转驱动力；离合器装置（58），该离合器装置用来允许将来自第二轴（66）的旋转驱动力传给行星齿轮机构（30），并且用来阻止将来自行星齿轮机构（30）的旋转驱动力传给第二轴（66）；以及单向离合器单元（72），该单向离合器单元用来将第二轴（66）的旋转驱动力传给动力传输机构（68），并且在离合器装置（58）阻止将来自行星齿轮机构（30）的旋转驱动力传给第二轴（66）的同时锁定动力传输机构（68）的运动。如果仅仅驱动第一旋转电机（24），那么第一转子（38）的旋转驱动力经由第一轴（26）和行星齿轮机构（30）传给驱动轴（32）。如果驱动第一旋转电机（24）和第二旋转电机（64）二者，那么从第一转子（38）传给第一轴（26）的旋转驱动力和经由第二轴（66）和单向离合器单元（72）从第二转子（78）传给动力传输机构（68）的旋转驱动力被行星齿轮机构（30）组合起来，以便传给驱动轴（32）使旋转速度增加。如果使驱动轴（32）旋转，那么从驱动轴（32）传给行星齿轮机构（30）的旋转驱动力经由第一轴（26）传给第一转子（38），并且在单向离合器单元（72）和离合器装置（58）的作用下不传给动力传输机构（68），从而进行再生。

根据本发明的实施例，行星齿轮机构（30）具有：与第一轴（26）连接的太阳齿轮（46）；环齿轮（50），旋转驱动力从动力传输机构（68）传给该环齿轮和从该环齿轮传给动力传输机构（68）；行星齿轮（48），该行星齿轮与太阳齿轮（46）和环齿轮（50）中的每一个齿轮啮合；以及承载架（52），该承载架可旋转地支撑行星齿轮（48），从而与驱动轴（32）联接。离合器装置（58）被设置用于环齿轮（50）。

根据本发明的实施例，环齿轮（50）具有与动力传输机构（68）接合的第一环齿轮（54）和与行星齿轮（48）啮合的第二环齿轮（56）。离合器装置（58）具有与第一环齿轮（54）联接的第一连接轴（102），以及与第一连接轴（102）同轴设置并且与第二环齿轮（56）联接的第二连接轴（104）。外部环构件（106）包绕第二连接轴（104）的一个端部分，并且多个第一接合构件（110）与第一连接轴（102）连接并沿着第二连接轴（104）的圆周方向以预定间隔布置在第二连接轴（104）和外部环构件（106）之间。一对滚子（122）布置在彼此相邻的第一接合构件（110）之间。凸轮表面（114b）形成在第二连接轴（104）的一个端部分的外圆周表面中，并与该对滚子（122）接触以将该对滚子（122）压靠在外部环构件（106）的内圆周表面上，且在楔紧作用下将该对滚子（122）固定。弹性构件（124）布置在该对滚子（122）之间，朝着凸轮表面（114b）偏压滚子（122）。凹槽（120）形成在第二连接轴（104）的一个端表面中，并且多个第二接合构件（112）插入凹槽（120）中以被固定至第一连接轴（102）的另一端表面。

根据本发明的实施例，动力传输机构（68）具有：环形齿轮（82），该环形齿轮与单向离合器单元（72）的外圆周表面联结；第一惰齿轮（84），该第一惰齿轮与环形齿轮（82）啮合；和第二惰齿轮（86），该第二惰齿轮与第一惰齿轮（84）和环齿轮（50）啮合。

根据本发明的实施例，车辆能量再生设备（21）将驱动轴（32）的旋转驱动力转化为电能。车辆能量再生设备（21）包括：具有第一转子（38）的第一旋转电机（24）；具有第二转子（78）的第二旋转电机（64）；与第一转子（38）协同旋转的第一轴（26）；与第二转子（78）协同旋转的第二轴（66）；行星齿轮机构（30），该行星齿轮机构能够在驱动轴（32）和第一轴（26）之间传输旋转驱动力；动力传输机构（68），该动力传输机构能够在第二轴（66）和行星齿轮机构（30）之间传输旋转驱动力；以及离合器装置（58），该离合器装置允许将来自第二轴（66）的旋转驱动力传给行星齿轮机构（30），并且阻止将来自行星齿轮机构（30）的旋转驱动力传给第二轴（66）。如果仅驱动第一旋转电机（24），那么第一转子（38）的旋转驱动力经由第一轴（26）和行星齿轮机构（30）传给驱动轴（32）。如果驱动第一旋转电机（24）和第二旋转电机（64）二者，那么从第一转子（38）传给第一轴（26）的旋转驱动力以及从第二转子（78）经由第二轴（66）和单向离合器单元（72）传给动力传输机构（68）的旋转驱动力被行星齿轮机构（30）组合起来，以便传给驱动轴（32）使旋转速度增加。如果使驱动轴（32）旋转，那么从驱动轴（32）传给行星齿轮机构（30）的旋转驱动力经由第一轴（26）传给第一转子（38），并且在离合器装置（58）的作用下不传给动力传输机构（68），从而进行再生。

根据本发明的实施例，设置了单向离合器单元，该单向离合器单元在离合器装置阻止将来自行星齿轮机构的旋转驱动力传给第二轴的同时锁定动力传输机构的运动。因此，可以仅将驱动轴的旋转驱动力传给第一轴而不传给第二轴，并且可以仅通过第一旋转电机进行再生（再生模式）。

此外，例如当仅驱动第一旋转电机时，可以仅将第一转子的旋转驱动力输出给驱动轴（第一驱动模式：ECO（环境连通）驱动模式）。此外，例如当驱动第一旋转电机和第二旋转电机二者并且使第二转子旋转时，可以使驱动轴的旋转速度高于第一驱动模式中的旋转速度（第二驱动模式：SPEED驱动模式）。

以这种方式，即使在被构造成使得第一旋转电机和第二旋转电机都可以作为马达被驱动的车辆能量再生设备中，可以仅将第一旋转电机以简单的构造用作发电机。此外，也无需在能量再生过程中控制离合器的接合/脱离接合，由此可以消除对复杂构造和控制的需要。

根据本发明的实施例，离合器装置被设置用于构造出行星齿轮机构的环齿轮，并且因此可以阻止将驱动轴的旋转驱动力传给动力传输机构。这可以提高第一旋转电机的发电效率。

根据本发明的实施例，滚子对由弹性构件朝着凸轮表面偏压，并且因此可以在第一环齿轮和第二环齿轮静止不动的状态中使滚子对与凸轮表面接触。由于这个特征，滚子对在与第二环齿轮连接的第二连接轴的凸轮表面以及外部环构件的内圆周表面的楔紧作用下被固定。因此，可以阻止第二环齿轮的旋转，并且第一环齿轮停止旋转。

在另一方面，当第一环齿轮旋转时，与第一环齿轮连接的第一连接轴、第一接合构件以及第二接合构件一体地旋转。由此，由第一接合构件沿第二连接轴的圆周方向挤压的滚子对以及由第二接合构件沿圆周方向挤压的第二连接轴一体地旋转。因此，可以使与第二连接轴连接的第二环齿轮旋转。

根据本发明的实施例，将环形齿轮与单向离合器单元的外圆周表面联结，并且设置了第一惰齿轮和第二惰齿轮。这可以使得单向离合器单元和环齿轮的旋转方向彼此相反。由于这个特征，可以在再生模式中通过简单的构造锁定环形齿轮、第一惰齿轮、第二惰齿轮以及环齿轮的运动。此外，在第二驱动模式中，第二轴的旋转驱动力可以经由单向离合器单元、环形齿轮、第一惰齿轮以及第二惰齿轮传给环齿轮。

根据本发明的实施例，设置了离合器装置，该离合器装置允许将来自第二轴的旋转驱动力传给行星齿轮机构，并且阻止将来自行星齿轮机构的旋转驱动力传给第二轴。由于这个特征，可以仅将驱动轴的旋转驱动力传给第一轴而不传给第二轴，并且可以仅通过第一旋转电机进行再生。

附图说明

根据下文给出的详细描述和附图，本发明将变得被更充分地理解，附图仅以示意的方式给出，并因此不限制本发明，并且其中：

图1是包括根据本发明的动力输出设备的两轮电动车辆的示意性构造图；

图2是图1所示摆动单元的纵向剖视图；

图3是用于解释图2所示的行星齿轮机构、第一动力传输机构和第二动力传输机构的构造的部分剖视侧视图；

图4是沿图2中的IV-IV线的、部分省略的剖视图；

图5是沿图2中的V-V线的、部分省略的剖视图；

图6是图2所示离合器机构的放大剖视图；

图7A是沿图6中的VIIA-VIIA线的剖视图，图7B是用于解释当外侧环齿轮沿逆时针方向旋转时离合器机构的操作的剖视图；

图8是两轮电动车辆的示意性构造图，用于解释当以第一驱动模式（ECO驱动模式）进行驱动时的动力流动；

图9是两轮电动车辆的示意性构造图，用于解释当以第二驱动模式（SPEED驱动模式）进行驱动时的动力流动；

图10是两轮电动车辆的示意性构造图，用于解释当以第三驱动模式（POWER驱动模式）进行驱动时的动力流动；

图11A是示出在第一驱动模式中的第一旋转电机的有效驱动区域的图表，图11B是示出在第二驱动模式中的第一旋转电机和第二旋转电机的有效驱动区域的图表，图11C是示出在第三驱动模式中的第一旋转电机和第二旋转电机的有效驱动区域的图表；以及

图12是两轮电动车辆的示意性构造图，用于解释再生模式中的动力流动。

具体实施方式

下文将举例说明并且下文将参照附图详细描述根据本发明的车辆动力输出设备（下文称为动力传输设备）的优选实施例。在以下描述中，顺时针方向（向前方向）和逆时针方向（相反方向）指的是当沿车辆宽度方向从车辆车身外侧（车辆车身左侧）观察时的方向。

本实施例的动力传输设备21结合在两轮电动车辆10中。它选择性地将第一旋转电机24的旋转驱动力和第二旋转电机64的旋转驱动力输出到后轮WR，并同时通过第一旋转电机24将后轮WR的旋转驱动力转化成电能以将其充（恢复）在电池14中。

如图1所示，两轮电动车辆10包括摆动单元（swing unit）12、电池14和控制部分16，摆动单元12被设置成能够关于车辆车身框架（未示出）自由摆动并且可旋转地支撑作为驱动轮的后轮WR。

如图2所示，摆动单元12具有动力传输设备（能量再生设备）21，该动力传输设备包括第一机构18和位于第一机构18的车辆车身前侧上的第二机构20，以及围绕第一机构18和第二机构20的盖构件22。

第一机构18包括作为驱动源的第一旋转电机24、沿车辆宽度方向延伸并且在第一旋转电机24的驱动下旋转的第一轴26、以及设置在第一轴26的一个端部侧上的离心式离合器28。第一机构18还包括与第一轴26的另一端部侧连接的行星齿轮机构30、与行星齿轮机构30连接的驱动轴32、以及与驱动轴32连接的减速机构（reductionmechanism）34。

第一旋转电机24包括被固定至隔板（partition）23的、环形的第一定子36和被布置在第一定子36的中心孔中的、中空的第一转子38，所述隔板23通过螺栓33附接至支撑减速机构34的支撑构件35。电池14经由控制部分(control section)16与第一定子36电连接（见图1）。控制部分16对电池14与第一定子36之间的连接进行切换，以便控制所施加的电流，从而允许第一旋转电机24用作马达或发电机。

第一转子38延伸至比起第一定子36来更靠近沿车辆宽度方向的外侧（图2中的左侧）的位置。离心式离合器28的内壳体37设置在第一转子38的固定器39的一个端部分。更具体地，离心式离合器28被定位成比起第一旋转电机24来更靠近沿车辆宽度方向的外侧。

离心式离合器28根据第一转子38的旋转速度使第一转子38和第一轴26连接和脱离连接。换句话说，仅当第一转子38的旋转速度超过预定旋转速度时，离心式离合器28才将第一转子38和第一轴26连接。这可以有利地以简单的结构抑制在车辆起动时对第一旋转电机24施加过载的情况。

第一轴26被插入第一转子38的内部。第一轴26以可旋转的方式由多个轴承40、41和42支撑。轴承40位于第一轴26的一个端部分，并与盖构件22联结（bond）。轴承41基本上位于第一轴26的中心部分，并与隔板23联结。轴承42位于第一轴26的另一端部分，并与驱动轴32联结。

轴承43和滚子轴承44设置在第一转子38的内圆周表面与第一轴26的外圆周表面之间的间隙中。这允许将第一旋转电机24的第一转子38以相对于第一轴26可自由旋转的方式支撑。

如图3所示，行星齿轮机构30包括在第一轴26的另一端部侧上与第一轴26的外圆周表面联结的太阳齿轮46，以及与太阳齿轮46啮合的多个（例如，四个）行星齿轮48。行星齿轮机构30还包括与各个行星齿轮48啮合的环形的环齿轮50，以及可旋转地支撑多个行星齿轮48的承载架52（见图2）。

太阳齿轮46和各个行星齿轮48被构造成外齿齿轮。各个行星齿轮48旋转，并能够绕太阳齿轮46公转。环齿轮50具有：外侧环齿轮（第一环齿轮）54，该外侧环齿轮具有形成在环齿轮50的外圆周表面上的外齿；和内侧环齿轮（第二环齿轮）56，该内侧环齿轮具有形成在环齿轮50的内圆周表面上的内齿。

如从图2所理解地，外侧环齿轮54被定位成比起内侧环齿轮56来更靠近沿车辆宽度方向的外侧。外侧环齿轮54经由离合器机构（离合器装置）58与内侧环齿轮56连接。下文将描述此离合器机构58的详细结构。

承载架52被定位成比起各个行星齿轮48来更靠近沿车辆宽度方向的内侧（图2中的右侧）。承载架52被形成为环形形状，其外侧边缘朝着沿车辆宽度方向的外侧弯曲。更具体地，承载架52的外侧边缘将内侧环齿轮56从沿其径向的外侧包绕。

以这种方式构造的行星齿轮机构30将从太阳齿轮46输入的旋转驱动力和从环齿轮50输入的旋转驱动力组合起来，并将组合后的旋转驱动力传给承载架52使旋转速度增加。

驱动轴32被装配入承载架52的中心孔中。更具体地，驱动轴32与承载架52联接，由此与承载架52一体地旋转。减速机构34包括与驱动轴32的另一端部分连接的第一减速齿轮单元60，以及与第一减速齿轮单元60啮合的第二减速齿轮单元62。可旋转地支撑后轮WR的车轴65与构成第二减速齿轮单元62的轴63（见图1）联接。

第二机构20具有作为辅助驱动源的第二旋转电机64、沿车辆宽度方向延伸并在第二旋转电机64的驱动下旋转的第二轴66、以及将第二轴66的旋转驱动力传给行星齿轮机构30的外侧环齿轮54的第一动力传输机构68。第二机构20还具有将第二轴66的旋转驱动力传给行星齿轮机构30的承载架52的第二动力传输机构70，以及被设置用于第二轴66的第一单向离合器单元72和第二单向离合器单元74。

第二旋转电机64被构造成类似于上文描述的第一旋转电机24。更具体地，第二旋转电机64包括被固定至盖构件22的隔板23的、环形的第二定子76和被布置在第二定子76的中心孔中的、中空的第二转子78。电池14经由控制部分16与第二定子76电连接（见图1）。第二转子78可以沿向前方向和相反方向旋转。

控制部分16对电池14与第二定子76之间的连接进行切换，以便控制所施加的电流，从而允许第二旋转电机64用作马达。

第二轴66以可旋转的方式由与盖构件22联结的一对轴承80支撑，以便装配入第二转子78的中心孔中。更具体地，第二轴66和第二转子78一体地旋转。

如图2和图3所示，第一动力传输机构68包括：设置在第一单向离合器单元72上的、环形形状的齿轮（环形齿轮）82；与齿轮82啮合的惰齿轮（第一惰齿轮）84；以及与惰齿轮84和外侧环齿轮54啮合的惰齿轮（第二惰齿轮）86。

齿轮82以及惰齿轮84、86在车辆的车头车尾方向(anteroposteriordirection)上布置成一排。各惰齿轮84、86构造相同，以可自由旋转的方式由与盖构件22联结的多个轴承87支撑（见图2）。

第二动力传输机构70由链构造，缠绕着与承载架52的外侧边缘联结的环形的第一链轮88和与第二单向离合器单元74联结的环形的第二链轮90（见图5）。由于这个特征件，第二轴66的旋转驱动力可以直接有效地传给承载架52，并且摆动单元12可以得以简化。第二动力传输机构70可以由V型带以及多个齿等构造。

如从图2所理解地，太阳齿轮46、多个行星齿轮48、和内侧环齿轮56布置第一链轮88与第二链轮90之间，第二动力传输机构70绕着第一链轮和第二链轮缠绕。这可以减小摆动单元12在车辆宽度方向上的尺寸。因此，可以减小摆动单元12的厚度。

如图4所示，第一单向离合器单元72具有环体（ring body）94，该环体被布置用于包绕（surround）第二轴66的外圆周表面。在环体94的内圆周表面中，沿着圆周方向形成了多个具有圆弧截面形状的沟槽92。第一单向离合器单元72还具有被布置在各个沟槽92（形成于环体94中）中的滚子轴承96和弹性构件98。

齿轮82的内圆周表面与环体94的外圆周表面联结。在每一个沟槽92中，形成了在第二轴66的径向上沿着顺时针方向朝内侧倾斜的凸轮表面100。

每一个滚子轴承96形成为柱状形状。弹性构件98布置在沟槽92中的与形成有凸轮表面100的一侧相对的一侧上，并朝着凸轮表面100偏压滚子轴承96。作为弹性构件98，可以使用板簧、螺旋弹簧等等。

在以这种方式构造的第一单向离合器单元72中，滚子轴承96通过弹性构件98朝凸轮表面100偏压，由此滚子轴承96在第二轴66和环体94静止不动的状态中与凸轮表面100接触。更具体地，滚子轴承96在楔紧作用（wedge action）下被固定在凸轮表面100与第二轴66的外圆周表面之间。

当第二轴66沿着顺时针方向旋转时，环体94在楔紧作用得以保持的同时沿着顺时针方向旋转。当第二轴66沿着逆时针方向旋转时，滚子轴承96离开凸轮表面100,并因此第二轴66相对于环体94空转地旋转。

更具体地，仅当第二轴66沿顺时针方向旋转时，第一单向离合器单元72才将第二轴66的旋转驱动力传给第一动力传输机构68。

如图5所示，第二单向离合器单元74等同于将上文描述的第一单向离合器单元72以第一单向离合器单元72绕着与第一单向离合器单元72的轴线方向垂直的线翻转180°的方式附接至第二轴66而得到的物体。

更具体地，第二单向离合器单元74和第一单向离合器单元72具有相同的构造。因此，在第二单向离合器单元74中，与第一单向离合器单元72中的构成元件相同的构成元件被给予相同的附图标记并且省略其详细描述。如从图5理解到地，上文描述的环形的第二链轮90的内圆周表面与构造出第二单向离合器单元74的环体94的外圆周表面联结。

根据此第二单向离合器单元74，当第二轴66沿着反时针方向旋转时，第二轴66和环体94沿着逆时针方向一体地旋转。当第二轴66沿着顺时针方向旋转时，第二轴66相对于环体94空转地旋转。

更具体地，仅当第二轴66沿逆时针方向旋转时，第二单向离合器单元74才将第二轴66的旋转驱动力传给第二动力传输机构70。

如图6和图7A所示，离合器机构58具有：与外侧环齿轮54的内圆周表面联结的、中空的外侧连接轴（第一连接轴）102；与外侧连接轴102同轴设置的内侧连接轴（第二连接轴）104；以及与支撑构件35联结并且包绕内侧连接轴104的一个端部分的外侧环构件106。

外侧连接轴102以可旋转的方式由与支撑构件35联结的轴承108支撑。多个第一接合构件110与外侧连接轴102的另一端表面的外边缘连接，所述多个第一接合构件沿着外侧连接轴102的圆周方向以预定间隔布置在内侧连接轴104的一个端部分与外侧环构件106之间。此外，形成为柱状形状的多个（例如，4个）第二接合构件112中的每一个第二接合构件的一个端部分嵌入在外侧连接轴102的另一端表面中。

内侧连接轴104具有：包括凸轮部分114（其构造出内侧连接轴104的一个端部分）的连接轴主体116；以及将连接轴主体116与内侧环齿轮56联接的联接构件118。在凸轮部分114的一个端表面中形成有多个（四个）凹槽120，第二接合构件112的另一端部分插入到这些凹槽中。凸轮部分114的外周形成为具有基本上六边形的截面形状。

在相邻的第一接合构件110之间，设置有被布置在构造出凸轮部分114的外侧表面的平坦表面114a上的一对滚子122，以及被布置在这些滚子122之间的弹性构件124。弹性构件124朝着构造出凸轮部分114的拐角的凸轮表面114b偏压每一个滚子122。作为弹性构件124，可以使用例如诸如螺旋弹簧或板簧之类的弹簧构件。

在以这种方式构造的离合器机构58中，这对滚子122由弹性构件124朝着凸轮表面114b偏压，因此这对滚子122可以在外侧环齿轮54和内侧环齿轮56静止不动的状态中与凸轮表面114b进行接触。由于这个特征，这对滚子122在外侧环构件106的内圆周表面和与内侧环齿轮56连接的内侧连接轴104的凸轮表面114b的楔紧作用下被固定。因此，内侧环齿轮56的旋转被阻止，并且外侧环齿轮54保持静止不动。

在另一方面，如图7B所示，例如当外侧环齿轮54沿着逆时针方向旋转时，与外侧环齿轮54连接的外侧连接轴102、第一接合构件110、以及第二接合构件112一体地旋转。因此，第一接合构件110沿逆时针方向挤压该对滚子122，而第二接合构件112沿逆时针方向挤压构造出内侧连接轴104的凹槽120的壁表面。结果，该对滚子122、弹性构件124、以及内侧连接轴104沿逆时针方向一体地旋转。

更具体地，离合器机构58允许将来自外侧环齿轮54的旋转驱动力传给内侧环齿轮56，而能够阻止将来自内侧环齿轮56的旋转驱动力传给外侧环齿轮54。

如从图2所理解地，盖构件22具有覆盖住第一旋转电机24的第一盖22a、以附接至第一盖22a的方式设置在分隔板23上的第二盖22b、以及与第一盖22a连接并且覆盖住第二旋转电机64的第三盖22c。对于第一盖22a与第二盖22b之间的连接以及第一盖22a与第三盖22c之间的连接，可以使用诸如螺栓之类的固定构件（未示出）。

控制部分16可因此选择以下模式：具有低速度和低驱动力的第一驱动模式（ECO（环境连通）驱动模式）；具有高速度和低驱动力的第二驱动模式（SPEED驱动模式）；具有低速度和高驱动力的第三驱动模式（POWER驱动模式）；以及再生模式，在该再生模式中，后轮WR的旋转驱动力被转化成电能以充给（回收）到电池中。

下面将参照图8到图12描述第一至第三驱动模式以及再生模式。在图8至图10以及图12中，动力（电力）被传给由粗线指示的构成元件所示的地点。此外，实线箭头指示动力传输的方向，而虚线箭头指示电力传输的方向。

首先参照图8，在第一驱动模式中，控制部分16驱动第一旋转电机24以使第一转子38沿逆时针方向旋转，并且使第二旋转电机64停止。因此，当第一转子38的旋转速度达到预定旋转速度时，第一转子38通过离心式离合器28与第一轴26连接，使得第一轴26沿逆时针方向旋转。

第一轴26的旋转驱动力经由太阳齿轮46、多个行星齿轮48以及承载架52传给驱动轴32。此时，内侧环齿轮56被离合器机构58锁定，因此太阳齿轮46的旋转驱动力不传给外侧环齿轮54等。因此，第一轴26的旋转驱动力可以被有效地传给驱动轴32。

已传给驱动轴32的旋转驱动力在旋转速度由减速机构34减小（转矩增加）的状态中传给后轮WR。结果，后轮WR仅在第一旋转电机24的旋转驱动力下旋转。在这种情况下，第一旋转电机24的有效驱动范围是图11A的图表所示的范围（阴影面积）。

接下来参照图9，在第二驱动模式中，控制部分16驱动第一旋转电机24和第二旋转电机64二者，以便使第一转子38沿逆时针方向旋转，并且使第二转子78沿顺时针方向旋转。因此，第一转子38的旋转驱动力经由离心式离合器28和第一轴26传给太阳齿轮46。

同时，第二转子78的旋转驱动力经由第二轴66、第一动力传输机构68（齿轮82和一对惰齿轮84、86）、外侧环齿轮54以及离合器机构58传给内侧环齿轮56。此时，由于第二轴66沿顺时针方向旋转，第二轴66的旋转驱动力不传给第二动力传输机构70。

已传给太阳齿轮46的旋转驱动力和已传给内侧环齿轮56的旋转驱动力由多个行星齿轮48组合起来，经由承载架52传给驱动轴32使旋转速度增加。传给驱动轴32的旋转驱动力经由减速机构34传给后轮WR。结果，后轮WR的旋转速度高于第一驱动模式中的旋转速度。在这种情况下，第一旋转电机24和第二旋转电机64的有效范围是图11B的图表所示的范围（阴影面积）。

接下来参考图10，在第三驱动模式中，控制部分16驱动第一旋转电机24和第二旋转电机64二者，使得第一转子38和第二转子78沿逆时针方向旋转。因此，第一转子38的旋转驱动力经由离心式离合器28、第一轴26以及太阳齿轮46传给多个行星齿轮48。

同时，第二转子78的旋转驱动力传给第二轴66、第二单向离合器单元74以及第二动力传输机构70。此时，由于第二轴66沿反时针方向旋转，第二轴66的旋转驱动力不传给第一动力传输机构68。

已传给多个行星齿轮48的旋转驱动力和已传给第二动力传输机构70的旋转驱动力由承载架52组合起来以传给驱动轴32使转矩增加。已传给驱动轴32的旋转驱动力经由减速机构34传给后轮WR。结果，后轮WR的转矩高于第一驱动模式中的转矩。在这种情况下，第一旋转电机24和第二旋转电机64的有效范围是图11C的图表所示的范围（阴影面积）。

如上文所描述地，在本实施例中，可以利用简单的构造容易地切换多个驱动模式。因此，在宽的驱动区域中，可以在有效范围内驱动第一旋转电机和第二旋转电机。此外，在切换驱动模式时无需控制离合器的接合/脱离接合，从而能够消除对复杂机构和控制的需要。

此外，如图12所示，在再生模式中，当后轮WR沿逆时针方向旋转时，后轮WR的旋转驱动力经由减速机构34和驱动轴32传给承载架52。响应于承载架52的旋转，构造出第二单向离合器单元74的环体94和第二动力传输机构70（参见图5）也沿着逆时针方向旋转。然而，环体94的旋转驱动力不传给第二轴66。更具体地，第二动力传输机构70相对于第二轴66空转地旋转。因此，承载架52的旋转驱动力被有效地传给多个行星齿轮48。

已传给多个行星齿轮48的旋转驱动力被传给太阳齿轮46。此时，由于内侧环齿轮56在离合器机构58的作用下被锁定，多个行星齿轮48的旋转驱动力不传给外侧环齿轮54。

换句话说，此时第一单向离合器单元72在通过离合器机构58阻止将来自行星齿轮机构30的旋转驱动力传给第二轴66的同时锁定第一动力传输机构68的运动。更具体地，此时构造出第一单向离合器单元72的环体94的逆时针方向运动被滚子轴承96锁定（见图4）。藉此，齿轮82、第一惰齿轮84、第二惰齿轮86以及外侧环齿轮54的运动被锁定。因此，从行星齿轮机构30到第二轴66的旋转驱动力的传输在离合器机构58的作用下得以阻止。

已传给太阳齿轮46的旋转驱动力经由第一轴26和离心式离合器28传给第一转子38。藉此，由于第一转子38的旋转，由第一定子36产生的电力可以被充给在电池14中。

根据本实施例设置了离合器机构58，该离合器机构允许将来自第二轴66的旋转驱动力传给行星齿轮机构30，却阻止将来自行星齿轮机构30的旋转驱动力传给第二轴66。因此，驱动轴32的旋转驱动力可以仅传给第一轴26，而不传给第二轴66。

因此，即使在具有第一旋转电机24和第二旋转电机64的动力传输设备21中，可以仅将第一旋转电机24以简单的构造用作发电机。此外，在能量再生过程中也无需控制离合器的接合/脱离接合。这可以消除对复杂控制的需要。

此外，由于离合器机构58被设置用于构造出行星齿轮机构30的环齿轮50，能够阻止将驱动轴32的旋转驱动力传给第一动力传输机构68。这使得在第一旋转电机24中实现了再生。

更具体地，即使在被构造成使得能够将第一旋转电机24和第二旋转电机64作为马达驱动的动力传输设备21中，可以仅将第一旋转电机24以简单的构造用作发电机。

此外，在本实施例中，如图2中所示，第一旋转电机24和第二旋转电机64沿着车辆车头车尾方向以第二转子78的轴线Ax2被定位成比起第一转子38的轴线Ax1来更靠近车辆车身前侧的方式布置。这可以减小摆动单元12的厚度。此外，无需与多层共轴旋转电机不同地将一个旋转马达的直径设置得较大。这可以防止摆动单元12的下表面的高度位置变得过低。

根据本实施例，第一单向离合器单元72和第二单向离合器单元74被设置用于第二轴66，因此可以使摆动单元12的构造紧凑。

此外，第一动力传输机构68和第二动力传输机构70被布置成比起第一旋转电机24来更靠近沿车辆宽度方向的内侧。这可以使得摆动单元12更加紧凑。

在本实施例中，齿轮82与构造出第一单向离合器单元72的环体94的外圆周表面联结，而惰齿轮84、86布置在齿轮82和外侧环齿轮54之间。这可以使得环体94和外侧环齿轮54的旋转方向彼此相反。由于这个特征，可以通过简单的构造在再生模式中锁定齿轮82、以及惰齿轮84、86和外侧环齿轮54的运动。此外，在第二驱动模式中，第二轴66的旋转驱动力可以经由第一单向离合器单元72、齿轮82以及惰齿轮84、86传给外侧环齿轮54。

显然本发明不限于上述实施例，并且在不偏离本发明要旨的情况下可以施用各种各样的构造。

例如，第二动力传输机构70可以由链或带构造，该链或带绕着与承载架52联结的第一链轮8和与第二单向离合器单元74联结的第二链轮90缠绕。

此外，第二动力传输机构70可以被构造成包括第一齿轮、第二齿轮和惰齿轮，所述第一齿轮的外圆周表面与第二单向离合器单元74联结，所述第二齿轮与驱动轴32的外圆周表面联结，而所述惰齿轮布置在这些齿轮之间，将第一齿轮的旋转驱动力传给第二齿轮。此外，动力传输设备21可以具有其中不设置离心式离合器28的构造。

离合器机构58不限于被设置用于环齿轮50的示例。例如，它可以被设置用于齿轮82、惰齿轮84或惰齿轮86。

如此描述了本发明，将会是显然的是，本发明可以以许多方式变化。这种变化不被认为偏离本发明的精神和范围，并且对本领域技术人员来说将是显然的所有这类变型都要被包括在以下权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种用于将旋转驱动力输出给驱动轴的车辆动力输出设备，所述车辆动力输出设备包括：

能够使第一轴旋转的第一旋转电机；

能够使第二轴沿向前方向和相反方向旋转的第二旋转电机；

与第一轴和驱动轴操作性地连接的行星齿轮机构；

用于将第二轴的旋转驱动力传给行星齿轮机构的第一动力传输机构；

用于将第二轴的旋转驱动力传给驱动轴的第二动力传输机构；

第一单向离合器单元，该第一单向离合器单元用于仅当第二轴沿向前方向旋转时允许将来自第二轴的旋转驱动力传给第一动力传输机构；以及

第二单向离合器单元，所述第二单向离合器单元用于仅当第二轴沿相反方向旋转时允许将来自第二轴的旋转驱动力传给第二动力传输机构，

其中，行星齿轮机构将从第一轴传输的旋转驱动力和从第一动力传输机构传输的旋转驱动力组合起来，并且将组合的旋转驱动力传给驱动轴使旋转速度增加。

2.根据权利要求1所述的车辆动力输出设备，还包括：

离合器装置，该离合器装置设置在第一单向离合器单元和行星齿轮机构之间的动力传输路径上，所述离合器装置允许将来自第二轴的旋转驱动力传给行星齿轮机构，并且阻止将来自行星齿轮机构的旋转驱动力传给第二轴。

3.根据权利要求1所述的车辆动力输出设备，其中行星齿轮机构包括：

与第一轴连接的太阳齿轮，

环齿轮，所述第一动力传输机构的旋转驱动力被传给该环齿轮；

行星齿轮，该行星齿轮与所述太阳齿轮和所述环齿轮中的每一个啮合；以及

承载架，该承载架可旋转地支撑所述行星齿轮以便与所述驱动轴连接。

4.根据权利要求2所述的车辆动力输出设备，其中行星齿轮机构包括：

与第一轴连接的太阳齿轮；

环齿轮，第一动力传输机构的旋转驱动力被传给该环齿轮；

行星齿轮，该行星齿轮与所述太阳齿轮和所述环齿轮中的每一个啮合；以及

承载架，该承载架可旋转地支撑所述行星齿轮以便与所述驱动轴连接。

5.根据权利要求3所述的车辆动力输出设备，其中所述第二动力传输机构由绕着所述第二单向离合器单元和所述承载架缠绕的链或带构造，或者由齿轮构造。

6.根据权利要求4所述的车辆动力输出设备，其中所述第二动力传输机构由绕着所述第二单向离合器单元和所述承载架缠绕的链或带构造，或者由齿轮构造。

7.根据权利要求1所述的车辆动力输出设备，其中所述第一单向离合器单元包括布置成包绕所述第二轴的外圆周表面的环体，该环体的内圆周表面包括多个沟槽，所述沟槽具有沿圆周方向形成的圆弧截面形状，并且在形成在所述环体中的各个所述沟槽中操作性地设置有滚子轴承和弹性构件。

8.根据权利要求7所述的车辆动力输出设备，其中，所述滚子轴承在所述第二轴和所述环体静止不动的状态中由所述弹性构件朝着一凸轮表面偏压以接触所述凸轮表面，并且所述滚子轴承被固定在所述凸轮表面和所述第二轴的外圆周表面之间。

9.根据权利要求8所述的车辆动力输出设备，其中当所述第二轴沿顺时针方向旋转时，所述环体沿所述顺时针方向旋转，而其中当所述第二轴沿逆时针方向旋转时，所述滚子轴承运动离开所述凸轮表面，使得所述第二轴能够相对于所述环体空转地旋转。

10.根据权利要求1所述的车辆动力输出设备，其中所述第二单向离合器单元包括布置成包绕所述第二轴的外圆周表面的环体，该环体的内圆周表面包括多个沟槽，所述沟槽具有沿圆周方向形成的圆弧截面形状，并且在形成在所述环体中的各个所述沟槽中操作性地布置有滚子轴承和弹性构件，其中，当所述第二轴沿逆时针方向旋转时，所述第二轴和所述环体沿所述逆时针方向一体地旋转，并且其中，当所述第二轴沿顺时针方向旋转时，所述第二轴相对于所述环体空转地旋转。

11.一种用于将驱动轴的旋转驱动力转化为电能的车辆能量再生设备，所述车辆能量再生设备包括：

具有第一转子的第一旋转电机；

具有第二转子的第二旋转电机；

与所述第一转子协同旋转的第一轴；

与所述第二转子协同旋转的第二轴；

行星齿轮机构，该行星齿轮机构能够在所述驱动轴和所述第一轴之间传输旋转驱动力；

动力传输机构，该动力传输机构能够在所述第二轴和所述行星齿轮机构之间传输旋转驱动力；以及

离合器装置，该离合器装置用于允许将来自所述第二轴的旋转驱动力传给所述行星齿轮机构，并且阻止将来自所述行星齿轮机构的旋转驱动力传给所述第二轴；

其中，如果仅驱动所述第一旋转电机，那么所述第一转子的旋转驱动力经由所述第一轴和所述行星齿轮机构传给所述驱动轴，

如果驱动所述第一旋转电机和所述第二旋转电机二者，那么从所述第一转子传给所述第一轴的旋转驱动力和从所述第二转子经由所述第二轴和一单向离合器单元传给所述动力传输机构的旋转驱动力被所述行星齿轮机构组合起来，以便传给所述驱动轴使旋转速度增加，并且

如果旋转所述驱动轴，那么从所述驱动轴传给所述行星齿轮机构的旋转驱动力经由所述第一轴传给所述第一转子，并且在所述离合器装置的作用下不传给所述动力传输机构，从而进行再生。