CN103814237A - 电气机动车用驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明为电气机动车用驱动装置，谋求组装有行星齿轮式变速机（12）的电气机动车用驱动装置小型且轻量化，延长每充电一次的行驶距离，提高电气机动车的便利性。行星齿轮式变速机（12）由单级小齿轮式的第一行星齿轮机构（16）和双级小齿轮式的第二行星齿轮机构（17）构成，把第一及第二电动马达（10、11）的动力按所期望的变速比变速后传递到从动侧旋转轴（15）。单向离合器（18）以允许规定方向的旋转且阻止与规定方向相反方向的旋转的状态下设置在第一托架（19）与固定于车身的部分（27）之间。

Description

电气机动车用驱动装置

技术领域

本发明涉及把电动马达的输出变速（减速）后传递到驱动轮的电气机动车用驱动装置。

背景技术

近年来，受到降低对化石燃料的依存度潮流的影响，电气机动车的研究取得进展，电气机动车已经一部分实用化了。作为电气机动车的动力源的电动马达，由于与通过将化石燃料直接燃烧而运行的内燃机（发动机）不同，一般情况下在起动时产生最大扭矩等，输出轴的扭矩及旋转速度的特性对于机动车用来说是适合的，因此，并非必须设置把内燃机当作驱动源的普通的机动车所必须的变速机。但是，在电气机动车的场合，也可以通过设置变速机，改善加速性能及高速性能。具体来说，通过设置变速机，可以使车辆的行驶速度与加速度的关系平滑，而接近在动力传递系统中设有变速机的汽油发动机汽车。对于此点，参照图5进行说明。

例如，当在作为电气机动车的驱动源的电动马达的输出轴与跟驱动轮相连的差动齿轮的输入部之间设有减速比大的动力传递装置时，电气机动车的加速度（G）与行驶速度（km/h）的关系为，使图5的实线a的左半部与点划线b连续。即，低速时的加速性能优异，但是不能高速行驶。对此，当在上述输出轴与上述输入部之间设有减速比小的动力传递装置时，上述关系成为，使图5的点划线c与实线a的右半部连续。即，尽管能够高速行驶，但是有损低速时的加速性能。对此，如果在上述输出轴与上述输入部之间设置变速机，与车速相应地改变此变速机的减速比，则可以获得使实线a的左半部与右半部连续的特性。此特性，与具有图5中的虚线D所示的相同程度的输出的普通的汽油发动机汽车几乎相同，对于加速性能及高速性能，可以理解，通过设置变速机，在电气机动车中，也能获得与汽油发动机汽车同等的性能。

图6表示，作为在电动马达的输出轴与跟驱动轮相连的差动齿轮的输入部之间设有变速机的电气机动车用驱动装置的现有结构的1例，在日本特开2006－22879号公报中公开的结构。此电气机动车用驱动装置被构成为，把电动马达1的输出轴的旋转经由变速装置2传递到旋转传递装置3，驱动左右1对驱动轮旋转驱动。在此变速装置2中，在与电动马达1的输出轴同心的驱动侧旋转轴4跟从动侧旋转轴5之间，设有减速比彼此不同的1对齿轮传递机构6a、6b。而且，通过切换1对离合器机构7a、7b，可以成为仅仅使任何一方的齿轮传递机构6a（6b）能够进行动力传递的状态，能把驱动侧旋转轴4与从动侧旋转轴5之间的减速比切换成大小2级。

即，成为离合器机构7a、7b中的一方的离合器机构7a能由执行器进行控制，另一方的离合器机构7b在旋转速度大于等于一定值的情况下将接合断开的超越离合器。在一方的离合器机构7a接合的状态下，另一方的离合器机构7b切断（空转），驱动侧旋转轴4的旋转扭矩经由作为齿轮传递机构6a、6b中的一方的减速比小的齿轮传递机构6a传递到从动侧旋转轴5。在将一方的离合器机构7a切断的状态下，另一方的离合器机构7b接合，驱动侧旋转轴4的旋转扭矩经由减速比大的另一方的齿轮传递机构6b传递到从动侧旋转轴5。从动侧旋转轴5的旋转通过旋转传递装置3传递到差动齿轮8的输入部，由此驱动支撑左右1对驱动轮的输出轴9a、9b旋转驱动。

在这样的现有结构的情况下，在沿径向隔开的状态下，在相互平行地配置的驱动侧旋转轴4与从动侧旋转轴5之间，设有1对齿轮传递机构6a、6b，因此，存在电气机动车用驱动装置大型化的问题。而且，由于离合器机构7a、7b中的一方的离合器机构7a具备用来切换切断接合（卡合）状态的执行器，因此，可能会增加电气机动车用驱动装置的重量。另一方面，为了提高电气机动车的便利性，为了延长每充电一次的行驶距离，使电气机动车用驱动装置小型且轻量化、减少单位行驶距离的电力消耗很重要。

作为用来使电气机动车用驱动装置小型化的技术，在日本特开2010－90947号公报及日本特开2010－223298号公报中，公开了这样一种技术，即，在管状的电动马达的输出轴的内径侧与外径侧，分别设置与此输出轴同心且跟具有彼此不同的减速比的变速机构接合的旋转轴，通过1对离合器，驱动这些内径侧旋转轴与外径侧两旋转轴中的任何一方的旋转轴旋转。但是，在这些文献中公开的结构中，为了切换离合器的切断接合状态，也需要重量大的执行器，从电气机动车用驱动装置的轻量化的观点出发，存在进一步改良的余地。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－22879号公报

专利文献2：日本特开2010－90947号公报

专利文献3：日本特开2010－223298号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于上述情形提出，目的是实现这样一种电气机动车用驱动装置，其能小型且轻量地构成，能够延长每充电一次的行驶距离、提高电气机动车的便利性。

用来解决课题的技术手段

本发明的电气机动车用驱动装置，具备1对电动马达、具有分别由这些电动马达的输出轴驱动旋转的第一及第二驱动侧旋转轴的行星齿轮式变速机，和用来把此行星齿轮式变速机的从动侧旋转轴的旋转传递到左右1对驱动轮的旋转传递装置。

上述行星齿轮式变速机通过把第一及第二驱动侧旋转轴、上述从动侧旋转轴、以在轴向上隔开的状态彼此同心地配置着的第一及第二行星齿轮机构、离合器装置组合而构成。

具体来说，其中的第一行星齿轮机构具备第一托架、第一太阳齿轮、第一行星齿轮、第一齿圈，是单级小齿轮式的，该第一行星齿轮机构把以能旋转的方式支撑在第一托架上的第一行星齿轮既与第一太阳齿轮啮合也与第一齿圈啮合。而且，第一太阳齿轮在由第一驱动侧旋转轴驱动旋转（与第一驱动侧旋转轴同步旋转）的状态下被设置在第一驱动侧旋转轴的轴向中间部，而且，第一齿圈被设置成由第二驱动侧旋转轴驱动旋转的状态。

而且，第二行星齿轮机构具备第二托架、第二太阳齿轮、第二及第三行星齿轮、第二齿圈，是双级小齿轮式的，该第二行星齿轮机构使以能旋转的方式支撑在第二托架上的成对的第二及第三行星齿轮相互啮合，而且，分别把其中的靠内径侧的第二行星齿轮与第二太阳齿轮啮合、把靠外径侧的第三行星齿轮与第二齿圈啮合。而，第二太阳齿轮在由第一驱动侧旋转轴驱动旋转的状态下被设置在第一驱动侧旋转轴的端部，第二托架被设置成与第一齿圈同步旋转，而且被构成为，由第二齿圈驱动从动侧旋转轴旋转，

上述离合器装置用来对阻止第一托架相对于固定于车身的部分旋转的状态和允许第一托架旋转的状态进行切换。上述离合器装置，在减速比大的低速模式状态下，通过上述离合器装置阻止第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转，从而，把输入到第一齿圈的动力传递到第一太阳齿轮；在减速比小的高速模式状态下，通过上述离合器装置允许第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转，从而，不把输入到第一齿圈的动力传递到第一太阳齿轮。

也可以取而代之地，使第一行星齿轮机构为双级小齿轮式，使第二行星齿轮机构为单级小齿轮式。在此情况下，第一行星齿轮机构具备第一托架、第一太阳齿轮、第一及第二行星齿轮、第一齿圈，使以能旋转的方式支撑在第一托架上的成对的第一及第二行星齿轮相互啮合，而且分别使其中的靠内径侧的第一行星齿轮与第一太阳齿轮啮合、使靠外径侧的第二行星齿轮与第一齿圈啮合。而且，第一太阳齿轮在由第一驱动侧旋转轴驱动旋转的状态下被设置在第一驱动侧旋转轴的轴向中间部，而且，第一齿圈被设置成由第二驱动侧旋转轴驱动旋转的状态。另一方面，第二行星齿轮机构具备第二托架、第二太阳齿轮、第三行星齿轮、第二齿圈，使以能旋转的方式支撑在第二托架上的第三行星齿轮既与第二太阳齿轮啮合也与第二齿圈啮合。而且，第二太阳齿轮在由第一驱动侧旋转轴驱动旋转的状态下被设置在第一驱动侧旋转轴的端部，第二托架被设置成与第一齿圈同步旋转，而且，通过第二齿圈驱动上述从动侧旋转轴旋转。

优选为，上述离合器装置设置在第一托架与上述固定于车身的部分之间，是单向离合器，当第一托架在要使车辆前进的情况下朝上述从动侧旋转轴旋转的方向旋转时，允许第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转，当第一托架在要使车辆前进的情况下趋于朝着与上述从动侧旋转轴旋转的方向相反的方向旋转时，阻止第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转。优选为，此单向离合器为楔块离合器。

优选为，当在上述高速模式状态下车辆朝前方行驶时，使第一及第二电动马达的旋转方向及旋转速度相同。而且，优选为，上述行星齿轮式变速机的作为上述低速模式状态下的综合减速比除以上述高速模式状态下的综合减速比所得到的值的段间比，在1.8～2.2左右的范围。。

在第一行星齿轮机构为单级小齿轮式，第二行星齿轮机构为双级小齿轮式的结构中，当在上述低速模式状态下车辆朝前方固定速度行驶时，第一及第二电动马达的旋转方向彼此成为相反方向，第一及第二电动马达的旋转扭矩的大小相同，第一行星齿轮机构的行星比大于等于2.8、小于等于3.2，第二行星齿轮机构的行星比大于等于1.9、小于等于2.1。

另一方面，在第一行星齿轮机构为双级小齿轮式，第二行星齿轮机构为单级小齿轮式的结构只能够，当在上述低速模式状态下车辆朝前方固定速度行驶时，第一及第二电动马达的旋转方向彼此成为相反方向，第一及第二电动马达的旋转扭矩的大小相同，第一行星齿轮机构的行星比大于等于2.8、小于等于3.2，第二行星齿轮机构的行星比大于等于1.9、小于等于2.1。

发明效果

根据如上述那样构成的本发明，可以使电气机动车用驱动装置小型且轻量。即，作为变速机构，采用了由1对行星齿轮机构构成的行星齿轮式变速机，因此，可以把动力分散地传递到多个行星齿轮，可以抑制构成上述1对行星齿轮机构的行星齿轮每1个的扭矩传递容量，与采用基于普通的齿轮机构的变速机构的场合比较，可以使变速机构小型且轻量，因而，可以使电气机动车用驱动装置小型且轻量化。进而，通过使离合器装置为单向离合器，优选为楔块离合器，能够通过控制1对电动马达的输出（旋转方向及旋转速度），由单向离合器对构成第一行星齿轮机构的第一太阳齿轮与第一齿圈之间的动力传递的切断接合状态进行切换，由此来选择减速比不同的低速模式与高速模式。为此，不需要进行用来切换离合器装置的执行器，可以进一步使电气机动车用驱动装置小型且轻量化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的第1例的截面示意图。

图2是从第1例的装置把行星齿轮式变速机中的以低速模式状态进行扭矩传递的部分取出进行表示的截面示意图。

图3是从第1例的装置把行星齿轮式变速机中的以高速模式状态进行扭矩传递的部分取出进行表示的截面示意图。

图4是表示本发明的实施方式的第2例的截面示意图。

图5是用来说明在电气机动车用驱动装置中组装进变速机所产生的效果的图表。

图6是表示电动机动车用驱动装置的现有结构的1例的截面示意图。

具体实施方式

“实施方式的第1例”

图1～图3表示本发明的实施方式的第1例。本例的电气机动车用驱动装置具备第一电动马达10、第二电动马达11、行星齿轮式变速机12、旋转传递装置3a。其中的第一电动马达10与第二电动马达11相互同心地配置，通过驱动各自的输出轴旋转，对与这些输出轴同心地设置的行星齿轮式变速机12的第一驱动侧旋转轴13与第二驱动侧旋转轴14进行旋转驱动。

行星齿轮式变速机12设置在第一电动马达10及第二电动马达11与旋转传递装置3a之间，把这些电动马达10、11的动力按所期望的变速比变速之后，经由从动侧旋转轴15传递到旋转传递装置3a。行星齿轮式变速机12，由在轴向上隔开的状态下分别与第一电动马达10及第二电动马达11的输出轴同心地配置的第一驱动侧旋转轴13及第二驱动侧旋转轴14、从动侧旋转轴15、第一行星齿轮机构16和第二行星齿轮机构17，以及单向离合器18构成。

其中的第一行星齿轮机构16具备第一托架19、第一太阳齿轮20、多个第一行星齿轮21、第一齿圈22。第一行星齿轮机构16为单级小齿轮式的行星齿轮机构，把以能旋转的方式支撑在第一托架19上的多个第一行星齿轮21既与第一太阳齿轮20啮合也与第一齿圈22啮合。第一太阳齿轮20被设置在与第一电动马达10的输出轴设置成一体的第一驱动侧旋转轴13的轴向中间部，由此第一驱动侧旋转轴13驱动旋转。即，第一太阳齿轮20与第一驱动侧旋转轴13同步（朝相同方向以相同速度）旋转。第一齿圈22由与第二电动马达11的输出轴设置成一体的第二驱动侧旋转轴14驱动旋转。而且，第一太阳齿轮20的齿数z₂₀及第一齿圈22的齿数z₂₂被设定成，使第一行星齿轮传递机构16的行星比u₁（＝z₂₂／z₂₀）处于2.80≦u₁≦3.20的范围内。

第二行星齿轮机构17具备第二托架23、第二太阳齿轮24、第二行星齿轮25a、25b、第二齿圈26。第二行星齿轮机构17为双级小齿轮式的行星齿轮机构，使以能旋转的方式支撑在第二托架23上的成对的第二行星齿轮25a、25b相互啮合，并分别使靠内径侧的多个第二行星齿轮25a与第二太阳齿轮24啮合、使靠外径侧的多个第二行星齿轮25b与第二齿圈26啮合。而且，第二太阳齿轮24设置在第一驱动侧旋转轴13的端部（图1的左端部），由第一驱动侧旋转轴13及第一太阳齿轮20驱动旋转。第二托架23以与第一齿圈22及第二驱动侧旋转轴14同步旋转的状态被支撑。第二齿圈26以把动力传递到从动侧旋转轴15的方式被支撑。而且，第二太阳齿轮24的齿数z₂₄及第二齿圈26的齿数z₂₆被设定成，使第二行星齿轮传递机构17的行星比u₂（＝z₂₆／z₂₄）处于1.90≦u₂≦2.10的范围内。

单向离合器18被设置在第一托架19与固定于车身的部分27之间。而且，在第一托架19朝规定方向旋转的情况下切断（将卡合脱开）、在趋于朝着与此规定方向相反的方向旋转的情况下接合（卡合）。即，单向离合器18被构成为，当第一托架19在要使车辆前进的情况下朝着与从动侧旋转轴15的旋转方向相同的方向旋转时，允许第一托架19旋转，当第一托架19趋于朝着与从动侧旋转轴15相反的方向旋转时，阻止第一托架19旋转。而且，适当控制切换第一托架19的旋转方向、第一及第二电动马达10、11的旋转方向及旋转速度，切换单向离合器18的切断接合（卡合）状态。另外，在本说明书中，旋转速度表示旋转的速度，不包括旋转方向。

在基于单向离合器18的切断接合（接合脱离），第一托架19趋于朝与规定方向相反的方向旋转的情况下，成为动力在第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间传递的状态。对此，在第一托架19朝规定方向旋转的情况下，成为动力不在第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间传递的状态。作为这样的单向离合器18，可以适用凸轮式、辊式、棘爪式等各种离合器，但在本例的情况下，为卡合力大且能抑制空转时的噪音、振动的发生的楔块离合器。

旋转传递装置3a为将多个齿轮组合成的普通的齿轮传递机构，被构成为，把行星齿轮式变速机12的从动侧旋转轴15的旋转传递到差动齿轮8a的输入部，由此差动齿轮8a的输出轴9c、9d经由等速联轴器驱动左右一对驱动轮旋转。

在如此构成的本例的电气机动车用驱动装置中，行星齿轮式变速机12，通过单向离合器18的切断接合（卡合）状态（第一及第二电动马达10、11的旋转方向及旋转速度）的切换，而在动力在第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间传递的状态（实现低速模式的状态）和动力不在第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间传递的状态（实现高速模式的状态）中的任何一方的状态下运行。以下，对各个场合进行说明。

“单向离合器18接合时的低速模式”

在此低速模式，如图2所示，通过适当限制驱动第一太阳齿轮20旋转的第一电动马达10的输出轴与驱动第一齿圈22旋转的第二电动马达11的输出轴的旋转方向及旋转速度之差，使第一托架19趋于朝着与规定方向相反的方向旋转，从而使单向离合器18接合。而且，使第一托架19不能相对于固定于车身的部分27旋转。其结果是，经由第一行星齿轮21使动力在第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间进行传递。在这样的低速模式状态下的第一及第二电动马达10、11的动力的传递路径如下。

第一电动马达10的动力经由第一驱动侧旋转轴13输入到构成第二行星齿轮机构17的第二太阳齿轮24。被输入到第二太阳齿轮24的动力通过下述（A）、（B）2条路径分别传递到从动侧旋转轴15与第一太阳齿轮20。

（A）第一电动马达10→第一驱动侧旋转轴13→第二太阳齿轮24→第二行星齿轮25a、25b→第二齿圈26→从动侧旋转轴15

（B）第一电动马达10→第一驱动侧旋转轴13→第二太阳齿轮24→第二行星齿轮25a、25b→第二托架23→第一齿圈22→第一行星齿轮21→第一太阳齿轮20

第二电动马达11的动力经由第二驱动侧旋转轴14输入到构成第一行星齿轮机构16的第一齿圈22。被输入到第一齿圈22的动力通过如下（C）所示的路径传递到第一太阳齿轮20。

（C）第二电动马达11→第二驱动侧旋转轴14→第一齿圈22→第一行星齿轮21、21→第一太阳齿轮20

在低速模式状态下，第一及第二电动马达10、11的动力的一部分在行星齿轮式变速机12内循环。即，通过路径（B）及（C），被传递到第一太阳齿轮20的动力经由第一驱动侧旋转轴13被输入第二太阳齿轮24。这样，被输入到第二太阳齿轮24的动力的一部分，通过路径（A）取出到从动侧旋转轴15，而其余的则通过路径（B）再次被传递到第一太阳齿轮20。因此，在此低速模式状态下，通过使动力的一部分循环，可以加大行星齿轮式变速机12的减速比。

在低速模式的状态下，在车辆既不进行加速也不进行减速而以固定速度行驶时（稳定运行状态时），在第一电动马达10的输出扭矩为τ_in1、第二电动马达11的输出扭矩为τ_in2的情况下，如图2所示箭头表示那样，从第一驱动侧旋转轴13输入到第二太阳齿轮24的扭矩τ₁、从第一行星齿轮21输入到第一太阳齿轮20的扭矩τ₂、从第二托架23输入到第一齿圈22的扭矩τ₃、上述从动侧旋转轴15的旋转扭矩τ_out分别由以下（1）～（4）式表示。

（数式1）

${\mathrm{\τ}}_1=\frac{\frac{z_{22}}{z_{20}}}{\frac{z_{22}}{z_{20}}-\frac{z_{26}}{z_{24}}+1}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}1}+\frac{-1}{\frac{z_{22}}{z_{20}}-\frac{z_{26}}{z_{24}}+1}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}2}---\left(1\right)$

${\mathrm{\τ}}_2=\frac{\frac{z_{26}}{z_{24}}}{\frac{z_{22}}{z_{20}}-\frac{z_{26}}{z_{24}}+1}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}1}+\frac{-1}{\frac{z_{22}}{z_{20}}-\frac{z_{26}}{z_{24}}+1}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}2}---\left(2\right)$

（数式3）

${\mathrm{\τ}}_3=\frac{\frac{z_{22}}{z_{20}}(1-\frac{z_{26}}{z_{24}})}{\frac{z_{22}}{z_{20}}-\frac{z_{26}}{z_{24}}+1}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}1}+\frac{-(1-\frac{z_{26}}{z_{24}})}{\frac{z_{22}}{z_{20}}-\frac{z_{26}}{z_{24}}+1}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}2}---\left(3\right)$

（数式4）

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{out}}=\frac{\frac{z_{22}}{z_{20}}-\frac{z_{26}}{z_{24}}}{\frac{z_{22}}{z_{20}}-\frac{z_{26}}{z_{24}}+1}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}1}+\frac{-\frac{z_{26}}{z_{24}}}{\frac{z_{22}}{z_{20}}-\frac{z_{26}}{z_{24}}+1}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}2}---\left(4\right)$

“单向离合器18切断时的高速模式”

在此高速模式下，如图3所示，通过使驱动第一太阳齿轮20旋转的第一电动马达10的输出轴与驱动第一齿圈22旋转的第二电动马达11的输出轴的旋转方向及旋转速度相同，使第一托架19朝规定方向旋转，从而，将单向离合器18切断。而且，使第一托架19相对于固定于车身的部分27旋转。其结果是，成为第一太阳齿轮20与第一齿圈22以相同角速度朝相同方向旋转的状态，使动力不在这些第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间传递。这样的高速模式状态下的第一及第二电动马达10、11的动力传递路径如下。

第一电动马达10的动力经由第一驱动侧旋转轴13被输入到构成第二行星齿轮机构17的第二太阳齿轮24。被输入到第二太阳齿轮24的动力如以下的（D）所示那样，通过与低速模式状态的情况下的路径（A）同样的路径传递到从动侧旋转轴15。

（D）第一电动马达10→第一驱动侧旋转轴13→第二太阳齿轮24→第二行星齿轮25a、25b→第二齿圈26→从动侧旋转轴15

第二电动马达11的动力通过第二驱动侧旋转轴14被输入到构成第一行星齿轮机构16的第一齿圈22。被输入到第一齿圈22的动力通过下述（E）所示的路径被传递到从动侧旋转轴15。

（E）第二电动马达11→第二驱动侧旋转轴14→第一齿圈22→第二托架23→第二行星齿轮25b→第二齿圈26→从动侧旋转轴15

这样，动力不在第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间传递（动力不在行星齿轮式变速机12内循环），第一及第二电动马达10、11的动力由第二行星齿轮机构17合成，被传递到从动侧旋转轴15。

在这样的高速模式状态下，除了低速模式状态与高速模式状态的切换时以外，第一及第二电动马达10、11的旋转方向及旋转速度相同。其结果是，使构成第一行星齿轮机构16的第一托架19、第一太阳齿轮20与第一齿圈22的自转，以及各自的第一行星齿轮21的公转的旋转方向及旋转速度相同，使这些第一行星齿轮21成为实际上不进行自转（每公转1圈自转1圈，不相对于设置在第一托架19上的行星轴旋转）的状态，成为第一行星齿轮机构16整体呈一体进行旋转的、所谓乘附（日文：のりつけ）状态。同样，构成第二行星齿轮机构17的第二托架23、第二太阳齿轮24与第二齿圈26的自转，以及第二行星齿轮25a、25b的公转的旋转方向及旋转速度相同，使这些第二行星齿轮25a、25b成为实际上不进行自转的状态，第二行星齿轮机构17整体一体地旋转。

在此情况下的第一电动马达10的输出扭矩τin₁、第二电动马达的输出扭矩τin₂、和图3所示的箭头表示的从动侧旋转轴15的旋转扭矩τ_out的关系由下述的（5）式表示。

（数式5）

r_out＝τ_in1+τ_in2---(5)

另外，如上所述，当第一及第二行星齿轮机构16、17在各自乘附状态下进行旋转时的第一及第二电动马达10、11的输出扭矩τin₁、τin₂的关系由下述（6）式表示。

（数式6）

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}2}=(\frac{z_{26}}{z_{24}}-1){\mathrm{\τ}}_{\mathrm{in}1}---\left(6\right)$

在此，把第一及第二行星齿轮机构16、17的行星比u₁、u₂限制在上述范围（2.80≦u₁≦3.20、1.90≦u₂≦2.10），使在低速模式下的稳定运行状态中的第一及第二电动马达10、11的旋转方向彼此成为相反方向，使这些旋转扭矩的大小相同。由此，使低速模式与高速模式之间的段间比（低速模式中的综合变速比／高速模式中的综合变速比）为2或2左右（具体来说，为1.8～2.2左右），该低速模式与高速模式之间的段间比，是作为低速模式状态下从动侧旋转轴15的旋转扭矩的绝对值除以第一及第二电动马达10、11的输出扭矩的绝对值之和得到的值的综合减速比（假定无摩擦损失、传递效率＝100％而计算出）除以在高速模式状态下的综合减速比得到的值。即，普通的电气机动车用电动马达，在输出最大扭矩的状态下的最高旋转速度与电动马达的最高旋转速度之比为1：2左右。另一方面，为了获得与搭载普通的变速机的汽油发动机汽车相同程度的行驶性能，希望在输出最大扭矩的状态下的最高速度和综合的最高速度之比为1：4左右。因此，在使用普通的电气机动车用电动马达的情况下，通过使低速行驶时的减速比与高速行驶时的减速比的关系为2：1左右，从而获得如图5所示的、使实线a的左半部与右半部连续的特性，能使车辆的加速性能及高速性能如图5中的虚线D所示那样，成为接近搭载普通的变速机的汽油发动机汽车的平滑的性能。

而且，行星齿轮式变速机12的从动侧旋转轴15的旋转速度，由经由第一驱动侧旋转轴13被第一电动马达10进行旋转驱动的第二太阳齿轮24的旋转速度，和经由第二驱动侧旋转轴14被第二电动马达11进行旋转驱动的第二托架23的旋转速度决定。因此，可以在从动侧旋转轴15的旋转速度为一定值的状态下，分别对第一及第二电动马达10、11的输出轴的旋转速度及旋转方向进行控制，同时使第一太阳齿轮20与第一齿圈22的角速度相互一致，从图2所示的低速模式状态平滑地切换到图3所示的高速模式状态。同样，也可以从高速模式状态平滑地切换到低速模式状态。

根据上述那样构成的本例的电气机动车用驱动装置，可以使此电气机动车用驱动装置小型且轻量化，因此，可以延长每充电一次的行驶距离，提高电气机动车的便利性。即，行星齿轮式变速机12，能够通过对第一及第二电动马达10、11的输出（旋转方向及旋转速度）进行控制，由单向离合器18切换第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间的动力传递的切断接合状态，由此来选择减速比不同的低速模式与高速模式。在本例的情况下，作为对第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间的动力传递进行限制的离合器，采用作为楔块离合器的单向离合器18，因此，无需设置用来切换离合器的卡合状态的执行器。因此，能使用来切换低速模式与高速模式的结构简单，可以谋求组装了行星齿轮式变速机12的电气机动车用驱动装置的小型化及轻量化。

而且，由于作为变速机构采用行星齿轮式变速机12，因此，可以把动力分散地传递到多个行星齿轮21、25a、25b，与采用基于普通的齿轮机构的变速机构的情形相比较，可以使变速机构小型化。进而，把构成行星齿轮式变速机12的第一及第二行星齿轮机构16、17和第一及第二电动马达10、11相互同心地配置。为此，基于这些部件10、11、16、17的大小、结构，可以把第一及第二行星齿轮机构16、17配置在第一及第二电动马达10、11的内径侧等，能使组装有行星齿轮式变速机12的电气机动车用驱动装置小型化。

进而，在电气机动车进行高速行驶（从动侧旋转轴15的旋转扭矩小、旋转速度快）的高速模式下的运行的状态下，使第一及第二电动马达10、11的旋转方向及旋转速度相同，成为乘附了第一及第二行星齿轮机构16、17的状态。即，在第一行星齿轮机构16中，使动力不经由第一行星齿轮21在第一太阳齿轮20与第一齿圈22之间传递。同样，在第二行星齿轮机构17中，也使动力不经由第二行星齿轮25a、25b在第二太阳齿轮24与第二齿圈26之间传递。为此，在电气机动车的行驶中占有大量时间的高速模式的运行的状态下，可以减小第一及第二行星齿轮机构16、17中因齿轮啮合而造成的能量损失，可提高电气机动车用驱动装置的效率。

而且，通过把第一及第二行星齿轮机构16、17的行星比u₁、u₂限制在上述范围（2.80≦u₁≦3.20、1.90≦u₂≦2.10），对低速模式下的稳定运行状态中的第一及第二电动马达10、11的输出（旋转方向及旋转扭矩的大小）进行调整，从而使低速模式与高速模式之间的段间比（＝低速模式中的综合减速比／高速模式中的综合减速比）为2或2左右。其结果是，在使用第一及第二电动马达10、11的电气机动车用驱动装置中，可以获得与搭载普通的变速机的汽油发动机汽车同等的性能，能改善车辆的加速性能及高速性能。即，在低速模式下的稳定运行状态中的综合减速比（从动侧旋转轴15的旋转扭矩的绝对值／第一及第二电动马达10、11的输出扭矩的绝对值之和）如下述表1。

（表1）

另一方面，由于在高速模式下的运行状态（第一及第二电动马达10、11的旋转方向及旋转速度相同的状态）的综合减速比为1（参照（5）式），所以，可以使上述段间比为2或2左右。另外，此时的第一及第二电动马达10、11的输出扭矩满足（6）式的关系。

而且，由于能够一边分别对第一及第二电动马达10、11的旋转速度及旋转方向进行控制一边平滑地进行减速比不同的低速模式与高速模式的切换，因此，可以降低基于扭矩变动的变速振动，可防止对以驾驶者为首的电气机动车乘员造成的不适感。

“实施方式的第2例”

图4表示本发明的实施方式的第2例。本例的行星齿轮式变速机12a，使设置在第一及第二电动马达10、11的侧的第一行星齿轮机构16a为双级小齿轮式的行星齿轮机构，使以能旋转的方式支撑在第一托架19a上的成对的第一行星齿轮21a、21b相互啮合，而且分别使靠内径侧的多个第一行星齿轮21a与第一太阳齿轮20a啮合、使靠外径侧的多个第一行星齿轮21b与第一齿圈22a啮合。而且，使设置在从动侧旋转轴15的侧的第二行星齿轮机构17a为单级小齿轮式的行星齿轮机构，使以能旋转的方式支撑在第二托架23a上的多个第二行星齿轮25c既与第二太阳齿轮24a啮合也与第二齿圈26a啮合。其它的部分的结构及作用与实施方式的第1例的情形相同，因此对同等部分赋予相同的附图标记，省略重复说明。

“实施例1”

如图2所示，在低速模式下的稳定运行状态中，关于各部的扭矩，表示具体的值的1例。首先，对于第一及第二电动马达10、11的输出扭矩τin₁、τin₂，及第一行星齿轮机构16的第一太阳齿轮20、第一齿圈22的齿数z₂₀、z₂₂、第二行星齿轮机构17的第二太阳齿轮24、第二齿圈26的齿数z₂₄、z₂₆，如下述那样进行限定。

τin₁＝50（N／M）

τin₂＝－50（N／M）

z₂₀＝24

z₂₂＝76

z₂₄＝47

z₂₆＝97

在此，基于（1）式～（4）式，各部的扭矩如下：

τ₁＝99.1（N／M）

τ₂＝49.1（N／M）

τ₃＝－105.4（N／M）

τ_out＝204.5（N／M）

另外，扭矩的附图标记为负（－）时，表示扭矩的方向（旋转方向）相反。

在实施本发明的电气机动车用驱动装置的情况下，也可以在第一及第二电动马达的任何一方或双方与行星齿轮式变速机的驱动侧输入轴之间，设置例如摩擦辊式减速机等减速机。

附图标记说明

1       电动马达

2       变速装置

3、3a   旋转传递装置

4       驱动侧旋转轴

5       从动侧旋转轴

6a、6b  齿轮传递机构

7a、7b  离合器机构

8、8a   差动齿轮

9a～9d  输出轴

10      第一电动马达

11      第二电动马达

12、12a 行星齿轮式变速机

13      第一驱动侧旋转轴

14      第二驱动侧旋转轴

15      从动侧旋转轴

16、16a 第一行星齿轮机构

17、17a 第二行星齿轮机构

18      单向离合器

19、19a 第一托架

20、20a 第一太阳齿轮

21、21a～21b 第一行星齿轮

22、22a      第一齿圈

23、23a      第二托架

24、24a      第二太阳齿轮

25a～25c     第二行星齿轮

26、26a      第二齿圈

27           固定于车身的部分

Claims (8)

1.一种电气机动车用驱动装置，其特征在于，具备：1对电动马达、具有分别由这些电动马达的输出轴驱动旋转的第一及第二驱动侧旋转轴的行星齿轮式变速机，和用来把此行星齿轮式变速机的从动侧旋转轴的旋转传递到左右1对驱动轮的旋转传递装置，

上述行星齿轮式变速机通过把第一及第二驱动侧旋转轴、上述从动侧旋转轴、以在轴向上隔开的状态彼此同心地配置着的第一及第二行星齿轮机构、离合器装置组合而构成，

其中的第一行星齿轮机构具备第一托架、第一太阳齿轮、第一行星齿轮、第一齿圈，是单级小齿轮式的，该第一行星齿轮机构把以能旋转的方式支撑在第一托架上的第一行星齿轮既与第一太阳齿轮啮合也与第一齿圈啮合；第一太阳齿轮在由第一驱动侧旋转轴驱动旋转的状态下被设置在第一驱动侧旋转轴的轴向中间部，而且，第一齿圈被设置成由第二驱动侧旋转轴驱动旋转的状态，

第二行星齿轮机构具备第二托架、第二太阳齿轮、第二及第三行星齿轮、第二齿圈，是双级小齿轮式的，该第二行星齿轮机构使以能旋转的方式支撑在第二托架上的成对的第二及第三行星齿轮相互啮合，而且，分别把其中的靠内径侧的第二行星齿轮与第二太阳齿轮啮合、把靠外径侧的第三行星齿轮与第二齿圈啮合；第二太阳齿轮在由第一驱动侧旋转轴驱动旋转的状态下被设置在第一驱动侧旋转轴的端部，第二托架被设置成与第一齿圈同步旋转，而且被构成为，由第二齿圈驱动从动侧旋转轴旋转，

上述离合器装置用来对阻止第一托架相对于固定于车身的部分旋转的状态和允许第一托架旋转的状态进行切换，

在减速比大的低速模式状态下，通过上述离合器装置阻止第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转，从而，把输入到第一齿圈的动力传递到第一太阳齿轮；在减速比小的高速模式状态下，通过上述离合器装置允许第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转，从而，不把输入到第一齿圈的动力传递到第一太阳齿轮。

2.一种电气机动车用驱动装置，其特征在于，具备：1对电动马达、具有分别由这些电动马达的输出轴驱动旋转的第一及第二驱动侧旋转轴的行星齿轮式变速机，和用来把此行星齿轮式变速机的从动侧旋转轴的旋转传递到左右1对驱动轮的旋转传递装置，

上述行星齿轮式变速机通过把第一及第二驱动侧旋转轴、上述从动侧旋转轴、以在轴向上隔开的状态彼此同心地配置着的第一及第二行星齿轮机构、离合器装置组合而构成，

其中的第一行星齿轮机构具备第一托架、第一太阳齿轮、第一及第二行星齿轮、第一齿圈，是双级小齿轮式的，该第一行星齿轮机构使以能旋转的方式支撑在第一托架的成对的第一及第二行星齿轮相互啮合，而且分别使其中的靠内径侧的第一行星齿轮与第一太阳齿轮啮合、使靠外径侧的第二行星齿轮与第一齿圈啮合；第一太阳齿轮在由第一驱动侧旋转轴驱动旋转的状态下被设置在第一驱动侧旋转轴的轴向中间部，第一齿圈被设置成由第二驱动侧旋转轴驱动旋转的状态，

第二行星齿轮机构具备第二托架、第二太阳齿轮、第三行星齿轮、第二齿圈，是单级小齿轮式的，该第二行星齿轮机构使以能旋转的方式支撑在第二托架上的第三行星齿轮既与第二太阳齿轮啮合也与第二齿圈啮合；第二太阳齿轮在由第一驱动侧旋转轴驱动旋转的状态下被设置在第一驱动侧旋转轴的端部，第二托架被设置成与第一齿圈同步旋转，而且，由第二齿圈驱动上述从动侧旋转轴旋转，

上述离合器装置用来对阻止第一托架相对于固定于车身的部分旋转的状态和允许第一托架旋转的状态进行切换，

在减速比大的低速模式状态下，通过上述离合器装置阻止第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转，从而，把输入到第一齿圈的动力传递到第一太阳齿轮；在减速比小的高速模式状态下，通过上述离合器装置允许第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转，从而，不把输入到第一齿圈的动力传递到第一太阳齿轮。

3.如权利要求1和2中的任意一项所述的电气机动车用驱动装置，其特征在于，上述离合器装置设置在第一托架与上述固定于车身的部分之间，是单向离合器，当第一托架在要使车辆前进的情况下朝上述从动侧旋转轴旋转的方向旋转时，允许第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转，当第一托架在要使车辆前进的情况下趋于朝着与上述从动侧旋转轴旋转的方向相反的方向旋转时，阻止第一托架相对于上述固定于车身的部分旋转。

4.如权利要求3所述的电气机动车用驱动装置，其特征在于，上述单向离合器为楔块离合器。

5.如权利要求1～4中的任意一项所述的电气机动车用驱动装置，其特征在于，当在上述高速模式状态下车辆朝前方行驶时，使第一及第二电动马达的旋转方向及旋转速度相同。

6.如权利要求1～5中的任意一项所述的电气机动车用驱动装置，其特征在于，上述行星齿轮式变速机的作为上述低速模式状态下的综合减速比除以上述高速模式状态下的综合减速比所得到的值的段间比，在1.8～2.2的范围。

7.如从属于权利要求1和5的权利要求6所述的电气机动车用驱动装置，其特征在于，当在上述低速模式状态下车辆朝前方以固定速度行驶时，使第一及第二电动马达的旋转方向彼此成为相反方向，第一及第二电动马达的旋转扭矩的大小可以相同，第一行星齿轮机构的行星比大于等于2.8、小于等于3.2，第二行星齿轮机构的行星比大于等于1.9、小于等于2.1。

8.如从属于权利要求2和5的权利要求6所述的电气机动车用驱动装置，其特征在于，当在上述低速模式状态下车辆朝前方以固定速度行驶时，使第一及第二电动马达的旋转方向彼此成为相反方向，第一及第二电动马达的旋转扭矩的大小可以相同，第一行星齿轮机构的行星比大于等于2.8、小于等于3.2，第二行星齿轮机构的行星比大于等于1.9、小于等于2.1。

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