CN104235337B - 车辆用动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供车辆用动力传递装置，能够分别用适当的油对车辆用动力传递装置的环面变速机构和动力传递用的齿轮进行润滑。将变速箱（11）的内部分隔为收纳环面变速机构（22）的第1室（15）以及收纳第1齿轮（32）和第2齿轮（38）的第2室（16），利用第1油对第1室（15）内的环面变速机构（22）进行润滑，利用第2油对第2室（16）内的第1齿轮（32）和第2齿轮（38）进行润滑，因此，能够单独地管理期望维持比较低的温度且高粘度的第1油的温度、粘度和期望维持比较高的温度且低粘度的第2油的温度、粘度，能够提高环面变速机构（22）的牵引性能，并且，能够降低第1、第2齿轮（32、38）的第2油的搅拌阻力，降低提供第2油的油泵（42、46）的驱动负荷。

Description

车辆用动力传递装置

技术领域

本发明涉及如下的车辆用动力传递装置，该车辆用动力传递装置在变速箱的内部平行地配置有输入轴和输出轴，在通过配置在所述输入轴上的环面变速机构进行变速后，经由配置在所述输入轴上的第1齿轮和配置在所述输出轴上的第2齿轮将发动机的驱动力输出到差动齿轮。

背景技术

通过下述专利文献1和下述专利文献2已知以下技术：在具有内燃机和电动机双方作为行驶用驱动源的混合动力车辆中，在另外的系统具有冷却内燃机的第1冷却水循环通路和冷却电动机的第2冷却水循环通路，一体地构成第1冷却水循环通路和第2冷却水循环通路的散热器（radiator）。

【专利文献1】日本特开平10-266855号公报

【专利文献2】日本特开平10-259721号公报

发明内容

但是，虽然在具有环面变速机构的无级变速器的变速箱的内部收纳有环面变速机构和齿轮、湿式多片离合器等其他的动力传递机构，但是，以往，环面变速机构和其他动力传递机构通过在变速箱内储存的共同的油进行润滑。然而，期望对环面变速机构进行润滑的油是粘度比较高的油，以防止输入盘和输出盘相对于动力辊（Powerroller）滑动，另一方面，期望对齿轮、湿式多片离合器等其他动力传递机构进行润滑的油是粘度比较低的油，以降低其搅拌阻力、油泵的驱动负荷。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，能够分别用适当的油对车辆用动力传递装置的环面变速机构和动力传递用的齿轮进行润滑。

为了达成上述目的，根据技术方案1中所记载的发明，提供一种车辆用动力传递装置，其在变速箱的内部平行地配置有输入轴和输出轴，在通过配置在所述输入轴上的环面变速机构对发动机的驱动力进行变速后，经由配置在所述输入轴上的第1齿轮和配置在所述输出轴上的第2齿轮将所述驱动力输出到差动齿轮，该车辆用动力传递装置的特征在于，将所述变速箱的内部分隔为收纳所述环面变速机构的第1室以及收纳所述第1齿轮和所述第2齿轮的第2室，利用第1油对所述第1室内的所述环面变速机构进行润滑，利用第2油对所述第2室内的所述第1齿轮和所述第2齿轮进行润滑。

此外，根据技术方案2所记载的发明，提供一种车辆用动力传递装置，其特征在于，在技术方案1的构成的基础上，具有能够不经由所述环面变速机构而向所述差动齿轮传递驱动力的电动机，所述发动机被第1冷却介质冷却，所述电动机被第2冷却介质冷却，所述第1油仅与所述第2冷却介质进行热交换，所述第2油与由冷却介质切换机构根据所述发动机和所述电动机的运转状态而选择性地提供的所述第1冷却介质或所述第2冷却介质进行热交换。

此外，根据技术方案3所示记载的发明，提供一种车辆用动力传递装置，其特征在于，在技术方案2的构成的基础上，所述冷却介质切换机构在所述第2冷却介质的温度比所述第1冷却介质的温度高时，使该第2冷却介质与所述第2油进行热交换，在所述第1冷却介质的温度比所述第2冷却介质的温度高时，使该第1冷却介质与所述第2油进行热交换。

另外，实施方式的第1冷却水与本发明的第1冷却介质对应，实施方式的第2冷却水与本发明的第2冷却介质对应。

根据技术方案1的构成，车辆用动力传递装置在变速箱的内部平行地配置有输入轴和输出轴，在通过配置在输入轴上的环面变速机构对发动机的驱动力进行变速后，经由配置在输入轴上的第1齿轮和配置在输出轴上的第2齿轮将该驱动力输出到差动齿轮。将变速箱的内部分隔为收纳环面变速机构的第1室以及收纳第1齿轮和第2齿轮的第2室，利用第1油对第1室内的环面变速机构进行润滑，利用第2油对第2室内的第1齿轮和第2齿轮进行润滑，因此，能够单独地管理期望维持较低温度且高粘度的第1油的温度、粘度和期望维持较高温度且低粘度的第2油的温度、粘度，实现环面变速机构的牵引性能的提高，并且，能够降低第1、第2齿轮的第2油的搅拌阻力、降低提供第2油的油泵的驱动负荷。

此外，根据技术方案2的构成，具有能够不经由环面变速机构而向差动齿轮传递驱动力的电动机，发动机被第1冷却介质冷却，电动机被第2冷却介质冷却。第1油仅与第2冷却介质进行热交换，因此，通过与冷却电动机的较低温度的第2冷却介质的热交换，能够将第1油维持为低温。此外，第2油与由冷却介质切换机构根据发动机和电动机的运转状态选择性地提供的第1冷却介质或第2冷却介质进行热交换，因此，能够使用第1冷却介质或第2冷却介质中的有利的一方来将第2油维持为高温。

此外，根据技术方案3的构成，冷却介质切换机构在第2冷却介质的温度比第1冷却介质的温度高时，使该第2冷却介质与第2油进行热交换，在第1冷却介质的温度比第2冷却介质的温度高时，使该第1冷却介质与第2油进行热交换，因此，能够有效利用第1、第2冷却介质中的更高温的一方的热，最大限度地提高第2油的温度。

附图说明

图1是车辆用动力传递装置的剖视图（图3的1-1线剖视图）。

图2是车辆用动力传递装置的剖视图（图3的2-2线剖视图）。

图3是图1的3方向向视图。

图4是第1、第2冷却水和第1、第2油的热交换系统的回路图。

图5是说明无级变速器的油的热交换的作用的时序图。

标号说明

11：变速箱

15：第1室

16：第2室

18：输入轴

22：环面变速机构

32：第1齿轮

37：输出轴

38：第2齿轮

59：冷却介质切换机构

D：差动齿轮

E：发动机

M：电动机

具体实施方式

下面根据图1～图5来说明本发明的实施方式。

如图1～图3所示，混合动力车辆用的无级变速器T的变速箱11具有第1外壳12、与第1外壳12结合的第2外壳13和与第2外壳13结合的第3外壳14。第1外壳12和第2外壳13分别形成有隔壁12a、13a，在第3外壳14和第2外壳13的隔壁13a之间划分有第1室15，第1外壳12的隔壁12a和第2外壳13的隔壁13a之间划分有第2室16，在第1外壳12的隔壁12a的图中左侧划分有第3室17。

以跨第1外壳12、第2外壳13和第3外壳14的方式支撑有输入轴18，在第3室17内延伸的输入轴18的左端部经由减震器19和发电机20与发动机E的曲轴21连接。

在第1室15内延伸的输入轴18的右端部上设有具有公知的构造的环面变速机构22。单腔式的环面变速机构22具有：大致锥状的输入盘23，其以不能够相对旋转但能够在轴向滑动的方式被支撑于输入轴18；大致锥状的输出盘24，其以能够自由地相对旋转且能够在轴向滑动的方式被支撑于输入轴18而与输入盘23相对；一对曲柄状的枢轴25、25，它们旋转自如地将一端支撑在以夹住输入轴18的方式配置的一对空枢（未图示）上；一对动力辊26、26，它们旋转自如地支撑在枢轴25、25的另一端，与输入盘23和输出盘24抵接；以及液压加载器27，其通过液压将输入盘23向输出盘24侧推压，抑制动力辊26、26的滑动。

输入盘23和输出盘24的相对面由环形曲面构成，当一对空枢沿着空枢轴28、28彼此在相反方向上移动时，一对动力辊26、26绕空枢轴28、28倾转，动力辊26、26相对于输入盘23和输出盘24的抵接点发生变化，由此，输入盘23和输出盘24之间的变速比无级地变化。

在第1室15的内部配置有第1油泵29，使固定设置在输入盘23上的驱动齿轮30与固定设置在泵轴上的从动齿轮31啮合，由此，与输入轴18的旋转联动地驱动第1油泵29。第1油泵29抽取在第1室15的底部所储存的第1油并提供给液压加载器27作为工作油，并且，提供给环面变速机构22作为润滑油。

当通过由第1油泵29产生的液压将一对空枢沿着空枢轴28、28彼此在相反方向上驱动时，动力辊26、26绕空枢轴28、28在一个方向上倾转，与输入盘23的抵接点相对于输入轴18向半径方向外侧移动，与输出盘24的抵接点相对于输入轴18向半径方向内侧移动，因此，输入盘23的旋转增速地被传递到输出盘24，环面变速机构22的变速比连续地减小。

另一方面，当将一对空枢沿着空枢轴28、28在与前述方向相反的方向上驱动时，动力辊26、26绕空枢轴28、28在另一方向上倾转，与输入盘23的抵接点相对于输入轴18向半径方向内侧移动，并且，与输出盘24的抵接点相对于输入轴18向半径方向外侧移动，因此，输入盘23的旋转减速地被传递到输出盘24，环面变速机构22的变速比连续地增大。

在第2室16的内部，第1齿轮32以能够相对旋转自如地方式支撑在输入轴18的外周上，第1齿轮32能够经由湿式多片式的液压离合器33与环面变速机构22的输出盘24结合。驱动齿轮34通过螺母48以不能相对旋转并且不能在轴向移动的方式固定设置在输入轴18上，在驱动齿轮34和第1齿轮32之间配置2个推力轴承35、36。

因此，环面变速机构22的液压加载器27在图1中向左推压输入盘23的负荷通过动力辊26、26→输出盘24→液压离合器33→推力轴承35的路径被传递到固定于第2外壳13的支撑部件13b并被其支撑。此外，环面变速机构22的液压加载器27在图1中向右推压输入轴18的负荷通过螺母48→推力轴承36的路径被传递到所述支撑部件13b并被其支撑。

在第2室16的内部支撑有与输入轴18平行的输出轴37，在输出轴37上固定设置有与第1齿轮32啮合的第2齿轮38、末端驱动齿轮39。此外，在第2室16的内部配置有差动齿轮D，固定设置在其外壳上的末端从动齿轮40与末端驱动齿轮39啮合。

一对车轴41、41从差动齿轮D贯通第1外壳12和第2外壳13而向左右延伸。

此外，在第2室16的内部配置有第2油泵42，使固定设置在输入轴18上的驱动齿轮34与固定设置在泵轴上的从动齿轮43啮合，由此，与输入轴18的旋转联动地驱动第2油泵42。第2油泵42抽取在第2室16的底部储存的第2油并提供给液压离合器33作为工作油，并且提供给第1齿轮32、第2齿轮38、差动齿轮D、液压离合器33等作为润滑油。

在第2外壳13的右侧面上支撑有电动机M，在向第2室16内突出的电动机轴44上固定设置的电动机输出齿轮45与在输出轴37上固定设置的第2齿轮38啮合。此外，在第2室16的内部配置有第3油泵46，在其泵轴上固定设置的从动齿轮47与末端从动齿轮40啮合。

接着，根据图4来说明第1、第2冷却水和第1、第2油的热交换系统的回路图。

发动机E的冷却系统由以下部分构成：由发动机E驱动的第1冷却水泵51；第1散热器52，其通过空气来冷却与发动机E进行热交换而温度上升的第1冷却水；以及恒温器53，其在发动机E未完成暖机时暂时阻止第1冷却水的循环。

电动机M的冷却系统由以下部分构成：由电动机M驱动的第2冷却水泵54；第2散热器55，其通过空气冷却与电动机M进行热交换而温度上升的第2冷却水；第2热交换器56，其与收纳环面变速机构22的第1室15的第1油之间进行热交换。第2冷却水除了冷却电动机M以外，还对将未图示的电池的直流电流转换为三相交流电流的PDU（功率驱动单元）57进行冷却。

此外，通过第1热交换器58来冷却对无级变速器T的环面变速机构22以外的部分、即收纳在第2室16中的第1齿轮32、第2齿轮38、差动齿轮D、液压离合器33等动力传递机构进行润滑的第2油。通过冷却介质切换机构59切换在第1热交换器58中与第2油进行热交换的冷却介质。即，冷却介质切换机构59将冷却发动机E的第1冷却水和冷却电动机M等的第2冷却水中的一方提供给第1热交换器58。

接着，对具有上述结构的本发明的实施方式的作用进行说明。

本实施方式的车辆具有发动机E和电动机M作为行驶用驱动源，因此，在电池的剩余容量足够的情况下，不使用发动机E而通过电动机M的驱动力进行行驶。即，当在解除液压离合器33的接合的状态下驱动电动机M时，该驱动力通过电动机输出齿轮45→第2齿轮38→末端驱动齿轮39→末端从动齿轮40→差动齿轮D的路径传递到车轴41、41，车辆根据电动机M的旋转方向进行前进行驶或后退行驶。

电池的剩余容量为规定值以下时，从基于电动机M的行驶切换成基于发动机E的行驶。即，在将液压离合器33接合的状态下驱动发动机E时，该驱动力通过输入轴18→环面变速机构22→液压离合器33→第1齿轮32→第2齿轮38→末端驱动齿轮39→末端从动齿轮40→差动齿轮D的路径传递到车轴41、41，车辆通过发动机E的驱动力进行前进行驶。此时，通过驱动环面变速机构22的空枢而变更动力辊26、26的倾转角，能够任意地变更其变速比。

此外，能够在车辆起步时驱动电动机M，或者在爬坡行驶时驱动发动机E和电动机M双方，此时，通过发动机E将电动机M作为发电机进行驱动，由此得到驱动电动机M的电力。

此外，对第1室15内的环面变速机构22进行润滑的第1油需要比较高的粘度，以确保输入盘23和输出盘24与动力辊26、26之间的抵接部的摩擦力，由此，需要将第1油的温度维持得比较低。另一方面，期望对第2室16内的第1齿轮32、第2齿轮38、差动齿轮D、液压离合器33等进行润滑的第2油的粘度低，以降低其搅拌阻力，由此，需要将第2油的温度维持得比较高。

假如在共用第1室15的第1油和第2室的第2油的情况下，则无法满足上述的两个要求，但是，根据本实施方式，将变速箱11的内部划分为保持第1油的第1室15和保持第2油的第2室16，由此，能够单独管理第1油和第2油的温度、粘度。

以下，参照图5的时序图来说明第1油和第2油的温度管理的作用。

图5的时序图中的模式1是当电池的剩余容量足够时不使用发动机E而仅通过电动机M的驱动力进行行驶的EV行驶模式，模式2和模式3是HEV行驶模式，即当电池的剩余容量由于EV行驶模式而减少时，基本上通过发动机E的驱动力进行行驶并辅助地使用电动机M的驱动力，并且通过发动机E的驱动力使电动机M作为发电机工作而对电池进行充电。此外，HEV行驶模式中的模式2是第1冷却水（发动机E的冷却水）的温度低时的模式，HEV行驶模式中的模式3是第1冷却水的温度高时的模式。

在模式1中，停止发动机E并驱动电动机M，由此，电动机M的驱动力通过电动机输出齿轮45→第2齿轮38→末端驱动齿轮39→末端从动齿轮40→差动齿轮D的路径传递到车轴41、41，因此，通过末端从动齿轮40使经由从动齿轮47而连接的第3油泵46工作，将第2室16的第2油提供给第1热交换器58。此时，由于液压离合器33的接合解除，因此，即使与第2齿轮38啮合的第1齿轮32旋转，第1齿轮32的旋转也不传递到环面变速机构22和输入轴18，第1油泵29和第2油泵42停止。由于第1油泵29停止，因此不会将第1油提供给第2热交换器56。

在该模式1中，冷却介质切换机构59将第2冷却水（电动机M、PDU57的冷却水）提供给第1热交换器58，与第2室16的第2油之间进行热交换。期望对第1齿轮32、第2齿轮38进行润滑的第2油的温度比较高，以降低其粘度从而降低搅拌阻力和第3油泵46的驱动负荷，通过使第2油与对电动机M、PDU57进行冷却而温度上升的第2冷却水进行热交换，能够迅速升高第2油的温度。

此时，由于发动机E已经停止，因此，作为发动机E的冷却水的第1冷却水的温度比第2冷却水低，如果在第1冷却水和第2油之间进行热交换，则难以迅速升高第2油的温度。

当电池的剩余容量为规定值以下时转移到HEV模式，基本上通过发动机E的驱动力进行行驶并辅助地使用电动机M的驱动力，并且通过发动机E的驱动力进行发电而对电池进行充电。HEV模式中的模式2是刚刚开始发动机E的运转后的模式，由于第1冷却水的温度还未充分上升，因此与模式1同样地，在第2油与第2冷却水之间进行热交换。此外，HEV模式中的模式3是第1冷却水的温度超过了第2冷却水的温度时的模式，冷却介质切换机构59将高温的第1冷却水提供给第1热交换器58来取代低温的第2冷却水，与第2室16的第2油之间进行热交换，由此，能够进一步使第2油升温，使粘度更低。

此外，在HEV模式中，由于驱动发动机E，因此，与输入轴18的旋转联动的第1油泵29和第2油泵42进行工作。第2油泵42与第3油泵46协作将第2室16的第2油提供给第1热交换器58。此外，第1油泵29将第1室15的第1油提供给第2热交换器56。

期望对环面变速机构22进行润滑的第1油是比较低的温度且是高粘度，以防止输入盘23、输出盘24以及动力辊26、26之间的滑动，在环面变速机构22进行工作的HEV模式的整个期间内，使第1油与温度较低的第2冷却水进行热交换，由此，能够将第1油的温度抑制得较低。

在HEV模式下的行驶过程中，通过发动机E的驱动力使电动机M作为发电机工作从而对电池进行充电，在电池的剩余容量恢复后，发动机E的使用频度减少、电动机M的使用频度增加，因此，第1冷却水的温度逐渐降低，第2冷却水的温度逐渐上升。其结果是，在第2冷却水的温度超过第1冷却水的温度后，从模式3再次转移到模式2，使第2油与高温的第2冷却水进行热交换，由此，能够将第2油的温度维持得较高。

在电池的剩余容量进一步恢复后，再次转移到EV模式（模式1），发动机E停止并仅通过电动机M的驱动力进行行驶。在该模式1中，由于第1冷却水的温度比第2冷却水的温度低，因此，第2油与更高温的第2冷却水之间进行热交换。

如以上那样，将变速箱11的内部分隔为收纳环面变速机构22的第1室15和收纳第1齿轮32、第2齿轮38、差动齿轮D、液压离合器33等的第2室16，通过第1油对第1室15内的环面变速机构22进行润滑，通过第2油对第2室16内的第1齿轮32、第2齿轮38、差动齿轮D、液压离合器33等进行润滑，因此，能够单独地管理期望维持比较低的温度且高粘度的第1油的温度、粘度和期望维持比较高的温度且低粘度的第2油的温度、粘度，能够提高环面变速机构22的牵引性能，并且，能够降低第1、第2齿轮32、38的第2油的搅拌阻力，并降低提供第2油的第2、第3油泵42、46的驱动负荷。

此外，期望维持低温的第1油仅与比较低温的第2冷却水进行热交换，因此，能够将第1油的温度抑制得较低从而确保环面变速机构22的牵引性能。而且，期望维持比较高的温度的第2油与第1冷却水和第2冷却水中的任意一方的高温的冷却水进行热交换，因此，能够使第2油的温度最大限度地升高，从而降低粘度，能够降低搅拌阻力并降低提供第2油的第2、第3油泵42、46的驱动负荷。

以上说明了本发明的实施方式，但是，本发明能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种设计变更。

例如，实施方式的环面变速机构22是单腔式，但是也可以是双腔式。

Claims (2)

1.一种车辆用动力传递装置，其在变速箱(11)的内部平行地配置有输入轴(18)和输出轴(37)，在通过配置在所述输入轴(18)上的环面变速机构(22)对发动机(E)的驱动力进行变速后，经由配置在所述输入轴(18)上的第1齿轮(32)和配置在所述输出轴(37)上的第2齿轮(38)将所述驱动力输出到差动齿轮(D)，该车辆用动力传递装置的特征在于，

将所述变速箱(11)的内部分隔为收纳所述环面变速机构(22)的第1室(15)以及收纳所述第1齿轮(32)和所述第2齿轮(38)的第2室(16)，利用第1油对所述第1室(15)内的所述环面变速机构(22)进行润滑，利用第2油对所述第2室(16)内的所述第1齿轮(32)和所述第2齿轮(38)进行润滑，

该车辆用动力传递装置具有能够不经由所述环面变速机构(22)而向所述差动齿轮(D)传递驱动力的电动机(M)，所述发动机(E)被第1冷却介质冷却，所述电动机(M)被第2冷却介质冷却，

所述第1油仅与所述第2冷却介质进行热交换，

所述第2油与由冷却介质切换机构(59)根据所述发动机(E)和所述电动机(M)的运转状态而选择性地提供的所述第1冷却介质或所述第2冷却介质进行热交换。

2.根据权利要求1所述的车辆用动力传递装置，其特征在于，

所述冷却介质切换机构(59)在所述第2冷却介质的温度比所述第1冷却介质的温度高时，使该第2冷却介质与所述第2油进行热交换，在所述第1冷却介质的温度比所述第2冷却介质的温度高时，使该第1冷却介质与所述第2油进行热交换。