CN109844367A - 车辆用驱动装置 - Google Patents

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CN109844367A
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CN
China
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gear
driving
input
electric machine
ratio
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CN201780063298.2A
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糟谷悟
加藤博
铃木准
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Aisin AW Co Ltd
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Aisin AW Co Ltd
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    • B60K6/48Parallel type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K6/547Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4816Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4825Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4833Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
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Abstract

旋转电机(3)的输出旋转部件(3a)与输入齿轮机构(10)驱动连结。输入齿轮机构(10)及变速机构(41)分开配置于相互平行的两个轴(A1、A2)。变速机构(41)为行星齿轮式,配置在比与输入齿轮机构(10)啮合的被驱动齿轮(21)靠轴向第一侧(L1)。旋转电机(3)的至少一部分配置于沿旋转电机(3)的径向观察时与变速机构(41)重复的位置,旋转电机(3)配置在比输入齿轮机构(10)靠轴向第一侧(L1),并配置为沿轴向(L)观察时与输入齿轮机构(10)或者同输入齿轮机构(10)一体旋转的部件(53)重复。

Description

车辆用驱动装置
本发明涉及具备与内燃机驱动连结的输入部件、与车轮驱动连结的输出部件、旋转电机、以及自动变速器的车辆用驱动装置。
背景技术
用于驱动具备内燃机及旋转电机双方作为车轮的驱动力源的车辆的车辆用驱动装置的一个例子在德国专利申请公开第102012019971号说明书中有所记载。如专利文献1的图1所示,专利文献1的车辆用驱动装置所具备的变速器(18)具备:与内燃机(12)同轴配置的输入轴(26);和均与输入轴(26)平行配置的第一输出轴(28)及第二输出轴(30)。在第一输出轴(28)及第二输出轴(30)分别设置有与配置于输入轴(26)的齿轮啮合的齿轮、和与差动装置(20)的环形齿轮(38)啮合的齿轮。而且,该车辆用驱动装置所具备的旋转电机(40)与输入轴(26)、第一输出轴(28)、以及第二输出轴(30)配置于不同轴,并使用连结装置(50)与变速器(18)连结。
然而,若考虑车辆用驱动装置的车载性,优选将装置整体尽量小型化。但是,根据专利文献1的图4~图8所示的车辆用驱动装置的各部件在轴向观察下的配置关系可知,在专利文献1所记载的旋转电机的配置结构中,车辆用驱动装置易在与轴向正交的方向上大型化。
专利文献1:德国专利申请公开第102012019971号说明书
因此,希望实现能够抑制因具备旋转电机引起的装置的大型化的车辆用驱动装置。
发明内容
鉴于上述内容的车辆用驱动装置具备与内燃机驱动连结的输入部件、与车轮驱动连结的输出部件、旋转电机、以及自动变速器,车辆用驱动装置的特征结构在于,上述自动变速器具备:输入齿轮机构,其传递上述输入部件的旋转驱动力;被驱动齿轮,其与上述输入齿轮机构啮合;以及变速机构,其对上述被驱动齿轮的旋转进行变速并向上述输出部件传递,上述旋转电机的输出旋转部件与上述输入齿轮机构驱动连结,上述输入齿轮机构及上述变速机构分开配置于相互平行的两个轴,上述变速机构为行星齿轮式,且配置在比上述被驱动齿轮靠轴向的一侧亦即轴向第一侧,上述旋转电机的至少一部分配置于沿上述旋转电机的径向观察时与上述变速机构重复的位置,上述旋转电机配置在比上述输入齿轮机构靠上述轴向第一侧,且配置为沿上述轴方向观察时与上述输入齿轮机构或者同上述输入齿轮机构一体旋转的部件重复。
根据上述的特征结构,旋转电机的至少一部分配置于沿旋转电机的径向观察时与变速机构重复的位置,并且旋转电机配置在比输入齿轮机构靠轴向第一侧,且配置为沿轴向观察时与输入齿轮机构或者同输入齿轮机构一体旋转的部件重复,因此能够在轴向及与轴向正交的方向双方,抑制因配置旋转电机引起的装置整体的尺寸的扩大,而实现装置整体的小型化。
若进行补充说明,根据上述的特征结构,在比被驱动齿轮靠轴向第一侧配置的变速机构为行星齿轮式的变速机构。由此,能够为在比被驱动齿轮靠轴向第一侧,在配置输入齿轮机构的轴与配置变速机构的轴之间不配置用于进行动力的传递的部件的结构。其结果为,能够在比输入齿轮机构靠轴向第一侧且是沿轴向观察时与输入齿轮机构或者同输入齿轮机构一体旋转的部件重复的区域,确保用于以沿旋转电机的径向观察时与变速机构重复的方式配置旋转电机的至少一部分的空间。即,为了将装置整体的与轴向正交的方向的尺寸抑制得较短,即使在沿轴向观察时以与输入齿轮机构或者同输入齿轮机构一体旋转的部件重复的方式配置旋转电机的情况下,也能够在沿旋转电机的径向观察时与变速机构重复的位置配置旋转电机的至少一部分,而实现装置整体在轴向的长度的缩短。
如以上那样,根据上述的特征结构,能够实现可以抑制因具备旋转电机引起的装置的大型化的车辆用驱动装置。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的车辆用驱动装置的一个例子的示意图。
图2是第一实施方式所涉及的车辆用驱动装置的各部件在轴向观察下的配置关系的一个例子的图。
图3是第一实施方式所涉及的自动变速器的速度线图。
图4是第一实施方式所涉及的自动变速器的工作表。
图5是第一实施方式所涉及的车辆用驱动装置的另一例子的示意图。
图6是第二实施方式所涉及的车辆用驱动装置的示意图。
图7是第三实施方式所涉及的车辆用驱动装置的示意图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
参照附图对车辆用驱动装置的第一实施方式进行说明。在第一实施方式中,共用驱动齿轮13相当于“驱动齿轮”,输入轴90相当于“输入部件”。
在本说明书中,“驱动连结”是指两个旋转构件连结为能够传递驱动力的状态。在该概念中,包括两个旋转构件以一体旋转的方式连结的状态、两个旋转构件连结为能够经由一个以上的传动部件传递驱动力的状态。在这样的传动部件中,包括同速或变速传递旋转的各种部件(轴、齿轮机构、带、链等),可以包括选择性地传递旋转以及驱动力的接合装置(摩擦接合装置、啮合式接合装置等)。不过,关于使用行星齿轮机构、差动齿轮机构、或者使用行星齿轮机构或差动齿轮机构而构成的机构(后述的第一变速机构41、第二变速机构42等)的各旋转构件,在称为“驱动连结”的情况下,是指该机构具备的三个以上的旋转构件相互不经由其他旋转构件而驱动连结的状态。
另外,在本说明书中,“旋转电机”作为电动机(motor)、发电机(generator)、以及根据需要实现电动机以及发电机双方的功能的电动机发电机均包括在内的概念而使用。另外,在本说明书中,关于两个部件的配置,“沿某一方向观察时重复”是指在使与该视线方向平行的假想直线沿着与该假想直线正交的各个方向移动的情况下,该假想直线与两个部件双方交叉的区域至少存在于一部分。例如,“沿径向观察时重复”是指该假想直线与两个部件双方交叉的区域存在于周向的至少一部分的区域。
在以下的说明中,除特别标明的情况以外,“轴向L”、“径向R”以及“周向”以配置有输入齿轮机构10的第一轴A1为基准(即,以输入齿轮机构10为基准)进行定义(参照图1、图2)。而且,将轴向L的一侧设为“轴向第一侧L1”,将轴向L的另一侧(与轴向第一侧L1相反的一侧)设为“轴向第二侧L2”。如图1所示,轴向第一侧L1是轴向L中的相对于输入齿轮机构10配置有第一变速机构41、第二变速机构42的一侧。另外,如图1所示,在本实施方式中,轴向第二侧L2是轴向L中的相对于输入齿轮机构10配置有内燃机2的一侧。以下的说明中的关于各部件的方向表示将它们组装于车辆用驱动装置1的状态下的方向。另外,与各部件的方向、位置等相关的用语是包括具有因制造上可允许的误差引起的差异的状态在内的概念。
如图1所示,车辆用驱动装置1是用于驱动具备内燃机2及旋转电机3双方作为车轮9的驱动力源的车辆(混合动力车辆)的驱动装置(混合动力车辆用驱动装置)。车辆用驱动装置1使内燃机2及旋转电机3中的至少一方的扭矩向车轮9传递来使车辆行驶。本实施方式的车辆用驱动装置1构成为FF(Front Engine Front Drive:前置发动机前轮驱动)车辆用的驱动装置。此外,在图1中,将内燃机2记为ENG(Engine),将旋转电机3记为M/G(Motor/Generator)。
如图1所示,车辆用驱动装置1具备:与内燃机2驱动连结的输入轴90、与车轮9驱动连结的输出部件91、以及自动变速器4。在本实施方式中,车辆用驱动装置1还具备旋转电机3、差动齿轮装置7以及壳体6。在壳体6中至少收纳有自动变速器4。在本实施方式中,在壳体6中除自动变速器4以外,还收纳有旋转电机3及差动齿轮装置7。
内燃机2是通过发动机内部的燃料的燃烧而被驱动并取出动力的原动机(例如汽油发动机、柴油发动机等)。输入轴90与内燃机2的输出轴(曲轴等)驱动连结。输入轴90与内燃机2的输出轴以一体旋转的方式连结,或经由减震器等其他部件与内燃机2的输出轴驱动连结。
差动齿轮装置7将从自动变速器4侧输入至差动输入齿轮7a的旋转及扭矩分配并传递给左右两个输出轴8(即左右两个车轮9)。这里,输出轴8是连结差动齿轮装置7与车轮9的轴(驱动轴)。输入轴90的旋转驱动力被输入至自动变速器4(后述的输入齿轮机构10),通过自动变速器4变速后的输入轴90的旋转驱动力被输出至输出部件91。进而,从自动变速器4侧输入至输出部件91的旋转驱动力被输入至差动齿轮装置7。在本实施方式中,差动输入齿轮7a作为输出部件91而使用(作为输出部件91发挥功能),通过自动变速器4变速后的输入轴90的旋转驱动力被直接输入至差动齿轮装置7(差动输入齿轮7a)。
旋转电机3作为车轮9的驱动力源而使用。旋转电机3的输出旋转部件3a与后述的输入齿轮机构10驱动连结。在本实施方式中,输出旋转部件3a是用于输出旋转电机3的扭矩的输出齿轮(具体而言,是外齿的齿轮)。虽然省略图示,但旋转电机3具备:固定于壳体6的定子、和相对于定子被支承为自由旋转的转子。在旋转电机3的转子中,输出旋转部件3a以一体旋转的方式被连结。旋转电机3与电池、电容器等蓄电装置(未图示)电连接,从蓄电装置接受电力的供给而运转,或者通过内燃机2的扭矩、车辆的惯性力将发电产生的电力供给至蓄电装置来蓄电。
如图1所示,自动变速器4具备输入齿轮机构10、第一被驱动齿轮21以及第一变速机构41。自动变速器4还具备第二被驱动齿轮22、第二变速机构42、第一接合装置51以及第二接合装置52。如后述那样,在本实施方式中,输入齿轮机构10具备共用驱动齿轮13。如图1及图2所示,输入齿轮机构10及第一变速机构41分开配置于相互平行的两个轴(第一轴A1及第二轴A2)。第二变速机构42配置于与输入齿轮机构10及第一变速机构41不同的轴(第三轴A3)。即,输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)、第一变速机构41以及第二变速机构42分开配置于相互平行的三个轴(第一轴A1、第二轴A2以及第三轴A3)。此外,图2示出车辆用驱动装置1的各部件在轴向L观察下的配置关系,对于各齿轮用单点划线示出基准节圆,对于旋转电机3用实线示出外径(在旋转电机3为内转子型的情况下,为定子的外周面)。在本实施方式中,输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)、第一变速机构41、第二变速机构42、差动齿轮装置7以及旋转电机3分开配置于相互平行的五个轴(第一轴A1、第二轴A2、第三轴A3、第四轴A4以及第五轴A5)。具体而言,输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)配置在第一轴A1上,第一变速机构41配置在第二轴A2上,第二变速机构42配置在第三轴A3上,差动齿轮装置7配置在第四轴A4上,旋转电机3配置在第五轴A5上。像这样,在本实施方式中,旋转电机3配置在与输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)不同的轴上。如图2所示,在本实施方式中,沿轴向L观察,相对于将第二轴A2(第一变速机构41的中心轴)与第三轴A3(第二变速机构42的中心轴)连结的线段X(假想直线)在一侧配置有第四轴A4(差动齿轮装置7或输出部件91的中心轴),相对于该线段X在另一侧配置有第一轴A1(输入齿轮机构10或输入轴90的中心轴)和第五轴A5(旋转电机3的中心轴)。即,相对于包括第二轴A2及第三轴A3双方在内的平面在与第四轴A4相反的一侧配置有第一轴A1及第五轴A5。另外,在本实施方式中,沿轴向L观察时,相对于将第四轴A4与第五轴A5连结的线段Y(假想直线)在一侧配置有第二轴A2,相对于该线段Y在另一侧配置有第三轴A3。即,相对于包括第四轴A4及第五轴A5双方的平面在与第二轴A2相反的一侧配置有第三轴A3。
在本实施方式中,第一被驱动齿轮21配置在第二轴A2上(即,与第一变速机构41同轴),第二被驱动齿轮22配置在第三轴A3上(即,与第二变速机构42同轴)。在本实施方式中,第二被驱动齿轮22配置于沿第一被驱动齿轮21的径向观察时与第一被驱动齿轮21重复的位置。这里,第一被驱动齿轮21与第二被驱动齿轮22配置于轴向L的相同位置。另外,在本实施方式中,第一接合装置51配置在第二轴A2上(即,与第一变速机构41同轴),第二接合装置52配置在第三轴A3上(即,与第二变速机构42同轴)。第一接合装置51在轴向第一侧L1与第一被驱动齿轮21相邻地配置,第二接合装置52在轴向第一侧L1与第二被驱动齿轮22相邻地配置。在本实施方式中,第二接合装置52配置于沿第一接合装置51的径向观察时与第一接合装置51重复的位置。这里,第一接合装置51与第二接合装置52配置于轴向L的相同位置。在本实施方式中,第一变速机构41经由第一接合装置51与第一被驱动齿轮21驱动连结,并在轴向第一侧L1与第一接合装置51相邻地配置。另外,第二变速机构42经由第二接合装置52与第二被驱动齿轮22驱动连结,并轴向第一侧L1与第二接合装置52相邻地配置。如上述那样,通过配置第一接合装置51及第二接合装置52,能够对齐第一变速机构41及第二变速机构42各自的轴向第二侧L2的端部的轴向L的位置,其结果为,易提高第一变速机构41与第二变速机构42的轴向L的配置区域的重复程度。
在输入齿轮机构10中,传递输入轴90的旋转驱动力。即,输入齿轮机构10与输入轴90驱动连结。在本实施方式中,输入齿轮机构10具备与第一被驱动齿轮21及第二被驱动齿轮22双方啮合的共用驱动齿轮13,在共用驱动齿轮13传递输入轴90的旋转驱动力。在本实施方式中,共用驱动齿轮13为外齿的齿轮。如图1所示,在本实施方式中,车辆用驱动装置1具备将输入轴90与输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)连结或者解除连结的第三接合装置53。第三接合装置53设置于输入轴90与输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)之间的动力传递路径。在本实施方式中,第三接合装置53在比共用驱动齿轮13靠轴向第二侧L2与共用驱动齿轮13同轴地配置。
旋转电机3的输出旋转部件3a不经由第三接合装置53地与共用驱动齿轮13驱动连结。另外,旋转电机的输出旋转部件3a不经由第一接合装置51及第二接合装置52地与共用驱动齿轮13驱动连结。在本实施方式中,将输入齿轮机构10所具备的齿轮且是与第一被驱动齿轮21及第二被驱动齿轮22中的至少一方啮合的齿轮作为驱动齿轮(在本实施方式中,为共用驱动齿轮13),旋转电机3的输出旋转部件3a与驱动齿轮(共用驱动齿轮13)啮合,或者与驱动齿轮(共用驱动齿轮13)以一体旋转的方式连结。在图1及图2所示的例子中,旋转电机3的输出旋转部件3a与共用驱动齿轮13啮合。旋转电机3的输出旋转部件3a在周向上与第一被驱动齿轮21不同的位置与输入齿轮机构10(这里为共用驱动齿轮13)啮合。在本实施方式中,旋转电机3的输出旋转部件3a在周向上与第一被驱动齿轮21及第二被驱动齿轮22不同的位置与输入齿轮机构10(这里为共用驱动齿轮13)啮合。像这样,旋转电机3的输出旋转部件3a与输入轴90和输出部件91之间的动力传递路径中的、配置在比第一变速机构41及第二变速机构42靠输入轴90侧的部件(在本实施方式中为共用驱动齿轮13)连结。
第三接合装置53在仅使内燃机2的扭矩传递至车轮9而使车辆行驶的内燃机行驶模式的执行时、使内燃机2及旋转电机3双方的扭矩传递至车轮9而使车辆行驶的混合动力行驶模式的执行时,控制为接合的状态,在仅使旋转电机3的扭矩传递至车轮9而使车辆行驶的电动行驶模式的执行时,控制为释放的状态。即,第三接合装置53为了在电动行驶模式的执行时将内燃机2从车轮9切断而设置,通过在电动行驶模式的执行时将内燃机2从车轮9切断,抑制了因内燃机2的拖曳损失引起的能量损失。
第一被驱动齿轮21是与输入齿轮机构10啮合的齿轮。在本实施方式中,第一被驱动齿轮21与输入齿轮机构10所具备的共用驱动齿轮13啮合。在本实施方式中,第一被驱动齿轮21为外齿的齿轮。第二被驱动齿轮22是与输入齿轮机构10啮合的齿轮。在本实施方式中,第二被驱动齿轮22与输入齿轮机构10所具备的共用驱动齿轮13啮合。如图2所示,第一被驱动齿轮21与第二被驱动齿轮22在周向的互不相同的位置与共用驱动齿轮13啮合。在本实施方式中,第二被驱动齿轮22为外齿的齿轮。
第一变速机构41是对第一被驱动齿轮21的旋转进行变速并向输出部件91传递的变速机构。自动变速器4作为用于将通过第一变速机构41变速后的第一被驱动齿轮21的旋转向输出部件91传递的齿轮,具备与输出部件91(在本实施方式中为差动输入齿轮7a)啮合的第一输出齿轮31。在本实施方式中,第一输出齿轮31为外齿的齿轮。第一变速机构41对第一被驱动齿轮21的旋转进行变速并向第一输出齿轮31传递。第二变速机构42是对第二被驱动齿轮22的旋转进行变速并向输出部件91传递的变速机构。自动变速器4作为用于将通过第二变速机构42变速后的第二被驱动齿轮22的旋转向输出部件91传递的齿轮,具备与输出部件91(在本实施方式中为差动输入齿轮7a)啮合的第二输出齿轮32。第一输出齿轮31与第二输出齿轮32在以输出部件91为基准的周向(以第四轴A4为基准的周向)的互不相同的位置与输出部件91啮合。像这样,第一输出齿轮31及第二输出齿轮32双方与作为输出部件91的一个齿轮的差动输入齿轮7a啮合。在本实施方式中,第二输出齿轮32为外齿的齿轮。第二变速机构42对第二被驱动齿轮22的旋转进行变速并向第二输出齿轮32传递。如图1所示,在本实施方式中,第一输出齿轮31配置在第二轴A2上(即,与第一变速机构41同轴),第二输出齿轮32配置在第三轴A3上(即,与第二变速机构42同轴)。在本实施方式中,第一输出齿轮31形成为比第一被驱动齿轮21小径。另外,在本实施方式中,第二输出齿轮32形成为比第二被驱动齿轮22小径。
第一接合装置51是将输入轴90与第一变速机构41连结或者解除连结的接合装置。另外,第二接合装置52是将输入轴90与第二变速机构42连结或者解除连结的接合装置。第一接合装置51及第二接合装置52是用于切换第一变速机构41与第二变速机构42的接合装置。具体而言,第一接合装置51及第二接合装置52是用于将对输入轴90的旋转进行变速并向输出部件91传递的变速机构在第一变速机构41与第二变速机构42之间切换的接合装置。通过仅将第一接合装置51及第二接合装置52中的第一接合装置51接合,用于对输入轴90的旋转进行变速的变速机构被切换为第一变速机构41,通过仅将第一接合装置51及第二接合装置52中的第二接合装置52接合,用于对输入轴90的旋转进行变速的变速机构被切换为第二变速机构42。
在本实施方式中,如上述那样,输入齿轮机构10具备与第一被驱动齿轮21及第二被驱动齿轮22双方啮合的共用驱动齿轮13。因此,第一接合装置51及第二接合装置52设置于共用驱动齿轮13与变速机构(41、42)之间的动力传递路径。具体而言,第一接合装置51设置于第一被驱动齿轮21与第一变速机构41(在本实施方式中,为后述的第一太阳轮S1)之间的动力传递路径,将第一被驱动齿轮21与第一变速机构41连结或者解除连结。另外,第二接合装置52设置于第二被驱动齿轮22与第二变速机构42(在本实施方式中,为后述的第二太阳轮S2)之间的动力传递路径,将第二被驱动齿轮22与第二变速机构42连结或者解除连结。
然而,若考虑车辆用驱动装置1的车载性,优选装置整体尽量小型化。例如像FF车辆用的驱动装置那样,在车辆的宽度方向上与内燃机2相邻地配置的车辆用驱动装置中,特别优选沿轴向L小型化。关于这一点,本实施方式所涉及的车辆用驱动装置1虽然具备包括两个变速机构(41、42)及用于切换该两个变速机构(41、42)的两个接合装置(51,52)的自动变速器4、和旋转电机3双方,但能够抑制装置的大型化。以下,关于这一点进行说明。
如图1所示,第一变速机构41为行星齿轮式,配置在比第一被驱动齿轮21靠轴向第一侧L1。另外,第二变速机构42为行星齿轮式,配置在比第二被驱动齿轮22靠轴向第一侧L1。这里,行星齿轮式的变速机构是指使用单个或者多个行星齿轮机构而构成的变速机构,且是通过离合器或者制动器控制各行星齿轮机构的差动状态而变更变速比的变速机构。第一变速机构41及第二变速机构42不具有平行轴齿轮式的动力传递机构。这里,平行轴齿轮式的动力传递机构是相互平行配置的多个轴(位置被固定的轴)之间的动力的传递通过配置于各轴的齿轮彼此的啮合而进行的机构。即,由行星齿轮式的变速机构构成的第一变速机构41及第二变速机构42具备接合装置和行星齿轮机构。进而,由行星齿轮式的变速机构构成的第一变速机构41及第二变速机构42通过接合装置的抓换(接合装置的接合的状态的转换),仅利用行星齿轮机构形成(或者变更)变速比。在本实施方式中,第一被驱动齿轮21与第二被驱动齿轮22配置于轴向L的相互相同的位置。另外,在本实施方式中,第一变速机构41及第二变速机构42以轴向L的配置区域相互重复的方式配置。即,第二变速机构42配置于沿第一变速机构41的径向观察时与第一变速机构41重复的位置。另外,在本实施方式中,第一变速机构41及第二变速机构42以沿轴向L观察时相互不重复的方式配置。
旋转电机3配置在比输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)靠轴向第一侧L1,且配置为沿轴向L观察时与输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)重复、或者同输入齿轮机构10一体旋转的部件重复。在与输入齿轮机构10一体旋转的部件中,包括与输入齿轮机构10同轴地(这里为在第一轴A1上)配置的部件、且是与输入齿轮机构10始终一体旋转的部件。在本实施方式中,第三接合装置53(具体而言,第三接合装置53的输出侧接合部件)相当于这样的部件。在与输入齿轮机构10一体旋转的部件中,也能够包括与输入齿轮机构10同轴地配置的部件、且是在与输入齿轮机构10的连结状态被维持的状态下与输入齿轮机构10一体旋转的部件。在本实施方式中,在第三接合装置53的直接连结状态下与输入齿轮机构10一体旋转的第三接合装置53的输入侧接合部件、输入轴90相当于这样的部件。在本实施方式中,旋转电机3配置为沿轴向L观察时与输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)重复(参照图2)。另外,在本实施方式中,旋转电机3配置为沿轴向L观察时与同输入齿轮机构10一体旋转的部件重复,具体而言,配置为沿轴向L观察时与第三接合装置53及输入轴90重复。像这样,在本实施方式中,旋转电机3配置为沿轴向L观察时与输入齿轮机构10及同输入齿轮机构10一体旋转的部件双方重复。如图2所示,在本实施方式中,旋转电机3配置为沿轴向L观察时与输入齿轮机构10的轴心(第一轴A1)重复。进而,旋转电机3的至少一部分配置于沿旋转电机3的径向观察时与第一变速机构41重复的位置。在本实施方式中,旋转电机3的至少一部分配置于沿旋转电机3的径向观察时与第一变速机构41及第二变速机构42分别重复的位置。由此,如以下叙述那样,关于轴向L及与轴向L正交的方向双方抑制因配置旋转电机3引起的装置整体的尺寸的扩大,从而能够实现装置整体的小型化。
如上述那样,通过将配置在比第一被驱动齿轮21靠轴向第一侧L1的第一变速机构41设为行星齿轮式的变速机构,能够为在比第一被驱动齿轮21靠轴向第一侧L1,不配置用于在配置有输入齿轮机构10的第一轴A1与配置有第一变速机构41的第二轴A2之间进行动力的传递的部件的结构。同样地,通过将配置在比第二被驱动齿轮22靠轴向第一侧L1的第二变速机构42设为行星齿轮式的变速机构,能够为在比第二被驱动齿轮22靠轴向第一侧L1,不配置用于在配置有输入齿轮机构10的第一轴A1与配置有第二变速机构42的第三轴A3之间进行动力的传递的部件的结构。其结果为,在比输入齿轮机构10靠轴向第一侧L1且是沿轴向L观察时与输入齿轮机构10或者同输入齿轮机构10一体旋转的部件重复的区域,能够确保用于以沿旋转电机3的径向观察时与第一变速机构41及第二变速机构42分别重复的方式配置旋转电机3的至少一部分的空间。即,为了将装置整体的与轴向L正交的方向的尺寸抑制得较短,以沿轴向L观察时与输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)或者同输入齿轮机构10一体旋转的部件重复的方式配置旋转电机3,并且在沿旋转电机3的径向观察时与第一变速机构41及第二变速机构42分别重复的位置配置旋转电机3的至少一部分,由此能够实现装置整体的轴向L的长度的缩短。在本实施方式中,旋转电机3的至少一部分在配置有第一变速机构41及第二变速机构42双方的轴向L的区域内配置。此外,旋转电机3配置为沿轴向L观察时,与第一变速机构41及第二变速机构42均不重复。
在本实施方式中,在比输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)靠轴向第一侧L1,不存在与输入齿轮机构10同轴地配置的旋转部件(即,配置在第一轴A1上的旋转部件)。另外,在本实施方式中,在比输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)靠轴向第一侧L1,未设置能够变更变速比的平行轴齿轮式的变速机构。这里,能够变更变速比的平行轴齿轮式的变速机构是指使用上述的平行轴齿轮式的动力传递机构构成的变速机构,是通过在各轴配置有多个的齿轮的组合中变更与轴连结的组合来变更变速比的变速机构。在本实施方式中,在比输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)靠轴向第一侧L1,也不设置副轴齿轮机构那样的变速比固定的平行轴齿轮式的变速机构(动力传递机构)。
在本实施方式中,如图1所示,旋转电机3的输出旋转部件3a形成为比以与输出旋转部件3a啮合的方式设置于输入齿轮机构10的驱动齿轮(在本实施方式中为共用驱动齿轮13)小径。由此,在本实施方式中,旋转电机3的旋转被减速,并被传递至输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)。其结果为,与旋转电机3的旋转以同速或者被增速并被传递至输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)的情况相比,为了得到相同输出扭矩能够使用更小型的旋转电机3,从这一点也能够实现装置整体的小型化。
进一步,在本实施方式中,如图1所示,第一输出齿轮31配置在比第一变速机构41靠轴向第二侧L2,第二输出齿轮32配置在比第二变速机构42靠轴向第二侧L2。进而,在本实施方式中,第一输出齿轮31及第二输出齿轮32双方配置为沿径向R(在本实施方式中为共用驱动齿轮13的径方向)观察时与第三接合装置53重复。另外,在本实施方式中,第二输出齿轮32配置于沿第一输出齿轮31的径向观察时与第一输出齿轮31重复的位置。这里,第一输出齿轮31与第二输出齿轮32配置于轴向L的相同位置。如图1所示,在本实施方式中,在第二轴A2上从轴向第二侧L2依次按照第一输出齿轮31、第一被驱动齿轮21、第一接合装置51、以及第一变速机构41的顺序配置,在第三轴A3上从轴向第二侧L2依次按照第二输出齿轮32、第二被驱动齿轮22、第二接合装置52、以及第二变速机构42的顺序配置。即,从轴向第二侧L2依次按照输出齿轮(31、32)、被驱动齿轮(21、22)、接合装置(51、52)、以及变速机构(41、42)的顺序配置。
以下,关于本实施方式所涉及的第一变速机构41及第二变速机构42的具体结构进行说明。自动变速器4是能够形成变速比不同的多个变速级的有级自动变速器。在本实施方式中,如图4所示,自动变速器4构成为能够形成变速比不同的六个前进用变速级(第一级级1st、第二级级2nd、第三级级3rd、第四级级4th、第五级级5th、第六级级6th)。上述前进用变速级的变速比从第一级向第六级(即,向高速级侧)阶段性变小。这里,“变速比”是输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)的旋转速度相对于输出部件91的旋转速度之比。
在本实施方式中,第一变速机构41形成多个前进用变速级中的奇数级,第二变速机构42形成多个前进用变速级中的偶数级。这里,奇数级是指将多个前进用变速级按变速比由大到小的顺序排列的情况下的第奇数个变速级(在本实施方式中,为第一级1st、第三级3rd、第五级5th),偶数级是指将多个前进用变速级按变速比由大到小的顺序排列的情况下的第偶数个变速级(在本实施方式中,为第二级2nd、第四级4th、第六级6th)。由此,如图4所示,在自动变速器4形成奇数级的情况下,作为第一接合装置51的第一离合器C1被接合并且作为第二接合装置52的第二离合器C2被释放,由此输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)的旋转被输入至第一变速机构41。另外,在自动变速器4形成偶数级的情况下,第一离合器C1被释放并且第二离合器C2被接合,由此输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)的旋转被输入至第二变速机构42。此外,在图4中,“○”表示该接合装置(离合器或者制动器)被接合,“无标记”表示该接合装置被释放。在本实施方式中,自动变速器4未构成为能够形成后退用的变速级,在车辆的后退时,构成为在形成有任一个前进用变速级(例如为第一级1st)的状态下,使旋转电机3朝与前进时相反的方向旋转。
如上述那样,在执行电动行驶模式时,第三接合装置53被释放。在本实施方式中,旋转电机3的输出旋转部件3a连结于输入轴90与输出部件91之间的动力传递路径中的、配置在比第一接合装置51(第一离合器C1)及第二接合装置52(第二离合器C2)靠输入轴90侧的部件(具体而言,共用驱动齿轮13)。因此,通过接合第一接合装置51,能够利用第一变速机构41对旋转电机3的旋转进行变速并传递至输出部件91,通过接合第二接合装置52,能够利用第二变速机构42对旋转电机3的旋转进行变速并传递至输出部件91。即,能够通过由第一变速机构41形成的奇数级和由第二变速机构42形成的偶数级双方实现电动行驶模式。另外,通过由第一变速机构41形成的奇数级和由第二变速机构42形成的偶数级双方,能够实现混合动力行驶模式(即,使旋转电机3产生辅助扭矩)、进行利用旋转电机3的发电(即,使旋转电机3产生再生扭矩)。
虽然省略详细内容,但本实施方式所涉及的车辆用驱动装置1构成为能够作为可以通过家用电源等外部电源对向旋转电机3供给电力的蓄电装置进行充电的插电式混合动力车辆用的驱动装置而使用。即,在本实施方式中,在由自动变速器4形成变速比最小的变速级(在本实施方式中为第六级6th)的情况下(即,选择变速比最小的变速级程度的高车速的情况),也将旋转电机3的输出扭矩的大小设定为能够从旋转电机3传递输出部件91所需的大小的扭矩的大小。
在本实施方式中,第一变速机构41具备两个行星齿轮机构。即,第一变速机构41具备使用行星齿轮机构(这里为两个行星齿轮机构)而构成的第一齿轮机构71。而且,该两个行星齿轮机构各自具有的三个旋转构件中的、每两个相互以一体旋转的方式连结,由此整体形成有具备四个旋转构件的行星齿轮装置。具体而言,如图1所示,第一变速机构41具备第一行星齿轮机构61及第三行星齿轮机构63。第三行星齿轮机构63在轴向第一侧L1与第一行星齿轮机构61相邻地配置。第一行星齿轮机构61为双小齿轮式的行星齿轮机构,第三行星齿轮机构63为单一小齿轮式的行星齿轮机构。而且,第一行星齿轮机构61的环形齿轮(第一环形齿轮R1)与第三行星齿轮机构63的环形齿轮(第三环形齿轮R3)以一体旋转的方式连结,并且第一行星齿轮机构61的行星架(第一行星架CA1)与第三行星齿轮机构63的太阳轮(第三太阳轮S3)以一体旋转的方式连结。另外,第一行星齿轮机构61的太阳轮(第一太阳轮S1)经由第一接合装置51(第一离合器C1)与第一被驱动齿轮21连结,第一环形齿轮R1及第三环形齿轮R3与第一输出齿轮31以一体旋转的方式连结。而且,第一变速机构41具备:第一制动器B1,其选择性地将第三行星齿轮机构63的行星架(第三行星架CA3)固定于壳体6;第三制动器B3,其选择性地将第一行星架CA1及第三太阳轮S3固定于壳体6;以及第三离合器C3,其选择性地将第三行星架CA3与第一行星架CA1及第三太阳轮S3连结。在本实施方式中,第一制动器B1、第三制动器B3以及第三离合器C3全部配置在比第一齿轮机构71靠轴向第一侧L1。
另外,在本实施方式中,第二变速机构42具备两个行星齿轮机构。即,第二变速机构42具备使用行星齿轮机构(这里为两个行星齿轮机构)而构成的第二齿轮机构72。而且,该两个行星齿轮机构各自具有的三个旋转构件中的、每两个相互以一体旋转的方式连结,由此整体形成有具备四个旋转构件的行星齿轮装置。具体而言,如图1所示,第二变速机构42具备第二行星齿轮机构62及第四行星齿轮机构64。第四行星齿轮机构64在轴向第一侧L1与第二行星齿轮机构62相邻地配置。第二行星齿轮机构62为单一小齿轮式的行星齿轮机构,第四行星齿轮机构64也为单一小齿轮式的行星齿轮机构。即,第二变速机构42具有与第一变速机构41不同的结构。而且,第二行星齿轮机构62的环形齿轮(第二环形齿轮R2)与第四行星齿轮机构64的行星架(第四行星架CA4)以一体旋转的方式连结,并且第二行星齿轮机构62的行星架(第二行星架CA2)与第四行星齿轮机构64的环形齿轮(第四环形齿轮R4)以一体旋转的方式连结。另外,第二行星齿轮机构62的太阳轮(第二太阳轮S2)经由第二接合装置52(第二离合器C2)与第二被驱动齿轮22连结,第二行星架CA2及第四环形齿轮R4与第二输出齿轮32以一体旋转的方式连结。而且,第二变速机构42具备:第二制动器B2,其选择性地将第二环形齿轮R2及第四行星架CA4固定于壳体6;第四制动器B4,其选择性地将第四行星齿轮机构64的太阳轮(第四太阳轮S4)固定于壳体6;以及第四离合器C4,其选择性地将第二环形齿轮R2及第四行星架CA4与第四太阳轮S4连结。在本实施方式中,第二制动器B2、第四制动器B4及第四离合器C4全部配置在比第二齿轮机构72靠轴向第一侧L1。
像这样,在本实施方式中,第一变速机构41具备沿轴向L排列配置的两个行星齿轮机构(具体而言,第一行星齿轮机构61及第三行星齿轮机构63),第二变速机构42具备沿轴向L排列配置的两个行星齿轮机构(具体而言,第二行星齿轮机构62及第四行星齿轮机构64)。即,在本实施方式中,构成第一变速机构41的行星齿轮机构沿轴向L排列的数量与构成第二变速机构42的行星齿轮机构沿轴向L排列的数量相同。通过为这样的结构,能够将第一变速机构41及第二变速机构42各自的轴向L的长度设为相等或者相同程度,其结果为,能够将第一变速机构41的整体或者大部分和第二变速机构42的整体或者大部分配置在轴向L相同的区域内,而实现装置整体在轴向L的小型化。
第一变速机构41具备第一齿轮机构71、和配置在比第一齿轮机构71靠轴向第一侧L1并控制第一齿轮机构71的差动状态的第一变速用接合装置(这里为第一制动器B1、第三制动器B3及第三离合器C3)。另外,第二变速机构42具备第二齿轮机构72、和配置在比第二齿轮机构72靠轴向第一侧L1并控制第二齿轮机构72的差动状态的第二变速用接合装置(这里为第二制动器B2、第四制动器B4及第四离合器C4)。而且,在本实施方式中,第一变速用接合装置(B1、B3、C3)配置于沿第二变速机构42的径向观察时与第二变速用接合装置(B2、B4、C4)重复的位置。此外,这里的第一变速用接合装置与第二变速用接合装置的重复意味着至少任一个的第一变速用接合装置配置于沿第二变速机构42的径向观察时与至少任一个的第二变速用接合装置重复的位置。这里,第一制动器B1与第四制动器B4配置于轴向L的相同位置,第三离合器C3与第四离合器C4配置于轴向L的相同位置,第三制动器B3与第二制动器B2配置于轴向L的相同位置。通过为这样的结构,也能够将第一变速机构41及第二变速机构42各自的轴向L的长度设为相等或者相同程度。此外,也能够为如下结构:任意的第一变速用接合装置均配置于沿第二变速机构42的径向观察时与任意的第二变速用接合装置均不重复的位置。
图3是像上述那样构成的第一变速机构41及第二变速机构42的速度图(共线图)。在图3中,纵轴与图3的上部所示的各旋转构件(第一变速机构41的四个旋转构件及第二变速机构42的四个旋转构件)的旋转速度对应。“0”表示旋转速度为零,上侧为正,下侧为负。而且,如图4所示,通过控制各接合装置(C1、C2、C3、C4、B1、B2、B3、B4)的接合的状态,形成各前进用变速级。虽然省略了图示,但停车挡通过将四个制动器(B1、B2、B3、B4)全部接合、或者将四个制动器(B1、B2、B3、B4)中的两个制动器(B1和B3、或者B2和B4)接合而实现。而且,空挡通过将各接合装置(C1、C2、C3、C4、B1、B2、B3、B4)全部释放而实现。
在图3中,将第一变速机构41及第二变速机构42各自的速度图以输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)的旋转速度彼此相等的方式重叠示出。如图2所示,在本实施方式中,第二被驱动齿轮22形成为比第一被驱动齿轮21小径。由此,若将输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)与第一变速机构41(具体而言,第一变速机构41中的与输入齿轮机构10驱动连结的旋转构件)之间的变速比设为第一变速比,将输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)与第二变速机构42(具体而言,第二变速机构42中的与输入齿轮机构10驱动连结的旋转构件)之间的变速比设为第二变速比,则在本实施方式中,第一变速比与第二变速比为互不相同的值。具体而言,若将第一变速比设为输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)的旋转速度与第一被驱动齿轮21的旋转速度之比,将第二变速比设为输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)的旋转速度与第二被驱动齿轮22的旋转速度之比,则第二变速比为小于第一变速比的值。其结果为,如图3所示,第二离合器C2被接合的状态下的第二太阳轮S2的旋转速度(第二被驱动齿轮22的旋转速度)高于第一离合器C1被接合的状态下的第一太阳轮S1的旋转速度(第一被驱动齿轮21的旋转速度)。
另一方面,如图2所示,在本实施方式中,第一输出齿轮31与第二输出齿轮32彼此形成为同径。由此,若将第一变速机构41(具体而言,第一变速机构41中的与输出部件91驱动连结的旋转构件)与输出部件91之间的变速比设为第三变速比,将第二变速机构42(具体而言,第二变速机构42中的与输出部件91驱动连结的旋转构件)与输出部件91之间的变速比设为第四变速比,则在本实施方式中,第三变速比与第四变速比为彼此相同的值。像这样,在本实施方式中,第一输出齿轮31的旋转速度与输出部件91的旋转速度之比(第三变速比)和第二输出齿轮32的旋转速度与输出部件91的旋转速度之比(第四变速比)相同。与这样的结构不同,在第三变速比与第四变速比不同的情况下,即第一输出齿轮31与第二输出齿轮32为互不相同的直径的齿轮的情况下,作为通过被自动变速器4减速而与第一被驱动齿轮21、第二被驱动齿轮22相比需要传递比较大的扭矩的第一输出齿轮31及第二输出齿轮32,需要使用两种齿轮而不是一种,存在导致与种类的增多相应地用于强度确保的需检验项目增加等制造成本的增大的担忧。相对于此,在本实施方式中,由于第一输出齿轮31及第二输出齿轮32彼此为同径的齿轮,因此能够使用相同种类的齿轮作为第一输出齿轮31及第二输出齿轮32,从而能够实现制造成本的抑制。此外,由于第一被驱动齿轮21与第二被驱动齿轮22为互不相同的直径的齿轮,因此作为第一被驱动齿轮21及第二被驱动齿轮22需要使用两种齿轮,但第一被驱动齿轮21及第二被驱动齿轮22与第一输出齿轮31及第二输出齿轮32相比,需要传递的扭矩较小,因此确保所需的强度相应地变得容易。因此,与作为第一输出齿轮31及第二输出齿轮32使用两种齿轮的情况相比,能够实现制造成本的抑制。另外,像上述那样,由于第三变速比与第四变速比是相同的值,因此能够不改变相邻的变速级的组合各自的变速比级差(the speed ratio step)(相邻的变速级之间的变速比之比),而变更第一输出齿轮31及第二输出齿轮32与差动输入齿轮7a之间的齿轮比,来变更输入齿轮机构10与输出部件91之间的变速比。其结果为,易于与辆用驱动装置1的搭载对象的车型等相应地变更输入齿轮机构10与输出部件91之间的变速比。此外,在第一变速比与第二变速比为相同的值的结构中,能够不改变相邻的变速级的组合各自的变速比级差,而变更第一被驱动齿轮21及第二被驱动齿轮22与输入齿轮机构10之间的齿轮比,来变更输入齿轮机构10与输出部件91之间的变速比。
在本实施方式中,如图3所示,由第一变速机构41实现的最小的变速比及由第二变速机构42实现的最小的变速比双方为1。此外,这里的由第一变速机构41实现的变速比是第一太阳轮S1的旋转速度(第一被驱动齿轮21的旋转速度)与第一环形齿轮R1及第三环形齿轮R3的旋转速度(第一输出齿轮31的旋转速度)之比。另外,这里的由第二变速机构42实现的变速比是第二太阳轮S2的旋转速度(第二被驱动齿轮22的旋转速度)与第二行星架CA2及第四环形齿轮R4的旋转速度(第二输出齿轮32的旋转速度)之比。
在本实施方式中,在自动变速器4(第一变速机构41)形成第五级5th的情况下,由第一变速机构41实现的变速比为最小的1,在该状态下,第一变速机构41全部的旋转构件(在本实施方式中为四个旋转构件)成为以同速一体旋转的状态。即,构成第一变速机构41的行星齿轮机构的差动旋转被禁止,由此成为第一变速机构41中的动力的传递效率最高的状态。另外,在本实施方式中,在自动变速器4(第二变速机构42)形成第六级6th的情况下,由第二变速机构42实现的变速比为最小的1,在该状态下,第二变速机构42的全部旋转构件(在本实施方式中为四个旋转构件)成为以同速一体旋转的状态。即,构成第二变速机构42的行星齿轮机构的差动旋转被禁止,由此成为第二变速机构42中的动力的传递效率最高的状态。通过第一变速机构41、第二变速机构42实现的最小的变速比通常与通过第一变速机构41、第二变速机构42实现的其他变速比相比,在行驶过程中被实现的时间较长,对车辆用驱动装置1的能效影响较大。由此,像上述那样,对于第一变速机构41及第二变速机构42双方,通过将最小的变速比设为变速机构(41、42)中的动力的传递效率变得最高的1,能够确保实现了最小的变速比的状态下的输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)与输出部件91之间的动力的传递效率较高,从而实现车辆用驱动装置1的能效的提高。
在本实施方式中,如上述那样,第一变速比与第二变速比为互不相同的值,第三变速比与第四变速比为彼此相同的值。由此,在本实施方式中,第一变速比与第三变速比之积、和第二变速比与第四变速比之积为互不相同的值,其结果为,即使在由第一变速机构41实现的最小的变速比及由第二变速机构42实现的最小的变速比双方为1的情况下,也能够通过第一变速机构41实现最小的变速比的情况(在本实施方式中为形成第五级5th的情况)、和第二变速机构42实现最小的变速比的情况(在本实施方式中为形成第六级6th的情况),使输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)与输出部件91之间的变速比不同。此外,在将第一变速比与第三变速比之积、和第二变速比与第四变速比之积导出的情况下,将第一变速比、第二变速比、第三变速比、及第四变速比全部设为动力传递路径中的配置在输入齿轮机构10侧的部件的旋转速度与配置在输出部件91侧的部件的旋转速度之比,或者将第一变速比、第二变速比、第三变速比、以及第四变速比全部设为动力传递路径中的配置在输出部件91侧的部件的旋转速度与配置在输入齿轮机构10侧的部件的旋转速度之比。
在本实施方式中,第一接合装置51(第一离合器C1)及第二接合装置52(第二离合器C2)双方为摩擦接合装置。在本实施方式中,第三接合装置53也为摩擦接合装置。这里,摩擦接合装置是利用在相互接合的接合部件间产生的摩擦力进行扭矩的传递的接合装置。例如,能够使用油压驱动式的摩擦接合装置、电磁驱动式的摩擦接合装置作为第一接合装置51、第二接合装置52及第三接合装置53。像这样,通过将第一接合装置51及第二接合装置52双方设为摩擦接合装置,能够在维持向输出部件91的动力的传递的状态下进行在奇数级与偶数级之间的换挡。例如,在自动变速器形成奇数级的状态下,第一接合装置51被接合并且第二接合装置52被释放。另外,在该状态下,输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13)的旋转通过形成奇数级的第一变速机构41进行变速并被传递至输出部件91,由此利用内燃机2及旋转电机3中的至少一方的输出扭矩驱动车轮9,并且第二变速机构42形成与由第一变速机构41形成的奇数级相邻的两个偶数级中的预测换挡的一方的偶数级,并为升档或者降档的待机状态。
进而,在从该状态向偶数级换挡的情况下,将第一接合装置51释放并且将第二接合装置52接合,但由于第一接合装置51及第二接合装置52双方为摩擦接合装置,因此在将第一接合装置51控制为滑动接合状态的状态下,能够将第二接合装置52接合。即,在经由滑动接合状态的第一接合装置51将内燃机2及旋转电机3中的至少一方的输出扭矩向输出部件91及车轮9传递的状态下,通过将第二接合装置52接合,而能够在维持向输出部件91的动力的传递的状态下从奇数级向偶数级换挡。从偶数级向奇数级换挡的情况也是同样地,在经由滑动接合状态的第二接合装置52将内燃机2及旋转电机3中的至少一方的输出扭矩向输出部件91及车轮9传递的状态下,通过将第一接合装置51接合,而能够在维持向输出部件91的动力的传递的状态下从偶数级向奇数级换挡。
在图1所示的例子中,第一变速机构41及第二变速机构42所具备的接合装置全部(具体而言,为第三离合器C3、第四离合器C4、第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、以及第四制动器B4)为啮合式接合装置(牙嵌式离合器)。即,在图1所示的例子中,利用第一变速机构41的变速级的切换、和利用第二变速机构42的变速级的切换双方通过由啮合式接合装置进行的接合的状态的切换而进行。例如,通过将由电动致动器驱动的啮合式接合装置用于上述接合装置,能够大幅减少通过油压动作的部件。虽然省略了详细内容,但在啮合式接合装置中,设置有使成为接合的对象的两个旋转部件的旋转同步的同步机构(Synchro机构)。
如图1所示,啮合式接合装置具备沿轴向L移动的套筒80,通过切换套筒80的轴向L的位置,来切换该啮合式接合装置的接合的状态。在图1所示的例子中,第三离合器C3与第一制动器B1构成为具有共用的套筒80的啮合式接合装置,与该套筒80的轴向L的位置相应地,切换仅将第三离合器C3及第一制动器B1中的第三离合器C3接合的状态、仅将第三离合器C3及第一制动器B1中的第一制动器B1接合的状态、及将第三离合器C3及第一制动器B1双方释放的状态。另外,在图1所示的例子中,第四离合器C4和第四制动器B4构成为具有共用的套筒80的啮合式接合装置,与该套筒80的轴向L的位置相应地,切换仅将第四离合器C4和第四制动器B4中的第四离合器C4接合的状态、仅将第四离合器C4和第四制动器B4中的第四制动器B4接合的状态、以及将第四离合器C4和第四制动器B4双方释放的状态。
在图1中,例示了第一变速机构41及第二变速机构42所具备的接合装置全部为啮合式接合装置的结构,但例如图5所示的例子那样,作为第二制动器B2及第三制动器B3,也能够使用具有制动带81的带式制动器。制动带81卷绕安装于与作为制动的对象的旋转构件一体旋转的圆筒状部件的外周部,通过制动带81被紧固而将该旋转构件相对于壳体6固定。若将图5与图1进行比较可知,通过将第二制动器B2及第三制动器B3从啮合式接合装置变更为带式制动器,与一个啮合式接合装置在轴向L的配置空间的削减相应地,能够将第一变速机构41、第二变速机构42沿轴向L缩短。此外,在图5所示的例子中,配置在比第一齿轮机构71靠轴向第一侧L1并控制第一齿轮机构71的差动状态的第一变速用接合装置为第一制动器B1及第三离合器C3,配置在比第二齿轮机构72靠轴向第一侧L1并控制第二齿轮机构72的差动状态的第二变速用接合装置为第四制动器B4及第四离合器C4。而且,第一变速用接合装置(B1、C3)配置于沿第二变速机构42的径向观察时与第二变速用接合装置(B4、C4)重复的位置。
〔第二实施方式〕
参照图6对车辆用驱动装置的第二实施方式进行说明。以下,关于本实施方式的车辆用驱动装置,以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。对于未特别标明的方面,是与第一实施方式同样的,标注相同的附图标记并省略详细的说明。在第二实施方式中,第一驱动齿轮11相当于“驱动齿轮”。
如图6所示,在本实施方式中,输入齿轮机构10代替上述第一实施方式的共用驱动齿轮13,而具备与第一被驱动齿轮21啮合的第一驱动齿轮11、和与第二被驱动齿轮22啮合的第二驱动齿轮12。在图6所示的例子中,第一驱动齿轮11配置在比第二驱动齿轮12靠轴向第一侧L1,与其配合地,第一被驱动齿轮21配置在比第二被驱动齿轮22靠轴向第一侧L1。另外,在图6所示的例子中,第二驱动齿轮12形成为比第一驱动齿轮11大径。
在本实施方式中,第一接合装置51及第二接合装置52与上述第一实施方式不同,设置于输入轴90与输入齿轮机构10之间的动力传递路径。具体而言,第一接合装置51由设置于输入轴90与第一驱动齿轮11之间的动力传递路径的第五离合器C5构成,将输入轴90与第一驱动齿轮11连结或者解除连结。另外,第二接合装置52由设置于输入轴90与第二驱动齿轮12之间的动力传递路径的第六离合器C6构成,将输入轴90与第二驱动齿轮12连结或者解除连结。伴随着这样的第一接合装置51及第二接合装置52的配置位置的变更,在本实施方式中,第一太阳轮S1与第一被驱动齿轮21以一体旋转的方式连结,第二太阳轮S2与第二被驱动齿轮22以一体旋转的方式连结。
而且,在本实施方式中,第一接合装置51(第五离合器C5)及第二接合装置52(第六离合器C6)在比输入齿轮机构10靠轴向第二侧L2与输入齿轮机构10同轴地(即,在第一轴A1上)配置。由此,与像上述第一实施方式那样,第一接合装置51(第一离合器C1)设置在第二轴A2上并且第二接合装置52(第二离合器C2)设置在第三轴A3上的情况相比,能够简化配置第一变速机构41的第二轴A2上、配置第二变速机构42的第三轴A3上的结构。另外,在本实施方式中,第一输出齿轮31及第二输出齿轮32双方配置为沿径向R观察时与第一接合装置51及第二接合装置52中的至少一方(在图6所示的例子中为第二接合装置52)重复。
在本实施方式中,按照图4所示的工作表(其中,将第一离合器C1置换为第五离合器C5,将第二离合器C2置换为第六离合器C6),由第一变速机构41形成多个奇数级,由第二变速机构42形成多个偶数级。在本实施方式中,通过将第一接合装置51及第二接合装置52双方释放,能够将内燃机2从车轮9切断,因此在本实施方式所涉及的车辆用驱动装置1中,未设置有上述第一实施方式中的第三接合装置53。即,在本实施方式中,在电动行驶模式的执行时,第一接合装置51及第二接合装置52双方被释放。
在本实施方式中,将输入齿轮机构10所具备的齿轮且是与第一被驱动齿轮21及第二被驱动齿轮22中的至少一方啮合的齿轮作为驱动齿轮(在本实施方式中为第一驱动齿轮11或者第二驱动齿轮12),旋转电机3的输出旋转部件3a与驱动齿轮(第一驱动齿轮11或者第二驱动齿轮12)啮合,或者与驱动齿轮(第一驱动齿轮11或者第二驱动齿轮12)以一体旋转的方式连结。在图6所示的例子中,该驱动齿轮为第一驱动齿轮11,旋转电机3的输出旋转部件3a与第一驱动齿轮11啮合。此外,也能够为如下结构:上述的驱动齿轮为第二驱动齿轮12,旋转电机3的输出旋转部件3a与第二驱动齿轮12啮合。
如上述那样,在图6所示的例子中,旋转电机3的输出旋转部件3a与第一驱动齿轮11啮合。因此,在本实施方式所涉及的车辆用驱动装置1中,电动行驶模式能够仅通过由第一变速机构41形成的奇数级实现。另外,在仅将第一接合装置51及第二接合装置52中的第一接合装置51接合并且由第一变速机构41形成奇数级的状态下,能够使内燃机2及旋转电机3双方的扭矩经由第一变速机构41传递至输出部件91,而使车辆行驶。另外,在仅将第一接合装置51及第二接合装置52中的第二接合装置52接合并且由第二变速机构42形成偶数级的状态下,能够仅使内燃机2及旋转电机3中的内燃机2的扭矩经由第二变速机构42传递至输出部件91。不过,在该状态下,也为了升档或者降档的准备而由第一变速机构41形成奇数级的情况下,能够使旋转电机3产生的扭矩(辅助扭矩、再生扭矩)经由第一变速机构41传递至车轮9。
〔第三实施方式〕
参照图7对车辆用驱动装置的第三实施方式进行说明。以下,关于本实施方式的车辆用驱动装置以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。对于未特别标明的方面,是与第一实施方式同样的,标注相同的附图标记并省略详细的说明。在第三实施方式中,第一被驱动齿轮21相当于“被驱动齿轮”,第一变速机构41相当于“变速机构”。
如图7所示,本实施方式的自动变速器4与第一实施方式的自动变速器4同样地,具备:输入齿轮机构10,其传递输入轴90的旋转驱动力;第一被驱动齿轮21,其与输入齿轮机构10啮合;以及第一变速机构41,其对第一被驱动齿轮21的旋转进行变速并向输出部件91传递。但是,本实施方式的自动变速器4与第一实施方式的自动变速器4不同,不具备第二被驱动齿轮22、第二变速机构42、第一接合装置51及第二接合装置52。
在本实施方式中,输入齿轮机构10具备与第一被驱动齿轮21啮合的第一驱动齿轮11。而且,旋转电机3的输出旋转部件3a在周向上与第一被驱动齿轮21不同的位置与第一驱动齿轮11啮合。另外,在本实施方式中,在第一被驱动齿轮21与第一变速机构41之间的动力传递路径不设置选择性地传递旋转及驱动力的接合装置,第一被驱动齿轮21与第一变速机构41中的与输入齿轮机构10驱动连结的旋转构件以一体旋转的方式连结。
在本实施方式中,自动变速器4所具备的第一变速机构41具备一个行星齿轮机构(第五行星齿轮机构65),第一齿轮机构71使用该一个行星齿轮机构而构成。具体而言,第五行星齿轮机构65为单一小齿轮式的行星齿轮机构。而且,第五行星齿轮机构65的太阳轮(第五太阳轮S5)与第一被驱动齿轮21以一体旋转的方式连结,第五行星齿轮机构65的行星架(第五行星架CA5)与第一输出齿轮31以一体旋转的方式连结。而且,第一变速机构41具备:第五制动器B5,其选择性地将第五行星齿轮机构65的环形齿轮(第五环形齿轮R5)固定于壳体6;和第七离合器C7,其选择性地将第五行星架CA5与第五环形齿轮R5连结。
在本实施方式中,自动变速器4构成为能够形成变速比不同的两个前进用变速级。具体而言,在仅将第五制动器B5及第七离合器C7中的第五制动器B5接合的状态下,形成第一被驱动齿轮21的旋转被减速并被传递至第一输出齿轮31的变速级(减速级)。另外,在仅将第五制动器B5及第七离合器C7中的第七离合器C7接合的状态下,第一变速机构41全部的旋转构件(在本实施方式中为三个旋转构件)成为以同速一体旋转的状态,形成第一被驱动齿轮21的旋转以保持不变的旋转速度传递至第一输出齿轮31的变速级(直接连结级)。在图7所示的例子中,第五制动器B5及第七离合器C7双方为与套筒80的轴向L的位置相应地切换接合的状态的啮合式接合装置。
〔其他实施方式〕
接下来,关于车辆用驱动装置的其他实施方式进行说明。
(1)在上述第一及第二实施方式中,以第一变速比与第二变速比为互不相同的值,第三变速比与第四变速比为彼此相同的值的结构为例进行了说明。但是,并不限定于这样的结构,也能够为第一变速比与第二变速比为彼此相同的值,第三变速比与第四变速比为互不相同的值的结构、或者为第一变速比与第二变速比为互不相同的值,并且第三变速比与第四变速比为互不相同的值的结构。
(2)在上述第一及第二实施方式中,以第一变速比与第三变速比之积和第二变速比与第四变速之积为互不相同的值的结构为例进行了说明。但是,并不限于这样的结构,在由第一变速机构41实现的多个变速比(第一被驱动齿轮21的旋转速度与第一输出齿轮31的旋转速度之比)和由第二变速机构42实现的多个变速比(第二被驱动齿轮22的旋转速度与第二输出齿轮32的旋转速度之比)全部为互不相同的值的情况下,第一变速比与第三变速比之积和第二变速比与第四变速比之积也能够为彼此相同的结构。
(3)在上述第一及第二实施方式中,以由第一变速机构41实现的最小的变速比(第一被驱动齿轮21的旋转速度与第一输出齿轮31的旋转速度之比)及由第二变速机构42实现的最小的变速比(第二被驱动齿轮22的旋转速度与第二输出齿轮32的旋转速度之比)双方为1的结构为例进行了说明。但是,并不限于这样的结构,也能够为仅由第一变速机构41实现的最小的变速比及由第二变速机构42实现的最小的变速比的任一方为1的结构、由第一变速机构41实现的最小的变速比及由第二变速机构42实现的最小的变速比均与1不同的结构。
(4)在上述的各实施方式中,以旋转电机3的输出旋转部件3a与驱动齿轮(在第一实施方式中为共用驱动齿轮13,在第二实施方式中为第一驱动齿轮11或者第二驱动齿轮12,在第三实施方式中为第一驱动齿轮11)啮合的结构为例进行了说明。但是,并不限于这样的结构,也能够为旋转电机3的输出旋转部件3a与该驱动齿轮经由其他传动部件(空转齿轮等)驱动连结的结构。例如,通过为旋转电机3的输出旋转部件3a与第一被驱动齿轮21或者第二被驱动齿轮22啮合的结构,而能够为旋转电机3的输出旋转部件3a与驱动齿轮经由第一被驱动齿轮21或者第二被驱动齿轮22驱动连结的结构。
(5)在上述的各实施方式中,以旋转电机3配置在与输入齿轮机构10不同的轴上的结构为例进行了说明。但是,并不限于这样的结构,也能够为旋转电机3与输入齿轮机构10同轴地配置的结构。该情况下,例如,也能够为旋转电机3的输出旋转部件3a与驱动齿轮(在第一实施方式中为共用驱动齿轮13,在第二实施方式中为第一驱动齿轮11或者第二驱动齿轮12,在第三实施方式中为第一驱动齿轮11)以一体旋转的方式连结的结构。该情况下,输出旋转部件3a不是上述各实施方式那样的输出齿轮,而能够为与旋转电机3的转子一体旋转的轴部件。
(6)在上述第一及第二实施方式中,以第一输出齿轮31及第二输出齿轮32双方配置为沿径向R观察时与第三接合装置53重复的结构为例进行了说明。但是,并不限于这样的结构,也能够为第一输出齿轮31及第二输出齿轮32双方配置于沿径向R观察时与第三接合装置53不重复的位置(轴向L上与第三接合装置53不同的位置)。
(7)在上述第一及第二实施方式中,以第一输出齿轮31配置在比第一变速机构41靠轴向第二侧L2,第二输出齿轮32配置在比第二变速机构42靠轴向第二侧L2的结构为例进行了说明。但是,并不限于这样的结构,也能够为第一输出齿轮31配置在比第一变速机构41靠轴向第一侧L1,第二输出齿轮32配置在比第二变速机构42靠轴向第一侧L1的结构。另外,也能够为第一输出齿轮31配置在第一变速机构41在轴向L的配置区域内,第二输出齿轮32配置在第二变速机构42在轴向L的配置区域内的结构。
(8)在上述第一实施方式中,以第二接合装置52配置于沿第一接合装置51的径向观察时与第一接合装置51重复的位置的结构为例进行了说明。但是,并不限于这样的结构,也能够为第二接合装置52以沿第一接合装置51的径向观察时与第一接合装置51不重复的方式配置于轴向L上与第一接合装置51不同的位置的结构。
(9)在上述的各实施方式中,以差动输入齿轮7a作为输出部件91而使用的结构为例进行了说明。但是,并不限于这样的结构,也能够为在第一变速机构41及第二变速机构42与差动齿轮装置7(差动输入齿轮7a)之间的动力传递路径设置齿轮机构(例如为副轴齿轮机构),该齿轮机构所具备的齿轮作为输出部件91而使用(作为输出部件91发挥功能)的结构。在这样的情况下,也能够为输出部件91分别具备与第一输出齿轮31啮合的齿轮和与第二输出齿轮32啮合的齿轮的结构。
(10)在上述第一及第二实施方式中示出的第一变速机构41、第二变速机构42的结构是单纯的例示,第一变速机构41、第二变速机构42的具体结构(使用的行星齿轮机构的种类(单一小齿轮式、双小齿轮式、拉维尼奥式等)、使用的行星齿轮机构的个数、相对于各旋转构件的接合装置的配置结构等)能够适当变更。同样地,在上述第三实施方式中示出的第一变速机构41的结构是单纯的例示,第一变速机构41的具体结构能够适当变更。
(11)在上述第一及第三实施方式中,以车辆用驱动装置1具备第三接合装置53的结构为例进行了说明。但是,并不限于这样的结构,也能够为车辆用驱动装置1不具备第三接合装置53,输入轴90与输入齿轮机构10(共用驱动齿轮13或者第一驱动齿轮11)一体旋转的结构。
(12)此外,在上述的各实施方式中公开的结构只要不产生矛盾,也能够与在其他实施方式中公开的结构组合并应用(包括作为其他实施方式进行说明的实施方式彼此的组合)。关于其他结构,在本说明书中公开的实施方式在所有方面不过是单纯的例示。因此,在不脱离本公开的主旨的范围内,能够适当地进行各种改变。
〔上述实施方式的概要〕
以下,关于在上述中说明的车辆用驱动装置的概要进行说明。
一种车辆用驱动装置(1),其具备与内燃机(2)驱动连结的输入部件(90)、与车轮(9)驱动连结的输出部件(91)、旋转电机(3)、以及自动变速器(4),上述自动变速器(4)具备:输入齿轮机构(10),其传递上述输入部件(90)的旋转驱动力;被驱动齿轮(21),其与上述输入齿轮机构(10)啮合;以及变速机构(41),其对上述被驱动齿轮(21)的旋转进行变速并向上述输出部件(91)传递,上述旋转电机(3)的输出旋转部件(3a)与上述输入齿轮机构(10)驱动连结,上述输入齿轮机构(10)及上述变速机构(41)分开配置于相互平行的两个轴(A1、A2),上述变速机构(41)为行星齿轮式,且配置在比上述被驱动齿轮(21)靠轴向(L)的一侧亦即轴向第一侧(L1),上述旋转电机(3)的至少一部分配置于沿上述旋转电机(3)的径向观察时与上述变速机构(41)重复的位置,上述旋转电机(3)配置在比上述输入齿轮机构(10)靠上述轴向第一侧(L1),且配置为沿上述轴方向(L)观察时与上述输入齿轮机构(10)或者同上述输入齿轮机构(10)一体旋转的部件重复。
根据该结构,旋转电机(3)的至少一部分配置于沿旋转电机(3)的径向观察时与变速机构(41)重复的位置,并且旋转电机(3)配置在比输入齿轮机构(10)靠轴向第一侧(L1),且配置为沿轴向(L)观察时与输入齿轮机构(10)或者同输入齿轮机构(10)一体旋转的部件重复,因此能够在轴向(L)及与轴向(L)正交的方向双方,抑制因配置旋转电机(3)引起的装置整体的尺寸的扩大,而实现装置整体的小型化。
若进行补充说明,根据上述的结构,配置在比被驱动齿轮(21)靠轴向第一侧(L1)的变速机构(41)为行星齿轮式的变速机构。由此,能够为在比被驱动齿轮(21)靠轴向第一侧(L1),在配置输入齿轮机构(10)的轴(A1)与配置变速机构(41)的轴(A2)之间不配置用于进行动力的传递的部件的结构。其结果为,在比输入齿轮机构(10)靠轴向第一侧(L1)且是沿轴向(L)观察时与输入齿轮机构(10)或者同输入齿轮机构(10)一体旋转的部件重复的区域,能够以沿旋转电机(3)的径向观察时与变速机构(41)重复的方式确保用于配置旋转电机(3)的至少一部分的空间。即,为了将装置整体的与轴向(L)正交的方向的尺寸抑制得较短,即使在以沿轴向(L)观察时与输入齿轮机构(10)或者同输入齿轮机构(10)一体旋转的部件重复的方式配置旋转电机(3)的情况下,也能够在沿旋转电机(3)的径向观察时与变速机构(41)重复的位置配置旋转电机(3)的至少一部分,而实现装置整体在轴向(L)的长度的缩短。
以上,根据上述结构,能够实现可以抑制因具备旋转电机(3)引起的装置的大型化的车辆用驱动装置(1)。
这里,优选上述变速机构(41)为第一变速机构(41),上述被驱动齿轮(21)为第一被驱动齿轮(21),上述自动变速器(4)还具备:第二被驱动齿轮(22),其与上述输入齿轮机构(10)啮合;第二变速机构(42),其对上述第二被驱动齿轮(22)的旋转进行变速并向上述输出部件(91)传递;第一接合装置(51),其将上述输入部件(90)与上述第一变速机构(41)连结或者解除连结;以及第二接合装置(52),其将上述输入部件(90)与上述第二变速机构(42)连结或者解除连结,上述第二变速机构(42)配置于与上述输入齿轮机构(10)及上述第一变速机构(41)不同的轴(A3),上述第二变速机构(42)为行星齿轮式,且配置在比上述第二被驱动齿轮(22)靠所述轴向第一侧(L1),上述旋转电机(3)的至少一部分配置于沿上述旋转电机(3)的径向观察时与上述第一变速机构(41)及上述第二变速机构(42)分别重复的位置。
根据该结构,即使在自动变速器(4)具备两个变速机构(41、42)及用于切换该两个变速机构(41、42)的两个接合装置(51、52)的情况下,也能够抑制因具备旋转电机(3)引起的装置的大型化。
若进行补充说明,根据上述的结构,第一变速机构(41)配置在比与输入齿轮机构(10)啮合的第一被驱动齿轮(21)靠轴向第一侧(L1),第二变速机构(42)配置在比与输入齿轮机构(10)啮合的第二被驱动齿轮(22)靠轴向第一侧(L1)(即,轴向(L)的相对于第一被驱动齿轮(21)配置第一变速机构(41)的一侧)。由此,能够将分开配置于互不相同的轴的第一变速机构(41)与第二变速机构(42)配置为轴向(L)的配置区域彼此重复,与其相应地,能够实现自动变速器(4)所占有的空间在轴向(L)的长度的缩短。
在此基础上,根据上述的结构,配置在比第一被驱动齿轮(21)靠轴向第一侧(L1)的第一变速机构(41)、和配置在比第二被驱动齿轮(22)靠轴向第一侧(L1)的第二变速机构(42)双方为行星齿轮式的变速机构。由此,能够为在比第一被驱动齿轮(21)靠轴向第一侧(L1),在配置输入齿轮机构(10)的轴(A1)与配置第一变速机构(41)的轴(A2)之间不配置用于进行动力的传递的部件,且在比第二被驱动齿轮(22)靠轴向第一侧(L1),在配置输入齿轮机构(10)的轴(A1)与配置第二变速机构(42)的轴(A3)之间不配置用于进行动力的传递的部件的结构。其结果为,能够在比输入齿轮机构(10)靠轴向第一侧(L1)且是沿轴向(L)观察时与输入齿轮机构(10)或者同输入齿轮机构(10)一体旋转的部件重复的区域,以沿旋转电机(3)的径向观察时与第一变速机构(41)及第二变速机构(42)分别重复的方式确保用于配置旋转电机(3)的至少一部分的空间。即,为了将装置整体的与轴向(L)正交的方向的尺寸抑制得较短,即使在以沿轴向(L)观察时与输入齿轮机构(10)或者同输入齿轮机构(10)一体旋转的部件重复的方式配置旋转电机(3)的情况下,也能够在沿旋转电机(3)的径向观察时与第一变速机构(41)及第二变速机构(42)分别重复的位置配置旋转电机(3)的至少一部分,而实现装置整体在轴向(L)的长度的缩短。
像上述那样,在上述自动变速器(4)具备上述第一变速机构(41)及上述第二变速机构(42)的结构中,优选为如下结构:上述输入齿轮机构(10)具备与上述第一被驱动齿轮(21)及上述第二被驱动齿轮(22)双方啮合的共用驱动齿轮(13),上述第一接合装置(51)将上述第一被驱动齿轮(21)与上述第一变速机构(41)连结或者解除连结,上述第二接合装置(52)将上述第二被驱动齿轮(22)与上述第二变速机构(42)连结或者解除连结。
根据该结构,与输入齿轮机构(10)分别具备与第一被驱动齿轮(21)啮合的齿轮和与第二被驱动齿轮(22)啮合的齿轮的情况相比,能够将输入齿轮机构(10)所占有的轴向(L)的空间抑制得较短。由此,能够将配置有输入齿轮机构(10)及旋转电机(3)的部分中的装置在轴向(L)的长度抑制得较短,而实现装置整体在轴向(L)的小型化。另外,由于能够将第一被驱动齿轮(21)和第二被驱动齿轮(22)配置于轴向(L)的相同位置,因此能够易于提高对第一被驱动齿轮(21)的旋转进行变速的第一变速机构(41)与对第二被驱动齿轮(22)的旋转进行变速的第二变速机构(42)在轴向(L)的配置区域的重复程度,从这一方面,也能够实现装置整体在轴向(L)上的小型化。
或者,也优选为如下结构:上述输入齿轮机构(10)具备:第一驱动齿轮(11),其与上述第一被驱动齿轮(21)啮合;和第二驱动齿轮(12),其与上述第二被驱动齿轮(22)啮合,上述第一接合装置(51)将上述输入部件(90)与上述第一驱动齿轮(11)连结或者解除连结,上述第二接合装置(52)将上述输入部件(90)与上述第二驱动齿轮(12)连结或者解除连结。
根据该结构,与输入齿轮机构(10)具备与第一被驱动齿轮(21)及第二被驱动齿轮(22)双方啮合的齿轮的情况相比,能够易于单独设定输入齿轮机构(10)与第一变速机构(41)之间的变速比、和输入齿轮机构(10)与第二变速机构(42)之间的变速比。另外,根据上述的结构,由于能够将用于选择将来自输入部件(90)的扭矩传递至第一变速机构(41)和第二变速机构(42)的哪一个的第一接合装置(51)及第二接合装置(52)双方例如与输入齿轮机构(10)同轴地配置,因此能够简化配置第一变速机构(41)、第二变速机构(42)的轴上的结构。
另外,优选为,将上述输入齿轮机构(10)所具备的齿轮且是与上述第一被驱动齿轮(21)及上述第二被驱动齿轮(22)中的至少一方啮合的齿轮作为驱动齿轮(11、13),上述旋转电机(3)的上述输出旋转部件(3a)与上述驱动齿轮(11、13)啮合,或者与上述驱动齿轮(11、13)连结为一体旋转。
根据该结构,利用用于将输入部件(90)的旋转输入至变速机构(41、42)的驱动齿轮(11、13),而能够将旋转电机(3)的输出扭矩输入至变速机构(41、42)。由此,与用于将旋转电机(3)的输出扭矩输入至变速机构(41、42)的齿轮与驱动齿轮(11、13)分开设置的情况相比,能够简化车辆用驱动装置(1)的结构来实现装置整体的小型化。另外,根据上述的结构,通过将自动变速器(4)的状态设为对驱动齿轮(11、13)的旋转进行变速并能够传递至输出部件(91)的状态,从而能够使旋转电机(3)的输出扭矩经由自动变速器(4)传递至车轮(9)。由此,能够适当地实现使内燃机(2)及旋转电机(3)双方的扭矩传递至车轮(9)而使车辆行驶的混合动力行驶模式、仅使旋转电机(3)的扭矩传递至车轮(9)而使车辆行驶的电动行驶模式。
另外,优选为,由上述第一变速机构(41)实现的最小的变速比及由上述第二变速机构(42)实现的最小的变速比双方为1,若将上述输入齿轮机构(10)与上述第一变速机构(41)之间的变速比设为第一变速比,将上述输入齿轮机构(10)与上述第二变速机构(42)之间的变速比设为第二变速比,将上述第一变速机构(41)与上述输出部件(91)之间的变速比设为第三变速比,将上述第二变速机构(42)与上述输出部件(91)之间的变速比设为第四变速比,则上述第一变速比与上述第三变速比之积同上述第二变速比与上述第四变速比之积为互不相同的值。
通过第一变速机构(41)、第二变速机构(42)实现的最小的变速比通常与通过第一变速机构(41)、第二变速机构(42)实现的其他变速比相比,在行驶过程中被实现的时间较长,给车辆用驱动装置(1)的能效带来的影响较大。根据上述的结构,对于第一变速机构(41)及第二变速机构(42)双方,最小的变速比为变速机构(41、42)中的动力的传递效率最高的1,因此确保在实现最小的变速比的状态下的输入齿轮机构(10)与输出部件(91)之间的动力的传递效率较高,来能够实现车辆用驱动装置(1)的能效的提高。此外,根据上述的结构,第一变速比与第三变速比之积、和第二变速比与第四变速比之积为互不相同的值,因此在将由第一变速机构(41)实现的最小的变速比及由第二变速机构(42)实现的最小的变速比双方设为1的情况下,也能够通过第一变速机构(41)实现最小的变速比的情况、和第二变速机构(42)实现最小的变速比的情况,而使输入齿轮机构(10)与输出部件(91)之间的变速比不同。
另外,优选为,若将上述第一变速机构(41)与上述输出部件(91)之间的变速比设为第三变速比,将上述第二变速机构(42)与上述输出部件(91)之间的变速比设为第四变速比,则上述第三变速比与上述第四变速比为相同的值。
根据该结构,能够将在第一变速机构(41)中的与输出部件(91)驱动连结的旋转构件与输出部件(91)之间传递动力的第一传动部件(齿轮等)、和在第二变速机构(42)中的与输出部件(91)驱动连结的旋转构件与输出部件(91)之间传递动力的第二传动部件(齿轮等)设为共用的部件。与这样的结构不同,在第三变速比与第四变速比不同的情况下,作为通过被自动变速器(4)减速而需要传递比较大的扭矩的第一传动部件及第二传动部件,需要使用互不相同的种类的传动部件(例如,彼此直径不同的齿轮),存在导致与传动部件的种类的增加相应地用于强度确保的需检验项目增加等车辆用驱动装置(1)的制造成本的增加的担忧。相对于此,根据上述的结构,由于能够将第一传动部件与第二传动部件设为共用的部件,因此能够抑制车辆用驱动装置(1)的制造成本。
另外,根据上述的结构,由于第三变速比与第四变速比为相同的值,因此不改变相邻的变速级的组合各自的变速比级差(相邻的变速级之间的变速比之比),而变更作为共用的变速比的第三变速比及第四变速比,来变更输入齿轮机构(10)与输出部件(91)之间的变速比。其结果为,易于将输入齿轮机构(10)与输出部件(91)之间的变速比与车辆用驱动装置(1)的搭载对象的车型等相应地进行变更。
另外,优选为,上述第二变速机构(42)配置于沿上述第一变速机构(41)的径向观察时与上述第一变速机构(41)重复的位置。
根据该结构,由于能够将第一变速机构(41)与第二变速机构(42)配置为各自在轴向(L)的配置区域彼此重复,因此能够将自动变速器(4)所占有的空间在轴向(L)的长度抑制得较短,而实现装置整体在轴向(L)的小型化。
在上述的各结构的车辆用驱动装置(1)中,优选为,上述旋转电机(3)配置在与上述输入齿轮机构(10)不同的轴上,上述旋转电机(3)的上述输出旋转部件(3a)在周向上与上述被驱动齿轮(21)不同的位置与上述输入齿轮机构(10)啮合,上述旋转电机(3)的旋转被减速并被传递至上述输入齿轮机构(10)。
根据该结构,与旋转电机(3)的旋转以同速或者被增速并传递至输入齿轮机构(10)的情况相比,为了得到相同的输出扭矩而能够使用更小型的旋转电机(3)。由此,能够进一步实现装置整体的小型化。
另外,优选为,上述旋转电机(3)配置为沿上述轴方向(L)观察时与上述输入齿轮机构(10)的轴心(A1)重复。
根据该结构,易于将装置整体的在与轴向(L)正交的方向的尺寸抑制得较短。
另外,优选为如下结构:在比上述输入齿轮机构(10)靠上述轴向第一侧(L1),不设置能够变更变速比的平行轴齿轮式的变速机构。
根据该结构,与在比输入齿轮机构(10)靠轴向第一侧(L1)设置能够变更变速比的平行轴齿轮式的变速机构的情况相比,易于在比输入齿轮机构(10)靠轴向第一侧(L1)且是沿轴向(L)观察时与输入齿轮机构(10)或者同输入齿轮机构(10)一体旋转的部件重复的区域,确保用于以变速机构(41)与轴向(L)的配置区域重复的方式配置旋转电机(3)的空间。由此,能够进一步实现装置整体在轴向(L)的长度的缩短。
本公开所涉及的车辆用驱动装置能够起到上述的各效果中的至少一种即可。
附图标记说明
1…车辆用驱动装置;2…内燃机;3…旋转电机;3a…输出旋转部件;4…自动变速器;9…车轮;10…输入齿轮机构;11…第一驱动齿轮(驱动齿轮);12…第二驱动齿轮;13…共用驱动齿轮(驱动齿轮);21…第一被驱动齿轮(被驱动齿轮);22…第二被驱动齿轮;41…第一变速机构(变速机构);42…第二变速机构;51…第一接合装置;52…第二接合装置;90…输入轴(输入部件);91…输出部件;L…轴方向;L1…轴向第一侧。

Claims (11)

1.一种车辆用驱动装置,其具备与内燃机驱动连结的输入部件、与车轮驱动连结的输出部件、旋转电机、以及自动变速器,其中,
所述自动变速器具备:
输入齿轮机构,其传递所述输入部件的旋转驱动力;
被驱动齿轮,其与所述输入齿轮机构啮合;以及
变速机构,其对所述被驱动齿轮的旋转进行变速并向所述输出部件传递,
所述旋转电机的输出旋转部件与所述输入齿轮机构驱动连结,
所述输入齿轮机构及所述变速机构分开配置于相互平行的两个轴,
所述变速机构为行星齿轮式,且配置在比所述被驱动齿轮靠轴向的一侧亦即轴向第一侧,
所述旋转电机的至少一部分配置于沿所述旋转电机的径向观察时与所述变速机构重复的位置,
所述旋转电机配置在比所述输入齿轮机构靠所述轴向第一侧,且配置为沿所述轴向观察时与所述输入齿轮机构或者同所述输入齿轮机构一体旋转的部件重复。
2.根据权利要求1所述的车辆用驱动装置,其中,
所述变速机构为第一变速机构,所述被驱动齿轮为第一被驱动齿轮,
所述自动变速器还具备:
第二被驱动齿轮,其与所述输入齿轮机构啮合;
第二变速机构,其对所述第二被驱动齿轮的旋转进行变速并向所述输出部件传递;
第一接合装置,其将所述输入部件与所述第一变速机构连结或者解除连结;以及
第二接合装置,其将所述输入部件与所述第二变速机构连结或者解除连结,
所述第二变速机构配置于与所述输入齿轮机构及所述第一变速机构不同的轴,
所述第二变速机构为行星齿轮式,且配置在比所述第二被驱动齿轮靠所述轴向第一侧,
所述旋转电机的至少一部分配置于沿所述旋转电机的径向观察时与所述第一变速机构及所述第二变速机构分别重复的位置。
3.根据权利要求2所述的车辆用驱动装置,其中,
所述输入齿轮机构具备与所述第一被驱动齿轮及所述第二被驱动齿轮双方啮合的共用驱动齿轮,
所述第一接合装置将所述第一被驱动齿轮与所述第一变速机构连结或者解除连结,
所述第二接合装置将所述第二被驱动齿轮与所述第二变速机构连结或者解除连结。
4.根据权利要求2所述的车辆用驱动装置,其中,
所述输入齿轮机构具备:
第一驱动齿轮,其与所述第一被驱动齿轮啮合;和
第二驱动齿轮,其与所述第二被驱动齿轮啮合,
所述第一接合装置将所述输入部件与所述第一驱动齿轮连结或者解除连结,
所述第二接合装置将所述输入部件与所述第二驱动齿轮连结或者解除连结。
5.根据权利要求2~4中的任一项所述的车辆用驱动装置,其中,
将所述输入齿轮机构所具备的齿轮且是与所述第一被驱动齿轮及所述第二被驱动齿轮中的至少一方啮合的齿轮作为驱动齿轮,所述旋转电机的所述输出旋转部件与所述驱动齿轮啮合,或者与所述驱动齿轮连结为一体旋转。
6.根据权利要求2~5中的任一项所述的车辆用驱动装置,其中,
由所述第一变速机构实现的最小的变速比及由所述第二变速机构实现的最小的变速比双方为1,
若将所述输入齿轮机构与所述第一变速机构之间的变速比设为第一变速比,将所述输入齿轮机构与所述第二变速机构之间的变速比设为第二变速比,将所述第一变速机构与所述输出部件之间的变速比设为第三变速比,将所述第二变速机构与所述输出部件之间的变速比设为第四变速比,则所述第一变速比与所述第三变速比之积同所述第二变速比与所述第四变速比之积为互不相同的值。
7.根据权利要求2~6中的任一项所述的车辆用驱动装置,其中,
若将所述第一变速机构与所述输出部件之间的变速比设为第三变速比,将所述第二变速机构与所述输出部件之间的变速比设为第四变速比,则所述第三变速比与所述第四变速比为相同的值。
8.根据权利要求2~7中的任一项所述的车辆用驱动装置,其中,
所述第二变速机构配置于沿所述第一变速机构的径向观察时与所述第一变速机构重复的位置。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的车辆用驱动装置,其中,
所述旋转电机配置在与所述输入齿轮机构不同的轴上,
所述旋转电机的所述输出旋转部件在周向上与所述被驱动齿轮不同的位置与所述输入齿轮机构啮合,
所述旋转电机的旋转被减速并被传递至所述输入齿轮机构。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的车辆用驱动装置,其中,
所述旋转电机配置为沿所述轴方向观察时与所述输入齿轮机构的轴心重复。
11.根据权利要求1~10中的任一项所述的车辆用驱动装置,其中,
在比所述输入齿轮机构靠所述轴向第一侧,不设置能够变更变速比的平行轴齿轮式的变速机构。
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