CN113357325A - 传动装置 - Google Patents

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CN113357325A CN202110187558.5A CN202110187558A CN113357325A CN 113357325 A CN113357325 A CN 113357325A CN 202110187558 A CN202110187558 A CN 202110187558A CN 113357325 A CN113357325 A CN 113357325A
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叶畑阳平
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Abstract

一种传动装置,动力经由一旋转要素固定于固定构件的状态的行星齿轮装置从马达传向驱动轮。传动装置(12)具备马达(30)、第1行星齿轮装置(24)、第2行星齿轮装置(25)及连接切换装置(40),能够切换为第1模式、第2模式及第3模式,第1模式下输入轴(21)为直接连结于后轮侧输出轴(22)的状态且连接切换装置为非分配状态,第2模式下输入轴为直接连结于后轮侧输出轴的状态且第2行星齿轮装置的各旋转要素连结于马达、后轮侧输出轴、前轮侧输出轴(23),第3模式下输入轴为连结于第1行星齿轮装置的第1太阳轮(S1)的状态且连接切换装置为分配状态且第1行星齿轮装置为变速状态且第2行星齿轮装置为一体旋转状态。

Description

传动装置
技术领域
本发明涉及传动装置。
背景技术
作为搭载于四轮驱动车的动力传递装置,已知有将来自发动机的动力向前轮和后轮分配并传递的传动装置。传动装置具有向前轮传递动力的前轮侧输出构件和向后轮传递动力的后轮侧输出构件,能够使仅从一方的输出构件输出动力的两轮驱动状态和从两方的输出构件输出动力的四轮驱动状态成立。
另外,传动装置在传动装置壳体的内部具备作为将发动机的旋转以变速的方式输出的变速部的行星齿轮装置。关于构成该行星齿轮装置的三个旋转要素,被输入发动机的动力的旋转要素与固定于传动装置壳体(固定构件)的旋转要素为不同的旋转要素。并且,传动装置能够在将发动机的旋转以不变速的方式输出的状态、和将发动机的旋转在行星齿轮装置以变速的方式输出的状态之间进行切换。
在专利文献1中,公开了在传动装置壳体的内部具备作为动力源发挥功能的马达的传动装置。在该传动装置中,在将发动机的动力向驱动轮传递时,能够将马达的动力经由行星齿轮装置向驱动轮传递。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2010/141682号
发明内容
发明要解决的课题
然而,在专利文献1记载的构成中,关于构成行星齿轮装置的三个旋转要素,固定于固定构件的旋转要素与被输入马达的动力的旋转要素为同一旋转要素。因此,在将马达的动力经由行星齿轮装置向驱动轮传递时,无法使行星齿轮装置作为固定了一个旋转要素的状态的变速部发挥功能。另外,在固定一个旋转要素并使行星齿轮装置作为变速部发挥功能的情况下,无法使马达的动力经由行星齿轮装置向驱动轮传递。
本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于提供一种能够使动力经由一个旋转要素固定于固定构件的状态的行星齿轮装置从马达向驱动轮传递的传动装置。
用于解决课题的技术方案
本发明的特征在于,具备:输入轴,输入来自第1动力源的动力;马达,作为第2动力源发挥功能;第1输出轴,向主驱动轮传递动力;第2输出轴,向副驱动轮传递动力;第1行星齿轮装置,具有连结于所述马达的第1旋转要素、以及第2旋转要素和第3旋转要素;第2行星齿轮装置,具有连结于所述第2旋转要素的第4旋转要素、以及第5旋转要素和第6旋转要素;输入切换部,选择性地切换所述输入轴的连接对象;变速切换部,对在所述第1行星齿轮装置将所述第1旋转要素的旋转以变速的方式输出的变速状态和在所述第1行星齿轮装置将所述第1旋转要素的旋转以不变速的方式输出的非变速状态进行切换;及分配切换部,对向所述第1输出轴和所述第2输出轴传递动力的分配状态和仅向所述第1输出轴与所述第2输出轴中的所述第1输出轴传递动力的非分配状态进行切换,所述输入轴、所述第1行星齿轮装置、所述第2行星齿轮装置、所述第1输出轴及所述第2输出轴的连接状态能够利用所述输入切换部、所述变速切换部及所述分配切换部切换为多个模式,所述多个模式包括第1模式、第2模式及第3模式,所述第1模式是所述输入轴处于直接连结于所述第1输出轴的状态,且所述分配切换部处于所述非分配状态的模式,所述第2模式是所述输入轴处于直接连结于所述第1输出轴的状态,且所述分配切换部处于所述分配状态,在所述第2行星齿轮装置中的三个旋转要素分别连结于所述马达、所述第1输出轴、所述第2输出轴的状态下能够进行差动的模式,所述第3模式是所述输入轴处于连结于所述第1行星齿轮装置的所述第1旋转要素的状态,且所述分配切换部处于所述分配状态,所述变速切换部处于将所述第3旋转要素固定于固定构件的所述变速状态,在所述第2行星齿轮装置中,在两个旋转要素互相连结且任一旋转要素连结于所述第1输出轴的状态下三个旋转要素能够一体旋转的模式。
根据该构成,在具备马达、第1行星齿轮装置及第2行星齿轮装置的传动装置中,关于构成第1行星齿轮装置的三个旋转要素,固定于固定构件的第3旋转要素与被输入马达的动力的第1旋转要素是不同的旋转要素。因此,在一个旋转要素固定于固定构件的状态下使第1行星齿轮装置作为变速部发挥功能时,能够使动力经由该第1行星齿轮装置从马达向驱动轮传递。
另外,可以是,在所述变速切换部处于所述变速状态的情况,在将从所述马达输出的动力经由所述第1行星齿轮装置和所述第2行星齿轮装置向所述第1输出轴传递时,在所述第1行星齿轮装置将所述马达的旋转以变速的方式输出。
根据该构成,在利用马达的动力驱动主驱动轮时,能够在第1行星齿轮装置将马达的旋转以变速的方式输出。
另外,可以是,在所述第3模式下,成为来自所述第1动力源的动力及所述马达的动力经由所述第1行星齿轮装置和所述第2行星齿轮装置向所述主驱动轮和所述副驱动轮分配,并且将所述输入轴的旋转及所述马达的旋转在所述第1行星齿轮装置以变速的方式向所述主驱动轮及所述副驱动轮传递的驱动状态。
根据该构成,在将来自第1动力源的动力和马达的动力向主驱动轮和副驱动轮传递时,能够在第1行星齿轮装置将输入轴的旋转及马达的旋转以变速的方式输出。
另外,可以是,在所述第1模式及所述第2模式下,所述变速切换部能够在所述变速状态与所述非变速状态之间进行切换。
根据该构成,即使在第1模式和第2模式的情况下也能够使第1行星齿轮装置作为变速部发挥功能。由此,在第1模式和第2模式的情况下利用马达的动力驱动主驱动轮时,能够将马达的旋转在第1行星齿轮装置以变速的方式输出。
另外,可以是,在所述第1模式下所述变速切换部处于所述变速状态的情况下,成为来自所述第1动力源的动力从所述输入轴向所述第1输出轴直接传递,且所述马达的动力经由所述第1行星齿轮装置和所述第2行星齿轮装置向所述第1输出轴传递,并且来自所述第1动力源的动力及所述马达的动力不向所述第2输出轴传递的驱动状态。
根据该构成,在成为第1模式而驱动主驱动轮的情况下,能够将来自第1动力源的动力向第1输出轴直接传递,并且能够在将马达的动力向第1输出轴传递时在第1行星齿轮装置将马达的旋转以变速的方式输出。
另外,可以是,在所述第2模式下所述变速切换部处于所述变速状态的情况下,成为来自所述第1动力源的动力从所述输入轴向所述第1输出轴直接传递,且在所述马达的动力经由所述第1行星齿轮装置向所述第1输出轴传递时在所述第1行星齿轮装置将所述马达的旋转以变速的方式输出,来自所述第1动力源的动力及所述马达的动力经由所述第2行星齿轮装置向所述主驱动轮和所述副驱动轮分配的驱动状态。
根据该构成,在成为第2模式而驱动主驱动轮和副驱动轮的情况下,能够将来自第1动力源的动力向第1输出轴直接传递,并且能够在将马达的动力向第1输出轴及第2输出轴传递时在第1行星齿轮装置将马达的旋转以变速的方式输出。
另外,可以是,所述变速切换部包括第1接合装置和第2接合装置,所述第1接合装置,在将所述第3旋转要素连结于所述固定构件的接合状态和将所述第3旋转要素释放为能够旋转的释放状态之间进行切换,所述第2接合装置,在将所述第2旋转要素与所述第3旋转要素连结为能够一体旋转的接合状态和将所述第2旋转要素释放为能够相对于所述第3旋转要素相对地旋转的释放状态之间进行切换。
根据该构成,能够通过使第1接合装置成为接合状态来使第1行星齿轮装置作为变速部发挥功能。另外,能够通过使第2接合装置成为接合状态来切换为第1行星齿轮装置的各旋转要素一体旋转的状态。
另外,可以是,还具备向所述第2输出轴传递动力的传递部,所述分配切换部具有将所述第1输出轴选择性地连结于所述传递部的分配切换构件,所述第2行星齿轮装置的所述第5旋转要素以能够与所述第1输出轴一体旋转的方式连结于所述第1输出轴,所述分配切换构件在第1分配状态、第2分配状态及非分配状态之间进行切换,所述第1分配状态是将所述第1输出轴连结于所述传递部并且将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素连结为能够一体旋转的状态,所述第2分配状态是将所述第1输出轴连结于所述传递部并且将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素设为能够进行差动的状态,所述非分配状态是在不将所述第1输出轴连结于所述传递部的情况下将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素连结为能够一体旋转的状态。
根据该构成,通过分配切换构件在第1分配状态、第2分配状态及非分配状态之间进行切换,从而传动装置能够切换为多个驱动状态。
另外,可以是,具备第3接合装置,所述第3接合装置在将所述第6旋转要素连结于固定构件的接合状态与将所述第6旋转要素释放为能够旋转的释放状态之间进行切换,所述第3接合装置在所述第1模式及所述第3模式的情况下能够成为所述接合状态,在所述第2模式的情况下成为释放状态。
根据该构成,在第1模式和第3模式的情况下,通过使第3接合装置成为接合状态,能够使第2行星齿轮装置作为变速部发挥功能。由此,在第3模式下将第1动力源的动力向驱动轮传递的情况下,能够将输入轴的旋转在第1行星齿轮装置和第2行星齿轮装置以变速的方式输出。
另外,可以是,还具备向所述第2输出轴传递动力的传递部,所述输入切换部具有将所述输入轴选择性地连结于所述第1旋转要素的输入切换构件,所述第2行星齿轮装置的所述第5旋转要素能够相对于所述第1输出轴相对地旋转,所述分配切换部具有第1分配切换构件和第2分配切换构件,所述第1分配切换构件,是也作为所述输入切换部发挥功能的构件,将所述输入轴或所述传递部选择性地连结于所述第1输出轴,所述第2分配切换构件,将所述第5旋转要素及所述第6旋转要素中的至少一方选择性地连结于所述传递部。
根据该构成,能够通过输入切换构件和第1分配切换构件选择性地切换输入轴的连接对象。另外,能够通过第1分配切换构件和第2分配切换构件来对能够向传递部进行动力传递的情况和无法向传递部进行动力传递的情况进行切换。
另外,可以是,在处于所述第1模式的情况下,所述输入切换构件使所述输入轴不连结于所述第1旋转要素,所述第1分配切换构件处于不连结于所述传递部而将所述输入轴直接连结于所述第1输出轴,并且将所述第5旋转要素连结于所述第1输出轴的非分配状态,所述第2分配切换构件处于不连结于所述传递部而将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素连结为能够一体旋转的非分配状态。
根据该构成,在第1模式的情况下,能够在通过第1分配切换构件将输入轴直接连结于第1输出轴的状态下将第1动力源的动力向主驱动轮传递。
另外,可以是,在处于所述第2模式的情况下,所述输入切换构件不将所述输入轴连结于所述第1旋转要素,所述第1分配切换构件处于不连结于所述传递部而将所述输入轴直接连结于所述第1输出轴并且将所述第5旋转要素连结于所述第1输出轴的非分配状态,所述第2分配切换构件处于将所述第6旋转要素连结于所述传递部并且将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素设为能够进行差动的分配状态。
根据该构成,在第2模式的情况下,通过在通过第1分配切换构件将输入轴直接连结于第1输出轴的状态下,将马达的动力向能够进行差动的状态的第2行星齿轮装置传递,从而能够控制向主驱动轮和副驱动轮传递的动力的分配。
另外,可以是,在处于所述第3模式的情况下,所述第1分配切换构件处于不连结于所述输入轴而将所述第1输出轴连结于所述传递部的分配状态,所述第2分配切换构件处于将所述第5旋转要素连结于所述传递部并且将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素连结为能够一体旋转的分配状态。
根据该构成,在第3模式的情况下,通过第2分配切换构件而第2行星齿轮装置成为能够一体旋转的状态。
发明的效果
在本发明中,在具备马达、第1行星齿轮装置及第2行星齿轮装置的传动装置中,关于构成第1行星齿轮装置的三个旋转要素,固定于固定构件的第3旋转要素与被输入马达的动力的第1旋转要素为不同的旋转要素。因此,能够在一个旋转要素固定于固定构件的状态下使第1行星齿轮装置作为变速部发挥功能时,使动力经由该第1行星齿轮装置从马达向驱动轮传递。
附图说明
图1是示意性地示出搭载了第1实施方式中的传动装置的车辆的骨架图。
图2是示出第1实施方式中的传动装置是第1驱动状态的情况的骨架图。
图3是示出第1驱动状态下的各行星齿轮装置中的各旋转要素的相对转速的关系的共线图。
图4是示出第2驱动状态下的各行星齿轮装置中的各旋转要素的相对转速的关系的共线图。
图5是示出第1实施方式中的传动装置处于第3驱动状态的情况的骨架图。
图6是示出第3驱动状态下的各行星齿轮装置中的各旋转要素的相对转速的关系的共线图。
图7是示出第4驱动状态下的各行星齿轮装置中的各旋转要素的相对转速的关系的共线图。
图8是示出第1实施方式中的传动装置处于第5驱动状态的情况的骨架图。
图9是示出第5驱动状态下的各行星齿轮装置中的各旋转要素的相对转速的关系的共线图。
图10是示出第1实施方式中的传动装置处于第6驱动状态的情况的骨架图。
图11是示出第6驱动状态下的各行星齿轮装置中的各旋转要素的相对转速的关系的共线图。
图12是示意性地示出第1实施方式的变形例中的传动装置的骨架图。
图13是示意性地示出第2实施方式中的传动装置的骨架图。
图14是示意性地示出第3实施方式中的传动装置的骨架图。
标号说明
1 车辆;
2 发动机(第1动力源);
3、3R、3L 前轮(主驱动轮);
4、4R、4L 后轮(副驱动轮);
10 动力传递装置;
11 变速器;
12 传动装置;
13 前传动轴;
14 后传动轴;
20 传动装置壳体;
20a 固定构件;
21 输入轴;
22 后轮侧输出轴(第1输出轴);
23 前轮侧输出轴(第2输出轴);
24 第1行星齿轮装置;
25 第2行星齿轮装置;
26 传递部;
30 马达;
33 输入齿轮;
40 连接切换装置;
41 第1牙嵌式离合器;
42 第1摩擦离合器;
43 第2牙嵌式离合器;
44 第2摩擦离合器;
45 第3牙嵌式离合器;
46 第1切换套筒;
47 第2切换套筒;
48 第3切换套筒;
51 第1旋转构件;
52 第2旋转构件;
53 第3旋转构件;
54 第4旋转构件;
55 第5旋转构件;
C1 第1齿轮架;
S1 第1太阳轮;
R1 第1齿圈;
C2 第2齿轮架;
S2 第2太阳轮;
R2 第2齿圈。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式中的传动装置具体地进行说明。此外,本发明不限定于以下说明的实施方式。
图1是示意性地示出搭载了第1实施方式中的传动装置的车辆的骨架图。车辆1具备作为动力源的发动机2、左右的前轮3L、3R、左右的后轮4L、4R及将发动机2的动力分别向前轮3和后轮4传递的动力传递装置10。该车辆1是以前置发动机后轮驱动为基础的四轮驱动车辆。后轮4是在以两轮驱动状态行驶的过程中及在以四轮驱动状态行驶的过程中成为驱动轮的主驱动轮。另一方面,前轮3是在以两轮驱动状态行驶的过程中成为从动轮、在以四轮驱动状态行驶的过程中成为驱动轮的副驱动轮。
动力传递装置10具备连结于发动机2的变速器11、连结于变速器11的作为前后轮动力分配装置的传动装置12、分别连结于传动装置12的前传动轴13及后传动轴14、连结于前传动轴13的前轮用差动齿轮机构15、连结于后传动轴14的后轮用差动齿轮机构16、连结于前轮用差动齿轮机构15的左右的前轮车轴17L、17R、以及连结于后轮用差动齿轮机构16的左右的后轮车轴18L、18R。此外,在对车轮和车轴不特别区分左右的情况下,省略标号L、R,记载为前轮3、后轮4、前轮车轴17、后轮车轴18。
从发动机2输出的动力经由变速器11向传动装置12传递。并且,传递到传动装置12的动力从传动装置12依次经由后传动轴14、后轮用差动齿轮机构16、后轮车轴18的后轮侧的动力传递路径而向后轮4传递。另外,向后轮4侧传递的动力的一部分通过传动装置12而向前轮3侧分配,依次经由前传动轴13、前轮用差动齿轮机构15、前轮车轴17的前轮侧的动力传递路径而向前轮3传递。
如图2所示,第1实施方式的传动装置12具备作为非旋转构件的传动装置壳体20。传动装置12在传动装置壳体20的内部具备输入轴21、向作为主驱动轮的后轮4输出动力的作为第1输出轴的后轮侧输出轴22、向作为副驱动轮的前轮3输出动力的作为第2输出轴的前轮侧输出轴23、作为变速部发挥功能的第1行星齿轮装置24及作为动力分配部发挥功能的第2行星齿轮装置25。另外,传动装置12在传动装置壳体20的内部具备作为向前轮侧的输入构件发挥功能的传递部26、向前轮侧输出轴23输出动力的主动齿轮27、与前轮侧输出轴23一体地设置的从动齿轮28及将主动齿轮27与从动齿轮28之间连结的前轮用驱动链29,来作为形成前轮侧的动力传递路径的旋转构件。而且,传动装置12在传动装置壳体20的内部具备作为动力源的马达30和对旋转构件的连接状态进行切换的连接切换装置40。
输入轴21是将来自发动机2的动力向传动装置12输入的输入构件。例如,输入轴21与变速器11的输出构件(未图示)花键嵌合。从发动机2经由变速器11传递到输入轴21的动力向传动装置12输入。该输入轴21的连接对象通过连接切换装置40而被选择性地切换。
后轮侧输出轴22是向后轮4侧输出动力的输出构件。该后轮侧输出轴22与输入轴21配置在同一轴线上,与后传动轴14连结为一体旋转。在传动装置12中,与后轮侧输出轴22在同一轴线上地配置有第1行星齿轮装置24、第2行星齿轮装置25、传递部26、主动齿轮27。
前轮侧输出轴23是向前轮3侧输出动力的输出构件。该前轮侧输出轴23配置在与输入轴21及后轮侧输出轴22不同的轴线上,与前传动轴13连结为一体旋转。另外,前轮侧输出轴23经由从动齿轮28及前轮用驱动链29而与主动齿轮27始终连接。也就是说,通过主动齿轮27旋转从而前轮侧输出轴23旋转。该主动齿轮27与传递部26连结为一体旋转。
传递部26是向前轮侧输出轴23传递动力的旋转构件。该传递部26与后轮侧输出轴22在同一轴线上以能够相对于后轮侧输出轴22相对地旋转的方式配置。传递部26通过连接切换装置40而在传递来自动力源的动力的连接状态与不传递来自动力源的动力的切断状态之间切换。
第1行星齿轮装置24作为将发动机2的旋转以变速的方式输出的变速部发挥功能。该第1行星齿轮装置24能够传递发动机2的动力并且传递马达30的动力。第1行星齿轮装置24能够在传递发动机2的动力时作为将发动机2的旋转以变速的方式输出的变速部(发动机变速部)发挥功能,在传递马达30的动力时作为将马达30的旋转以变速的方式输出的变速部(马达变速部)发挥功能。在传动装置12中,通过使第1行星齿轮装置24作为变速部发挥功能,从而使高速侧变速档Hi及低速侧变速档Lo中的某一方成立,能够将动力源的旋转以变速的方式向后级传递。
该第1行星齿轮装置24由具有三个旋转要素的单小齿轮(single pinion)型的行星齿轮装置构成。如图2所示,作为三个旋转要素,第1行星齿轮装置24具备第1太阳轮S1、与第1太阳轮S1配置在同心圆上的第1齿圈R1及将与第1太阳轮S1及第1齿圈R1啮合的多个小齿轮支承为能够自转且能够公转的第1齿轮架C1。
第1太阳轮S1是作为输入要素发挥功能的第1旋转要素。作为第1行星齿轮装置24的输入构件的第1旋转构件51以一体旋转的方式连结于该第1太阳轮S1。另外,第1太阳轮S1经由第1旋转构件51与马达30以能够进行动力传递的方式始终连接。第1齿轮架C1是作为输出要素发挥功能的第2旋转要素。作为第1行星齿轮装置24的输出构件的第2旋转构件52以一体旋转的方式连结于该第1齿轮架C1。第1齿圈R1是作为反作用力要素发挥功能的第3旋转要素。第3旋转构件53以一体旋转的方式连结于该第1齿圈R1。
第2行星齿轮装置25作为将发动机2的动力向前轮3和后轮4分配并传递的动力分配部发挥功能。该第2行星齿轮装置25与第1行星齿轮装置24在轴向上排列配置,构成为被输入从第1行星齿轮装置24输出的动力。第2行星齿轮装置25能够传递发动机2的动力并且能够传递马达30的动力。因此,第2行星齿轮装置25能够在传递发动机2的动力时将该动力向前轮3和后轮4分配,在传递马达30的动力时将该动力向前轮3和后轮4分配。
该第2行星齿轮装置25由具有三个旋转要素的单小齿轮型的行星齿轮装置构成。如图2所示,作为三个旋转要素,第2行星齿轮装置25具备第2太阳轮S2、与第2太阳轮S2配置在同心圆上的第2齿圈R2及将与第2太阳轮S2及第2齿圈R2啮合的多个小齿轮支承为能够自转且能够公转的第2齿轮架C2。
第2太阳轮S2是作为输入要素发挥功能的第4旋转要素。第2旋转构件52以一体旋转的方式连结于该第2太阳轮S2。也就是说,在第2太阳轮S2连结着第1齿轮架C1,第2太阳轮S2与第1齿轮架C1一体旋转。第2齿轮架C2是作为输出要素发挥功能的第5旋转要素。后轮侧输出轴22以一体旋转的方式连结于该第2齿轮架C2。第2齿轮架C2与后轮侧输出轴22连结。而且,第4旋转构件54以一体旋转的方式连结于第2齿轮架C2。第2齿圈R2是作为输出要素发挥功能的第6旋转要素。第5旋转构件55以一体旋转的方式连结于该第2齿圈R2。
马达30是能够作为电动机及发动机发挥功能的电动发电机(MG)。马达30具备转子、定子及与转子一体旋转的输出轴,经由变换器与电池电连接。如图2所示,在马达30的输出轴设置有减速齿轮31。减速齿轮31与中间轴齿轮32啮合。中间轴齿轮32与输入齿轮33啮合。输入齿轮33以一体旋转的方式安装于第1旋转构件51,与第1行星齿轮装置24的第1太阳轮S1以一体旋转的方式机械地连结。并且,由减速齿轮31、中间轴齿轮32及输入齿轮33形成减速齿轮列。因此,在从马达30输出的动力经由该减速齿轮列向第1太阳轮S1传递时,马达30的旋转被以变速(减速)的方式传递。
连接切换装置40作为输入切换部、变速切换部及分配切换部发挥功能。该连接切换装置40是对构成传动装置12的旋转构件的连接状态进行切换的装置,对输入轴21、后轮侧输出轴22、第1行星齿轮装置24、第2行星齿轮装置25及传递部26的连接状态进行切换。输入切换部选择性地切换输入轴21的连接对象。该输入切换部对将输入轴21直接连结于后轮侧输出轴22的直接连结状态(第1输入状态)和将输入轴21连结于第1行星齿轮装置24的第1太阳轮S1的变速状态(第2输入状态)进行切换。也就是说,输入切换部是所谓的高低(hi-low)切换部,也具有作为变速切换部的功能。变速切换部对将第1太阳轮S1的旋转以变速的方式向后轮侧输出轴22传递的变速状态和将第1太阳轮S1的旋转以不变速的方式向后轮侧输出轴22传递的非变速状态进行切换。分配切换部对将从动力源输出的动力仅向后轮4传递的非分配状态(两轮驱动状态)和将从动力源输出的动力向前轮3和后轮4分配并传递的分配状态(四轮驱动状态)进行切换。
如图2所示,连接切换装置40具备第1牙嵌式离合器41、第1摩擦离合器42、第2牙嵌式离合器43、第2摩擦离合器44及第3牙嵌式离合器45。
第1牙嵌式离合器41是作为输入切换部及变速切换部发挥功能的接合装置。如图2所示,第1牙嵌式离合器41是将输入轴21选择性地连接于第1太阳轮S1和后轮侧输出轴22的啮合接合装置。该第1牙嵌式离合器41在将发动机2的动力不经由第1行星齿轮装置24向后轮侧输出轴22传递的第1输入状态(直接连结状态)与将发动机2的动力经由第1行星齿轮装置24向后轮侧输出轴22传递的第2输入状态(变速状态)之间进行切换。换言之,第1牙嵌式离合器41在使发动机2的旋转以不变速的方式向后轮侧输出轴22传递的直接连结状态(第1输入状态)与将发动机2的旋转以变速的方式向后轮侧输出轴22传递的变速状态(第2输入状态)之间进行切换。
该第1牙嵌式离合器41具有作为输入切换构件的第1切换套筒46。第1切换套筒46具有与输入轴21的第1齿轮齿21a啮合的第1齿轮齿46a、和与后轮侧输出轴22的齿轮齿22a啮合的第2齿轮齿46b。该第2齿轮齿46b能够与第1旋转构件51的齿轮齿51a啮合。第1切换套筒46通过第1牙嵌式离合器41的致动器而在轴向上移动。并且,第1切换套筒46在第1齿轮齿46a与输入轴21始终啮合的状态下,以第2齿轮齿46b的啮合对象为后轮侧输出轴22和第1旋转构件51中的任一方的方式进行切换。在第2齿轮齿46b与后轮侧输出轴22啮合的情况下,第1牙嵌式离合器41成为直接连结状态(第1输入状态),在第2齿轮齿46b与第1旋转构件51啮合的情况下,第1牙嵌式离合器41成为变速状态(第2输入状态)。
第1摩擦离合器42是作为变速切换部发挥功能的接合装置。第1摩擦离合器42是通过液压致动器而工作并将第1齿圈R1选择性地固定于固定构件20a的摩擦接合装置。固定构件20a是传动装置壳体20自身、或者是与传动装置壳体20一体化的非旋转构件。另外,在第1摩擦离合器42中能够通过控制液压来控制接合力。
该第1摩擦离合器42具有固定于固定构件20a的第1摩擦接合要素(固定要素)、和与第1齿圈R1一体旋转的第2摩擦接合要素(旋转要素)。例如,该第1摩擦接合要素与固定构件20a花键嵌合,第2摩擦接合要素与第3旋转构件53以一体旋转的方式机械地连结。因此,在第1摩擦离合器42接合时,第1齿圈R1无法旋转。另一方面,在第1摩擦离合器42释放时,第1齿圈R1能够旋转。
第2牙嵌式离合器43是作为变速切换部发挥功能的接合装置。该第2牙嵌式离合器43是将第1齿圈R1选择性地固定于固定构件20a的啮合接合装置。第2牙嵌式离合器43在第1齿圈R1被机械地固定的接合状态与第1齿圈R1被释放为能够旋转的释放状态之间进行切换。
该第2牙嵌式离合器43具有作为变速切换构件的第2切换套筒47。第2切换套筒47具有与和第1齿圈R1一体旋转的第3旋转构件53的齿轮齿53a啮合的第1齿轮齿47a、和与固定构件20a啮合的第2齿轮齿47b。第2切换套筒47通过第2牙嵌式离合器43的致动器而在轴向上移动。并且,第2切换套筒47在第1齿轮齿47a与第3旋转构件53始终啮合的状态下,在第2齿轮齿47b与固定构件20a啮合的情况与不啮合的情况之间进行切换。在第2齿轮齿47b与固定构件20a啮合的情况下,第2牙嵌式离合器43成为接合状态。在第2齿轮齿47b与固定构件20a不啮合的情况下,第2牙嵌式离合器43成为释放状态。
例如,在通过第1摩擦离合器42和第2牙嵌式离合器43将第1齿圈R1固定于固定构件20a时,在将第2牙嵌式离合器43释放的状态下将第1摩擦离合器42从释放状态向接合状态切换。并且,在将第1摩擦离合器42维持为接合状态的状态下,使第2切换套筒47在轴向上移动,将第2牙嵌式离合器43从释放状态向接合状态切换。然后,能够使第1摩擦离合器42释放。在第2牙嵌式离合器43接合时能够通过机械力固定第1齿圈R1,因此,变得可以不将用于使接合力产生的液压向第1摩擦离合器42的液压致动器供给。由此,与该液压相应的燃料经济性提高。
第2摩擦离合器44是作为变速切换部发挥功能的接合装置。第2摩擦离合器44是通过液压致动器而工作并将第1齿圈R1与第1齿轮架C1选择性地接合的摩擦接合装置。在第2摩擦离合器44中能够通过控制液压来控制接合力。
该第2摩擦离合器44具有与第1齿轮架C1一体旋转的第1摩擦接合要素、和与第1齿圈R1一体旋转的第2摩擦接合要素。例如,该第1摩擦接合要素与第2旋转构件52的圆筒部52a花键嵌合,第2摩擦接合要素与第3旋转构件53的圆筒部花键嵌合。在第2摩擦离合器44接合时,第1齿轮架C1与第1齿圈R1成为能够一体旋转的状态。另一方面,在第2摩擦离合器44释放时,第1齿轮架C1成为能够相对于第1齿圈R1相对地旋转的状态。另外,第2旋转构件52具有向第2行星齿轮装置25侧延伸并与第2太阳轮S2连结的连接部52b。此外,圆筒部52a可以是与第2旋转构件52以一体旋转的方式机械地连结的离合器鼓(clutch drum)。同样,第3旋转构件53的圆筒部可以是与第3旋转构件53以一体旋转的方式机械地连结的离合器鼓。
第3牙嵌式离合器45是作为分配切换部发挥功能的接合装置。第3牙嵌式离合器45是将后轮侧输出轴22选择性地连结于传递部26的啮合接合装置。该第3牙嵌式离合器45在将向后轮侧输出轴22传递的动力的一部分向前轮侧输出轴23分配的分配状态与将向后轮侧输出轴22传递的动力不向前轮侧输出轴23分配的非分配状态之间进行切换。
该第3牙嵌式离合器45具有作为分配切换构件的第3切换套筒48。第3切换套筒48具有与第4旋转构件54的第1齿轮齿54a及第5旋转构件55的齿轮齿55a啮合的第1齿轮齿48a、和与传递部26的第1齿轮齿26a啮合的第2齿轮齿48b。第3切换套筒48通过第3牙嵌式离合器45的致动器而在轴向上移动。并且,第3切换套筒48通过选择性地变更连结对象,从而在非分配状态、第1分配状态及第2分配状态之间进行切换。
非分配状态是不将第2齿轮架C2和第2齿圈R2连结于传递部26,而将第2齿轮架C2与第2齿圈R2连结为能够一体旋转的状态。在非分配状态下,第3切换套筒48的第1齿轮齿48a与第4旋转构件54啮合,且第2齿轮齿48b与第5旋转构件55啮合(参照图2)。在第3切换套筒48处于非分配状态的情况下,传动装置12被设定为两轮驱动状态。
第1分配状态是第2齿轮架C2与第2齿圈R2能够进行差动并将第2齿圈R2连结于传递部26的状态。在第1分配状态下,第3切换套筒48的第1齿轮齿48a与第5旋转构件55啮合,且第2齿轮齿48b与传递部26啮合(参照后述的图5)。在第3切换套筒48处于第1分配状态的情况下,传动装置12被设定为容许后轮侧输出轴22与前轮侧输出轴23的差动的四轮驱动状态。
第2分配状态是将第2齿轮架C2与第2齿圈R2连结为能够一体旋转且将第2齿轮架C2和第2齿圈R2连结于传递部26的状态。在第2分配状态下,第3切换套筒48的第1齿轮齿48a与第4旋转构件54及第5旋转构件55啮合,且第2齿轮齿48b与传递部26啮合(参照后述的图8、图10)。在第3切换套筒48处于第2分配状态的情况下,传动装置12被设定为限制后轮侧输出轴22与前轮侧输出轴23的差动的四轮驱动状态。
像这样,第2行星齿轮装置25及第3牙嵌式离合器45在分配状态下能够切换为“后轮侧输出轴22与传递部26能够进行差动的状态(第1分配状态)”和“后轮侧输出轴22与传递部26为非差动的状态(第2分配状态)”。即,在传动装置12是四轮驱动状态时,能够在后传动轴14与前传动轴13之间的差动不被限制的差动状态(第1分配状态)与它们之间的差动被限制的非差动状态(第2分配状态)之间进行切换。
另外,如图1所示,车辆1具备控制车辆1的电子控制装置100。电子控制装置100向使连接切换装置40工作的致动器输出指令信号,控制连接切换装置40的动作。例如,电子控制装置100构成为包括具备CPU、RAM、ROM、输入输出接口等的微型计算机。CPU通过利用RAM的暂时存储功能并按照预先存储于ROM的程序进行信号处理从而执行各种控制。
向电子控制装置100输入来自搭载于车辆1的各种传感器的传感器信号。例如,在各种传感器中,包括发动机转速传感器、马达旋转角度传感器、车速传感器、加速器开度传感器、用于通过驾驶员的操作来选择高速侧变速档Hi的Hi变速档范围选择开关、用于通过驾驶员的操作来选择四轮驱动状态的4WD选择开关。电子控制装置100基于输入的传感器信号执行车辆1的驱动控制等。并且,从电子控制装置100输出控制发动机2的指令信号、控制变速器11的指令信号、控制传动装置12的指令信号等。在控制传动装置12的指令信号中,包括控制马达30的指令信号、控制连接切换装置40的指令信号。
例如,电子控制装置100通过控制马达30的动作并且控制连接切换装置40的连接状态,能够将传动装置12的驱动状态控制为多个模式。具体而言,电子控制装置100通过执行连接切换装置40的切换控制,从而构成传动装置12的旋转构件的连接状态(输入轴21、第1行星齿轮装置24、第2行星齿轮装置25、后轮侧输出轴22、前轮侧输出轴23的连接状态)能够切换为多个模式。在多个模式中包括第1模式、第2模式、第3模式。
第1模式是两轮驱动状态,是输入轴21处于直接连结于后轮侧输出轴22的状态且第3牙嵌式离合器45成为非分配状态的连接状态。另外,在第1模式下,能够设定仅利用发动机2的动力驱动后轮4的发动机行驶模式、利用发动机2的动力和马达30的动力驱动后轮4的HV模式、及仅利用马达30的动力驱动后轮4的EV模式。
第2模式是四轮驱动状态,是输入轴21处于直接连结于后轮侧输出轴22的状态且第3牙嵌式离合器45成为第1分配状态并且第2行星齿轮装置25的各旋转要素能够进行差动的连接状态。第2行星齿轮装置25也具有作为分配切换部的功能。该第2模式是所谓的转矩分配4WD模式,是能够通过马达30的动作控制来操作向前轮3及后轮4的动力分配的模式(前后分配控制模式)。
第3模式是四轮驱动状态,是第3牙嵌式离合器45成为第2分配状态且第2行星齿轮装置25所包括的三个旋转要素能够一体旋转的连接状态。该第3模式是由于通过第3牙嵌式离合器45而以使得后轮侧输出轴22与传递部26一体旋转的方式接合,所以向前轮3及后轮4的动力分配被机械地固定的模式(固定分配模式)。
而且,关于第1模式、第2模式、第3模式,在各模式下均能够将第1行星齿轮装置24在非变速状态(Hi模式)与变速状态(Lo模式)之间进行切换。第1行星齿轮装置24在非变速状态的情况下,成为包括第1太阳轮S1、第1齿轮架C1、第1齿圈R1的三个旋转要素能够一体旋转的模式(Hi模式)。另外,第1行星齿轮装置24在变速状态的情况下,成为在第1齿圈R1被固定的状态下第1太阳轮S1和第1齿圈R1能够旋转的模式(Lo模式)。即,在上述的第1模式、第2模式及第3模式下,各自包括Hi模式的情况和Lo模式的情况。
另外,在第3模式下,在成为Hi模式的情况下,成为输入轴21直接连结于后轮侧输出轴22的状态,在成为Lo模式的情况下,成为输入轴21连结于第1太阳轮S1的状态。
像这样,在传动装置12中,通过连接切换装置40、第1行星齿轮装置24及第2行星齿轮装置25,能够切换为多个驱动状态。在多个驱动状态中,包括第1驱动状态(第1模式下的Hi模式)、第2驱动状态(第1模式下的Lo模式)、第3驱动状态(第2模式下的Hi模式)、第4驱动状态(第2模式下的Lo模式)、第5驱动状态(第3模式下的Hi模式)、第6驱动状态(第3模式下的Lo模式)。
在此,参照图2~图11,对第1~第6驱动状态进行说明。此外,在图3、图4、图6、图7、图9、图11中,马达30记载为“MG”,发动机2记载为“ENG”,第1太阳轮S1记载为“S1”,第1齿轮架C1记载为“C1”,第1齿圈R1记载为“R1”,第2牙嵌式离合器43记载为“CL1”,第2太阳轮S2记载为“S2”,第2齿轮架C2记载为“C2”,第2齿圈R2记载为“R2”,第3牙嵌式离合器45记载为“CL2”。
首先,参照图2、图3,对第1驱动状态(在第1模式下处于Hi模式的情况)进行说明。在第1驱动状态下,在连接切换装置40成为非分配状态而仅向后轮4传递动力的两轮驱动状态下,第1行星齿轮装置24成为非变速状态。因此,在第1驱动状态下,在将马达30的动力向后轮4传递时,如图3所示,使马达30的旋转在传动装置12以不减速的方式向后轮侧输出轴22传递。
如图2所示,在传动装置12处于第1驱动状态的情况下,第1牙嵌式离合器41是直接连结状态,第2牙嵌式离合器43是非变速状态,第3牙嵌式离合器45是非分配状态。具体而言,通过第1切换套筒46与输入轴21和后轮侧输出轴22啮合,从而将输入轴21直接连结于后轮侧输出轴22。第2切换套筒47与固定构件20a不啮合。另外,通过释放第1摩擦离合器42并将第2摩擦离合器44接合,从而在第1行星齿轮装置24中第1齿轮架C1与第1齿圈R1以一体旋转的方式连结。通过第3切换套筒48与第4旋转构件54和第5旋转构件55啮合,从而在第2行星齿轮装置25中第2齿轮架C2与第2齿圈R2以一体旋转的方式连结。
像这样,在第1驱动状态下,输入轴21直接连结于后轮侧输出轴22,因此,发动机2的动力不经由第1行星齿轮装置24和第2行星齿轮装置25地向后轮侧输出轴22传递。即,输入轴21的旋转(发动机2的旋转)以不变速的方式向后轮侧输出轴22传递。另外,虽然马达30经由第1行星齿轮装置24和第2行星齿轮装置25与后轮侧输出轴22始终连接,但在第1驱动状态下,第1行星齿轮装置24及第2行星齿轮装置25是非变速状态。因此,在第1驱动状态下,第1行星齿轮装置24和第2行星齿轮装置25所包括的六个旋转要素成为同一转速。
接着,参照图4,对第2驱动状态(在第1模式下处于Lo模式的情况)进行说明。在第2驱动状态下,在连接切换装置40成为非分配状态而仅向后轮4传递动力的两轮驱动状态下,第1行星齿轮装置24成为变速状态。因此,在第2驱动状态下,在将马达30的动力向后轮4传递时,如图4所示,将马达30的旋转在第1行星齿轮装置24以减速的方式向后轮侧输出轴22传递。
在传动装置12处于第2驱动状态的情况下,与第1驱动状态不同,第2牙嵌式离合器43是变速状态。也就是说,在释放第1摩擦离合器42并释放第2摩擦离合器44的状态下,将第2牙嵌式离合器43接合。由此,能够在第1行星齿轮装置24中将第1齿圈R1机械地固定。因此,能够在第2行星齿轮装置25所包括的三个旋转要素与第1齿轮架C1成为同一转速的状态下,将输入到第1太阳轮S1的动力(马达转矩)从第1齿轮架C1输出。
像这样,在第1驱动状态和第2驱动状态下,能够通过发动机2及马达30进行后轮驱动,且马达30能够进行减速比的切换。
接着,参照图5、图6,对第3驱动状态(在第2模式下处于Hi模式的情况)进行说明。在第3驱动状态下,在连接切换装置40成为第1分配状态的四轮驱动状态下,第1行星齿轮装置24成为非变速状态,第2行星齿轮装置25成为能够进行差动的状态。
如图5所示,在传动装置12处于第3驱动状态的情况下,第1牙嵌式离合器41处于直接连结状态,第2牙嵌式离合器43是非变速状态,第3牙嵌式离合器45是第1分配状态。具体而言,第1切换套筒46与输入轴21和后轮侧输出轴22啮合。第2切换套筒47与固定构件20a不啮合。另外,第1摩擦离合器42释放,第2摩擦离合器44接合。第3切换套筒48与第5旋转构件55和传递部26啮合。由此,在第1行星齿轮装置24中三个旋转要素能够一体旋转,在第2行星齿轮装置25中第2太阳轮S2、第2齿轮架C2及第2齿圈R2能够进行差动。
像这样,在第3驱动状态下,输入轴21直接连结于后轮侧输出轴22,因此发动机2的动力不经由第1行星齿轮装置24和第2行星齿轮装置25地向后轮侧输出轴22传递。即,输入轴21的旋转(发动机2的旋转)以不变速的方式向后轮侧输出轴22传递。另外,由于第2行星齿轮装置25成为能够进行差动的状态,因此马达30的动力经由第1行星齿轮装置24及第2行星齿轮装置25向传递部26和后轮侧输出轴22分配并传递。因此,在第3驱动状态下,如图6所示,利用从马达30输出的转矩,能够控制向前轮侧和后轮侧传递的动力的分配。
接着,参照图7,对第4驱动状态(在第2模式下处于Lo模式的情况)进行说明。在第4驱动状态下,在连接切换装置40成为第1分配状态的四轮驱动状态下,第1行星齿轮装置24成为变速状态,第2行星齿轮装置25成为能够进行差动的状态。因此,在第4驱动状态下,在将发动机2的动力和马达30的动力向前轮3和后轮4传递时,如图7所示,使发动机2的旋转在传动装置12以不减速的方式向后轮侧输出轴22传递,且将马达30的旋转在第1行星齿轮装置24以减速的方式向后轮侧输出轴22传递。像这样,在传动装置12处于第4驱动状态的情况下,与第3驱动状态不同,在释放第2摩擦离合器44的状态下,将第2牙嵌式离合器43接合。由此,能够在第1行星齿轮装置24中将第1齿圈R1机械地固定。因此,能够在能够与第2行星齿轮装置25所包括的三个旋转要素进行差动的状态下,将输入到第1太阳轮S1的动力(马达转矩)从第1齿轮架C1输出。
像这样,在第3驱动状态和第4驱动状态下,能够进行前后分配控制,且马达30能够进行减速比的切换。
接着,参照图8、图9,对第5驱动状态(在第3模式下处于Hi模式的情况)进行说明。在第5驱动状态下,在连接切换装置40成为第2分配状态的四轮驱动状态下,第1行星齿轮装置24成为非变速状态,第2行星齿轮装置25成为一体旋转状态。在第5驱动状态下,使发动机2的旋转在传动装置12以不减速的方式输出,且能够进行前后轮的动力分配被机械地固定的固定分配4WD模式。
如图8所示,在传动装置12处于第5驱动状态的情况下,第1牙嵌式离合器41处于直接连结状态,第2牙嵌式离合器43处于非变速状态,第3牙嵌式离合器45处于第2分配状态。具体而言,第1切换套筒46与输入轴21和后轮侧输出轴22啮合。第2切换套筒47不与固定构件20a啮合。另外,第1摩擦离合器42释放,第2摩擦离合器44接合。通过第3切换套筒48与第4旋转构件54、第5旋转构件55及传递部26啮合,从而在第2行星齿轮装置25中第2齿圈R2与第2齿轮架C2以一体旋转的方式连结,且第2齿圈R2及第2齿轮架C2连结于传递部26。
像这样,在第5驱动状态下,输入轴21直接连结于后轮侧输出轴22,因此发动机2的动力不经由第1行星齿轮装置24和第2行星齿轮装置25地向后轮侧输出轴22传递。即,输入轴21的旋转(发动机2的旋转)以不变速的方式向后轮侧输出轴22传递。另外,在第5驱动状态下第1行星齿轮装置24及第2行星齿轮装置25处于非变速状态,因此在将马达30的动力向后轮侧输出轴22及前轮侧输出轴23传递时,如图9所示,第1行星齿轮装置24和第2行星齿轮装置25所包括的六个旋转要素成为同一转速。
接着,参照图10、图11,对第6驱动状态(在第3模式下处于Lo模式的情况)进行说明。在第6驱动状态下,在连接切换装置40成为第2分配状态的四轮驱动状态下,第1行星齿轮装置24成为变速状态,第2行星齿轮装置25成为一体旋转状态。在第6驱动状态下,能够将发动机2的旋转在第1行星齿轮装置24以变速(减速)的方式输出。而且,在第6驱动状态下,即使在Lo模式下也能够利用马达30的动力驱动后轮4。
如图10所示,在传动装置12处于第6驱动状态的情况下,第1牙嵌式离合器41处于第2输入状态,第2牙嵌式离合器43处于变速状态,第3牙嵌式离合器45处于第2分配状态。具体而言,第1切换套筒46与输入轴21和第1旋转构件51啮合。第2切换套筒47与固定构件20a啮合。另外,第1摩擦离合器42释放,第2摩擦离合器44释放。第3切换套筒48与第4旋转构件54、第5旋转构件55及传递部26啮合。由此,在第2行星齿轮装置25中第2齿圈R2与第2齿轮架C2以一体旋转的方式连结,且第2齿圈R2及第2齿轮架C2连结于传递部26。而且,能够在第1行星齿轮装置24中在第1齿圈R1被机械地固定的状态下将输入到第1太阳轮S1的动力从第1齿轮架C1输出。
像这样,在第6驱动状态下,输入轴21连结于第1旋转构件51,因此发动机2的动力经由第1行星齿轮装置24和第2行星齿轮装置25向后轮侧输出轴22传递。另外,由于第1行星齿轮装置24处于变速状态,因此输入轴21的旋转(发动机2的旋转)在第1行星齿轮装置24以变速的方式向后轮侧输出轴22传递。因此,在第6驱动状态下,在将马达30的动力向后轮侧输出轴22传递时,如图11所示,能够将马达30的旋转在第1行星齿轮装置24以变速的方式向后轮侧输出轴22传递。
如以上所说明的那样,关于构成第1行星齿轮装置24的三个旋转要素,固定于固定构件20a的第1齿圈R1与和马达30始终连接的第1太阳轮S1为不同的旋转要素。因此,即使在将第1齿圈R1固定了的变速状态下,也能够将马达30的动力向后轮侧输出轴22传递。由此,能够在第1行星齿轮装置24处于变速状态的情况下,将马达30的旋转在第1行星齿轮装置24以变速的方式输出,并且能够向发动机2的动力附加马达30的动力并向驱动轮传递。
另外,在将输入轴21直接连结于后轮侧输出轴22的连接状态下,通过第1行星齿轮装置24能够任意地切换关于马达30的减速比。
此外,能够构成上述的第1实施方式的变形例。
例如,如图12所示,在变形例的传动装置12中,连接切换装置40具备将第2行星齿轮装置25的第2齿圈R2选择性地固定于固定构件20a的第4牙嵌式离合器49。第4牙嵌式离合器49具有作为变速切换构件的切换套筒。第4牙嵌式离合器49的切换套筒具有与第5旋转构件55的齿轮齿55a啮合的第1齿轮齿49a、和与固定构件20a啮合的第2齿轮齿49b。通过将第4牙嵌式离合器49连结于固定构件20a而将第2齿圈R2固定,在第2行星齿轮装置25中第2齿圈R2作为反作用力要素发挥功能。在像这样第4牙嵌式离合器49接合的情况下,第3切换套筒48将第2齿轮架C2与传递部26连结。由此,第2行星齿轮装置25成为变速状态,能够将第2太阳轮S2的旋转以变速的方式从第2齿轮架C2输出。另外,在第3切换套筒48与第4旋转构件54和第5旋转构件55啮合的情况下,第4牙嵌式离合器49成为释放状态。
而且,图12所示的驱动状态是在连接切换装置40成为分配状态的四轮驱动状态下,第1行星齿轮装置24成为非变速状态,第2行星齿轮装置25成为变速状态的第7驱动状态。在第7驱动状态下,使发动机2的旋转在传动装置12以不减速的方式输出,且前后轮的动力分配机械地固定,并且将马达30的旋转在第2行星齿轮装置25以变速的方式输出。发动机2的动力从输入轴21向后轮侧输出轴22直接传递。另一方面,马达30的动力经由非变速状态的第1行星齿轮装置24而向变速状态的第2行星齿轮装置25传递。该第2行星齿轮装置25利用机械力而成为第2齿圈R2作为反作用力要素发挥功能的状态。
像这样,作为传动装置12的变形例,可以构成为第2行星齿轮装置25在变速状态与非变速状态之间进行切换。由此,在上述的第3驱动状态及第4驱动状态以外的驱动状态下,在将来自第1行星齿轮装置24的输出向后轮侧输出轴22传递时,除了利用第1行星齿轮装置24获得的减速比以外,还能够利用第2行星齿轮装置25获得减速。
另外,作为其他的变形例,在第1行星齿轮装置24是单小齿轮型的情况下,输入要素、输出要素、反作用力要素的组合不限定于上述的第1实施方式。作为一例,可以是,将第1太阳轮S1作为第1旋转要素(输入要素),将第1齿轮架C1作为第3旋转要素(反作用力要素),将第1齿圈R1作为第2旋转要素(输出要素)。或者,也可以是,将第1太阳轮S1作为第3旋转要素(反作用力要素),将第1齿轮架C1作为第2旋转要素(输出要素),将第1齿圈R1作为第1旋转要素(输入要素)。或者,也可以是,将第1太阳轮S1作为第2旋转要素(输出要素),将第1齿轮架C1作为第3旋转要素(反作用力要素),将第1齿圈R1作为第1旋转要素(输入要素)。在这些情况下,第1旋转构件51一体地安装于作为输入要素发挥功能的第1旋转要素,第2旋转构件52以一体旋转的方式安装于作为输出要素发挥功能的第2旋转要素。另外,第1摩擦离合器42和第2牙嵌式离合器43构成为将第3旋转要素选择性地固定于固定构件20a。
另外,作为其他的变形例,第1行星齿轮装置24也可以由双小齿轮(doublepinion)型的行星齿轮装置构成。在第1行星齿轮装置24是双小齿轮型的情况下,能够将第1太阳轮S1作为第1旋转要素(输入要素),将第1齿圈R1作为第2旋转要素(输出要素),将第1齿轮架C1作为第3旋转要素(反作用力要素)。或者,也可以是,将第1太阳轮S1作为第1旋转要素(输入要素),将第1齿圈R1作为第3旋转要素(反作用力要素),将第1齿轮架C1作为第2旋转要素(输出要素)。或者,也可以是,将第1太阳轮S1作为第3旋转要素(反作用力要素),将第1齿圈R1作为第2旋转要素(输出要素),将第1齿轮架C1作为第1旋转要素(输入要素)。或者,也可以是,将第1太阳轮S1作为第2旋转要素(输出要素),将第1齿圈R1作为第3旋转要素(反作用力要素),将第1齿轮架C1作为第1旋转要素(输入要素)。
另外,作为其他的变形例,在第2行星齿轮装置25是单小齿轮型的情况下,第2旋转构件52的连接部52b也可以连结于第2齿圈R2。即,在第2行星齿轮装置25是单小齿轮型的情况下,也可以将第2齿圈R2作为第4旋转要素(输入要素),将第2齿轮架C2作为第5旋转要素(输出要素),将第2太阳轮S2作为第6旋转要素。在该情况下,第5旋转构件55以一体旋转的方式安装于第2太阳轮S2。第2太阳轮S2通过第3牙嵌式离合器45而选择性地连结于传递部26。第3切换套筒48与和第2齿轮架C2一体旋转的第4旋转构件54的第1齿轮齿54a、和第2太阳轮S2一体旋转的第5旋转构件55的齿轮齿55a、及传递部26的第1齿轮齿26a啮合。
另外,作为其他的变形例,第2行星齿轮装置25也可以由双小齿轮型的行星齿轮装置构成。在第2行星齿轮装置25是双小齿轮型的情况下,能够将第2太阳轮S2作为第4旋转要素(输入要素),将第2齿圈R2作为第5旋转要素(输出要素),将第2齿轮架C2作为第6旋转要素。在该情况下,第4旋转构件54及后轮侧输出轴22以一体旋转的方式连结于第2齿圈R2。第5旋转构件55以一体旋转的方式连结于第2齿轮架C2。
另外,作为其他的变形例,在第2行星齿轮装置25是双小齿轮型的情况下,第2旋转构件52的连接部52b也可以连结于第2齿轮架C2。即,在第2行星齿轮装置25是双小齿轮型的情况下,也可以是,将第2齿轮架C2作为第4旋转要素(输入要素),将第2齿圈R2作为第5旋转要素(输出要素),将第2太阳轮S2作为第6旋转要素。
而且,在上述的第1实施方式及各变形例中,构成连接切换装置40的接合装置不限定于上述的牙嵌式离合器与摩擦离合器的组合。总之,连接切换装置40只要能够实现各自所需的连接即可,其数量、形态(牙嵌式离合器、摩擦离合器等)能够自由选择。例如,第1牙嵌式离合器41、第3牙嵌式离合器45也可以由摩擦离合器构成。第2摩擦离合器44也可以由牙嵌式离合器构成。另外,也可以不设置第2牙嵌式离合器43。
另外,传动装置12也可以根据在转矩分配时所要求的前轮驱动力、马达特性等来选择更换了后轮侧输出轴22与前轮侧输出轴23的关系的连接状态。也就是说,也能够应用于将前轮3作为主驱动轮并将后轮4作为副驱动轮的车辆。在该情况下,上述的后轮侧输出轴22成为前轮用的输出轴,上述的前轮侧输出轴23成为后轮用的输出轴。
另外,在第1行星齿轮装置24、第2行星齿轮装置25成为一体旋转状态时,被连结的两个旋转要素的组合没有特别限定。例如,在第1行星齿轮装置24中,也可以将第1太阳轮S1与第1齿轮架C1连结,也可以将三个旋转要素全部连结。另外,在第2行星齿轮装置25中,也可以将第2太阳轮S2与第2齿圈R2连结,也可以将三个旋转要素全部连结。
另外,在第1行星齿轮装置24成为变速状态的情况下,各旋转要素的组合只要是能够相对于输入而将输出减速(变速)的组合即可。因此,第1行星齿轮装置24中的减速比、输出要素的旋转方向没有特别限定。此外,在上述的第1实施方式中,对将第1太阳轮S1作为输入要素、将第1齿轮架C1作为输出要素、将第1齿圈R1作为反作用力要素而减速比(变速比)的值变得最大,输入要素的旋转方向与输出要素的旋转方向不变的情况进行了说明。
另外,马达30的配置、连接时的减速的有无(减速齿轮31等)、变速机构向马达30的追加等没有特别限定。能够根据车辆1、马达30的规格而适当选择。
接着,参照图13,对第2实施方式的传动装置12进行说明。在第2实施方式中,与第1实施方式不同,输入切换部由第1牙嵌式离合器41和第5牙嵌式离合器50构成。此外,在第2实施方式的说明中,关于与第1实施方式同样的构成引用参照标号并省略说明。
如图13所示,第2实施方式中的连接切换装置40具备第1牙嵌式离合器41和第5牙嵌式离合器50这两个离合器作为接合装置,该接合装置作为输入切换部发挥功能。另外,在第2行星齿轮装置25中,第2齿轮架C2以能够相对于后轮侧输出轴22相对地旋转的方式配置。输入轴21和第2齿轮架C2通过第5牙嵌式离合器50而选择性地连结于后轮侧输出轴22。该第5牙嵌式离合器50对输入轴21、后轮侧输出轴22、第2齿轮架C2及传递部26的连接关系进行切换。
第1牙嵌式离合器41在将输入轴21连结于第1太阳轮S1的第2输入状态与不将输入轴21连结于第1太阳轮S1的切断状态之间进行切换。在第1牙嵌式离合器41成为第2输入状态时,第1切换套筒46的第1齿轮齿46a与输入轴21的第1齿轮齿21a啮合,且第2齿轮齿46b与第1旋转构件51的齿轮齿51a啮合。在第1牙嵌式离合器41处于切断状态的情况下,第1切换套筒46与第1旋转构件51不啮合。
第5牙嵌式离合器50是具有切换套筒并将输入轴21选择性地连结于后轮侧输出轴22的啮合接合装置。第5牙嵌式离合器50所具有的切换套筒具有与输入轴21的第2齿轮齿21b及后轮侧输出轴22的齿轮齿22a啮合的第1齿轮齿50a、和与第4旋转构件54的第2齿轮齿54b或传递部26的第2齿轮齿26b啮合的第2齿轮齿50b。
第5牙嵌式离合器50在将输入轴21直接连结于后轮侧输出轴22且将第2齿轮架C2与后轮侧输出轴22连结的第1输入状态(直接连结状态)、与将后轮侧输出轴22和传递部26连结的分配状态之间进行切换。在第5牙嵌式离合器50成为第1输入状态时,第1齿轮齿50a与输入轴21的第2齿轮齿21b及后轮侧输出轴22的齿轮齿22a啮合,且第2齿轮齿50b与第4旋转构件54的第2齿轮齿54b啮合。在第5牙嵌式离合器50处于分配状态的情况下,第1齿轮齿50a与后轮侧输出轴22的齿轮齿22a啮合,且第2齿轮齿50b与传递部26的第2齿轮齿26b啮合。
另外,图13所示的驱动状态是第6驱动状态。在该第6驱动状态下,第1牙嵌式离合器41处于第2输入状态,第1行星齿轮装置24处于变速状态,第2行星齿轮装置25处于一体旋转状态,第3牙嵌式离合器45处于第2分配状态,第5牙嵌式离合器50处于分配状态。
接着,参照图14,对第3实施方式的传动装置12进行说明。在第3实施方式中,与第1实施方式不同,第2行星齿轮装置25的第2齿圈R2与后轮侧输出轴22以一体旋转的方式连结。此外,在第3实施方式的说明中,关于与第1实施方式同样的构成引用参照标号并省略说明。
如图14所示,第3实施方式中的传动装置12在轴向上排列配置的第1行星齿轮装置24与第2行星齿轮装置25之间配置有传递部26、主动齿轮27及前轮用驱动链29。第3牙嵌式离合器45的第3切换套筒48具有与第5旋转构件55的齿轮齿55a啮合的第1齿轮齿48a、与传递部26的第1齿轮齿26a啮合的第2齿轮齿48b、及与第4旋转构件54的第1齿轮齿54a啮合的第3齿轮齿48c。
第3切换套筒48在非分配状态、第1分配状态及第2分配状态之间进行切换。在非分配状态下,第3切换套筒48的第2齿轮齿48b与第4旋转构件54啮合,且第3齿轮齿48c与第5旋转构件55啮合。第1分配状态如图14所示那样是第2齿轮架C2与第2齿圈R2能够进行差动且将第2齿轮架C2连结于传递部26的状态。在第1分配状态下,在第3切换套筒48的第1齿轮齿48a与第5旋转构件55不啮合的状态下,第2齿轮齿48b与传递部26啮合,且第3齿轮齿48c与第4旋转构件54啮合。在第2分配状态下,第3切换套筒48的第1齿轮齿48a与第5旋转构件55啮合,第2齿轮齿48b与传递部26啮合,第3齿轮齿48c与第4旋转构件54啮合。

Claims (13)

1.一种传动装置,其特征在于,具备:
输入轴,输入来自第1动力源的动力;
马达,作为第2动力源发挥功能;
第1输出轴,向主驱动轮传递动力;
第2输出轴,向副驱动轮传递动力;
第1行星齿轮装置,具有连结于所述马达的第1旋转要素、以及第2旋转要素和第3旋转要素;
第2行星齿轮装置,具有连结于所述第2旋转要素的第4旋转要素、以及第5旋转要素和第6旋转要素;
输入切换部,选择性地切换所述输入轴的连接对象;
变速切换部,对在所述第1行星齿轮装置将所述第1旋转要素的旋转以变速的方式输出的变速状态和在所述第1行星齿轮装置将所述第1旋转要素的旋转以不变速的方式输出的非变速状态进行切换;及
分配切换部,对向所述第1输出轴和所述第2输出轴传递动力的分配状态和仅向所述第1输出轴与所述第2输出轴中的所述第1输出轴传递动力的非分配状态进行切换,
所述输入轴、所述第1行星齿轮装置、所述第2行星齿轮装置、所述第1输出轴及所述第2输出轴的连接状态能够利用所述输入切换部、所述变速切换部及所述分配切换部切换为多个模式,
所述多个模式包括第1模式、第2模式及第3模式,
所述第1模式是所述输入轴处于直接连结于所述第1输出轴的状态,且所述分配切换部处于所述非分配状态的模式,
所述第2模式是所述输入轴处于直接连结于所述第1输出轴的状态,且所述分配切换部处于所述分配状态,在所述第2行星齿轮装置中的三个旋转要素分别连结于所述马达、所述第1输出轴、所述第2输出轴的状态下能够进行差动的模式,
所述第3模式是所述输入轴处于连结于所述第1行星齿轮装置的所述第1旋转要素的状态,且所述分配切换部处于所述分配状态,所述变速切换部处于将所述第3旋转要素固定于固定构件的所述变速状态,在所述第2行星齿轮装置中,在两个旋转要素互相连结且任一旋转要素连结于所述第1输出轴的状态下三个旋转要素能够一体旋转的模式。
2.根据权利要求1所述的传动装置,其特征在于,
在所述变速切换部处于所述变速状态的情况下,在将从所述马达输出的动力经由所述第1行星齿轮装置和所述第2行星齿轮装置向所述第1输出轴传递时,在所述第1行星齿轮装置将所述马达的旋转以变速的方式输出。
3.根据权利要求1或2所述的传动装置,其特征在于,
在所述第3模式下,成为来自所述第1动力源的动力及所述马达的动力经由所述第1行星齿轮装置和所述第2行星齿轮装置向所述主驱动轮和所述副驱动轮分配,并且将所述输入轴的旋转及所述马达的旋转在所述第1行星齿轮装置以变速的方式向所述主驱动轮及所述副驱动轮传递的驱动状态。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的传动装置,其特征在于,
在所述第1模式及所述第2模式下,所述变速切换部能够在所述变速状态与所述非变速状态之间进行切换。
5.根据权利要求4所述的传动装置,其特征在于,
在所述第1模式下所述变速切换部处于所述变速状态的情况下,成为来自所述第1动力源的动力从所述输入轴向所述第1输出轴直接传递,且所述马达的动力经由所述第1行星齿轮装置和所述第2行星齿轮装置向所述第1输出轴传递,并且来自所述第1动力源的动力及所述马达的动力不向所述第2输出轴传递的驱动状态。
6.根据权利要求4或5所述的传动装置,其特征在于,
在所述第2模式下所述变速切换部处于所述变速状态的情况下,成为来自所述第1动力源的动力从所述输入轴向所述第1输出轴直接传递,且在所述马达的动力经由所述第1行星齿轮装置向所述第1输出轴传递时在所述第1行星齿轮装置将所述马达的旋转以变速的方式输出,来自所述第1动力源的动力及所述马达的动力经由所述第2行星齿轮装置向所述主驱动轮和所述副驱动轮分配的驱动状态。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的传动装置,其特征在于,
所述变速切换部包括第1接合装置和第2接合装置,
所述第1接合装置,在将所述第3旋转要素连结于所述固定构件的接合状态和将所述第3旋转要素释放为能够旋转的释放状态之间进行切换,
所述第2接合装置,在将所述第2旋转要素与所述第3旋转要素连结为能够一体旋转的接合状态和将所述第2旋转要素释放为能够相对于所述第3旋转要素相对地旋转的释放状态之间进行切换。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的传动装置,其特征在于,
还具备向所述第2输出轴传递动力的传递部,
所述分配切换部具有将所述第1输出轴选择性地连结于所述传递部的分配切换构件,
所述第2行星齿轮装置的所述第5旋转要素以能够与所述第1输出轴一体旋转的方式连结于所述第1输出轴,
所述分配切换构件在第1分配状态、第2分配状态及非分配状态之间进行切换,
所述第1分配状态是将所述第1输出轴连结于所述传递部并且将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素连结为能够一体旋转的状态,
所述第2分配状态是将所述第1输出轴连结于所述传递部并且将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素设为能够进行差动的状态,
所述非分配状态是在不将所述第1输出轴连结于所述传递部的情况下将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素连结为能够一体旋转的状态。
9.根据权利要求8所述的传动装置,其特征在于,
具备第3接合装置,所述第3接合装置在将所述第6旋转要素连结于固定构件的接合状态与将所述第6旋转要素释放为能够旋转的释放状态之间进行切换,
所述第3接合装置在所述第1模式及所述第3模式的情况下能够成为所述接合状态,在所述第2模式的情况下成为释放状态。
10.根据权利要求1所述的传动装置,其特征在于,
还具备向所述第2输出轴传递动力的传递部,
所述输入切换部具有将所述输入轴选择性地连结于所述第1旋转要素的输入切换构件,
所述第2行星齿轮装置的所述第5旋转要素能够相对于所述第1输出轴相对地旋转,
所述分配切换部具有第1分配切换构件和第2分配切换构件,
所述第1分配切换构件,是也作为所述输入切换部发挥功能的构件,将所述输入轴或所述传递部选择性地连结于所述第1输出轴,
所述第2分配切换构件,将所述第5旋转要素及所述第6旋转要素中的至少一方选择性地连结于所述传递部。
11.根据权利要求10所述的传动装置,其特征在于,
在处于所述第1模式的情况下,
所述输入切换构件使所述输入轴不连结于所述第1旋转要素,
所述第1分配切换构件处于不连结于所述传递部而将所述输入轴直接连结于所述第1输出轴,并且将所述第5旋转要素连结于所述第1输出轴的非分配状态,
所述第2分配切换构件处于不连结于所述传递部而将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素连结为能够一体旋转的非分配状态。
12.根据权利要求10所述的传动装置,其特征在于,
在处于所述第2模式的情况下,
所述输入切换构件不将所述输入轴连结于所述第1旋转要素,
所述第1分配切换构件处于不连结于所述传递部而将所述输入轴直接连结于所述第1输出轴并且将所述第5旋转要素连结于所述第1输出轴的非分配状态,
所述第2分配切换构件处于将所述第6旋转要素连结于所述传递部并且将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素设为能够进行差动的分配状态。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的传动装置,其特征在于,
在处于所述第3模式的情况下,
所述第1分配切换构件处于不连结于所述输入轴而将所述第1输出轴连结于所述传递部的分配状态,
所述第2分配切换构件处于将所述第5旋转要素连结于所述传递部并且将所述第5旋转要素与所述第6旋转要素连结为能够一体旋转的分配状态。
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