CN116061683A - 驱动单元 - Google Patents

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CN116061683A CN202211208192.6A CN202211208192A CN116061683A CN 116061683 A CN116061683 A CN 116061683A CN 202211208192 A CN202211208192 A CN 202211208192A CN 116061683 A CN116061683 A CN 116061683A
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Abstract

一种驱动单元，能够高效地传递转矩。驱动单元(100)具备电机(2)、第一及第二转矩传递路径(4a、4b)、变矩器(3)、第一及第二齿轮系(71、72)以及第一切换机构(5)。第一及第二转矩传递路径(4a、4b)相互并列设置。变矩器(3)配置于第一转矩传递路径(4a)。变矩器(3)放大电机(2)的第一旋转方向的转矩。第一齿轮系(71)配置于第一转矩传递路径(4a)。第一齿轮系(71)相对于变矩器(3)配置于下游。第二齿轮系(72)配置于第二转矩传递路径(4b)。第一切换机构(5)将电机(2)输出的转矩的传递路径在第一转矩传递路径(4a)与第二转矩传递路径(4b)之间切换。

Description

驱动单元
技术领域
本发明涉及驱动单元。
背景技术
电动汽车将电动机作为驱动源而行驶。电动汽车通过使电动机正转而前进，并通过使电动机反转而后退。为了放大来自电动机的转矩，提出了设置有变矩器的电动汽车(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5370233号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述那样构成的电动汽车中，希望高效地传递转矩。因此，本发明的课题在于提供能够高效地传递转矩的驱动单元。
用于解决问题的技术方案
本发明的一个方面所涉及的驱动单元具备电动机、第一转矩传递路径、第二转矩传递路径、变矩器、第一齿轮系、第二齿轮系及第一切换机构。第一转矩传递路径构成为将电动机输出的转矩向输出单元传递。第二转矩传递路径与第一转矩传递路径并列设置。第二转矩传递路径构成为将电动机输出的转矩向输出单元传递。变矩器配置于第一转矩传递路径。变矩器构成为放大电动机的第一旋转方向的转矩。第一齿轮系配置于第一转矩传递路径。第一齿轮系相对于变矩器配置于下游。第二齿轮系配置于第二转矩传递路径。第一切换机构构成为将电动机输出的转矩的传递路径在第一转矩传递路径与第二转矩传递路径之间切换。
根据该结构，例如，在电动机在第二旋转方向上旋转等不需要变矩器的旋转的情况下，能够通过第一切换机构将电动机输出的转矩的传递路径切换为第二转矩传递路径。这样，在不需要变矩器的旋转的情况下，能够不经由变矩器进行转矩传递，因此能够高效地传递转矩。
可以使第二齿轮系的减速比大于第一齿轮系的减速比。
可以使第一齿轮系的减速比大于第二齿轮系的减速比。
优选地，驱动单元还具备控制部。控制部控制电动机及第一切换机构。
优选地，控制部执行第一后退模式。在第一后退模式中，控制部控制电动机向第二旋转方向旋转。另外，在第一后退模式中，控制部以使电动机输出的转矩经由第二转矩传递路径传递的方式控制第一切换机构。
优选地，控制部执行第一前进模式。在第一前进模式中，控制部控制电动机向第一旋转方向旋转。另外，在第一前进模式中，控制部以使电动机输出的转矩经由第一转矩传递路径传递的方式控制第一切换机构。
优选地，控制部执行第二前进模式。在第二前进模式中，控制部控制电动机向第一旋转方向旋转。另外，在第二前进模式中，控制部以使电动机输出的转矩经由第二转矩传递路径传递的方式控制第一切换机构。
优选地，驱动单元还具备第三齿轮系和第二切换机构。第三齿轮系配置于第一转矩传递路径。第三齿轮系构成为从变矩器传递转矩。第二切换机构构成为将变矩器输出的转矩的传递路径在第一齿轮系与第三齿轮系之间切换。控制部控制第二切换机构。
优选地，第三齿轮系构成为在与第一齿轮系相反的旋转方向上输出转矩。
优选地，第二切换机构能够采取不选择第一齿轮系及第三齿轮系中的任一个的中立位置，以切断变矩器输出的转矩的传递。
优选地，控制部在第二前进模式中，以成为中立位置的方式控制第二切换机构。
优选地，驱动单元还具备第一离合器。变矩器具有输入部和输出部。输入部构成为被输入电动机输出的转矩。输出部构成为从输入部经由流体传递转矩。第一离合器构成为在输入部与输出部之间传递或切断转矩。
优选地，第一离合器是单向离合器。第一离合器构成为传递电动机输出的第二旋转方向的转矩，并切断电动机输出的第一旋转方向的转矩。
优选地，驱动单元还具备第二离合器。第二离合器在第一转矩传递路径中，相对于变矩器配置于下游，并传递或切断转矩。
优选地，第二离合器是单向离合器，该单向离合器将从变矩器输出的转矩向下游传递，并且切断从下游向变矩器的转矩传递。
优选地，驱动单元还具备第四齿轮系。第四齿轮系在第一转矩传递路径中，相对于变矩器配置于上游。
优选地，驱动单元还具备第三转矩传递路径和第三切换机构。第三转矩传递路径相对于变矩器在上游侧从第一转矩传递路径分支，并相对于变矩器在下游侧与第一转矩传递路径合流。第三切换机构构成为将转矩的传递路径在第一转矩传递路径与第三转矩传递路径之间切换。
优选地，变矩器具有离心式锁止离合器。
优选地，第一切换机构具有第一转矩输出部、第一转矩输入部、第二转矩输入部以及连结部。第一转矩输出部构成为输出电动机输出的转矩。第一转矩输入部配置于第一转矩传递路径。第一转矩输入部构成为被输入第一转矩输出部输出的转矩。第二转矩输入部配置于第二转矩传递路径。第二转矩输入部构成为被输入第一转矩输出部输出的转矩。连结部能够采取第一连结状态和第二连结状态。在第一连结状态下，连结部连结第一转矩输出部和第一转矩输入部。在第二连结状态下，连结部连结第一转矩输出部和第二转矩输入部。
第一转矩输出部、第一转矩输入部以及第二转矩输入部也可以沿着电动机的旋转轴线从电动机侧依次配置。
第二转矩输入部、第一转矩输出部以及第一转矩输入部也可以沿着电动机的旋转轴线从电动机侧依次配置。
第一转矩输出部、第二转矩输入部以及第一转矩输入部也可以沿着电动机的旋转轴线从电动机侧依次配置。
发明效果
根据本发明，能够高效地传递转矩。
附图说明
图1是表示驱动单元的转矩传递路径的框图。
图2是驱动单元的概略图。
图3是第一切换机构周边的放大图。
图4是第一切换机构周边的放大图。
图5是变矩器的剖视图。
图6是表示变形例所涉及的驱动单元的转矩传递路径的框图。
图7是表示变形例所涉及的驱动单元的转矩传递路径的框图。
图8是表示变形例所涉及的驱动单元的转矩传递路径的框图。
图9是表示变形例所涉及的驱动单元的转矩传递路径的框图。
图10是第二切换机构周边的放大图。
图11是表示变形例所涉及的驱动单元的转矩传递路径的框图。
图12是表示变形例所涉及的驱动单元的转矩传递路径的框图。
图13是变形例所涉及的第一切换机构周边的放大图。
图14是变形例所涉及的驱动单元的概略图。
图15是变形例所涉及的第一切换机构周边的放大图。
图16是变形例所涉及的驱动单元的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式所涉及的驱动单元进行说明。图1是表示驱动单元的转矩传递路径的框图，图2是驱动单元的概略图。此外，在以下的说明中，轴向是指电动机2及变矩器3的旋转轴线O延伸的方向。另外，圆周方向是以旋转轴线O为中心的圆的圆周方向，径向是指以旋转轴线O为中心的圆的径向。另外，上游及下游是指转矩传递方向上的上游及下游。
[驱动单元100]
如图1及图2所示，驱动单元100构成为驱动输出单元101。输出单元101包括末端齿轮系102、差动齿轮103、一对驱动轴105及驱动轮110。此外，输出单元101也可以仅具有驱动轮110。
一对驱动轴105从差动齿轮103向一对驱动轮110延伸。驱动轴105与旋转轴线O平行地延伸。详细而言，驱动轴105与后述的第一转矩传递轴41a及第二矩传递轴42a平行地延伸。另外，驱动轴105相对于第一转矩传递轴41a及第二转矩传递轴42a偏置地延伸。
差动齿轮103在驱动轴105延伸的方向上配置于一对驱动轮110之间的中央部。即，一对驱动轴105彼此实质上为相同长度。
驱动单元100具有电动机2、变矩器3、第一转矩传递路径4a及第二转矩传递路径4b、第一切换机构5、第一离合器6、第一齿轮系71、第二齿轮系72、以及控制部9。该驱动单元100例如搭载于电动汽车。
＜电动机＞
电动机2(以下，也简称为“电机”)具有电机壳体21、定子22、转子23及输出轴24。本实施方式中的电机2是所谓的内转子型的电机。电机2构成为能够向第一旋转方向及第二旋转方向旋转。此外，第二旋转方向是与第一旋转方向相反的旋转方向。
电机壳体21固定于车身框架等，不能旋转。定子22固定于电机壳体21的内周面。定子22不能旋转。转子23绕旋转轴线O旋转。转子23在径向上配置于定子22的内侧。输出轴24从转子23沿轴向延伸。输出轴24与转子23一体地旋转。
＜第一及第二转矩传递路径＞
如图1所示，第一转矩传递路径4a及第二转矩传递路径4b构成为将电机2输出的转矩传递到输出单元101。另外，第一转矩传递路径4a和第二转矩传递路径4b彼此并列设置。
第一转矩传递路径4a具有第一转矩传递轴41a及第二转矩传递轴42a。如图2所示，电机2输出的转矩经由第一切换机构5输入到第一转矩传递轴41a。第一转矩传递轴41a沿轴向延伸。第一转矩传递轴41a与电机2的输出轴24在同轴上延伸。第一转矩传递轴41a朝向变矩器3延伸。第一转矩传递轴41a的旋转轴线实质上与电机2的旋转轴线及变矩器3的旋转轴线处于同轴上。
第一转矩传递轴41a将电机2输出的转矩传递到变矩器3。第一转矩传递轴41a的下游侧的端部(图2的右侧端部)安装于变矩器3的罩毂313(参照图5)。第一转矩传递轴41a为实心状。
第二转矩传递轴42a被输入来自变矩器3的转矩。第二转矩传递轴42a将来自变矩器3的转矩向第一齿轮系71输出。第二转矩传递轴42a从变矩器3朝向电机2沿轴向延伸。
第二转矩传递轴42a为圆筒状。第一转矩传递轴41a在该第二转矩传递轴42a内延伸。第二转矩传递轴42a的上游侧的端部(图2的右侧端部)安装于变矩器3的涡轮33(参照图5)。另一方面，第二转矩传递轴42a的下游侧的端部(图2的左侧端部)例如经由轴承部件等可旋转地支承于变速机壳体40等。
第二转矩传递路径4b构成为将电机2输出的转矩不经由变矩器3而传递到输出单元101。
＜第一切换机构＞
第一切换机构5构成为将电机2输出的转矩的传递路径在第一转矩传递路径4a与第二转矩传递路径4b之间切换。此外，第一切换机构5由控制部9控制。第一切换机构5配置在变速机壳体40内。
如图3及图4所示，第一切换机构5具有第一转矩输出齿轮51(第一转矩输出部的一例)、第一转矩输入齿轮52(第一转矩输入部的一例)、第二转矩输入齿轮53(第二转矩输入部的一例)及第一齿圈54(连结部的一例)。另外，第一切换机构5还具有使第一齿圈54沿轴向移动的致动器55。致动器55由控制部9控制。
第一转矩输出齿轮51构成为将电机2输出的转矩输出到第一矩传递路径4a或第二转矩传递路径4b。第一转矩输出齿轮51安装于输出轴24的前端部。第一转矩输出齿轮51与输出轴24一体地旋转。第一转矩输出齿轮51可以由与输出轴24不同的部件构成，也可以由一个部件构成。第一转矩输出齿轮51配置为能够以旋转轴线O为中心旋转。第一转矩输出齿轮51在外周面具有多个齿。
第一转矩输入齿轮52配置于第一转矩传递路径4a。第一转矩输入齿轮52构成为被输入第一转矩输出齿轮51输出的转矩。第一转矩输入齿轮52配置能够以旋转轴线O为中心旋转。
第一转矩输入齿轮52安装于第一转矩传递轴41a。详细而言，第一转矩输入齿轮52安装于第一转矩传递轴41a的上游侧的端部(图3的左端部)。第一转矩输入齿轮52与第一转矩传递轴41a一体地旋转。第一转矩输入齿轮52可以由与第一转矩传递轴41a不同的部件构成，也可以由一个部件构成。第一转矩输入齿轮52具有与第一转矩输出齿轮51大致相同的直径。第一转矩输入齿轮52在外周面具有多个齿。
第二转矩输入齿轮53配置于第二转矩传递路径4b。第二转矩输入齿轮53构成为被输入第一转矩输出齿轮51输出的转矩。第二转矩输入齿轮53配置为能够以旋转轴线O为中心旋转。第二转矩输入齿轮53具有与第一转矩输出齿轮51大致相同的直径。第二转矩输入齿轮53在外周面具有多个齿。第二转矩输入齿轮53以能够相对旋转的方式支承于输出轴24。
第一转矩输出齿轮51在轴向上配置在第一转矩输入齿轮52与第二转矩输入齿轮53之间。第二转矩输入齿轮53、第一转矩输出齿轮51及第一转矩输入齿轮52沿着旋转轴线O从电机2侧依次配置。第一转矩输出齿轮51、第一转矩输入齿轮52及第二转矩输入齿轮53配置为能够相互相对旋转。
第一齿圈54在内周面具有多个齿。第一齿圈54始终与第一转矩输出齿轮51啮合，并与第一转矩输出齿轮51一体旋转。即，第一齿圈54与输出轴24一体旋转。
第一齿圈54配置为能够沿轴向移动。第一齿圈54通过由控制部9控制而沿轴向移动。详细而言，如上所述，由控制部9控制的致动器55使第一齿圈54沿轴向移动。第一齿圈54通过沿轴向移动而取第一连结状态和第二连结状态。此外，在图3中，第一齿圈54处于第一连结状态，在图4中，第一齿圈54处于第二连结状态。
如图3所示，在第一连结状态下，第一齿圈54将第一转矩输出齿轮51和第一转矩输入齿轮52连结。详细而言，第一齿圈54与第一转矩输出齿轮51啮合，并且也与第一转矩输入齿轮52啮合。
这样，通过第一齿圈54与第一转矩输出齿轮51及第一转矩输入齿轮52啮合，第一转矩输出齿轮51和第一转矩输入齿轮52连结而一体地旋转。即，输出轴24和第一转矩传递轴41a一体地旋转。其结果是，第一切换机构5能够将电机2输出的转矩的传递路径设为第一转矩传递路径4a。此外，在第一齿圈54处于第一连结状态时，电机2输出的转矩不被传递到第二转矩传递路径4b。
如图4所示，在第二连结状态下，第一齿圈54将第一转矩输出齿轮51和第二转矩输入齿轮53连结。详细而言，第一齿圈54与第一转矩输出齿轮51啮合，并且也与第二转矩输入齿轮53啮合。
这样，通过第一齿圈54与第一转矩输出齿轮51及第二转矩输入齿轮53啮合，第一转矩输出齿轮51和第二转矩输入齿轮53连结而一体地旋转。即，输出轴24和第二转矩输入齿轮53一体地旋转。其结果是，第一切换机构5能够将电机2输出的转矩的传递路径设为第二转矩传递路径4b。此外，在第一齿圈54处于第二连结状态时，电机2输出的转矩不被传递到第一转矩传递路径4a。
＜变矩器＞
如图1所示，变矩器3配置于第一转矩传递路径4a。变矩器3构成为放大电机2的第一旋转方向的转矩。此外，电机2的第二旋转方向的转矩不被变矩器3放大。变矩器3将放大的转矩向第一齿轮系71输出。
如图2所示，变矩器3的旋转轴线O与电机2的旋转轴线O实质上一致。在通过第一切换机构5向第一转矩传递路径4a传递转矩的情况下，变矩器3从电机2传递转矩。变矩器3在轴向上与电机2隔开间隔地配置。
在变矩器3与电机2之间，配置有第一切换机构5。在轴向上，电机2、第一切换机构5、变矩器3依次排列。另外，在变矩器3与电机2之间，还配置有第一齿轮系71及第二齿轮系72。
如图5所示，变矩器3具有罩31、叶轮32、涡轮33、定子34及单向离合器36。另外，变矩器3还具有离心式的锁止离合器37。此外，罩31及叶轮32相当于本发明的输入部，涡轮33相当于本发明的输出部。
变矩器3配置为叶轮32朝向电机2侧(图5的左侧)，罩31朝向与电机2相反一侧(图5的右侧)。该变矩器3收容在变矩器壳体30内(参照图2)。向变矩器3内供给工作流体。工作流体例如是工作油。
罩31被输入电机2输出的转矩。罩31通过来自电机2的转矩而旋转。罩31固定于第一转矩传递轴41a。例如，罩31具有花键孔，第一转矩传递轴41a与罩31的花键孔花键嵌合。因此，罩31与第一转矩传递轴41a一体地旋转。罩31以覆盖涡轮33的方式配置。
罩31具有圆板部311、圆筒部312及罩毂313。圆板部311在中央具有开口。圆筒部312从圆板部311的外周端部向电机2侧延伸。圆板部311和圆筒部312由1个部件构成。
罩毂313固定于圆板部311的内周端部。在本实施方式中，罩毂313由与圆板部311不同的部件构成，也可以与圆板部311由一个部件构成。
罩毂313具有与第一转矩传递轴41a花键嵌合的花键孔。罩毂313经由轴承部件(图示省略)可旋转地支承于变矩器壳体30。
叶轮32与罩31一体地旋转。叶轮32固定于罩31。叶轮32具有叶轮壳321、多个叶轮叶片322及叶轮毂323。
叶轮壳321固定于罩31。多个叶轮叶片322安装于叶轮壳321的内侧面。
叶轮毂323安装于叶轮壳321的内周端部。此外，在本实施方式中，叶轮毂323与叶轮壳321由一个部件构成，但也可以与叶轮壳321由不同的部件构成。
涡轮33与叶轮32相对配置。详细而言，涡轮33在轴向上与叶轮32相对。涡轮33经由工作流体传递来自叶轮32的转矩。
涡轮33具有涡轮壳331、多个涡轮叶片332及涡轮毂333。涡轮叶片332固定于涡轮壳331的内侧面。
涡轮毂333固定于涡轮壳331的内周端部。例如，涡轮毂333通过铆钉固定于涡轮壳331。在本实施方式中，涡轮毂333与涡轮壳331由不同的部件构成，也可以与涡轮壳331由一个部件构成。
在涡轮毂333安装有第二转矩传递轴42a。详细而言，第二转矩传递轴42a与涡轮毂333花键嵌合。涡轮毂333与第二转矩传递轴42a一体地旋转。即，变矩器3将放大后的转矩向第二转矩传递轴42a输出。
定子34构成为对从涡轮33向叶轮32返回的工作油进行整流。定子34能够绕旋转轴线O旋转。例如，定子34经由单向离合器36支承于固定轴104。该定子34在轴向上配置在叶轮32与涡轮33之间。
此外，固定轴104在叶轮毂323内沿轴向延伸。固定轴104为圆筒状，第二转矩传递轴42a在该固定轴104内沿轴向延伸。另外，固定轴104例如从变速机壳体40或变矩器壳体30延伸。固定轴104不能旋转。
定子34具有圆板状的定子架341和安装于其外周面的多个定子叶片342。
单向离合器36配置在固定轴104与定子34之间。单向离合器36构成为使定子34能够向第一旋转方向旋转。另一方面，单向离合器36构成为使定子34不能向第二旋转方向旋转。通过该定子34转矩被放大而从叶轮32向涡轮33传递。
离心式的锁止离合器37安装于涡轮33。锁止离合器37与涡轮33一体地旋转。锁止离合器37构成为通过由涡轮33的旋转产生的离心力而将罩31和涡轮33连结。详细而言，锁止离合器37构成为当涡轮33达到规定的转速以上时，从罩31向涡轮33传递转矩。
锁止离合器37具有多个离心件371和摩擦件372。摩擦件372安装于离心件371的外周面。离心件371配置为能够在径向上移动。此外，离心件371配置为不能在周向上移动。因此，离心件371与涡轮33一起旋转，在离心力的作用下向径向外侧移动。
该锁止离合器37当涡轮33的转速达到规定的转速以上时，离心件371向径向外侧移动，摩擦件372与罩31的圆筒部312的内周面摩擦卡合。其结果是，锁止离合器37成为接合状态，来自罩31的转矩经由锁止离合器37向涡轮33传递。此外，即使锁止离合器37成为接合状态，工作流体也能够经由锁止离合器37流通。
当涡轮33的转速小于规定的转速时，离心件371向径向内侧移动，摩擦件372与罩31的圆筒部312的内周面的摩擦卡合被解除。其结果是，锁止离合器37成为断开状态，来自罩31的转矩不经由锁止离合器37向涡轮33传递。即，来自罩31的转矩传递到叶轮32后，经由工作流体向涡轮33传递。
＜第一离合器＞
第一离合器6构成为在变矩器3的输入部与输出部之间传递或切断转矩。详细而言，第一离合器6构成为在罩31与涡轮33之间传递转矩或切断转矩传递。
第一离合器6配置在罩31与涡轮33之间。第一离合器6是单向离合器。
第一离合器6切断电机2输出的第一旋转方向的转矩。即，在电机2的第一旋转方向的转矩被输入到第一离合器6时，第一离合器6使罩31能够相对于涡轮33相对旋转。因此，在电机2向第一旋转方向旋转时，第一离合器6不从罩31向涡轮33传递转矩。其结果是，电机2输出的第一旋转方向的转矩以罩31、叶轮32、涡轮33的顺序传递。
另一方面，第一离合器6传递电机2输出的第二旋转方向的转矩。即，在电机2的第二旋转方向的转矩被输入到第一离合器6时，第一离合器6使罩31与涡轮33一体旋转。因此，在电机2向第二旋转方向旋转时，第一离合器6从罩31向涡轮33传递转矩。电机2输出的第二旋转方向的转矩不经由叶轮32及工作流体传递。
＜第一及第二齿轮系＞
如图2所示，第一齿轮系71及第二齿轮系72在轴向上配置在电机2与变矩器3之间。另外，在轴向上，在第一齿轮系71与第二齿轮系72之间，配置有第一切换机构5的第一转矩输出齿轮51、第一转矩输入齿轮52及第二转矩输入齿轮53。第一齿轮系71及第二齿轮系72收容在变速机壳体40内。
如图1及图2所示，第一齿轮系71及第二齿轮系72将转矩向输出单元101侧输出。详细而言，第一齿轮系71及第二齿轮系72经由末端齿轮系102、差动齿轮103及驱动轴105向驱动轮110输出转矩。
第一齿轮系71及第二齿轮系72构成为将电机2输出的第一旋转方向的转矩作为前进旋转方向的转矩输出。换言之，第一齿轮系71及第二齿轮系72构成为将电机2输出的第二旋转方向的转矩作为后退旋转方向的转矩输出。因此，当使电机2向第一旋转方向旋转而经由第一齿轮系71或第二齿轮系72将转矩输出到驱动轮110时，车辆前进。另外，当使电机2向第二旋转方向旋转而经由第一齿轮系71或第二齿轮系72将转矩输出到驱动轮110时，车辆后退。
第一齿轮系71配置于第一转矩传递路径4a。第一齿轮系71相对于变矩器3配置于下游。具体而言，第一齿轮系71安装于第二转矩传递轴42a。
如图3所示，第一齿轮系71具有相互啮合的第一齿轮71a及第二齿轮71b。第一齿轮71a安装于第二转矩传递轴42a的下游侧端部。第一齿轮71a与第二转矩传递轴42a一体旋转。
第二齿轮71b支承于驱动轴70。第二齿轮71b与驱动轴70一体地旋转。第二齿轮71b将来自第一齿轮71a的转矩向驱动轴70输出。
第二齿轮系72配置于第二转矩传递路径4b。第二齿轮系72具有相互啮合的第三齿轮72a及第四齿轮72b。第二齿轮系72的齿轮的构成数量与第一齿轮系71相同。
第三齿轮72a与第二转矩输入齿轮53一体旋转。第三齿轮72a与第二转矩输入齿轮53一体地形成。第三齿轮72a可以与第二转矩输入齿轮53由一个部件构成，也可以由不同的部件构成。第三齿轮72a可相对旋转地支承于输出轴24。
第四齿轮72b支承于驱动轴70。第四齿轮72b与驱动轴70一体地旋转。第四齿轮72b将来自第三齿轮72a的转矩向驱动轴70输出。
第一齿轮系71的减速比与第二齿轮系72的减速比不同。详细而言，第一齿轮系71的减速比大于第二齿轮系72的减速比。
＜控制部＞
如图1所示，控制部9构成为控制电机2及第一切换机构5。控制部9例如由具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)及ROM(Read Only Memory：只读存储器)等的计算机(例如微型计算机)构成。ROM中存储有用于进行各种运算的程序。CPU执行ROM中存储的程序。
控制部9执行第一前进模式、第二前进模式、第一后退模式及第二后退模式中的任一个。通过控制部9执行第一或第二前进模式，驱动单元100工作，以使车辆前进。另外，通过控制部9执行第一或第二后退模式，驱动单元100工作，以使车辆后退。
控制部9在第一前进模式中，控制电机2在第一旋转方向上旋转。另外，控制部9在第一前进模式中，以经由第一转矩传递路径4a传递电机2输出的转矩的方式控制第一切换机构5。
详细而言，控制部9控制致动器55，使第一齿圈54为第一连结状态。其结果是，第一齿圈54将第一转矩输出齿轮51和第一转矩输入齿轮52连结，电机2输出的转矩向第一转矩传递路径4a传递。
此外，通过控制部9控制电机2在第一旋转方向上旋转，第一离合器6切断转矩传递。其结果是，电机2输出的第一旋转方向的转矩经由变矩器3传递。此外，当变矩器3的涡轮达到规定的转速以上时，锁止离合器37成为锁止接合状态，传递转矩。即，从罩31向涡轮33不经由工作流体而直接传递转矩。
控制部9在第二前进模式中，控制电机2在第一旋转方向上旋转。另外，控制部9在第二前进模式中，以经由第二转矩传递路径4b传递电机2输出的转矩的方式控制第一切换机构5。
详细而言，控制部9控制致动器55，使第一齿圈54为第二连结状态。其结果是，第一齿圈54将第一转矩输出齿轮51和第二转矩输入齿轮53连结，电机2输出的转矩向第二转矩传递路径4b传递。
在第一前进模式中，能够通过变矩器3放大转矩。另外，在第一前进模式中，经由减速比比第二齿轮系72大的第一齿轮系71传递转矩。因此，在第一前进模式中，驱动单元100能够在低速时输出高的驱动力。即，第一前进模式是适于低速时的模式。
另一方面，在第二前进模式中，由于不经由变矩器3而直接传递转矩，因此能够高效地传递转矩。另外，在第二前进模式中，由于经由减速比比第一齿轮系71小的第二齿轮系72传递转矩，因此能够降低电机2的旋转速度。第二前进模式是适于高速时的模式。
控制部9在第一后退模式中，控制电机2在第二旋转方向上旋转。另外，控制部9在第一后退模式中，以经由第二转矩传递路径4b传递电机2输出的转矩的方式控制第一切换机构5。此外，第一切换机构5的控制方法与上述的第二前进模式中的控制方法相同。
控制部9在第二后退模式中，控制电机2在第二旋转方向上旋转。另外，控制部9在第二后退模式中以经由第一转矩传递路径4a传递电机2输出的转矩的方式控制第一切换机构5。此外，第一切换机构5的控制方法与上述的第一前进模式中的控制方法相同。
在第一转矩传递路径4a中，转矩经由第一离合器6传递。即，第二旋转方向的转矩不经由变矩器3在第一转矩传递路径4a上传递。
＜动作＞
在如上构成的驱动单元100中，在车辆前进时，控制部9执行第一前进模式或第二前进模式。此外，也可以通过驾驶者进行操作来选择第一前进模式或第二前进模式，也可以基于行驶条件等而由控制部9选择第一前进模式或第二前进模式。
同样地，在车辆后退时，基于驾驶者的操作或行驶条件等，控制部9选择并执行第一后退模式及第二后退模式中的某一个。
[变形例]
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，只要不脱离本发明的主旨，可以进行各种变更。另外，各变形例除了一部分以外，能够同时应用。
(a)在上述实施方式中，第一齿轮系71的减速比大于第二齿轮系72的减速比，但第一齿轮系71及第二齿轮系72的结构不限于此。例如，如图6所示，第二齿轮系72的减速比也可以大于第一齿轮系71的减速比。
(b)如图7所示，驱动单元100也可以不具有第一离合器6。另外，变矩器3也可以不具有锁止离合器37。
(c)如图8所示，驱动单元100也可以具有第二离合器7。第二离合器7配置在第一转矩传递路径4a内。第二离合器7相对于变矩器3配置于下游。第二离合器7构成为传递或切断转矩。
详细而言，第二离合器7是单向离合器。第二离合器7构成为将从变矩器3输出的转矩向下游传递，并且切断从下游向变矩器3的转矩传递。
(d)如图9所示，驱动单元100也可以具有第三齿轮系73和第二切换机构5a。第三齿轮系73配置于第一转矩传递路径4a。即，在第一转矩传递路径4a设置有第一齿轮系71和第三齿轮系73这2个齿轮系。而且，第一齿轮系71和第三齿轮系73相互并列。
第三齿轮系73构成为从变矩器3传递转矩。第三齿轮系73安装于第二转矩传递轴42a。第三齿轮系73将转矩向输出单元101侧输出。详细而言，第三齿轮系73经由末端齿轮系102、差动齿轮103及驱动轴105向驱动轮110输出转矩。
第三齿轮系73在与第一齿轮系71输出的转矩的旋转方向相反的旋转方向上输出转矩。详细而言，第三齿轮系73构成为将电机2输出的第一旋转方向的转矩作为后退旋转方向的转矩输出。换言之，第三齿轮系73构成为将电机2输出的第二旋转方向的转矩作为前进旋转方向的转矩输出。因此，当使电机2向第一旋转方向旋转而经由第三齿轮系73将转矩输出到输出单元101时，车辆后退。另外，当使电机2向第二旋转方向旋转而经由第三齿轮系73将转矩输出到输出单元101时，车辆前进。
控制部9除了第一及第二后退模式之外，还能够执行第三后退模式。控制部9在第三后退模式中，控制电机2在第一旋转方向上旋转。另外，控制部9在第三后退模式中，以经由第一转矩传递路径4a传递电机2输出的转矩的方式控制第一切换机构5。另外，控制部9在第三后退模式中，以经由第三齿轮系73传递变矩器3放大后的转矩的方式控制第二切换机构5a。
如图10所示，第三齿轮系73具有第五～第七齿轮73a～73c。第五齿轮73a可相对旋转地支承于第二转矩传递轴42a。通过后述的第二切换机构5a的第二齿圈54a啮合，第五齿轮73a与第二转矩传递轴42a一体旋转。
第六齿轮73b与第五齿轮73a啮合。第六齿轮73b支承于副轴(图示省略)。第六齿轮73b可以与副轴一体旋转，也可以与副轴相对旋转。
第七齿轮73c与第六齿轮73b啮合。第七齿轮73c支承于驱动轴70。第七齿轮73c与驱动轴70一体旋转。第七齿轮73c将来自第五齿轮73a的转矩向驱动轴70输出。
另外，在该变形例中，第一齿轮71a与第五齿轮73a同样地，可相对旋转地支承于第二转矩传递轴42a。
第二切换机构5a构成为在第一齿轮系71与第三齿轮系73之间切换变矩器3输出的转矩的传递路径。另外，第二切换机构5a能够采取不选择第一齿轮系71及第三齿轮系73中的任一个的中立位置，以切断变矩器3输出的转矩的传递。例如，控制部9在上述的第二前进模式中，以成为中立位置的方式控制第二切换机构5a。
第二切换机构5a具有第二转矩输出齿轮51a、第三转矩输入齿轮52a、第四转矩输入齿轮53a、第二齿圈54a及第二致动器55a。第二致动器55a由控制部9控制。由控制部9控制的第二致动器55a使第二齿圈54a沿轴向移动。
第二转矩输出齿轮51a安装于第二转矩传递轴42a。第二转矩输出齿轮51a与第二转矩传递轴42a一体旋转。第二转矩输出齿轮51a可以与第二转矩传递轴42a由1个部件构成，也可以由不同的部件构成。第二转矩输出齿轮51a在外周面具有多个齿。
第三转矩输入齿轮52a可相对旋转地支承于第二转矩传递轴42a。第三转矩输入齿轮52a通过与第二齿圈54a啮合而与第二转矩传递轴42a一体旋转。第三转矩输入齿轮52a与第一齿轮系71的第一齿轮71a一体地旋转。此外，第三转矩输入齿轮52a可以与第一齿轮71a由一个部件构成，也可以由不同的部件构成。
第四转矩输入齿轮53a可相对旋转地支承于第二转矩传递轴42a。第四转矩输入齿轮53a通过与第二齿圈54a啮合而与第二转矩传递轴42a一体旋转。第四转矩输入齿轮53a与第三齿轮系73的第五齿轮73a一体地旋转。此外，第四转矩输入齿轮53a可以与第五齿轮73a由一个部件构成，也可以由不同的部件构成。
第二齿圈54a在内周面具有多个齿。第二齿圈54a始终与第二转矩输出齿轮51a啮合，与第二转矩输出齿轮51a一体旋转。即，第二齿圈54a与第二转矩传递轴42a一体旋转。第二齿圈54a配置为能够沿轴向移动。
第二齿圈54a能够采取与第二转矩输出齿轮51a啮合并且与第三转矩输入齿轮52a啮合的状态。这样，通过第二齿圈54a与第二转矩输出齿轮51a及第三转矩输入齿轮52a啮合，来自第二转矩传递轴42a的转矩经由第一齿轮系71输出。
另一方面，第二齿圈54a也能够采取与第二转矩输出齿轮51a啮合并且与第四转矩输入齿轮53a的状态。这样，通过第二齿圈54a与第二转矩输出齿轮51a及第四转矩输入齿轮53a啮合，来自第二转矩传递轴42a的转矩经由第三齿轮系73输出。
另外，在第二切换机构5a取中立位置的情况下，第二齿圈54a成为仅与第二转矩输出齿轮51a啮合的状态。这样，通过第二齿圈54a仅与第二转矩输出齿轮51a啮合而不与第三转矩输入齿轮52a及第四转矩输入齿轮53a这双方啮合，由此能够切断驱动轴70与第二转矩传递轴42a之间的转矩传递。由此，在第二前进模式中驱动单元100进行驱动时，能够防止变矩器3等的连带旋转。
第二切换机构5a由控制部9控制。第二齿圈54a通过由控制部9控制而沿轴向移动。由此，第二齿圈54a与第二转矩输出齿轮51a及第三转矩输入齿轮52a啮合，或与第二转矩输出齿轮51a及第四转矩输入齿轮53a啮合，或仅与第二转矩输出齿轮51a啮合。
(e)如图11所示，驱动单元100也可以还具备第四齿轮系74。第四齿轮系74配置在第一转矩传递路径4a内。第四齿轮系74相对于变矩器3配置于上游。第四齿轮系74对转矩进行变速而输出。第四齿轮系74例如是行星齿轮机构。
这样，在具有第四齿轮系74的情况下，第一齿轮系71也可以是与第二齿轮系72相同的减速比。例如，也可以将第一齿轮71a和第三齿轮72a设为相同的直径，第一齿轮71a及第三齿轮72a与安装于驱动轴70的一个齿轮啮合。
(f)如图12所示，驱动单元100也可以还具备第三转矩传递路径4c和第三切换机构5b。第三转矩传递路径4c相对于变矩器3在上游侧从第一转矩传递路径4a分支，相对于变矩器3在下游侧与第一转矩传递路径4a合流。
第三切换机构5b构成为在第一转矩传递路径4a与第三转矩传递路径4c之间切换转矩的传递路径。此外，第三切换机构5b可以采用第一切换机构5或第二切换机构5a那样的结构。
(g)在上述实施方式中，第二转矩输入齿轮53、第一转矩输出齿轮51及第一转矩输入齿轮52沿着旋转轴线O从电机2侧依次配置，但第一切换机构5的结构不限于此。
例如，如图13所示，第一转矩输出齿轮51、第一转矩输入齿轮52及第二转矩输入齿轮53也可以沿着旋转轴线O从电机2侧依次配置。
使用这样构成的第一切换机构5的驱动单元100例如如图14所示，能够适用于机动二轮车。该机动二轮车的输出单元不具有差动齿轮，取而代之具有带108。
(h)如图15所示，第一转矩输出齿轮51、第二转矩输入齿轮53及第一转矩输入齿轮52也可以沿着旋转轴线O从电机2侧依次配置。
使用这样构成的第一切换机构5的驱动单元100例如如图16所示，能够适用于四轮驱动车。
(i)在上述实施方式中，第一齿轮系71及第二齿轮系72配置在电机2与变矩器3之间，但驱动单元100的结构不限于此。例如，如图15所示，第一齿轮系71及第二齿轮系72也可以相对于变矩器3配置在电机2的相反侧。即，也可以在电机2与第一齿轮系71及第二齿轮系72之间配置变矩器3。
附图标记说明
2…电动机；3…变矩器；4a…第一转矩传递路径；4b…第二转矩传递路径；4c…第三转矩传递路径；5…第一切换机构；5a…第二切换机构；5b…第三切换机构；6…第一离合器；7…第二离合器；9…控制部；37…锁止离合器；51…第一转矩输出齿轮；52…第一转矩输入齿轮；53…第二转矩输入齿轮；54…第一齿圈；71…第一齿轮系；72…第二齿轮系；73…第三齿轮系；74…第四齿轮系；100…驱动单元；101…输出单元。

Claims (22)

1.一种驱动单元，其特征在于，具备：
电动机；
第一转矩传递路径，构成为将所述电动机输出的转矩向输出单元传递；
第二转矩传递路径，与所述第一转矩传递路径并列设置，构成为将所述电动机输出的转矩向所述输出单元传递；
变矩器，配置于所述第一转矩传递路径，构成为放大所述电动机的第一旋转方向的转矩；
第一齿轮系，配置于所述第一转矩传递路径，相对于所述变矩器配置于下游；
第二齿轮系，配置于所述第二转矩传递路径；以及
第一切换机构，构成为将所述电动机输出的转矩的传递路径在所述第一转矩传递路径与所述第二转矩传递路径之间切换。
2.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，
所述第二齿轮系的减速比大于所述第一齿轮系的减速比。
3.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，
所述第一齿轮系的减速比大于所述第二齿轮系的减速比。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动单元，其特征在于，
所述驱动单元还具备控制部，所述控制部控制所述电动机及所述第一切换机构。
5.根据权利要求4所述的驱动单元，其特征在于，
所述控制部执行第一后退模式，在所述第一后退模式中，所述控制部控制所述电动机向第二旋转方向旋转，并以使所述电动机输出的转矩经由第二转矩传递路径传递的方式控制所述第一切换机构。
6.根据权利要求4或5所述的驱动单元，其特征在于，
所述控制部执行第一前进模式，在所述第一前进模式中，所述控制部控制所述电动机向第一旋转方向旋转，并以使所述电动机输出的转矩经由第一转矩传递路径传递的方式控制所述第一切换机构。
7.根据权利要求4或5所述的驱动单元，其特征在于，
所述控制部执行第二前进模式，在所述第二前进模式中，所述控制部控制所述电动机向第一旋转方向旋转，并以使所述电动机输出的转矩经由第二转矩传递路径传递的方式控制所述第一切换机构。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的驱动单元，其特征在于，
所述驱动单元还具备：
第三齿轮系，配置于所述第一转矩传递路径，构成为从所述变矩器传递转矩；以及
第二切换机构，构成为将所述变矩器输出的转矩的传递路径在所述第一齿轮系与所述第三齿轮系之间切换，
所述控制部控制所述第二切换机构。
9.根据权利要求8所述的驱动单元，其特征在于，
所述第三齿轮系构成为在与所述第一齿轮系相反的旋转方向上输出转矩。
10.根据权利要求8或9所述的驱动单元，其特征在于，
所述第二切换机构能够采取不选择所述第一齿轮系及所述第三齿轮系中的任一个的中立位置，以切断所述变矩器输出的转矩的传递。
11.根据从属于权利要求7的权利要求10所述的驱动单元，其特征在于，
所述控制部在所述第二前进模式中，以成为所述中立位置的方式控制所述第二切换机构。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的驱动单元，其特征在于，
所述驱动单元还具备第一离合器，
所述变矩器具有：输入部，构成为被输入所述电动机输出的转矩；以及输出部，构成为从所述输入部经由流体传递转矩，
所述第一离合器构成为在所述输入部与输出部之间传递或切断转矩。
13.根据权利要求12所述的驱动单元，其特征在于，
所述第一离合器是单向离合器，所述单向离合器构成为传递所述电动机输出的所述第二旋转方向的转矩，并切断所述电动机输出的所述第一旋转方向的转矩。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的驱动单元，其特征在于，
在所述第一转矩传递路径中，所述驱动单元还具备第二离合器，所述第二离合器相对于所述变矩器配置于下游，并传递或切断转矩。
15.根据权利要求14所述的驱动单元，其特征在于，
所述第二离合器是单向离合器，所述单向离合器将从所述变矩器输出的转矩向下游传递，并且切断从下游向所述变矩器的转矩传递。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的驱动单元，其特征在于，
在所述第一转矩传递路径中，所述驱动单元还具备第四齿轮系，所述第四齿轮系相对于所述变矩器配置于上游。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的驱动单元，其特征在于，
所述驱动单元还具备：
第三转矩传递路径，相对于所述变矩器在上游侧从所述第一转矩传递路径分支，并相对于所述变矩器在下游侧与所述第一转矩传递路径合流；以及
第三切换机构，构成为将转矩的传递路径在所述第一转矩传递路径与所述第三转矩传递路径之间切换。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的驱动单元，其特征在于，
所述变矩器具有离心式锁止离合器。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的驱动单元，其特征在于，
所述第一切换机构具有：
第一转矩输出部，构成为输出电动机输出的转矩；
第一转矩输入部，配置于所述第一转矩传递路径，构成为被输入所述第一转矩输出部输出的转矩；
第二转矩输入部，配置于所述第二转矩传递路径，构成为被输入所述第一转矩输出部输出的转矩；以及
连结部，能够采取连结所述第一转矩输出部和所述第一转矩输入部的第一连结状态、和连结所述第一转矩输出部和所述第二转矩输入部的第二连结状态。
20.根据权利要求19所述的驱动单元，其特征在于，
所述第一转矩输出部、所述第一转矩输入部以及所述第二转矩输入部沿着所述电动机的旋转轴线从所述电动机侧依次配置。
21.根据权利要求19所述的驱动单元，其特征在于，
所述第二转矩输入部、所述第一转矩输出部以及所述第一转矩输入部沿着所述电动机的旋转轴线从所述电动机侧依次配置。
22.根据权利要求19所述的驱动单元，其特征在于，
所述第一转矩输出部、所述第二转矩输入部以及所述第一转矩输入部沿着所述电动机的旋转轴线从所述电动机侧依次配置。
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