DE102020128072A1

DE102020128072A1 - Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020128072A1
Application number: DE102020128072.6A
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Fujii
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2021-04-29
Also published as: US20210122239A1; JP2021071130A; CN112744069A; US11207979B2

Abstract

Eine Antriebsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug weist einen Elektromotor (2), eine Drehzahlverringerungsvorrichtung (3), die konfiguriert ist, die Rotationsdrehzahl zu verringern, die von dem Elektromotor (2) übertragen wird, und eine Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung (4) auf, die eine Antriebskraft des Elektromotors (2), die über die Drehzahlverringerungsvorrichtung (3) eingegeben wird, zu einem ersten Ausgangsdrehelement (41) und einem zweiten Ausgangsdrehelement (42) verteilt und ausgibt. Die Drehzahlverringerungsvorrichtung (3) hat ein erstes Zahnradelement (31), ein zweites Zahnradelement (32), ein Kopplungselement (33) und einen Bewegungsmechanismus (34).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug.
Beschreibung des Stands der Technik
In manchen Allradfahrzeugen gemäß dem Stand der Technik, bei welchen Vorderräder und Hinterräder angetrieben werden können, werden die Vorderräder durch eine Brennkraftmaschine angetrieben und die Hinterräder werden durch eine Antriebskraft eines Elektromotors angetrieben (siehe beispielsweise die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2003 - 063 265 A ).
Das in der JP 2003 - 063 265 A beschriebene Allradfahrzeug weist eine Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung auf, die eine Antriebskraft eines Elektromotors zu einem rechten und einem linken Hinterrad verteilt. Die Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung hat ein Drehzahlverringerungsgetriebe, das die Rotationsdrehzahl des Elektromotors verringert, eine erste Kupplung, die zwischen dem Drehzahlverringerungsgetriebe und dem linken Hinterrad zwischengeordnet ist, und eine zweite Kupplung, die zwischen dem Drehzahlverringerungsgetriebe und dem Elektromotor und dem rechten Hinterrad zwischengeordnet ist. Die erste und die zweite Kupplung sind jeweils eine Mehrscheibenkupplung einer Nass-Bauart, bei welcher ein Reibungsgleiten zwischen Kupplungsplatten mit Schmieröl geschmiert ist. Der Eingriffsgrad der ersten und der zweiten Kupplung wird durch ein Kupplungs-Steuerungsmittel auf der Basis eines Fahrzeugzustands, wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Beschleunigerbetätigungsbetrag, der Bremsanpresskraft, dem Lenkwinkel von Lenkrädern und der Gierrate, gesteuert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn das in der JP 2003 - 063 265 A beschriebene Allradfahrzeug fährt, indem es nur eine Antriebskraft einer Brennkraftmaschine verwendet, während ein dem Elektromotor zuzuführender Strom gehemmt wird, bewirkt der Drehwiderstand des Elektromotors einen Verlust, um die dynamische Leistungsfähigkeit und die Kraftstoffeffizienz zu senken, falls der Elektromotor auf eine folgende Weise durch einen Umkehreingang aufgrund einer Drehung der Hinterräder gedreht wird, und es ist daher denkbar, die erste und die zweite Kupplung auszurücken. In Abhängigkeit von Bedingungen wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Temperatur kann jedoch wegen der Viskosität von Schmieröl, das zwischen Kupplungsplatten der ersten und der zweiten Kupplung vorhanden ist, ein Schleppmoment erhöht werden und das Schleppmoment kann die dynamische Leistungsfähigkeit und die Kraftstoffeffizienz senken.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug bereit, wobei die Antriebsvorrichtung in der Lage ist, einen Leistungsverlust zu unterdrücken, der durch einen Drehwiderstand aufgrund eines Umkehreingangs von Rädern bewirkt wird.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug bereit, die Folgendes aufweist: einen Elektromotor; eine Drehzahlverringerungsvorrichtung, die eine Rotationsdrehzahl verringert, die von dem Elektromotor übertragen wird; und eine Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung, die eine Antriebskraft des Elektromotors, die über die Drehzahlverringerungsvorrichtung eingegeben wird, zu einem ersten Ausgangsdrehelement und einem zweiten Ausgangsdrehelement verteilt und ausgibt. Die Drehzahlverringerungsvorrichtung weist ein erstes Zahnradelement mit einem ersten Zahnradabschnitt, der einen ersten Wälzkreisdurchmesser hat, ein zweites Zahnradelement, das koaxial zu dem ersten Zahnradelement abgestützt ist, um zu dem ersten Zahnradelement relativ drehbar zu sein, und einen zweiten Zahnradabschnitt hat, der einen zweiten Wälzkreisdurchmesser hat, der von dem ersten Wälzkreisdurchmesser verschieden ist, ein Kopplungselement, das so angeordnet ist, um in einer Axialrichtung zwischen einer nicht gekoppelten Position, bei welcher das Kopplungselement nur mit einem von dem ersten und dem zweiten Zahnradelement in Eingriff steht, und einer gekoppelten Position bewegbar zu sein, bei welcher das Kopplungselement sowohl mit dem ersten Zahnradelement als auch dem zweiten Zahnradelement in Eingriff steht, und einen Bewegungsmechanismus auf, der konfiguriert ist, das Kopplungselement in der Axialrichtung zu bewegen.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es möglich, einen Leistungsverlust zu unterdrücken, der durch einen Drehwiderstand aufgrund eines Umkehreingangs von Rädern bewirkt wird.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden unten in Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:

1 ein schematisches Schaubild ist, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Allradfahrzeugs darstellt, in welchem eine Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist;
2 eine Schnittansicht ist, die ein Beispiel der Konfiguration innerhalb eines Gehäuses der Antriebsvorrichtung darstellt;
3A eine Schnittansicht einer Drehzahlverringerungsvorrichtung in einem getrennten Zustand ist;
3B eine Schnittansicht der Drehzahlverringerungsvorrichtung in einem eingegriffenen Zustand ist;
4 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Drehzahlverringerungsvorrichtung ist;
5 eine vergrößerte Ansicht ist, die einen Teil von 4 vergrößert darstellt;
6 ein Schaltbild ist, das ein Beispiel der Konfiguration einer Hydraulikeinheit darstellt;
7A eine Schnittansicht einer Drehzahlverringerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einem eingegriffenen Zustand ist; und
7B eine Schnittansicht der Drehzahlverringerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in einem getrennten Zustand ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Bezug auf 1 bis 6 beschrieben. Die unten beschriebenen Ausführungsformen sind als geeignete spezifische Beispiele zum Ausführen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt und weisen Abschnitte auf, die eine Vielfalt von technischen Gegenständen spezifisch implementieren, die technisch bevorzugt sind. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf solche spezifische Aspekte beschränkt.
Konfiguration eines Allradfahrzeugs
1 ist ein schematisches Schaubild, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Allradfahrzeugs darstellt, in welchem eine Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist. Ein Allradfahrzeug 1 weist ein rechtes Vorderrad 101 und ein linkes Vorderrad 102 als Hauptantriebsräder auf, die durch eine Antriebskraft einer Brennkraftmaschine 11 als eine Hauptantriebsquelle angetrieben werden, und ein rechtes Hinterrad 103 und ein linkes Hinterrad 104 als Hilfsantriebsräder auf, die durch eine Antriebsvorrichtung 10 angetrieben werden, die einen Elektromotor 2 als eine Hilfsantriebsquelle hat. Ein Raddrehzahlsensor ist in Übereinstimmung mit einem jeden von dem rechten Vorderrad 101 und dem linken Vorderrad 102 und dem rechten Hinterrad 103 und dem linken Hinterrad 104 befestigt.
Die Antriebskraft der Brennkraftmaschine 11 wird von einem Übersetzungsgetriebe 12 zu einer Differenzialvorrichtung 13 übertragen und von der Differenzialvorrichtung 13 über eine rechte und eine linke Antriebswelle 141 und 142 entsprechend zu dem rechten Vorderrad 101 und dem linken Vorderrad 102 verteilt. Eine Antriebskraft wird von der Antriebsvorrichtung 10 über eine rechte und eine linke Antriebswelle 151 und 152 entsprechend zu dem rechten Hinterrad 103 und dem linken Hinterrad 104 übertragen. Die Hauptantriebsquelle kann ein Hochleistungs-Elektromotor sein und kann von einer sogenannten Hybrid-Bauart sein, bei welcher eine Brennkraftmaschine und ein Hochleistungs-Elektromotor miteinander kombiniert sind.
Die Antriebsvorrichtung 10 weist Folgendes auf: einen Elektromotor 2, der eine Antriebskraft zum Antreiben des rechten Hinterrads 103 und des linken Hinterrads 104 erzeugt; eine Drehzahlverringerungsvorrichtung 3, die die Rotationsdrehzahl verringert, die von einer Ausgangswelle 20 des Elektromotors 2 übertragen wird; eine Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung 4, die eine Antriebskraft, die von dem Elektromotor 2 über die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 eingegeben wird, zu einem ersten und einem zweiten Ausgangsdrehelement 41 und 42 verteilt und ausgibt; ein Gehäuse 5 und eine Hydraulikeinheit 6, die an der Karosserie fixiert sind; und eine Steuerungsvorrichtung 7, die den Elektromotor 2 und die Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung 4 steuert. Die Antriebswelle 151, welche eine Antriebskraft zu dem rechten Hinterrad 103 überträgt, ist an das erste Ausgangsdrehelement 41 gekoppelt. Die Antriebswelle 152, welche eine Antriebskraft zu dem linken Hinterrad 104 überträgt, ist an das zweite Ausgangsdrehelement 42 gekoppelt.
Konfiguration der Antriebsvorrichtung
2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration des Inneren des Gehäuses 5 der Antriebsvorrichtung 10 darstellt. Die linke Seite von 2 entspricht der linken Seite des Allradfahrzeugs 1. Die rechte Seite von 2 entspricht der rechten Seite des Allradfahrzeugs 1. Das Gehäuse 5 hat ein erstes bis ein fünftes Gehäuseelement 51 bis 55. Die Gehäuseelemente 51 bis 55 sind durch eine Vielzahl von Schrauben aneinander fixiert. Rollenlager 560 bis 569, die eine Drehung verschiedener Abschnitte glätten, und Dichtungselemente 571 bis 573, die eine Leckage von Schmieröl, das in dem Gehäuse 5 abgedichtet ist, und ein Eindringen von Fremdstoffen unterdrücken, sind an geeigneten Stellen innerhalb des Gehäuses 5 angeordnet.
Der Elektromotor 2 hat eine Ausgangswelle 20, die eine Hohlröhrenform hat; einen Rotor 21, der zusammen mit der Ausgangswelle 20 dreht; einen Stator 22, der an dem Außenumfang des Rotors 21 angeordnet ist; und einen Drehsensor 23, der eine Drehung der Ausgangswelle 20 erfasst. Der Rotor 21 hat einen Rotorkern 211 und eine Vielzahl von Permanentmagneten 212, die an dem Rotorkern 211 fixiert sind. Der Stator 22 hat einen Statorkern 221 und Wicklungen 222 für eine Vielzahl von Phasen, die um den Statorkern 221 gewickelt sind. Beispielsweise werden Motorströme eines dreiphasigen Wechselstroms (AC) von der Steuerungsvorrichtung 7 zu den Wicklungen 222 für die Vielzahl von Phasen zugeführt, um den Rotor 21 bezüglich des Stators 22 mit einem Drehmoment zu drehen, das zu der Höhe der Motorströme passt.
Die Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung 4 weist ein Eingangsdrehelement 40, zu welchem eine Antriebskraft des Elektromotors 2 von der Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 eingegeben wird; das erste und das zweite Ausgangsdrehelement 41 und 42; eine erste Mehrscheibenkupplung 43, die aus einer Vielzahl von Kupplungsplatten zusammengesetzt ist, die zwischen dem Eingangsdrehelement 40 und dem ersten Ausgangsdrehelement 41 angeordnet sind; eine zweite Mehrscheibenkupplung 44, die aus einer Vielzahl von Kupplungsplatten zusammengesetzt ist, die zwischen dem Eingangsdrehelement 40 und dem zweiten Ausgangsdrehelement 42 angeordnet sind; einen ersten Druckmechanismus 45, der die erste Mehrscheibenkupplung 43 drückt; und einen zweiten Druckmechanismus 46 auf, der die zweite Mehrscheibenkupplung 44 drückt.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform eine erste Kupplungsnabe 47 zwischen der ersten Mehrscheibenkupplung 43 und dem ersten Ausgangsdrehelement 41 zwischengeordnet und eine zweite Kupplungsnabe 48 ist zwischen der zweiten Mehrscheibenkupplung 44 und dem zweiten Ausgangsdrehelement 42 zwischengeordnet. Das erste Ausgangsdrehelement 41 ist über eine Keilwelle an der ersten Kupplungsnabe 47 angebracht, um zusammen mit der ersten Kupplungsnabe 47 zu drehen. Das zweite Ausgangsdrehelement 42 ist über eine Keilwelle an der zweiten Kupplungsnabe 48 angebracht, um zusammen mit der zweiten Kupplungsnabe 48 zu drehen.
Das Eingangsdrehelement 40, das erste Ausgangsdrehelement 41 und das zweite Ausgangsdrehelement 42 sind um eine Drehachse O₁ relativ zueinander drehbar, die sich entlang der Rechts/Links-Richtung des Fahrzeugs erstreckt. Die erste Mehrscheibenkupplung 43 und die zweite Mehrscheibenkupplung 44 sind jeweils eine Mehrscheibenkupplung einer Nass-Bauart, bei welcher ein Reibungsgleiten zwischen Kupplungsplatten, was später erläutert wird, mit Schmieröl geschmiert wird, das in dem Gehäuse 5 abgedichtet ist. Nachfolgend ist die Richtung, welche zu der Drehachse O₁ parallel ist, als eine „Axialrichtung“ bezeichnet.
Das Eingangsdrehelement 40 hat eine erste Kupplungstrommel 401, die an dem Außenumfang der ersten Kupplungsnabe 47 angeordnet ist; eine zweite Kupplungstrommel 402, die an dem Außenumfang der zweiten Kupplungsnabe 48 angeordnet ist; eine Mittelplatte 403, die zwischen der ersten Kupplungstrommel 401 und der zweiten Kupplungstrommel 402 angeordnet ist; und eine Vielzahl von Schrauben 404. Die Schrauben 404 koppeln die erste Kupplungstrommel 401, die zweite Kupplungstrommel 402 und die Mittelplatte 403, sodass sie nicht relativ drehbar sind, und fixieren diese Komponenten an einem Ringzahnrad 36 der Drehzahlverringerungsvorrichtung 3, was später erläutert wird.
Die erste Mehrscheibenkupplung 43 ist aus einer Vielzahl von ersten Eingangskupplungsplatten 431, die zusammen mit der ersten Kupplungstrommel 401 drehen, und einer Vielzahl von ersten Ausgangskupplungsplatten 432 zusammengestellt, die zusammen mit der ersten Kupplungsnabe 47 drehen. Die ersten Eingangskupplungsplatten 431 und die ersten Ausgangskupplungsplatten 432 sind abwechselnd entlang der Axialrichtung angeordnet. Die ersten Eingangskupplungsplatten 431 sind in der Axialrichtung bewegbar und durch einen Keilwelleneingriff mit der ersten Kupplungstrommel 401 bezüglich der ersten Kupplungstrommel 401 nicht relativ drehbar. Die ersten Ausgangskupplungsplatten 432 sind in der Axialrichtung bewegbar und durch einen Keilwelleneingriff mit der ersten Kupplungsnabe 47 bezüglich der ersten Kupplungsnabe 47 nicht relativ drehbar.
Die zweite Mehrscheibenkupplung 44 ist aus einer Vielzahl von zweiten Eingangskupplungsplatten 441, die zusammen mit der zweiten Kupplungstrommel 402 drehen, und einer Vielzahl von zweiten Ausgangskupplungsplatten 442 zusammengestellt, die zusammen mit der zweiten Kupplungsnabe 48 drehen. Die zweiten Eingangskupplungsplatten 441 und die zweiten Ausgangskupplungsplatten 442 sind abwechselnd entlang der Axialrichtung angeordnet. Die zweiten Eingangskupplungsplatten 441 sind in der Axialrichtung bewegbar und durch einen Keilwelleneingriff mit der zweiten Kupplungstrommel 402 bezüglich der zweiten Kupplungstrommel 402 nicht relativ drehbar. Die zweiten Ausgangskupplungsplatten 442 sind in der Axialrichtung bewegbar und durch einen Keilwelleneingriff mit der zweiten Kupplungsnabe 48 bezüglich der zweiten Kupplungsnabe 48 nicht relativ drehbar.
Der erste Druckmechanismus 45 hat einen ringförmigen Kolben 451, der einen Hydraulikdruck aufnimmt, der von der Hydraulikeinheit 6 zugeführt wird; ein Schub-Rollenlager 452, das in der Axialrichtung neben dem Kolben 451 angeordnet ist; ein Druckstück 453, das eine Druckkraft des Kolbens 451 über das Schub-Rollenlager 452 aufnimmt und zusammen mit dem Eingangsdrehelement 40 dreht; eine Druckplatte 454, die auf der Innenseite der ersten Kupplungstrommel 401 angeordnet ist; und eine Rückstellfeder 455, die an dem Druckstück 453 anliegt.
Ein Teil des Kolbens 451 in der Axialrichtung ist in einer ersten Hydraulikkammer 501 aufgenommen, die in dem fünften Gehäuseelement 55 eine Ringform hat. Der Kolben 451 drückt die erste Mehrscheibenkupplung 43, indem der Druck des Arbeitsöls verwendet wird, das von der Hydraulikeinheit 6 zugeführt wird. Das Druckstück 453 hat einstückig einen Ringabschnitt 453a, der eine Kreisringform hat, und eine Vielzahl von säulenartigen Druckvorsprüngen 453b, die von dem Ringabschnitt 453a in der Axialrichtung zu der ersten Mehrscheibenkupplung 43 vorstehen. Die Druckvorsprünge 453b sind durch entsprechende Durchgangslöcher 401a eingesetzt, die in der ersten Kupplungstrommel 401 vorgesehen sind. Die distalen Endabschnitte der Druckvorsprünge 453b liegen an der Druckplatte 454 an. Die Rückstellfeder 455 liegt an dem Ringabschnitt 453a an, um das Druckstück 453 zu dem fünften Gehäuseelement 55 hin vorzuspannen.
Der zweite Druckmechanismus 46 hat einen ringförmigen Kolben 461, der einen Hydraulikdruck aufnimmt, der von der Hydraulikeinheit 6 zugeführt wird; ein Schub-Rollenlager 462, das in der Axialrichtung neben dem Kolben 461 angeordnet ist; ein Druckstück 463, das eine Druckkraft des Kolbens 461 über das Schub-Rollenlager 462 aufnimmt und zusammen mit dem Eingangsdrehelement 40 dreht; eine Druckplatte 464, die auf der Innenseite der zweiten Kupplungstrommel 402 angeordnet ist; und eine Rückstellfeder 465, die an dem Druckstück 463 anliegt.
Ein Teil des Kolbens 461 in der Axialrichtung ist in einer zweiten Hydraulikkammer 502 aufgenommen, die in dem vierten Gehäuseelement 54 eine Ringform hat. Der Kolben 461 drückt die zweite Mehrscheibenkupplung 44, indem der Druck des Arbeitsöls verwendet wird, das von der Hydraulikeinheit 6 zugeführt wird. Das Druckstück 463 hat einstückig einen Ringabschnitt 463a und eine Vielzahl von säulenartigen Druckvorsprüngen 463b. Die Druckvorsprünge 463b sind durch entsprechende Durchgangslöcher 402a eingesetzt, die in der zweiten Kupplungstrommel 402 vorgesehen sind, um an der Druckplatte 464 anzuliegen. Die Rückstellfeder 465 liegt an dem Ringabschnitt 463a an, um das Druckstück 463 zu dem vierten Gehäuseelement 54 hin vorzuspannen.
Die erste Mehrscheibenkupplung 43 überträgt eine Antriebskraft von der ersten Kupplungstrommel 401 zu der ersten Kupplungsnabe 47, indem eine Reibungskraft zwischen den ersten Eingangskupplungsplatten 431 und den ersten Ausgangskupplungsplatten 432 verwendet wird. Die Antriebskraft, welche durch die erste Mehrscheibenkupplung 43 übertragen wird, ist größer als eine Druckkraft, die durch den ersten Druckmechanismus 45 erzeugt wird. Die zweite Mehrscheibenkupplung 44 überträgt eine Antriebskraft von der zweiten Kupplungstrommel 402 zu der zweiten Kupplungsnabe 48, indem eine Reibungskraft zwischen den zweiten Eingangskupplungsplatten 441 und den zweiten Ausgangskupplungsplatten 442 verwendet wird. Die Antriebskraft, welche durch die zweite Mehrscheibenkupplung 44 übertragen wird, ist größer als eine Druckkraft, die durch den zweiten Druckmechanismus 46 erzeugt wird.
Konfiguration der Drehzahlverringerungsvorrichtung
Als Nächstes wird die Konfiguration der Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in Bezug auf 3A bis 5 beschrieben. Die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 ist zwischen einem eingegriffenen Zustand, in welchem die Antriebskraft des Elektromotors 2 zu der Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung 4 übertragen wird, und einem getrennten Zustand umschaltbar, in welchem das Eingangsdrehelement 40 der Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung 4 und die Ausgangswelle 20 des Elektromotors 2 voneinander getrennt sind. In einem Zweiradantriebszustand, in welchem das Allradfahrzeug 1 fährt, indem nur die Antriebskraft der Brennkraftmaschine 11 verwendet wird, kann eine Drehung des Elektromotors 2 aufgrund eines Umkehreingangs von dem rechten und dem linken Hinterrad 103 und 104 unterdrückt werden, indem die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in den getrennten Zustand gebracht wird, was ein Absinken der dynamischen Leistungsfähigkeit und der Kraftstoffeffizienz aufgrund eines Verlusts unterdrücken kann, der durch den Drehwiderstand des Elektromotors 2 bewirkt wird. Während einer Geradeausfahrt in dem Zweiradantriebszustand kann eine Relativdrehung zwischen dem ersten Ausgangsdrehelement 41 und dem zweiten Ausgangsdrehelement 42 unterdrückt werden, um eine Geradeausfahrtstabilität zu verbessern, indem die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in den getrennten Zustand gebracht wird und die erste und die zweite Mehrscheibenkupplung 43 und 44 gedrückt werden, indem der erste und der zweite Druckmechanismus 45 und 46 verwendet werden.
3A ist eine Schnittansicht der Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in dem getrennten Zustand. 3B ist eine Schnittansicht der Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in dem eingegriffenen Zustand. 4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Drehzahlverringerungsvorrichtung 3. 5 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil von 4 vergrößert darstellt.
Die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 hat ein erstes Zahnradelement 31 und ein zweites Zahnradelement 32, die koaxial zueinander abgestützt sind, sodass sie relativ drehbar sind; ein Kopplungselement 33, das angeordnet ist, um in der Axialrichtung bezüglich des ersten und des zweiten Zahnradelements 31 und 32 bewegbar zu sein; einen Bewegungsmechanismus 34, der das Kopplungselement 33 in der Axialrichtung bewegt; ein rohrförmiges Ritzelzahnrad 35 (siehe 2), das außen an einem Endabschnitt der Ausgangswelle 20 des Elektromotors 2 angebracht ist, um zusammen mit der Ausgangswelle 20 zu drehen; ein Ringzahnrad 36 (siehe 2), das an dem Eingangsdrehelement 40 fixiert ist; und ein Radiallager 37 und ein Schublager 38.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Zahnradelement 31 weiter in Richtung des Elektromotors 2 als an dem Kopplungselement 33 angeordnet, das zweite Zahnradelement 32 ist weiter in Richtung der Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung 4 als das Kopplungselement 33 angeordnet und wenn die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in dem eingegriffenen Zustand ist, wird die Antriebskraft des Elektromotors 2 von dem ersten Zahnradelement 31 über das Kopplungselement 33 zu dem zweiten Zahnradelement 32 übertragen. In 3A und 3B ist eine Drehachse O₂ des ersten Zahnradelements 31 und des zweiten Zahnradelements 32 durch die langgestrichelt-kurzgestrichelte Linie angegeben. Die Drehachse O₂ ist parallel zu der Drehachse O₁ des ersten und des zweiten Ausgangsdrehelements 41 und 42.
Das erste Zahnradelement 31 hat einstückig einen Nabenabschnitt 311, der durch ein Rollenlager 568 bezüglich des Gehäuses 5 abgestützt ist; einen Scheibenabschnitt 312, der an dem Außenumfang des Nabenabschnitts 311 vorgesehen ist; einen ersten Zahnradabschnitt 313, der an dem Außenumfang des Scheibenabschnitts 312 vorgesehen ist; und einen zylindrischen Anbringungsabschnitt 314, der vorgesehen ist, um in der Axialrichtung von einer Seitenfläche 311a des Nabenabschnitts 311 vorzustehen. Innenumfangskeile 314a, die aus einer Vielzahl von Keilzähnen zusammengestellt sind, sind an der Innenumfangsfläche des Anbringungsabschnitts 314 vorgesehen. Der erste Zahnradabschnitt 313 steht mit einem Zahnradabschnitt 351 in Eingriff, der an dem Außenumfang des Ritzelzahnrads 35 vorgesehen ist.
Das zweite Zahnradelement 32 hat eine Form eines Zylinders, bei welchem ein Wellenloch 320 an dem Mittelabschnitt davon vorgesehen ist, und hat einstückig einen zweiten Zahnradabschnitt 321, der mit dem Ringzahnrad 36 in Eingriff steht; und einen Wellenabschnitt 322, der durch die Innenseite des Kopplungselements 33 und den Nabenabschnitt 311 des ersten Zahnradelements 31 eingesetzt ist. Langlöcher 323, die zwischen den Innen- und Außenumfangsflächen des zweiten Zahnradelements 32 durchdringen, sind in dem Wellenabschnitt 322 so vorgesehen, dass sie sich in der Axialrichtung erstrecken. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Langlöcher 323 so vorgesehen, dass sie mit der Drehachse O₂, die zwischengeordnet ist, einander zugewandt sind.
Ein Endabschnitt des zweiten Zahnradelements 32 in der Axialrichtung ist an dem Gehäuse 5 durch ein Paar Rollenlager 569 abgestützt (siehe 2). Das Radiallager 37 ist zwischen der Außenumfangsfläche des anderen Endabschnitts des zweiten Zahnradelements 32 und der Innenumfangsfläche des Nabenabschnitts 311 angeordnet. Außenumfangskeile 322a, die aus einer Vielzahl von Keilzähnen zusammengestellt sind, sind an der Außenumfangsfläche des Wellenabschnitts 322 vorgesehen. Das Wellenloch 320 durchdringt das gesamte zweite Zahnradelement 32 in der Axialrichtung. Wie in 4 dargestellt ist, hat das Radiallager 37 einen buchsenartigen Außenring 371, eine Vielzahl von Rollen 372, die an der Innenseite des buchsenartigen Außenrings 371 angeordnet sind, und einen Käfig 773, der die Rollen 372 hält.
Ein Wälzkreisdurchmesser (ein erster Wälzkreisdurchmesser) P₁ des ersten Zahnradabschnitts 313 ist größer als ein Wälzkreisdurchmesser (ein zweiter Wälzkreisdurchmesser) P₂ des zweiten Zahnradabschnitts 321. Der erste Zahnradabschnitt 313 und der zweite Zahnradabschnitt 321 sind mit einer Schrägverzahnung versehen, deren Zahnkämme bezüglich einer Richtung geneigt sind, die parallel zu der Drehachse O₂ ist. In 4 und 5 sind die Zahnformen des ersten Zahnradabschnitts 313 und des zweiten Zahnradabschnitts 321 nicht dargestellt.
Das Kopplungselement 33 ist so angeordnet, um in der Axialrichtung zwischen einer nicht gekoppelten Position, bei welcher das Kopplungselement 33 mit nur einem von dem ersten und dem zweiten Zahnradelement 31 und 32 in Eingriff steht, und einer gekoppelten Position bewegbar zu sein, bei welcher das Kopplungselement 33 mit beiden Zahnradelementen in Eingriff steht. In der vorliegenden Ausführungsform steht das Kopplungselement 33 nur mit dem zweiten Zahnradelement 32 in Eingriff, wenn die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in dem getrennten Zustand ist, und das Kopplungselement 33 steht mit dem ersten Zahnradelement 31 und dem zweiten Zahnradelement 32 in Eingriff, wenn die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in dem eingegriffenen Zustand ist. 3A stellt einen Zustand dar, in welchem das Kopplungselement 33 bei der nicht gekoppelten Position ist. 3B stellt einen Zustand dar, in welchem das Kopplungselement 33 bei der gekoppelten Position ist.
Das Kopplungselement 33 ist an dem Außenumfang des Wellenabschnitts 322 des zweiten Zahnradelements 32 zwischen dem ersten Zahnradelement 31 und dem zweiten Zahnradelement 32 angeordnet und wird durch den Bewegungsmechanismus 34 in der Axialrichtung parallel zu der Drehachse O₂ bewegt. Darüber hinaus hat das Kopplungselement 33 einstückig einen zylindrischen Körperabschnitt 331 und einen Eingriffsabschnitt 332, mit welchem ein Einsetzelement 342 des Bewegungsmechanismus 34 in Eingriff gelangt, was später erläutert wird. Der Eingriffsabschnitt 332 ist ein Ringvorsprung, der von der Innenumfangsfläche des Körperabschnitts 331 radial einwärts vorsteht.
Außenumfangskeile 331a, die aus einer Vielzahl von Keilzähnen zusammengestellt sind, sind an der Außenumfangsfläche des Körperabschnitts 331 des Kopplungselements 33 bei einem Endabschnitt auf der Seite des ersten Zahnradelements 31 vorgesehen. Innenumfangskeile 331b, die aus einer Vielzahl von Keilzähnen zusammengestellt sind, sind an der Innenumfangsfläche des Körperabschnitts 331 des Kopplungselements 33 bei dem anderen Endabschnitt auf der Seite des zweiten Zahnradelements 32 vorgesehen. Darüber hinaus ist der Körperabschnitt 331 des Kopplungselements 33 mit einem Paar Axialnuten 331c versehen, die das Einsetzelement 342 in der Axialrichtung von dem anderen Endabschnitt auf der Seite des zweiten Zahnradelements 32 zu einer Position führen, bei welcher das Einsetzelement 342 an dem Eingriffsabschnitt 332 anliegt.
Wenn das Kopplungselement 33 bei der nicht gekoppelten Position oder der gekoppelten Position ist, stehen die Innenumfangskeile 331b des Körperabschnitts 331 mit den Außenumfangskeilen 322a des zweiten Zahnradelements 32 in Eingriff, sodass das Kopplungselement 33 zusammen mit dem zweiten Zahnradelement 32 dreht. Wenn das Kopplungselement 33 bei der gekoppelten Position ist, stehen die Außenumfangskeile 331a des Körperabschnitts 331 mit den Innenumfangskeilen 314a des ersten Zahnradelements 31 in Eingriff. Wenn das Kopplungselement 33 bei der nicht gekoppelten Position ist, sind die Außenumfangskeile 331a und die Innenumfangskeile 314a voneinander getrennt.
Auf diese Weise sind das erste Zahnradelement 31 und das zweite Zahnradelement 32 durch das Kopplungselement 33 so gekoppelt, dass sie nicht relativ drehbar sind, wenn sich das Kopplungselement 33 bei der gekoppelten Position befindet, und das erste Zahnradelement 31 und das zweite Zahnradelement 32 sind relativ drehbar, wenn sich das Kopplungselement 33 bei der gekoppelten Position befindet. Die Außenumfangskeile 331a des Kopplungselements 33 und die Innenumfangskeile 314a des ersten Zahnradelements 31 bilden eine Eingreifkupplung 39, die eine Antriebskraft des Elektromotors 2 durch ein Eingreifen ihrer jeweiligen Keilzähne an das zweite Zahnradelement 32 überträgt.
Der Bewegungsmechanismus 34 hat einen stabförmigen Körper 341, von welchem ein Teil in der Längsrichtung in dem Wellenloch 320 des zweiten Zahnradelements 32 angeordnet ist; ein Einsetzelement 342, das durch das Paar Langlöcher 323 des zweiten Zahnradelements 32 eingesetzt ist; einen Kolben 343, der als ein Druckelement dient, das eine Bewegungskraft in der Axialrichtung auf den stabförmigen Körper 341 aufbringt; ein Lager 344, das zwischen dem Kolben 343 und dem stabförmigen Körper 341 zwischengeordnet ist; und eine Schraubenfeder 345, die als ein Vorspannelement dient, das das Kopplungselement 33 in einer Richtung vorspannt, die entgegengesetzt zu der Drückrichtung durch den Kolben 343 ist.
Der stabförmige Körper 341 hat einstückig einen Scheibenabschnitt 341a, der an dem Lager 344 außerhalb des Wellenlochs 320 anliegt, und einen stabförmigen Abschnitt 341b, der sich in der Axialrichtung von dem Scheibenabschnitt 341a erstreckt, um an dem Einsetzelement 342 anzuliegen. Der Außendurchmesser des stabförmigen Abschnitts 341b bei einem Endabschnitt auf einer Seite einer Anlagefläche 341c, die an dem Einsetzelement 342 anliegt, ist kleiner als der Außendurchmesser des stabförmigen Abschnitts 341b bei einem Endabschnitt auf der Seite des Scheibenabschnitts 341a.
Das Einsetzelement 342 hat die Form einer kreisartigen Säule, die sich in einer Richtung erstreckt, die zu der Drehachse O₂ senkrecht ist. Beide Endabschnitte des Einsetzelements 342 stehen bezüglich der Außenumfangsfläche des Wellenabschnitts 322 des zweiten Zahnradelements 32 auswärts vor, um mit dem Eingriffsabschnitt 332 des Kopplungselements 33 in Eingriff zu gelangen. Das Kopplungselement 33 wird zusammen mit dem stabförmigen Körper 341 bezüglich des zweiten Zahnradelements 32 in der Axialrichtung bewegt, wobei der Eingriffsabschnitt 332 mit dem Einsetzelement 342 in Eingriff gelangt. Wie vergrößert in 3A dargestellt ist, hat der Eingriffsabschnitt 332 eine erste Seitenfläche 332a, die an einer Seitenfläche 342a des Einsetzelements 342 anliegt, und eine zweite Seitenfläche 332b, die an der Schraubenfeder 345 anliegt.
Ein Teil des Kolbens 343 in der Axialrichtung ist in einer dritten Hydraulikkammer 503 aufgenommen, die in dem vierten Gehäuseelement 54 vorgesehen ist. Der Kolben 343 drückt den stabförmigen Körper 341 über das Lager 344, indem der Druck des Arbeitsöls verwendet wird, das von der Hydraulikeinheit 6 zugeführt wird. Wie als Vergrößerung in 3A dargestellt ist, ist eine Ringnut 343a, die einen O-Ring 30 zum Unterdrücken einer Leckage von Arbeitsöl aus der dritten Hydraulikkammer 503 aufnimmt, in der Außenumfangsfläche des Kolbens 343 vorgesehen. Darüber hinaus ist ein Ansatzabschnitt 343b an einer Fläche des Kolbens 343 vorgesehen, die dem Scheibenabschnitt 341a des stabförmigen Körpers 341 zugewandt ist, um zu dem Scheibenabschnitt 341a vorzustehen.
Das Lager 344 ist ein Schub-Rollenlager, das ein Paar Lagerringe 344a und 344b, eine Vielzahl von Rollen 344c und einen Käfig 344d hat, der die Rollen 344c hält, und ist an dem Außenumfang des Ansatzabschnitts 343b des Kolbens 343 angeordnet. Der stabförmige Körper 341 ist beim Aufnehmen einer Bewegungskraft in der Axialrichtung von dem Kolben 343 durch das Lager 344 zusammen mit dem zweiten Zahnradelement 32 drehbar.
Die Schraubenfeder 345 ist in einem axial komprimierten Zustand zwischen der zweiten Seitenfläche 332b des Eingriffsabschnitts 332 des Kopplungselements 33 und dem Schublager 38 angeordnet. Wie in 4 dargestellt ist, hat das Schublager 38 einen ersten Lagerring 381, der an einem Endabschnitt der Schraubenfeder 345 anliegt; einen zweiten Lagerring 382, der an einer Seitenfläche 311a des Nabenabschnitts 311 des ersten Zahnradelements 31 anliegt; eine Vielzahl von Rollen 383, die zwischen dem ersten Lagerring 381 und dem zweiten Lagerring 382 angeordnet sind; und einen Käfig 384, der die Rollen 383 hält.
Die Schraubenfeder 345 übt ihre Rückstellkraft aus, um das Kopplungselement 33 zu dem zweiten Zahnradabschnitt 321 hin vorzuspannen. Die Vorspannungsrichtung ist die Richtung, in welcher die Außenumfangskeile 331a des Kopplungselements 33 und die Innenumfangskeile 314a des ersten Zahnradelements 31 voneinander getrennt werden. Das Einsetzelement 342 nimmt die Rückstellkraft der Schraubenfeder 345 über den Eingriffsabschnitt 332 des Kopplungselements 33 auf, um an der Anlagefläche 341c des stabförmigen Körpers 341 anzuliegen.
Konfiguration der Hydraulikeinheit
Als Nächstes wird die Konfiguration der Hydraulikeinheit 6 in Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel der Konfiguration der Hydraulikeinheit 6 darstellt. Die Hydraulikeinheit 6 hat einen Pumpenmotor 61, der ein Drehmoment erzeugt, das zu einem Strom passt, der von der Steuerungsvorrichtung 7 zugeführt wird, eine Hydraulikpumpe 63, die durch eine Kopplungswelle 62 an den Pumpenmotor 61 gekoppelt ist, ein Ablassventil 64 und ein erstes bis drittes Steuerungsventil 65 bis 67 und gibt das Arbeitsöl zum Betätigen des ersten und zweiten Druckmechanismus 45 und 46 und des Bewegungsmechanismus 34 aus. Die Hydraulikpumpe 63 wird durch den Pumpenmotor 61 angetrieben und saugt das Arbeitsöl aus einem Reservoir 60, um das Arbeitsöl abzugeben. Das Ablassventil 64 ist ein feststehendes Drosselventil, das einen Teil des abgegebenen Arbeitsöls zu dem Reservoir 60 zurückführt.
Das erste bis dritte Steuerungsventil 65 bis 67 sind jeweils ein Drucksteuerungsventil, das den Druck des Arbeitsöls reguliert, das zu einer jeden der ersten bis dritten Hydraulikkammer 501 bis 503 zugeführt wird. Der Ventilöffnungsgrad des ersten bis dritten Steuerungsventils 65 bis 67 wird in Übereinstimmung mit einem Steuerungsstrom variiert, der von der Steuerungsvorrichtung 7 zugeführt wird.
Das erste Steuerungsventil 65 hat eine Zuführöffnung, zu welcher das Arbeitsöl aus der Hydraulikpumpe 63 zugeführt wird, und eine Ausgangsöffnung, aus welcher das Arbeitsöl zu der ersten Hydraulikkammer 501 ausgegeben wird. Der erste Druckmechanismus 45 drückt die Mehrscheibenkupplung 43 mit einer Druckkraft, die zu dem Druck des Arbeitsöls passt, das zu der ersten Hydraulikkammer 501 zugeführt wird, zu der Mittelplatte 403 hin. Das zweite Steuerungsventil hat eine Zuführöffnung, zu welcher das Arbeitsöl aus der Hydraulikpumpe 63 zugeführt wird, und eine Ausgangsöffnung, aus welcher das Arbeitsöl zu der zweiten Hydraulikkammer 502 ausgegeben wird. Der zweite Druckmechanismus 46 drückt die zweite Mehrscheibenkupplung 44 mit einer Druckkraft, die zu dem Druck des Arbeitsöls passt, das zu der zweiten Hydraulikkammer 502 zugeführt wird, zu der Mittelplatte 403 hin.
Das dritte Steuerungsventil 67 hat eine Zuführöffnung, zu welcher das Arbeitsöl aus der Hydraulikpumpe 63 zugeführt wird, und eine Ausgangsöffnung, aus welcher das Arbeitsöl zu der dritten Hydraulikkammer 503 ausgegeben wird. Der Bewegungsmechanismus 34 bewegt das Kopplungselement 33 von der nicht gekoppelten Position zu der gekoppelten Position, indem der Druck des Arbeitsöls verwendet wird, das zu der dritten Hydraulikkammer 503 zugeführt wird. Das Kopplungselement 33 wird durch die Rückstellkraft der Schraubenfeder 345 von der gekoppelten Position zu der nicht gekoppelten Position bewegt, wenn der Druck des Arbeitsöls in der dritten Hydraulikkammer 503 abgesenkt wird.
Steuerung durch die Steuerungsvorrichtung
Die Steuerungsvorrichtung 7 kann den ersten Druckmechanismus 45, den zweiten Druckmechanismus 46 und den Bewegungsmechanismus 34 steuern, indem Ströme erhöht und verringert werden, die dem Pumpenmotor 61 und dem ersten bis dritten Steuerungsventil 65 bis 67 der Hydraulikeinheit 6 zugeführt werden. Darüber hinaus kann die Steuerungsvorrichtung 7 verschiedene Arten von Fahrzeuginformationen durch ein bordeigenes Kommunikationsnetz, wie beispielsweise etwa ein Controller Area Network (CAN), erlangen. Die Fahrzeuginformationen weisen Informationen wie etwa die Raddrehzahlen des rechten und des linken Vorderrads 101 und 102 und des rechten und des linken Hinterrads 103 und 104, den Niederdrückbetrag eines Beschleunigerpedals und den Lenkwinkel eines Lenkrads auf. Die Steuerungsvorrichtung 7 speichert Informationen an einer Vielzahl von Steuerungskennfeldern, die die Beziehung zwischen den Fahrzeuginformationen und der Größe einer Antriebskraft angeben, die zu jedem von dem rechten und dem linken Hinterrad 103 und 104 ausgegeben werden.
Die Steuerungsvorrichtung 7 referenziert die Steuerungskennfelder auf der Basis der Fahrzeuginformationen in einem Allradantriebszustand, in welchem das rechte und das linke Vorderrad 101 und 102 und das rechte und das linke Hinterrad 103 und 104 angetrieben werden, und berechnet eine Antriebskraft, die von dem ersten Ausgangsdrehelement 41 zu dem rechten Hinterrad 103 ausgegeben wird, als ein erstes Befehlsausgangsdrehmoment und eine Antriebskraft, die von dem zweiten Ausgangsdrehelement 42 zu dem linken Hinterrad 104 ausgegeben wird, als ein zweites Befehlsausgangsdrehmoment. Die Steuerungsvorrichtung 7 steuert den Elektromotor 2, den ersten Druckmechanismus 45 und den zweiten Druckmechanismus 46, sodass eine Antriebskraft, die zu dem ersten Befehlsausgangsdrehmoment passt, von dem ersten Ausgangsdrehelement 41 ausgegeben wird und eine Antriebskraft, die zu dem zweiten Befehlsausgangsdrehmoment passt, von dem zweiten Ausgangsdrehelement 42 ausgegeben wird.
In dem Zweiradantriebszustand, in welchem nur das rechte und das linke Vorderrad 101 und 102 angetrieben werden, steuert die Steuerungsvorrichtung 7 den Bewegungsmechanismus 34, sodass die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in den getrennten Zustand gebracht wird, welcher eine Drehung des Elektromotors 2 aufgrund eines Umkehreingangs von dem rechten und dem linken Hinterrad 103 und 104 unterdrückt. Wenn das Allradfahrzeug 1 in dem Zweiradantriebszustand geradeaus fährt, werden der erste und der zweite Druckmechanismus 45 und 46 so gesteuert, dass die erste und die zweite Mehrscheibenkupplung 43 und 44 gedrückt sind, was eine Relativdrehung zwischen dem ersten Ausgangsdrehelement 41 und dem zweiten Ausgangsdrehelement 42 unterdrückt, um eine Geradeausfahrstabilität zu verbessern.
Um die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 von dem getrennten Zustand zu dem eingegriffenen Zustand zu bringen, dreht die Steuerungsvorrichtung 7 das zweite Zahnradelement 32, indem die Drehkraft des ersten und des zweiten Ausgangsdrehelements 41 und 42 durch die erste und die zweite Mehrscheibenkupplung 43 und 44 zu dem Eingangsdrehelement 40 übertragen wird. Die Steuerungsvorrichtung 7 dreht das erste Zahnradelement 31, indem ein Motorstrom zu dem Elektromotor 2 zugeführt wird, und synchronisiert eine Drehung des ersten Zahnradelements 31 mit einer Drehung des zweiten Zahnradelements 32. Die Steuerungsvorrichtung 7 bewegt das Kopplungselement 33 von der nicht gekoppelten Position zu der gekoppelten Position, indem der Bewegungsmechanismus 34 gesteuert wird, um die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in den eingegriffenen Zustand zu bringen. Die Steuerungsvorrichtung 7 kann eine Drehung des ersten Zahnradelements 31 mit einer Drehung des zweiten Zahnradelements 32 synchronisieren, indem der Elektromotor 2 so gesteuert wird, dass sich die Rotationsdrehzahl des ersten Zahnradelements 31 mit der Rotationsdrehzahl des zweiten Zahnradelements 32 deckt, was auf der Basis der Raddrehzahlen des rechten und des linken Hinterrads 103 und 104 berechnet wird.
Funktionen und Wirkungen der ersten Ausführungsform
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden das erste Zahnradelement 31 und das zweite Zahnradelement 32 voneinander entkoppelt, indem die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in dem Zweiradantriebszustand in den getrennten Zustand gebracht wird. Somit ist es möglich, einen Leistungsverlust zu unterdrücken, der durch den Drehwiderstand des Elektromotors 2 aufgrund eines Umkehreingangs von dem rechten und dem linken Hinterrad 103 und 104 bewirkt wird. Das erste Zahnradelement 31 und das zweite Zahnradelement 32 sind durch die Eingreifkupplung 39 (die Außenumfangskeile 331a des Kopplungselement 33 und die Innenumfangskeile 314a des ersten Zahnradelements 31) voneinander entkoppelt. Daher ist es möglich, im Vergleich zu beispielsweise einem Fall, in dem bewirkt wird, dass der Elektromotor 2 nur durch ein Trennen der ersten und der zweiten Mehrscheibenkupplung 43 und 44 nicht gedreht wird, oder einem Fall, in dem bewirkt wird, dass der Elektromotor 2 durch ein Vorsehen einer Mehrscheibenkupplung in einem Pfad, der von der Ausgangswelle 20 des Elektromotors 2 zu dem Eingangsdrehelement 40 der Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung 4 führt und die Mehrscheibenkupplung trennt, nicht gedreht wird, ein Schleppmoment bedeutend zu unterdrücken und eine Drehung des Elektromotors 2 aufgrund eines Umkehreingangs wirksam zu unterdrücken.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird die Bewegungskraft des Kolbens 343 durch den stabförmigen Körper 341, der in dem Wellenloch 320 des zweiten Zahnradelements 32 angeordnet ist, zu dem Kopplungselement 33 übertragen, was eine Zunahme der Größe der Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 unterdrücken und zudem zu einer Verringerung des Gewichts der Vorrichtung beitragen kann. Mit dem Lager 344, das zwischen dem stabförmigen Körper 341 und dem Kolben 343 angeordnet ist, ist der stabförmige Körper 341 ferner beim Aufnehmen einer Bewegungskraft in der Axialrichtung von dem Kolben 343 zusammen mit dem zweiten Zahnradelement 32 leichtgängig drehbar.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden der erste Druckmechanismus 45, der zweite Druckmechanismus 46 und der Bewegungsmechanismus 34 durch das Arbeitsöl betätigt, das von der Hydraulikeinheit 6 zugeführt wird. Somit können im Vergleich zu einem Fall, in dem solche Mechanismen beispielsweise durch elektromagnetische Stellglieder betätigt werden, die Größe und die Kosten der Antriebsvorrichtung 10 verringert werden. Die Hydraulikeinheit 6 führt das Arbeitsöl, das von der einzelnen Hydraulikpumpe 63 abgegeben wird, von dem ersten bis dritten Steuerungsventil 65 bis 67 entsprechend zu der ersten bis dritten Hydraulikkammer 501 bis 503 zu. Somit können zudem die Größe und die Kosten der Hydraulikeinheit 6 verringert werden.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 7A und 7B beschrieben. 7A ist eine Schnittansicht einer Drehzahlverringerungsvorrichtung 3A gemäß der zweiten Ausführungsform in einem eingegriffenen Zustand. 7B ist eine Schnittansicht der Drehzahlverringerungsvorrichtung 3A gemäß der zweiten Ausführungsform in einem getrennten Zustand. Die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3A ist ungefähr ähnlich zu jener gemäß der ersten Ausführungsform konfiguriert, ist aber von jener gemäß der ersten Ausführungsform bei der Positionsbeziehung zwischen den Außenumfangskeilen 331a des Kopplungselements 33 und den Innenumfangskeilen 314a des ersten Zahnradelements 31 verschieden, welche die Eingreifkupplung 39 bilden.
Bei der ersten Ausführungsform wird die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in den eingegriffenen Zustand gebracht, wenn mit dem Arbeitsöl, das zu der dritten Hydraulikkammer 503 zugeführt wird, das Kopplungselement 33 durch die Bewegungskraft des Kolbens 343 zu der Seite des ersten Zahnradelements 31 bewegt wird, und die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 wird in den getrennten Zustand gebracht, wenn das Kopplungselement 33 durch die Rückstellkraft der Schraubenfeder 345 in der Richtung weg von dem ersten Zahnradelement 31 bewegt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 im Gegensatz dazu in den getrennten Zustand gebracht, wenn das Kopplungselement 33 zu der Seite des ersten Zahnradelements 31 bewegt wird, und die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 wird in den eingegriffenen Zustand gebracht, wenn das Kopplungselement 33 in der Richtung weg von dem ersten Zahnradelement 31 bewegt wird.
Daher sind die Außenumfangskeile 331a des Kopplungselements 33 bei einer Position vorgesehen, bei welcher die Außenumfangskeile 331a mit den Innenumfangskeilen 314a des ersten Zahnradelements 31 in Eingriff stehen, wenn das Kopplungselement 33 von dem ersten Zahnradelement 31 weg bewegt wird, und bei welchem ein Eingreifen zwischen den Außenumfangskeilen 331a und den Innenumfangskeilen 314a des ersten Zahnradelements 31 aufgelöst wird, wenn das Kopplungselement 33 zu der Seite des ersten Zahnradelements 31 bewegt wird. Insbesondere sind die Außenumfangskeile 331a konfiguriert, weiter in Richtung der Seitenfläche 311a des Nabenabschnitts 311 positioniert zu sein als die Innenumfangskeile 314a, wenn das Kopplungselement 33 zu der Seite des ersten Zahnradelements 31 bewegt wird.
Auch mit der zweiten Ausführungsform können die gleiche Funktion und Wirkung wie jene der ersten Ausführungsform erzielt werden. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, das Arbeitsöl zu der dritten Hydraulikkammer 503 zuzuführen, wenn die Drehzahlverringerungsvorrichtung 3 in dem eingegriffenen Zustand ist. Somit kann eine durch die Hydraulikeinheit 6 verbrauchte Leistung in dem Fall verringert werden, in dem das Fahrzeug für eine lange Zeit in dem Allradantriebszustand fährt.
Während die vorliegende Erfindung oben auf der Basis der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben worden ist, beschränken solche Ausführungsformen nicht die Erfindung gemäß der Ansprüche. Es soll angemerkt werden, dass alle Kombinationen der Eigenschaften, die in Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben sind, nicht notwendigerweise essentiell sind, um auf das Problem der Erfindung einzugehen.
Die vorliegende Erfindung kann, sofern angemessen, modifiziert werden, ohne sich von dem Umfang und Kern der vorliegenden Erfindung zu entfernen. Wenn beispielsweise in der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform das Kopplungselement 33 mit dem zweiten Zahnradelement 32 in Eingriff steht, wenn das Kopplungselement 33 bei der nicht gekoppelten Position ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Kopplungselement 33 kann so modifiziert sein, um mit dem ersten Zahnradelement 31 in Eingriff zu stehen, wenn sich das Kopplungselement 33 bei der nicht gekoppelten Position befindet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003063265 A [0002, 0003, 0004]

Claims

Antriebsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist: einen Elektromotor (2); eine Drehzahlverringerungsvorrichtung (3), die konfiguriert ist, eine Rotationsdrehzahl zu verringern, die von dem Elektromotor (2) übertragen wird; und eine Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung (4), die eine Antriebskraft des Elektromotors (2), die über die Drehzahlverringerungsvorrichtung (3) eingegeben wird, zu einem ersten Ausgangsdrehelement (41) und einem zweiten Ausgangsdrehelement (42) verteilt und ausgibt, wobei die Drehzahlverringerungsvorrichtung (3) ein erstes Zahnradelement (31), das einen ersten Zahnradabschnitt (313) hat, der einen ersten Wälzkreisdurchmesser hat, ein zweites Zahnradelement (32), das koaxial zu dem ersten Zahnradelement (31) abgestützt ist, um zu dem ersten Zahnradelement relativ drehbar zu sein, und einen zweiten Zahnradabschnitt (321) hat, der einen zweiten Wälzkreisdurchmesser hat, der von dem ersten Wälzkreisdurchmesser verschieden ist, ein Kopplungselement (33), das so angeordnet ist, um in einer Axialrichtung zwischen einer nicht gekoppelten Position, bei welcher das Kopplungselement (33) nur mit einem von dem ersten Zahnradelement (31) und dem zweiten Zahnradelement (32) in Eingriff steht, und einer gekoppelten Position bewegbar zu sein, bei welcher das Kopplungselement (33) sowohl mit dem ersten Zahnradelement (31) als auch dem zweiten Zahnradelement (32) in Eingriff steht, und einen Bewegungsmechanismus (34) aufweist, der konfiguriert ist, das Kopplungselement (33) in der Axialrichtung zu bewegen.
Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnradelement (32) eine Form eines Zylinders hat, in welchem ein Wellenloch an einem Mittelabschnitt des Zylinders vorgesehen ist; der Bewegungsmechanismus (34) einen stabförmigen Körper hat, von welchem zumindest ein Teil in einer Längsrichtung in dem Wellenloch angeordnet ist; und das Kopplungselement (33) konfiguriert ist, zusammen mit dem stabförmigen Körper in der Axialrichtung bewegt zu werden.
Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnradelement (32) mit einem Langloch versehen ist, das sich zwischen Innen- und Außenumfangsflächen des zweiten Zahnradelements erstreckt, um sich in der Axialrichtung zu erstrecken; der Bewegungsmechanismus (34) ein Einsetzelement hat, das in dem Langloch eingesetzt ist und konfiguriert ist, an dem stabförmigen Körper anzuliegen; und das Kopplungselement (33) an einem Außenumfang des zweiten Zahnradelements (32) angeordnet ist und konfiguriert ist, mit dem Einsetzelement in Eingriff gebracht zu werden, und konfiguriert ist, zusammen mit dem stabförmigen Körper in der Axialrichtung bewegt zu werden.
Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsmechanismus (34) ein Druckelement, das konfiguriert ist, eine Bewegungskraft in der Axialrichtung auf den stabförmigen Körper aufzubringen, und ein Lager hat, das zwischen dem Druckelement und dem stabförmigen Körper zwischengeordnet ist; und der stabförmige Körper konfiguriert ist, sich beim Aufnehmen der Bewegungskraft zusammen mit dem zweiten Zahnradelement (32) zu drehen.
Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung (4) ein Eingangsdrehelement (40), zu welchem die Antriebskraft des Elektromotors (2) eingegeben wird, eine erste Mehrscheibenkupplung (43), die zwischen dem Eingangsdrehelement (40) und dem ersten Ausgangsdrehelement (41) angeordnet ist, eine zweite Mehrscheibenkupplung (44), die zwischen dem Eingangsdrehelement (40) und dem zweiten Ausgangsdrehelement (42) angeordnet ist, einen ersten Druckmechanismus (45), der konfiguriert ist, die erste Mehrscheibenkupplung (43) zu drücken, und einen zweiten Druckmechanismus (46) aufweist, der konfiguriert ist, die zweite Mehrscheibenkupplung (44) zu drücken; die Antriebsvorrichtung (10) ferner eine Hydraulikeinheit (6) aufweist, die konfiguriert ist, ein Arbeitsöl auszugeben, das dem ersten Druckmechanismus (45), dem zweiten Druckmechanismus (46) und dem Bewegungsmechanismus (34) zuzuführen ist; und die Hydraulikeinheit (6) ein erstes Steuerungsventil (65), das konfiguriert ist, das Arbeitsöl auszugeben, das dem ersten Druckmechanismus (45) zugeführt wird, ein zweites Steuerungsventil (66), das konfiguriert ist, das Arbeitsöl auszugeben, das dem zweiten Druckmechanismus (46) zugeführt wird, ein drittes Steuerungsventil (67), das konfiguriert ist, das Arbeitsöl auszugeben, das dem Bewegungsmechanismus (34) zugeführt wird, und eine Pumpe aufweist, die konfiguriert ist, das Arbeitsöl dem ersten Steuerungsventil (65), dem zweiten Steuerungsventil (66) und dem dritten Steuerungsventil (67) zuzuführen.