JP2010235051A - 車両の駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動力を出力する電動機2A、2Bと、電動機2A、2Bの出力軸である円筒軸16A、16Bと後輪LWr、RWrに連結される車軸10A、10B間に配置される遊星歯車式減速機12A、12Bと、を備える駆動装置1であって、電動機2A、2Bから車軸10A、10Bまでの伝達経路上に配置されると共に、電動機2A、2Bの一方向の回転動力を車軸10A、10Bに伝達する一方向動力伝達手段と、電動機2A、2Bの双方向の回転動力を車軸10A、10Bに伝達する双方向動力伝達手段と、を備える。
【選択図】図2
Description
駆動力を出力する電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A、2B、2C)と、
前記電動機の出力軸(例えば、後述の実施形態の円筒軸16A、16B)と車輪(例えば、後述の実施形態の後輪LWr、RWr)に連結される駆動軸(例えば、後述の実施形態の車軸10A、10B)間に配置される減速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A、12B、12C)と、を備える駆動装置(例えば、後述の実施形態の駆動装置1)であって、
前記電動機から前記駆動軸までの伝達経路上に配置されると共に、前記電動機の一方向の回転動力を前記駆動軸に伝達する一方向動力伝達手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)と、前記電動機の双方向の回転動力を前記駆動軸に伝達する双方向動力伝達手段(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A、60B)と、を備える、
ことを特徴とする。
前記減速機及び前記電動機を収容する減速機ケース(例えば、後述の実施形態の減速機ケース11)を備え、
前記一方向動力伝達手段は一方向クラッチ(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)であり、
前記双方向動力伝達手段は前記減速機の一部の要素と前記減速機ケース間の断接を行なうブレーキ(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A、60B)である、
ことを特徴とする。
前記減速機は3つの回転要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ21A、21B,プラネタリキャリア23A、23B,リングギヤ24A、24B)で構成される遊星歯車式減速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A、12B、12C)であり、
第1の回転要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ21A、21B)に前記電動機の出力軸を連結し、
第2の回転要素(例えば、後述の実施形態のプラネタリキャリア23A、23B)に前記駆動軸を連結し、
第3の回転要素(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24A、24B)に前記一方向動力断接手段と前記双方向動力断接手段を接続する、
ことを特徴とする。
前記遊星歯車式減速機は、前記第1の回転要素がサンギヤ(例えば、後述の実施形態のサンギヤ21A、21B)、前記第2の回転要素がキャリア(例えば、後述の実施形態のプラネタリキャリア23A、23B)、前記第3の回転要素がリングギヤ(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24A、24B)で構成され、
前記キャリアは、前記サンギヤと噛合する第1ピニオン(例えば、後述の実施形態の第1ピニオン26A、26B)と、前記第1ピニオンより小径であり前記リングギヤと噛合する第2ピニオン(例えば、後述の実施形態の第2ピニオン27A、27B)から構成される2連ピニオンを支持し、
前記双方向動力断接手段は、前記2連ピニオンのうち前記第1ピニオンと径方向でラップし、前記第2ピニオンと軸方向でラップして配置される、
ことを特徴とする。
前記電動機は車幅方向の左右に配置される第1、第2の電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A、2B)から構成され、
前記減速機は車幅方向の左右に配置される第1、第2の減速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A、12B)から構成され、
前記第1の電動機の動力は前記第1の減速機を介して左車輪用駆動軸(例えば、後述の実施形態の車軸10A)に伝達され、
前記第2の電動機の動力は前記第2の減速機を介して右車輪用駆動軸(例えば、後述の実施形態の車軸10B)に伝達される、
ことを特徴とする。
前記第1の電動機と前記第1の減速機は車幅方向外側からこの順に、且つ、同軸上に配置され、
前記第2の電動機と前記第2の減速機は車幅方向外側からこの順に、且つ、同軸上に配置され、
前記第1及び第2の電動機同士も同軸上に配置される、
ことを特徴とする。
前記ブレーキは、前記第1の減速機の前記リングギヤに接続される第1のブレーキ(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A)と、前記第2の減速機の前記リングギヤに接続される第2のブレーキ(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60B)と、から構成され、
前記一方向クラッチは、前記第1の減速機の前記第3の回転要素と前記第2の減速機の前記第3の回転要素に接続される1つの一方向クラッチ(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)から構成される、
ことを特徴とする。
前記一方向クラッチは、前記第1及び第2の電動機と同軸上で、且つ、前記第1及び第2の減速機の間に配置される、
ことを特徴とする。
前記第1の減速機の前記リングギヤと前記第2の減速機の前記リングギヤは前記一方向クラッチの内径側にスプライン結合される、
ことを特徴とする。
前記ブレーキは油圧ブレーキ(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A、60B)から構成され、
前記ブレーキを作動するオイルポンプ(例えば、後述の実施形態のオイルポンプ70)を備え、
前記減速機ケースは、フレーム部材(例えば、後述の実施形態のフレーム部材13)の車幅方向で左右に位置する第1及び第2の支持部(例えば、後述の実施形態の支持部13a、13b)に支持され、
前記オイルポンプは、前記第1及び第2の支持部間に配置される、
ことを特徴とする。
前記減速機ケース内を前記電動機を収容する電動機収容空間と前記減速機を収容する減速機空間とを隔てる中間壁(例えば、後述の実施形態の中間壁18A、18B)が前記減速機ケースから内径側に延設され、
前記中間壁は減速機側から電動機側に屈曲し、
前記中間壁の内径側、且つ、減速機側には前記第2の回転要素を回転自在に支持する軸受(例えば、後述の実施形態の軸受33A、33B)が配置され、
前記中間壁の外径側、且つ、電動機側には前記電動機のステータ用のバスリング(例えば、後述の実施形態のバスリング41A、41B)が配置される、
ことを特徴とする。
また、電動機の駆動や回生が必要であり、且つ、一方向動力伝達手段が開放される場合に、双方向動力伝達手段で固定することにより電動機の駆動や回生を行うことができると共に、電動機の駆動や回生が不要な場合には、双方向動力伝達手段を開放しておくことにより電動機の連れ回りを防止することができる。これにより、電動機を必要最小限で運転を行うことができ、燃費の向上を図ることができる。
本発明にかかる駆動装置1は、電動機2A、2Bを車軸駆動用の駆動源とするものであり、例えば、図1に示すような駆動システムの車両3に用いられる。
図1に示す車両3は、内燃機関4と電動機5が直列に接続された駆動ユニット6を車両前部に有するハイブリッド車両であり、この駆動ユニット6の動力がトランスミッション7を介して前輪Wfに伝達される一方で、この駆動ユニット6と別に車両後部に設けられた本発明に係る駆動装置1の動力が後輪Wr(RWr、LWr)に伝達されるようになっている。駆動ユニット6の電動機5と後輪Wr側の駆動装置1の電動機2A、2Bは、PDU8(パワードライブユニット)を介してバッテリ9に接続され、バッテリ9からの電力供給と、バッテリ9へのエネルギー回生がPDU8を介して行われるようになっている。
この油圧ブレーキ60A、60Bでは、第1作動室と第2作動室に高圧オイルが導入され、第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bに作用するオイルの圧力によって固定プレート35A、35Bと回転プレート36A、36Bを相互に押し付けが可能である。したがって、軸方向前後の第1,第2ピストン壁63A、63B,64A、64Bによって大きな受圧面積を稼ぐことができるため、ピストン37A、37Bの径方向の面積を抑えたまま固定プレート35A、35Bと回転プレート36A、36Bに対する大きな押し付け力を得ることができる。
図12に示すように、本発明の駆動装置1におけるFWD回生時及びRVS駆動時の車軸トルクは、FWD駆動時の車軸トルクより低く設定されている。これにより、FWD回生時及びRVS駆動時には、図8及び図9で説明したように油圧ブレーキ60A、60Bによりブレーキがなされるが、回生トルクやリバーストルクが低く設定されているため、ブレーキ容量が低くてすむので固定プレート35A、35Bや回転プレート36A、36Bを削減でき、低い油圧設定によりポンプ損失の低減を図ることができる。
また、電動機2A、2Bの駆動や回生が必要であり、且つ、一方向クラッチ50が開放されている場合に、油圧ブレーキ60A、60Bを係合することにより電動機2A、2Bの駆動や回生を行うことができると共に、電動機2A、2Bの駆動や回生が不要な場合には、油圧ブレーキ60A、60Bを開放しておくことにより電動機2A、2Bの連れ回りを防止することができる。これにより、電動機2A、2Bを必要最小限で運転を行うことができ、燃費の向上を図ることができる。
なお、本実施形態の駆動装置1は、2つの電動機2A、2Bにそれぞれ遊星歯車式減速機12A、12Bを設け、それぞれ左後輪LWrと右後輪RWrの制御するように構成したが、これに限定されず、図13に示すように1つの電動機2Cと1つの減速機12Cを不図示の差動装置に接続して構成してもよい。なお、図13中、上記実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略した。
2A 電動機(第1の電動機)
2B 電動機(第2の電動機)
10A 車軸(左車輪用駆動軸、駆動軸)
10B 車軸(右車輪用駆動軸、駆動軸)
11 減速機ケース
12A 遊星歯車式減速機(第1の遊星歯車式減速機、減速機)
12B 遊星歯車式減速機(第2の遊星歯車式減速機、減速機)
13 フレーム部材
13a 支持部(第1の支持部)
13b 支持部(第2の支持部)
16A、16B 円筒軸(出力軸)
18A、18B 中間壁
21A、21B サンギヤ(第1の回転要素)
23A、23B プラネタリキャリア(キャリア、第2の回転要素)
24A、24B リングギヤ(第3の回転要素)
26A、26B 第1ピニオン
27A、27B 第2ピニオン
33A、33B 軸受
41A、41B バスリング
50 一方向クラッチ(一方向動力伝達手段)
60A 油圧ブレーキ(第1のブレーキ、ブレーキ、双方向動力伝達手段)
60B 油圧ブレーキ(第2のブレーキ、ブレーキ、双方向動力伝達手段)
70 オイルポンプ
Wf 前輪
LWr 左後輪
RWr 右後輪
Claims (11)
- 駆動力を出力する電動機と、
前記電動機の出力軸と車輪に連結される駆動軸間に配置される減速機と、を備える駆動装置であって、
前記電動機から前記駆動軸までの伝達経路上に配置されると共に、前記電動機の一方向の回転動力を前記駆動軸に伝達する一方向動力伝達手段と、前記電動機の双方向の回転動力を前記駆動軸に伝達する双方向動力伝達手段と、を備える、
ことを特徴とする駆動装置。 - 前記減速機及び前記電動機を収容する減速機ケースを備え、
前記一方向動力伝達手段は一方向クラッチであり、
前記双方向動力伝達手段は前記減速機の一部の要素と前記減速機ケース間の断接を行なうブレーキである、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記減速機は3つの回転要素で構成される遊星歯車式減速機であり、
第1の回転要素に前記電動機の出力軸を連結し、
第2の回転要素に前記駆動軸を連結し、
第3の回転要素に前記一方向動力断接手段と前記双方向動力断接手段を接続する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の駆動装置。 - 前記遊星歯車式減速機は、前記第1の回転要素がサンギヤ、前記第2の回転要素がキャリア、前記第3の回転要素がリングギヤで構成され、
前記キャリアは、前記サンギヤと噛合する第1ピニオンと、前記第1ピニオンより小径であり前記リングギヤと噛合する第2ピニオンから構成される2連ピニオンを支持し、
前記双方向動力断接手段は、前記2連ピニオンのうち前記第1ピニオンと径方向でラップし、前記第2ピニオンと軸方向でラップして配置される、
ことを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。 - 前記電動機は車幅方向の左右に配置される第1、第2の電動機から構成され、
前記減速機は車幅方向の左右に配置される第1、第2の減速機から構成され、
前記第1の電動機の動力は前記第1の減速機を介して左車輪用駆動軸に伝達され、
前記第2の電動機の動力は前記第2の減速機を介して右車輪用駆動軸に伝達される、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の駆動装置。 - 前記第1の電動機と前記第1の減速機は車幅方向外側からこの順に、且つ、同軸上に配置され、
前記第2の電動機と前記第2の減速機は車幅方向外側からこの順に、且つ、同軸上に配置され、
前記第1及び第2の電動機同士も同軸上に配置される、
ことを特徴とする請求項5に記載の駆動装置。 - 前記ブレーキは、前記第1の減速機の前記リングギヤに接続される第1のブレーキと、前記第2の減速機の前記リングギヤに接続される第2のブレーキと、から構成され、
前記一方向クラッチは、前記第1の減速機の前記第3の回転要素と前記第2の減速機の前記第3の回転要素に接続される1つの一方向クラッチから構成される、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の駆動装置。 - 前記一方向クラッチは、前記第1及び第2の電動機と同軸上で、且つ、前記第1及び第2の減速機の間に配置される、
ことを特徴とする請求項7に記載の駆動装置。 - 前記第1の減速機の前記リングギヤと前記第2の減速機の前記リングギヤは前記一方向クラッチの内径側にスプライン結合される、
ことを特徴とする請求項8に記載の駆動装置。 - 前記ブレーキは油圧ブレーキから構成され、
前記ブレーキを作動するオイルポンプを備え、
前記減速機ケースは、フレーム部材の車幅方向で左右に位置する第1及び第2の支持部に支持され、
前記オイルポンプは、前記第1及び第2の支持部間に配置される、
ことを特徴とする請求項2〜9のいずれかに記載の駆動装置。 - 前記減速機ケース内を前記電動機を収容する電動機収容空間と前記減速機を収容する減速機空間とを隔てる中間壁が前記減速機ケースから内径側に延設され、
前記中間壁は減速機側から電動機側に屈曲し、
前記中間壁の内径側、且つ、減速機側には前記第2の回転要素を回転自在に支持する軸受が配置され、
前記中間壁の外径側、且つ、電動機側には前記電動機のステータ用のバスリングが配置される、
ことを特徴とする請求項3〜11のいずれかに記載の駆動装置。
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