JP2011161964A - 車両の駆動装置 - Google Patents
車両の駆動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011161964A JP2011161964A JP2010023873A JP2010023873A JP2011161964A JP 2011161964 A JP2011161964 A JP 2011161964A JP 2010023873 A JP2010023873 A JP 2010023873A JP 2010023873 A JP2010023873 A JP 2010023873A JP 2011161964 A JP2011161964 A JP 2011161964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating element
- vehicle
- drive device
- brake
- friction plates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
【課題】軸方向の長さを短縮して車両搭載性を向上することが可能な車両の駆動装置を提供する。
【解決手段】相互に差動回転可能なシングルピニオン型の遊星歯車機構を有し、リングギアRから出力軸6に動力が出力される差動機構7と、リングギアRと出力軸6との間の動力伝達経路中に設けられ、リングギアRを回転不能に制動する制動状態とその制動を解除する制動解放状態とに切り替え可能なブレーキ8と、リングギアRと出力軸6との間の動力伝達経路中に設けられ、リングギアRと出力軸6との間の動力伝達を断続可能なクラッチ9と、を備えた車両1の駆動装置2であって、そのクラッチ9は、ブレーキ8と同軸25であり、かつブレーキ8の径方向外側に設けられている。
【選択図】図1
【解決手段】相互に差動回転可能なシングルピニオン型の遊星歯車機構を有し、リングギアRから出力軸6に動力が出力される差動機構7と、リングギアRと出力軸6との間の動力伝達経路中に設けられ、リングギアRを回転不能に制動する制動状態とその制動を解除する制動解放状態とに切り替え可能なブレーキ8と、リングギアRと出力軸6との間の動力伝達経路中に設けられ、リングギアRと出力軸6との間の動力伝達を断続可能なクラッチ9と、を備えた車両1の駆動装置2であって、そのクラッチ9は、ブレーキ8と同軸25であり、かつブレーキ8の径方向外側に設けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、差動機構、ブレーキ及びクラッチを備えた車両の駆動装置に関する。
車両はハイブリッド車両であって、相互に差動回転可能なサンギア、リングギア及びキャリアを有する遊星歯車機構として構成され、サンギアには発電機が接続され、リングギアには一方向クラッチとブレーキ手段とを介して車両の駆動輪に動力を出力するための出力ギアが接続され、キャリアには駆動力を伝達する伝達軸を介してエンジンが接続されている遊星ギア装置を備えている。一方向クラッチは、リングギアから出力ギアには回転を伝達するがその逆方向には回転を伝達しない。また、ブレーキ手段は、リングギアの回転をケースに対して断接可能である。その一方向クラッチとそのブレーキ手段とが伝達軸方向に並べて設けられている車両の駆動装置が知られている(特許文献1参照)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2〜4が存在する。
特許文献1の車両の駆動装置においては、一方向クラッチとブレーキ手段とが伝達軸方向に並べて設けられているため、伝達軸方向の長さが延長され、車両搭載性が低下するという問題がある。
そこで、本発明は、軸方向の長さを短縮して車両搭載性を向上することが可能な車両の駆動装置を提供することを目的とする。
本発明の車両の駆動装置は、相互に差動回転可能な複数の回転要素を有し、前記複数の回転要素のうちの1つの回転要素から出力部材に動力が出力される差動機構と、前記1つの回転要素と前記出力部材との間の動力伝達経路中に設けられ、前記1つの回転要素を回転不能に制動する制動状態とその制動を解除する制動解放状態とに切り替え可能なブレーキ手段と、前記1つの回転要素と前記出力部材との間の動力伝達経路中に設けられ、前記1つの回転要素と前記出力部材との間の動力伝達を断続可能なクラッチ手段と、を備え、前記クラッチ手段は、前記ブレーキ手段と同軸であり、かつ前記ブレーキ手段の径方向外側に設けられている(請求項1)。
本発明の車両の駆動装置においては、クラッチ手段は、ブレーキ手段と同軸であり、かつブレーキ手段の径方向外側に設けられているので、軸方向の長さを短縮することができる。これにより、車両搭載性を向上することができる。
本発明の車両の駆動装置の一態様においては、前記クラッチ手段は、前記1つの回転要素側の回転数が前記出力部材側の回転数より大きい場合には回転伝達を許容し、前記1つの回転要素側の回転数が前記出力部材側の回転数より小さい場合には回転伝達を阻止するワンウェイクラッチであってもよい(請求項2)。この形態によれば、ワンウェイクラッチは、ブレーキ手段と同軸であり、かつブレーキ手段の径方向外側に設けられているので、本発明のワンウェイクラッチの大きさを従来よりも大きくすることができる。これにより、ワンウェイクラッチの回転時の遠心力も大きくなるので、本発明のワンウェイクラッチのトルク容量を従来よりも大きくすることができる。
本発明の車両の駆動装置の一態様においては、前記ブレーキ手段は、同一方向に並ぶように設けられた第1係合部材と第2係合部材とを備え、前記第1係合部材は、支持壁に接続され、前記第2係合部材は、第1係合板と第2係合板とを備え、前記第1係合板は、前記クラッチ手段に接続され、前記第2係合板は、前記第1係合部材と接触する前記制動状態としての係合位置と前記第1係合部材と離間する前記制動解放状態としての解放位置との間で前記同一方向に移動可能に設けられていてもよい(請求項3)。この形態によれば、第1係合部材のみを支持壁に接続すれば、第1係合部材と第2係合板とが接触したときに制動状態とすることができるので、支持壁を簡便な構成にすることができる。
本発明の車両の駆動装置の一態様においては、前記第1係合部材には、電磁コイルが設けられ、前記第1係合板は、磁性体製であってもよい(請求項4)。この形態によれば、電磁コイルに通電されると、第1係合板が第1係合部材に磁力で吸引されるので、第1係合板を係合位置に移動させることができる。
本発明の車両の駆動装置の一態様においては、前記ブレーキ手段は、支持壁に接続されるとともに、前記クラッチ手段が設けられた動力伝達経路と対向するように設けられた摩擦面を有する摩擦部材を備え、前記摩擦面は、前記動力伝達経路と接触する前記制動状態と前記動力伝達経路と離間する前記制動解放状態とに切り替え可能であってもよい(請求項5)。この形態によれば、摩擦部材のみを支持壁に接続すれば、摩擦面と動力伝達経路とが接触したとき制動状態とすることができるので、支持壁を簡便な構成にすることができる。
本発明の車両の駆動装置の一態様においては、前記ブレーキ手段は、支持壁に接続されている複数の第1摩擦板と、前記複数の第1摩擦板と交互に配置され、前記支持壁と対向する動力伝達経路に接続されている複数の第2摩擦板と、前記複数の第1摩擦板と前記複数の第2摩擦板とを接触させるためのピストンと、を備え、前記ピストンは、前記複数の第1摩擦板と前記複数の第2摩擦板とが接触する前記制動状態と前記複数の第1摩擦板と前記複数の第2摩擦板とが離間する前記制動解放状態とに切り替え可能であってもよい(請求項6)。この形態によれば、複数の第1摩擦板のみを支持壁に接続すれば、複数の第1摩擦板と複数の第2摩擦板とが接触したときに制動状態とすることができるので、支持壁を簡便な構成にすることができる。
本発明の車両の駆動装置の一態様においては、前記車両はハイブリッド車両であって、前記複数の回転要素は、第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素であり、前記第1回転要素は前記1つの回転要素であり、前記第2回転要素には内燃機関が接続され、前記第3回転要素には第1モータジェネレータが接続されていてもよい(請求項7)。
本発明の車両の駆動装置の一態様においては、前記差動機構は、サンギア、リングギア、及びキャリアを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、前記第1回転要素が前記リングギアであり、前記第2回転要素が前記キャリアであり、前記第3回転要素が前記サンギアであってもよい(請求項8)。この形態によれば、相互に差動回転する3つの回転要素が実現され、上述した課題を解決することができる。
本発明の車両の駆動装置の一態様においては、前記出力部材側に動力を出力できる第2モータジェネレータを備えてもよい(請求項9)。この形態によれば、ブレーキ手段が制動状態の場合でも、第2モータジェネレータの動力を出力部材側に出力することができる。
以上説明したように、本発明の車両の駆動装置においては、クラッチ手段は、ブレーキ手段と同軸であり、かつブレーキ手段の径方向外側に設けられているので、軸方向の長さを短縮することができる。これにより、車両搭載性を向上することができる。
図1は、本発明の一形態に係る駆動装置が搭載された車両の全体構成を示している。この図に示すように、車両1はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。車両1には、その走行のために駆動装置2が設けられている。駆動装置2は、内燃機関(以下、エンジンと称することがある。)3と、第1モータジェネレータ(以下、第1MGと略称することがある。)4と、車両1の駆動輪5に動力を出力するための出力部材としての出力軸6と、相互に差動回転可能な3つの回転要素としてサンギアS、リングギアR及びキャリアCrを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている差動機構7と、ブレーキ手段としてのブレーキ8と、クラッチ手段としてのクラッチ9と、出力軸6側に動力を出力できる第2モータジェネレータ(以下、第2MGと略称することがある。)10とを備えている。
エンジン3は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されている。第1MG4と第2MG10とは同様の構成を持っていて、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えている。第1MG4及び第2MG10には、不図示のインバータを介して不図示のバッテリが電気的に接続されている。第1MG4は、固定部材であるケース11に固定されたステータ4aと、そのステータ4aの内周側に同軸に配置されたロータ4bとを備えている。第2MG10も同様に、ケース11に固定されたステータ10aと、そのステータ10aの内周側に同軸に配置されたロータ10bとを備えている。
図1に示すように、差動機構7から駆動輪5までの動力伝達経路には、ブレーキ8と、クラッチ9と、軸受15、16を介して設けられた中間ギア17と、カウンタギア18及びドライブギア19が一体回転するように設けられているカウンタシャフトとしての出力軸6と、ドライブギア19の回転が伝達されるディファレンシャル機構20と、ドライブシャフト21とが設けられている。カウンタシャフトとしての出力軸6は、カウンタギア18が中間ギア17と噛み合うように設けられている。そのため、差動機構7から出力された動力は、クラッチ9、軸受15、16、中間ギア17、カウンタギア18、カウンタシャフトとしての出力軸6、ドライブギア19を介してディファレンシャル機構20に伝達される。ディファレンシャル機構20に伝達された動力は、その後ドライブシャフト21を介して駆動輪5に伝達される。
図1に示すように、第2MG10から駆動輪5までの動力伝達経路には、第2MG10の動力を第2MG出力ギア22に伝達する第2MGシャフト23と、上述したようにカウンタシャフトとしての出力軸6と、ドライブギア19と、ディファレンシャル機構20と、ドライブシャフト21とが設けられている。上述したカウンタシャフトとしての出力軸6は、カウンタギア18が中間ギア17と噛み合うように設けるとともに、カウンタギア18が第2MG出力ギア22と噛み合うように設けられている。そのため、第2MG10から出力された動力は、第2MGシャフト23、第2MG出力ギア22、カウンタシャフトとしての出力軸6、ドライブギア19を介してディファレンシャル機構20に伝達される。ディファレンシャル機構20に伝達された動力は、その後ドライブシャフト21を介して駆動輪5に伝達される。
差動機構7は、上述したように相互に差動回転可能な3つの回転要素を有している。差動機構7は、外歯歯車であるサンギアSと、そのサンギアSに対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアRと、これらのギアS、Rに噛み合うピニオンPを自転かつ公転自在に保持するキャリアCrとを備えている。この形態では、図1に示すように、サンギアSには第1MG4が接続され、リングギアRには上述したようにブレーキ8及びクラッチ9等を介して出力軸6が接続され、キャリアCrには伝達軸25を介してエンジン3が接続されている。図示のサンギアSは本発明の第3回転要素に、リングギアRは本発明の第1回転要素に、キャリアCrは本発明の第2回転要素に、それぞれ相当している。また、第1回転要素は、本発明の1つの回転要素に相当する。なお、伝達軸25は、オイルポンプ26と繋がっている。また、リングギアRから出力軸6に動力が出力される。
ブレーキ8及びクラッチ9は、リングギアRと出力軸6との間の動力伝達経路中に設けられ、同軸としての伝達軸25の回りに配置されている。図1に示すように、クラッチ9は、ブレーキ8の径方向外側に設けられている。以下、ブレーキ8とクラッチ9について説明する。
まず、ブレーキ8について説明する。ブレーキ8は、支持壁としてのケース11に固定され、そのケース11とリングギアRとの間に設けられている。ブレーキ8は、リングギアRを回転不能に制動する制動状態とその制動を解除する制動解放状態とに切り替えられる。例えば、図1に示すように、ブレーキ8は、第1係合部材としての駆動機構8aと、第2係合部材としての係合機構8bとを備えている。駆動機構8aと係合機構8bとは、図1に示すように、同一方向に並ぶように設けられている。駆動機構8aは係合機構8bと支持壁としてのケース11との間に介在しており、ケース11に対して固定されている。
駆動機構8aには、ケース11に固定されたコイルハウジング8cと、コイルハウジング8c内に組み込まれた駆動手段としての電磁コイル8dと、が設けられている。
係合機構8bは、動力伝達経路に固定されるとともに後述するクラッチ9のインナーレース9aと接続されている第1係合板8eと、駆動機構8aと接触する第2係合板8fと、これらの係合板8e、8fの間に介在する介在部材としての球状のカムボール8gとを備えている。第1係合板8eと第2係合板8fとは、伝達軸25方向に並ぶように設けられ、互いに対向するように配置されている。また、各係合板8e、8fの対向面にはカムボール8gを保持するV字溝8h、8iが形成されている。このV字溝8h、8iは、カムボール8gを中心として伝達軸25側及びクラッチ9側(図の上方向及び下方向)に向かって深さが徐々に浅くなっている。
第1係合板8eは、動力伝達経路に固定されており、リングギアRからの動力が入力される。第2係合板8fは、駆動機構8aと接触する制動状態としての係合位置と駆動機構8aと離間する制動解放状態としての解放位置との間で伝達軸25方向に移動可能に設けられている。第2係合板8fは、磁性体製である。
電磁コイル8dに通電して励磁すると、電磁コイル8dの磁力により第2係合板8fは解放位置側から係合位置側に移動する。そして、第2係合板8fが係合位置に移動して駆動機構8aと接触すると、第2係合板8fと駆動機構8aとの間に摩擦力が生じるため、第2係合板8fが駆動機構8aに対して停止する。つまり、制動状態となる。このとき、第1係合板8eに回転が生じている場合、カムボール8gがV字溝8h、8i内の浅い位置に移動して、第2係合板8fを駆動機構21に押し付ける。電磁コイル8dに通電するのをやめると、第2係合板8fは係合位置側から解放位置側に移動する。そして、第2係合板8fが解放位置に移動して駆動機構8aと離間する。つまり、制動解放状態となり、第1係合板8eに回転が生じる。
次に、クラッチ9について説明する。クラッチ9は、リングギアRと出力軸6との間の動力伝達を断続することができる。図1では、クラッチとしてワンウェイクラッチ9を適用している。ワンウェイクラッチ9は、インナーレース(内輪)9aと不図示のアウターレース(外輪)とを備えている。インナーレース9aは、第1係合板8eと接続されている。
ワンウェイクラッチ9は、車両1の前進走行の回転を正方向とした場合に、インナーレース9aの入力側回転数が不図示のアウターレースの出力側回転数よりも大きい場合には、インナーレース9aと不図示のアウターレースとを係合して、回転伝達を許容する許容状態になる。インナーレース9aの入力側回転数が不図示のアウターレースの出力側回転数よりも小さい場合には、インナーレース9aと不図示のアウターレースとを解放して、回転伝達を阻止する阻止状態になる。なお、入力側回転数が本発明の一つの回転要素側の回転数に相当し、出力側回転数が本発明の出力部材側の回転数に相当する。
駆動装置2の動作は、制御装置30によって制御される。制御装置30は、ハイブリッド車両1の運転を適正に制御するためのコンピュータとして構成されており、エンジン3、第1MG4、第2MG10、ブレーキ8、ワンウェイクラッチ9、車両1の車速に応じた信号を出力する車速センサ31、及びアクセル開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ32等と接続されている。この他にも制御装置30には各種のセンサ等の周辺機器が接続されているが、それらの図示は省略した。
制御装置30は、車両1の走行状態すなわち車速センサ21等の各種センサから取得した数値に応じて、駆動装置2を駆動するためのモードが、EVモード、回生モード、シリーズHVモード、及びパワースプリットHVモードのいずれか1つに選択的に切り替えられるように、エンジン3、第1MG4、第2MG10、ブレーキ8、及びワンウェイクラッチ9等の動作をそれぞれ制御する。
図2は、車両が前進走行中の上記の各モードにおけるエンジン3(ENG)、ブレーキ8(B)、及びワンウェイクラッチ9(F)のそれぞれの動作状況を示している。以下、各モードについて説明する。
EVモードにて車両1を前進走行させる場合、又は車両1の減速時に不図示のバッテリに電力を充電する回生モードの場合、制御装置30によって、エンジンが停止するように制御され、ブレーキ8が制動状態又は制動解放状態に制御される。ワンウェイクラッチ9では、エンジン3が停止しているため入力側回転数が0になるので、入力側回転数が出力側回転数よりも小さくなる。これにより、ワンウェイクラッチ9が阻止状態になる。EVモードの場合には、制御装置30によって、電動機として第2MG10が動作するように制御される。そのため、第2MG10の動力は出力軸6に伝達されるので、第2MG10の動力によって車両1を前進走行させることができる。回生モードの場合には、第1MG4及び第2MG10は発電機としてそれぞれ動作するように制御装置30によって制御され、その発電した電力を不図示のインバータを介して、不図示のバッテリに回生する。
EVモード中にエンジン3を始動させる場合、制御装置30によって、停止していたエンジン3が動作するように制御され、ブレーキ8が制動状態に制御される。ワンウェイクラッチ9では、ブレーキ8が制動状態に制御されているため入力側回転数が0になるので、入力側回転数が出力側回転数よりも小さくなる。これにより、ワンウェイクラッチ9が阻止状態になる。エンジンを始動させても、制御装置30によって、電動機として第2MG10が動作するように制御される。始動させたエンジン3の動力は、制動状態のブレーキ8によってリングギアRが回転しないように固定されているため、出力軸6には伝達されない。そのため、EVモード中にエンジン3を始動させても、EVモードと同様に第2MG10の動力によって車両1を前進走行させることができる。このとき、エンジン3の動力は伝達軸25を介してキャリアCrに伝達される。その動力はサンギアSに接続されている第1MG4を回転駆動させるので、第1MG4は発電を行う、すなわち発電機として動作する。発電機によって発電された電力は、不図示のインバータ及び不図示のバッテリを介して第2MG10に供給される。この電力により、第2MG10が電動機として動作する。なお、発電された電力は、不図示のバッテリを介せず不図示のインバータを介して、第2MG10に供給されてもよい。EVモード中にエンジン3を始動させる場合とは、例えば、第2MG10を電動機として動作させる電力量が、残り少ない場合である。
上述した回生モード(電池受入制限時)の場合、制御装置30によって、受入制限している動力により第1MG4がエンジン3を動作するように制御され(モータリング)、ブレーキ8が制動状態に制御される。ワンウェイクラッチ9では、ブレーキ8が制動状態に制御されているため入力側回転数が0になるので、入力側回転数が出力側回転数よりも小さくなる。これにより、ワンウェイクラッチ9が阻止状態になる。なお、第1MG4がエンジン3を動作させることにより、受入制限されている動力が消費される。
シリーズHVモードにて車両1を前進走行させる場合は、制御装置30によって、エンジン3が動作するように制御され、ブレーキ8が制動状態に制御される。ワンウェイクラッチ9では、ブレーキ8が制動状態に制御されているため入力側回転数が0になるので、入力側回転数が出力側回転数よりも小さくなる。これにより、ワンウェイクラッチ9が阻止状態になる。シリーズHVモードの場合には、制御装置30によって、発電機として第1MG4及び電動機として第2MG10がそれぞれ動作するように制御される。エンジン3の動力は、制動状態のブレーキ8によってリングギアRが回転しないように固定されているため、出力軸6には伝達されない。そのため、第2MG10の動力は出力軸6に伝達されるので、第2MG10の動力によって車両1を前進走行させることができる。このとき、エンジン3の動力は伝達軸25を介してキャリアCrに伝達される。その動力はサンギアSに接続されている第1MG4を回転駆動させるので、第1MG4は発電を行う、すなわち発電機として動作する。発電機によって発電された電力は、不図示のインバータ及び不図示のバッテリを介して第2MG10に供給される。この電力により、第2MG10が電動機として動作する。なお、発電された電力は、不図示のバッテリを介せず不図示のインバータを介して、第2MG10に供給されてもよい。
パワースプリットHVモードにて車両1を前進走行させる場合は、制御装置30によって、エンジン3が動作するように制御され、ブレーキ8が制動解放状態に制御される。ワンウェイクラッチ9では、エンジン3が動作しているとともにブレーキ8が制動解放状態に制御されているので、入力側回転数が出力側回転数よりも大きくなる。これにより、ワンウェイクラッチ9が許容状態になる。パワースプリットHVモードの場合には、制御装置30によって、発電機として第1MG4及び電動機として第2MG10がそれぞれ動作するように制御される。エンジン3の動力は伝達軸25を介してキャリアCrに伝達される。そして、ブレーキ8が制動解放状態及びワンウェイクラッチ9が許容状態であるため、エンジン3の動力は出力軸6に伝達される。また、第2MG10の動力は出力軸6に伝達される。そのため、エンジン3及び第2MG10の動力によって車両1を前進走行させることができる。このとき、エンジン3の動力は、サンギアSに接続されている第1MG4を回転駆動させるので、第1MG4は発電を行う、すなわち発電機として動作する。発電機によって発電された電力は、不図示のインバータ及び不図示のバッテリを介して第2MG10に供給される。この電力により、第2MG10が電動機として動作する。なお、発電された電力は、不図示のバッテリを介せず不図示のインバータを介して、第2MG10に供給されてもよい。
図3A〜Cは差動機構7の共線図の一例を示している。周知のように、共線図は遊星歯車機構等の差動機構の各回転要素をギア比(速比)に基づく間隔で配列したときに各回転要素の回転速度を直線で表すことができるものである。図3A〜Cに示すように、差動機構7としてのシングルピニオン型の遊星歯車機構9の3つの回転要素を共線図上に配列したときには、サンギアS、キャリアCr、リングギアRの順番でこれらの要素が並べられる。即ち、第1回転要素としてのリングギアRと第3回転要素としてのサンギアSとの間に第2回転要素としてのキャリアCrが位置するように各回転要素が組み合わされている。上述したように、図1を参照すると、サンギアSには第1MG(MG1)4が接続され、キャリアCrにはエンジン3(ENG)が伝達軸25を介して接続され、リングギアRには出力軸6(OUT)が上述したようにブレーキ8及びクラッチ9等を介して接続されている。また、図3A〜Cには、出力軸6(OUT)と第2MG10(MG2)との共線図が、差動機構7の共線図の隣に示されている。図3A〜Cに示した間隔aと間隔bとは、カウンタギア18(間隔a)と第2MG出力ギア22(間隔b)とのギア比(速比)に基づいている。そのギア比に基づく間隔で配列したときに各ギアの回転速度を直線で表している。なお、図3A〜Cに記載されている「B」はブレーキ8を示し、「F」はワンウェイクラッチ9を示している。
図3Aは、EVモード、回生モード(電池受入制限時)、及びシリーズHVモードにて車両が前進走行中の差動機構を備えたハイブリッド車両の駆動装置の共線図の一例を示している。まず、EVモードでは、車両1が前進走行中であるので、出力軸6の回転方向は、正転方向となる。エンジン3、第1MG4、及びリングギアRのトルクは、いずれも0となる。なお、EVモードでは、ブレーキ8(B)が制動状態に制御されている場合も、リングギアRのトルクは、0となる。第2MG10は、出力軸6の回転方向を正転方向にするため、出力軸6とは反対の逆転方向のトルクを出力する。
次に、回生モード(電池受入制限時)では、受入制限しているトルクにより第1MG4がエンジン3を動作するように制御されているため、第1MG4から正転方向のトルクがサンギアSを介してキャリアCrに伝達される。また、制動状態のブレーキ8(B)によってリングギアRが回転しないように固定されている。そのため、キャリアCrには正転方向のトルクがかかる。
続いて、シリーズHVモードでは、車両1が前進走行中であるので、出力軸6の回転方向は、正転方向となる。制動状態のブレーキ8(B)によってリングギアRが回転しないように固定されているため、エンジン3から出力された正転方向のトルクは、キャリアCrを介してサンギアSに伝達される。そのため、サンギアSには正転方向のトルクがかかる。第2MG10は、出力軸6の回転方向を正転方向にするため、出力軸6とは反対の逆転方向のトルクを出力する。
図3Bは、パワースプリットHVモードにて車両が前進走行中の差動機構を備えたハイブリッド車両の駆動装置の共線図の一例を示している。パワースプリットHVモードでは、車両1が前進走行中であるので、出力ギア8の回転方向は、正転方向となる。ブレーキ8が制動解放状態に制御され、ワンウェイクラッチ9(F)が許容状態であるため、エンジン3から出力された正転方向のトルクは、キャリアCrを介してリングギアRとサンギアSに伝達される。これにより、出力軸6には正転方向のトルクがかかる。また、サンギアSには正転方向のトルクがかかる。第2MG10は、出力軸6の回転方向を正転方向にするため、出力軸6とは反対の逆転方向のトルクを出力する。
図3Cは、リバースモードにて車両が後退走行中の差動機構を備えたハイブリッド車両の駆動装置の共線図の一例を示している。まず、リバースモードにて車両1を後退走行させる場合の制御について説明する。
リバースモードにて車両1を後退走行させる場合、制御装置30によって、電動機として第2MG10が動作するように制御され、ブレーキ8は制動解放状態に制御される。ワンウェイクラッチ9では、車両1が後退走行しているため回転が正方向とは反対の逆方向になる。そのため、出力側回転数はマイナスになる。なお、入力側回転数はエンジン3が動作していても停止していても、ゼロ以上である。これにより、入力側回転数が出力側回転数よりも大きくなるので、ワンウェイクラッチ9が許容状態になる。この場合には、第2MG10の動力がリングギアRからキャリアCrを介してサンギアSに伝達され、制御装置30によって、第1MG4は発電機として動作するように制御される。制御装置30によってエンジン3が停止するように制御されると、第1MG4は、リングギアRからキャリアCrを介してサンギアSに伝達される第2MG10の動力により、発電する。制御装置30によってエンジン3が動作するように制御されると、第1MG4は、上記のように伝達される第2MG10の動力、及びキャリアCrを介してサンギアSに伝達されるエンジン3の動力により、発電する。そのため、エンジン3が動作するか否かにかかわらず、第2MG10の動力は出力軸6に伝達されるので、第2MG10の動力によって車両1を後退走行させることができる。また、発電機によって発電された電力は、不図示のインバータ及び不図示のバッテリを介して第2MG10に供給される。この電力により、第2MG10が電動機として動作する。なお、発電された電力は、不図示のバッテリを介せず不図示のインバータを介して、第2MG10に供給されてもよい。
次に、図3Cの共線図について説明する。リバースモードでは、車両1が後退走行中であるので、出力ギア8の回転方向は、逆転方向となる。第2MG10は、出力軸6の回転方向を逆転方向にするため、出力軸6とは反対の正転方向のトルクを出力する。ブレーキ8が制動解放状態に制御され、ワンウェイクラッチ9(F)が許容状態であるため、第2MG10から出力された正転方向のトルクは、リングギアRを介してキャリアCrに伝達される。このとき、リングギアRからキャリアCrに伝達された出力トルクにより、サンギアSには正転方向のトルクがかかる。また、エンジン3が動作するように制御されると、エンジン3から出力された正転方向のトルクはキャリアCrを介してサンギアSに伝達される。これにより、リングギアRからキャリアCrに伝達された出力トルク及びエンジン3から出力された正転方向のトルクの両方のトルクにより、サンギアSには正転方向のトルクがかかる。なお、エンジン3が停止するように制御されると、上述したように、サンギアSにはリングギアRからキャリアCrに伝達された出力トルクのみがかかる。
以上の構成によれば、クラッチ手段としてのワンウェイクラッチ9がブレーキ8と同軸25であり、かつブレーキ8の径方向外側に設けられているので、軸方向(伝達軸25方向)の長さを短縮することができる。これにより、車両搭載性を向上することができる。ワンウェイクラッチ9を、ブレーキ8と同軸25であり、かつブレーキ8の径方向外側に設けることにより、本発明のワンウェイクラッチ9の大きさを従来よりも大きくすることができる。これにより、ワンウェイクラッチ9の回転時の遠心力も大きくなるので、本発明のワンウェイクラッチのトルク容量を従来よりも大きくすることができる。また、サンギアS、リングギアR及びキャリアCrが本発明の3つの回転要素として機能することにより、相互に差動回転する3つの回転要素を実現することができる。さらに、制御装置30がエンジン3、第1MG4、第2MG10、ブレーキ8、及びワンウェイクラッチ9等の動作をそれぞれ制御することにより、車両1は、EVモード、回生モード、シリーズHVモード、パワースプリットHVモード、及びリバースモードの5つのモードにて走行することができる。さらに、駆動機構8aのみをケース11に固定すれば、駆動機構8aと第2駆動板8fとが接触したときに制動状態とすることができるので、ケース11を簡便な構成にすることができる。
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。上述した形態では、クラッチ手段としてワンウェイクラッチ9を適用したが、ワンウェイクラッチ9に限らず、ブレーキ8の径方向外側に設けられることにより、伝達軸25方向の長さを短縮することができ、車両搭載性を向上することができるものであってもよい。また、クラッチ手段9は、ブレーキ8の径方向外側に設けられ、かつ、大きさを従来よりも大きくすることができるクラッチであってもよい。
第2係合板8fを係合位置に移動するためには、駆動手段としての電磁コイルに限られない。モータ等の種々のアクチュエータを使用してよい。
ブレーキ手段としてのブレーキ8は、上述した形態に限られない。図4又は図5に示すブレーキであってもよい。
図4は、摩擦部材で構成された本発明のブレーキ手段の変形例を示している。このブレーキ8は、摩擦面40aを有する摩擦部材40により構成されている。摩擦部材40は、支持壁としてのケース11に対して固定されている。摩擦面40aは、その動力伝達経路と対向している。制御装置30は、摩擦部材40と接続されているモータ等のアクチュエータ41を介して、摩擦面40aを制御する。制御装置30は、摩擦面40aが動力伝達経路に押圧される押圧状態と、摩擦面40aが動力伝達経路から離間する解放状態とに切り替えられるように、そのアクチュエータ41を制御することができる。なお、押圧状態が本発明の動力伝達経路と接触する制動状態に相当し、解放状態が本発明の動力伝達経路と離間する制動解放状態に相当する。また、上述したアクチュエータに限らず、摩擦面40aを押圧状態と解放状態とに切り替えることができるものであればよい。これにより、摩擦部材40のみをケース11に接続すれば、摩擦面40aと動力伝達経路とが接触したとき制動状態とすることができるので、ケース11を簡便な構成にすることができる。
図5は、複数の第1摩擦板、複数の第2摩擦板、及びピストンで構成された本発明のブレーキ手段の変形例を示している。ブレーキ8は、支持壁としてのケース11に対して固定されている複数の第1摩擦板50と、その複数の第1摩擦板50が固定されたケース11の面と対向する動力伝達経路に接続されている複数の第2摩擦板51と、複数の第1摩擦板50と複数の第2摩擦板51とを接触させるためのピストン52とを備えている。複数の第1摩擦板50と複数の第2摩擦板51とは、交互に配置されている。制御装置30は、ピストン52と接続されているモータ等のアクチュエータ53を介して、ピストン52を制御する。制御装置30は、第1摩擦板50と第2摩擦板51とが接触するように押圧する押圧状態と、第1摩擦板50と第2摩擦板51とが離間する解放状態とに切り替えられるように、そのアクチュエータ53を制御することができる。なお、押圧状態が本発明の制動状態に相当し、解放状態が本発明の制動解放状態に相当する。また、上述したアクチュエータに限らず、ピストン52を押圧状態と解放状態とに切り替えることができるものであればよい。これにより、第1摩擦板50のみをケース11に接続すれば、第1摩擦板50と第2摩擦51板とが接触したときに制動状態とすることができるので、ケース11を簡便な構成にすることができる。
駆動機構8、摩擦部材40、又は複数の第1摩擦板50を固定する支持壁は、ケース11に限らず、駆動機構8a、摩擦部材40、又は複数の第1摩擦板50を固定することができるものであってもよい。
差動機構7は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、この遊星歯車機構と同様の効果を奏するものであればよい。例えば、サンローラ、リングローラ、及びキャリアを有している遊星ローラ機構等であってもよい。
上述した形態では、本発明の駆動装置をハイブリッド車両に適用したが、これに限られない。エンジンのみを有する車両又はモータジェネレータのみを有する車両(電気自動車等)に、本発明の車両の駆動装置が適用されてもよい。
2 駆動装置
3 エンジン(内燃機関、ENG)
4 第1MG(第1モータジェネレータ、MG1、電動機、発電機)
6 出力軸(出力部材、カウンタシャフト、OUT)
7 差動機構(シングルピニオン型の遊星歯車機構、遊星歯車機構、遊星ローラ機構)
8 ブレーキ(ブレーキ手段)
9 クラッチ(クラッチ手段、ワンウェイクラッチ)
9a インナーレース(内輪)
10 第2MG(第2モータジェネレータ、MG2、電動機、発電機)
11 ケース(固定部材、支持壁)
22 第2MG出力ギア
25 伝達軸(同軸)
30 制御装置
3 エンジン(内燃機関、ENG)
4 第1MG(第1モータジェネレータ、MG1、電動機、発電機)
6 出力軸(出力部材、カウンタシャフト、OUT)
7 差動機構(シングルピニオン型の遊星歯車機構、遊星歯車機構、遊星ローラ機構)
8 ブレーキ(ブレーキ手段)
9 クラッチ(クラッチ手段、ワンウェイクラッチ)
9a インナーレース(内輪)
10 第2MG(第2モータジェネレータ、MG2、電動機、発電機)
11 ケース(固定部材、支持壁)
22 第2MG出力ギア
25 伝達軸(同軸)
30 制御装置
Claims (9)
- 相互に差動回転可能な複数の回転要素を有し、前記複数の回転要素のうちの1つの回転要素から出力部材に動力が出力される差動機構と、前記1つの回転要素と前記出力部材との間の動力伝達経路中に設けられ、前記1つの回転要素を回転不能に制動する制動状態とその制動を解除する制動解放状態とに切り替え可能なブレーキ手段と、前記1つの回転要素と前記出力部材との間の動力伝達経路中に設けられ、前記1つの回転要素と前記出力部材との間の動力伝達を断続可能なクラッチ手段と、を備え、
前記クラッチ手段は、前記ブレーキ手段と同軸であり、かつ前記ブレーキ手段の径方向外側に設けられている車両の駆動装置。 - 前記クラッチ手段は、前記1つの回転要素側の回転数が前記出力部材側の回転数より大きい場合には回転伝達を許容し、前記1つの回転要素側の回転数が前記出力部材側の回転数より小さい場合には回転伝達を阻止するワンウェイクラッチである請求項1に記載の車両の駆動装置。
- 前記ブレーキ手段は、同一方向に並ぶように設けられた第1係合部材と第2係合部材とを備え、
前記第1係合部材は、支持壁に接続され、
前記第2係合部材は、第1係合板と第2係合板とを備え、
前記第1係合板は、前記クラッチ手段に接続され、
前記第2係合板は、前記第1係合部材と接触する前記制動状態としての係合位置と前記第1係合部材と離間する前記制動解放状態としての解放位置との間で前記同一方向に移動可能に設けられている請求項1又は2に記載の車両の駆動装置。 - 前記第1係合部材には、電磁コイルが設けられ、
前記第1係合板は、磁性体製である請求項3に記載の車両の駆動装置。 - 前記ブレーキ手段は、支持壁に接続されるとともに、前記クラッチ手段が設けられた動力伝達経路と対向するように設けられた摩擦面を有する摩擦部材を備え、
前記摩擦面は、前記動力伝達経路と接触する前記制動状態と前記動力伝達経路と離間する前記制動解放状態とに切り替え可能である請求項1又は2に記載の車両の駆動装置。 - 前記ブレーキ手段は、支持壁に接続されている複数の第1摩擦板と、前記複数の第1摩擦板と交互に配置され、前記支持壁と対向する動力伝達経路に接続されている複数の第2摩擦板と、前記複数の第1摩擦板と前記複数の第2摩擦板とを接触させるためのピストンと、を備え、
前記ピストンは、前記複数の第1摩擦板と前記複数の第2摩擦板とが接触する前記制動状態と前記複数の第1摩擦板と前記複数の第2摩擦板とが離間する前記制動解放状態とに切り替え可能である請求項1又は2に記載の車両の駆動装置。 - 前記車両はハイブリッド車両であって、
前記複数の回転要素は、第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素であり、
前記第1回転要素は前記1つの回転要素であり、前記第2回転要素には内燃機関が接続され、前記第3回転要素には第1モータジェネレータが接続されている請求項1〜6のいずれか一項に記載の車両の駆動装置。 - 前記差動機構は、サンギア、リングギア、及びキャリアを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、
前記第1回転要素が前記リングギアであり、前記第2回転要素が前記キャリアであり、前記第3回転要素が前記サンギアである請求項7に記載の車両の駆動装置。 - 前記出力部材側に動力を出力できる第2モータジェネレータを備えた請求項7又は8に記載の車両の駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010023873A JP2011161964A (ja) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | 車両の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010023873A JP2011161964A (ja) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | 車両の駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011161964A true JP2011161964A (ja) | 2011-08-25 |
Family
ID=44593165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010023873A Pending JP2011161964A (ja) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | 車両の駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011161964A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011207301A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Toyota Motor Corp | 車両の駆動装置 |
JP2014046860A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Toyota Motor Corp | ハイブリッドシステム |
JP2018140767A (ja) * | 2016-12-13 | 2018-09-13 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ハイブリッド電気駆動システム |
CN114992290A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-02 | 烟台博誉自动化设备有限公司 | 一种具有多离合器动力输出装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11153038A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の内燃機関と電動発電機の複合装置 |
JP2002316542A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-29 | Nissan Motor Co Ltd | ハイブリッド車両用駆動装置 |
JP2004270790A (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | 電磁摩擦クラッチ |
JP2007064235A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Jatco Ltd | 自動変速装置 |
-
2010
- 2010-02-05 JP JP2010023873A patent/JP2011161964A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11153038A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の内燃機関と電動発電機の複合装置 |
JP2002316542A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-29 | Nissan Motor Co Ltd | ハイブリッド車両用駆動装置 |
JP2004270790A (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | 電磁摩擦クラッチ |
JP2007064235A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Jatco Ltd | 自動変速装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011207301A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Toyota Motor Corp | 車両の駆動装置 |
JP2014046860A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Toyota Motor Corp | ハイブリッドシステム |
JP2018140767A (ja) * | 2016-12-13 | 2018-09-13 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ハイブリッド電気駆動システム |
JP7026989B2 (ja) | 2016-12-13 | 2022-03-01 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ハイブリッド電気駆動システム |
CN114992290A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-02 | 烟台博誉自动化设备有限公司 | 一种具有多离合器动力输出装置 |
CN114992290B (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-25 | 烟台博誉自动化设备有限公司 | 一种具有多离合器动力输出装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6460044B2 (ja) | 駆動装置 | |
JP5252122B1 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置 | |
JP5625999B2 (ja) | 駆動装置 | |
KR101500355B1 (ko) | 하이브리드 자동차의 동력전달장치 | |
KR101500357B1 (ko) | 하이브리드 자동차의 동력전달장치 | |
JP5884898B2 (ja) | ハイブリッド車両の駆動制御装置 | |
CN111247357B (zh) | 车辆用驱动装置 | |
JPWO2016063623A1 (ja) | ハイブリッド駆動装置 | |
JP5904214B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置 | |
JP5949364B2 (ja) | 動力伝達装置 | |
WO2013145100A1 (ja) | ハイブリッド車両の駆動制御装置 | |
JP2019050706A (ja) | 電気自動車用駆動装置 | |
JP2011143754A (ja) | ハイブリッド車の駆動装置 | |
KR101550629B1 (ko) | 하이브리드 자동차의 동력전달장치 | |
KR20160065308A (ko) | 하이브리드 차량의 변속기 | |
JP5317801B2 (ja) | 車両の駆動装置 | |
JP5794384B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置 | |
JP2008256075A (ja) | 動力伝達装置 | |
JP2011161964A (ja) | 車両の駆動装置 | |
JP5282761B2 (ja) | 2方向クラッチ及び車両の駆動装置 | |
JP5306302B2 (ja) | 車両の駆動装置 | |
JP2009120042A (ja) | ハイブリッド車の駆動装置 | |
JP2008044517A (ja) | 動力伝達システム | |
JP5810149B2 (ja) | 輸送機関の駆動装置 | |
JP6116392B2 (ja) | 走行車両の駆動装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120824 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130326 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130723 |