JP2013082317A - Vehicle drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関と電気モーターの2種類の動力源を有する、いわゆるハイブリッド自動車の駆動装置に関し、特にエンジンより入力される動力を、遊星歯車を介して出力軸へ伝達可能で、複数のモーターを備えた自動車用駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a drive device for a so-called hybrid vehicle having two types of power sources, that is, an internal combustion engine and an electric motor, and in particular, can transmit power input from the engine to an output shaft via a planetary gear, and a plurality of motors. It is related with the drive device for motor vehicles provided with.
従来、この種の自動車用駆動装置としては、2個のモーター・ジェネレーター(以下、M/Gと記す)、2組の遊星歯車組を備え、電気的無段変速機としてハイブリッド駆動する例が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of automobile drive device, there is known an example in which two motor generators (hereinafter referred to as M / G) and two planetary gear sets are provided, and hybrid drive is performed as an electric continuously variable transmission. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、2個のモーター・ジェネレーター(以下、M/Gと記す)、2組の遊星歯車組を備え、電気的無段変速機としてハイブリッド駆動する上記従来の自動車用駆動装置にあっては、バッテリーに蓄えた電力のみを動力源として、電気自動車と同じような走行をする場合に、1個のM/Gでしか駆動することができず、せっかく2個のM/Gを備えているにもかかわらず、両M/Gを有効活用できず、これによる強力な駆動力を得ることができないという問題があった。 However, in the above-described conventional automobile drive device that includes two motor generators (hereinafter referred to as M / G), two planetary gear sets, and hybrid drive as an electric continuously variable transmission, a battery When only the electric power stored in the vehicle is used as a power source and the vehicle is driven in the same way as an electric vehicle, it can be driven by only one M / G and has two M / Gs. Regardless, there was a problem that both M / Gs could not be used effectively and a strong driving force could not be obtained.
解決しようとする問題点は、バッテリーの電力のみを動力源として電気自動車と同じ走行をする場合に、1個のM/Gでしか駆動することができず、このため、大きな駆動力を発揮するには大きな容量のM/Gが必要となる点である。
本発明の目的は、2個のM/Gを備えたハイブリッド自動車にあって、電気自動車として走行する場合に同時に2個のM/Gを使った駆動を可能にし、これにより、より小さい容量のM/Gの適用で済ませることができるようにすることにある。
The problem to be solved is that when only the electric power of the battery is used as a power source to drive the same as an electric vehicle, it can be driven by only one M / G, and thus exhibits a large driving force. Requires a large capacity M / G.
It is an object of the present invention to provide a hybrid vehicle with two M / Gs, which can be driven using two M / Gs simultaneously when traveling as an electric vehicle, thereby reducing the capacity. The purpose is to enable application of M / G.
本発明の自動車用駆動装置は、エンジンからの動力を受け入れ可能な入力軸と、出力軸と、第1サンギヤ、第1リングギヤ、第1キャリアの、3つの回転要素を有する第1遊星歯車で構成され、動力分割が可能な動力分割遊星歯車組と、第1モーター・ジェネレーターと、第2モーター・ジェネレーターと、を備え、入力軸は第1リングギヤと連結可能であり、出力軸は第1キャリアと連結し、第1モーター・ジェネレーターは第1サンギヤと連結し、第2モーター・ジェネレーターは出力軸および第1リングギヤと、それぞれ連結可能であり、第1リングギヤを静止部に固定する固定手段を有して、該固定手段にて第1リングギヤを静止部に固定することにより、エンジンが停止した状態で第1モーター・ジェネレーターが動力分割遊星歯車組を介して出力軸を減速駆動可能であるとともに、同時に第2モーター・ジェネレーターも出力軸を駆動可能としたことを特徴とする。
The automobile drive device of the present invention is composed of a first planetary gear having three rotation elements: an input shaft capable of receiving power from the engine, an output shaft, a first sun gear, a first ring gear, and a first carrier. A power split planetary gear set capable of power split, a first motor generator, and a second motor generator, the input shaft being connectable to the first ring gear, and the output shaft being a first carrier The first motor / generator is connected to the first sun gear, and the second motor / generator is connectable to the output shaft and the first ring gear, respectively, and has fixing means for fixing the first ring gear to the stationary part. Then, the first ring gear is fixed to the stationary part by the fixing means, so that the first motor / generator is operated with the power split planetary teeth while the engine is stopped. With the output shaft via a set possible reduction drive, characterized in that the drivable simultaneously output shaft second motor generator.
本発明の自動車用駆動装置は、ハイブリッド自動車(HV)用でありながら、バッテリーのみを動力源とした電気自動車(EV)走行において2個のM/Gで同時駆動することができる。したがって、2個のM/Gの合計容量を小さくして、コスト・重量・大きさの面でメリットを出すことが可能となる。
The automobile drive device of the present invention can be simultaneously driven with two M / Gs in an electric vehicle (EV) traveling using only a battery as a power source while being for a hybrid vehicle (HV). Therefore, it is possible to reduce the total capacity of the two M / Gs, and to obtain a merit in terms of cost, weight, and size.
以下、本発明の実施の形態に係る自動車用駆動装置を、各実施例に基づき図とともに説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an automobile drive device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings based on each example.
図1は、本発明の実施例1に係る自動車用駆動装置における主要部のスケルトン図である。
実施例1の自動車用駆動装置は、エンジン1から駆動される入力軸10と、該入力軸10と同軸心上に設けられた出力軸12を備えている。出力軸12は図示しない差動装置などを介して自動車の車輪を駆動する。
入力軸10と出力軸12との間には、第1遊星歯車組20、第2遊星歯車組30、第3遊星歯車組40の3つの遊星歯車組が配置してある。第1遊星歯車組20と、第2遊星歯車組30と、第3遊星歯車組40は、いずれも一般的にシングルピニオン型と呼ばれるもので、それぞれが同様の構成になっている。
FIG. 1 is a skeleton diagram of the main part of the automobile drive apparatus according to
The vehicle drive apparatus according to the first embodiment includes an
Between the
すなわち、第1遊星歯車組20は、第1サンギヤ22と、第1リングギヤ24と、第1サンギヤ22および第1リングギヤ24に噛み合った複数の第1ピニオン26を回転自在に軸支する第1キャリア28と、の3つの回転要素で構成され、本発明の動力分割遊星歯車組を構成する。
また、第2遊星歯車組30は、第2サンギヤ32と、第2リングギヤ34と、第2サンギヤ32および第2リングギヤ34に噛み合った複数の第2ピニオン36を回転自在に軸支する第2キャリア38と、の3つの回転要素で構成され、本発明の入力変速歯車群を構成する。
同様に第3遊星歯車組40は、第3サンギヤ42と、第3リングギヤ44と、第3サンギヤ42および第3リングギヤ44に噛み合った複数の第3ピニオン46を回転自在に軸支する第3キャリア48と、の3つの回転要素で構成され、本発明の減速歯車を構成する。
In other words, the first
The second planetary gear set 30 includes a second carrier that rotatably supports a
Similarly, the third
次に、上記各回転要素と他の回転メンバーとの連結関係を説明する。
入力軸10は、第2キャリア38と連結している。
第2サンギヤ32は第1ブレーキ50によりケース(静止部)52に固定可能であるとともに、ワンウエイクラッチ54により一方の回転方向にのみにおいて第2リングギヤ34と連結可能である。また第2リングギヤ34は第1リングギヤ24と連結している。
第1サンギヤ22は第1M/G56と連結している。
第1キャリア28は第3キャリア48と連結するとともに出力軸12と連結している。
第3サンギヤ42は第2M/G58と連結するとともに、クラッチ60と第2リングギヤ34を介して第1リングギヤ24と連結可能であり、第3リングギヤ44は第2ブレーキ70によりケース52に固定可能である。
ここで、ワンウエイクラッチ54は本発明の第1締結要素を、また第1ブレーキ50は本発明の第2締結要素を、それぞれ構成する。また、ワンウエイクラッチ54および第1ブレーキ50は、これらを同時締結することで第1リングギヤをケース52に固定する本発明の固定手段をも構成する。
Next, the connection relationship between each of the rotating elements and other rotating members will be described.
The
The
The
The
The
Here, the one-
なお、ワンウエイクラッチ54は、第2サンギヤ32が第1リングギヤ24に対してエンジン1の回転方向と同じ方向に相対回転するのを係止(係合)するようになっているもので、本実施例では周知の機械式のものを用いるが、油圧多板式クラッチで締結・開放制御するものなどでもよい。
したがって、入力軸10と連結した第2キャリア38がエンジン1に駆動され、ブレーキ50が解放されていて第2サンギヤ32がエンジン1の回転方向と同じ方向回転しようとするとワンウエイクラッチ54により第1リングギヤ24に係止され、第2遊星歯車組30が一体になる。
これとは逆に、第2リングギヤ34がエンジン1の回転方向と逆の方向に回転しようとした場合も、第2サンギヤ32との間でワンウエイクラッチ54が係合して、第2遊星歯車組30が一体になる。
また、ワンウエイクラッチ54は上記に限らず、第2キャリア38と第2サンギヤとの間、または第2キャリア38と第2サンギヤ32との間に設けても同様の機能を果たすことができる。
The one-
Therefore, when the
On the contrary, when the
Further, the one-way clutch 54 is not limited to the above, and a similar function can be achieved even if it is provided between the
次に、図1に示した自動車用駆動装置の作動を、図2に示した作動表を参考にしながら説明する。
図2の作動表において、縦方向にこれから説明する走行モードと各駆動モードを割り当て、横方向にはブレーキなどの締結要素とM/Gをそれぞれ割り当ててある。すなわち、クラッチ60を「C」第1ブレーキを「B1」、第2ブレーキ70を「B2」、ワンウエイクラッチ54を「OWC」、第1M/G56を「M/G1」、第2M/G58を「M/G2」とした。
Next, the operation of the automobile drive device shown in FIG. 1 will be described with reference to the operation table shown in FIG.
In the operation table of FIG. 2, traveling modes and drive modes to be described below are assigned in the vertical direction, and fastening elements such as brakes and M / G are assigned in the horizontal direction. That is, the clutch 60 is “C”, the first brake is “B1”, the
表中の○印はクラッチなどの締結要素にあっては締結・係合を表し、第1M/G56、第2M/G58にあっては駆動を表し、△印は第1M/G56、第2M/G58において発電を表している。第1M/G56における−印は停止可能であることを表す。
In the table, ◯ indicates engagement / engagement in the case of a fastening element such as a clutch, and in 1st M / G56 and 2M / G58, it indicates driving, and Δ indicates 1st M / G56, 2M / G58 represents power generation. The sign “-” in the first M /
なお、図示は省略するが図1に示した自動車用駆動装置は、これを作動させるため、必要に応じて油圧ポンプ、バッテリー、各種センサ、コントローラー、アクチュエーターなどを備えており、以下の作動はコントローラーの指示に基づいて行われる。
また、以下の説明ではエンジン1の回転方向と同じ方向の回転を「正回転」、その逆を「逆回転」と定義する。
さらに、各遊星歯車組の歯数比(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)を、第1遊星歯車組20にあってはα1、第2遊星歯車組30にあってはα2、第3遊星歯車組40にあってはα3とする。
Although not shown, the automobile drive device shown in FIG. 1 is provided with a hydraulic pump, a battery, various sensors, a controller, an actuator, and the like as necessary in order to operate it. Based on the instructions.
In the following description, rotation in the same direction as the rotation direction of the
Further, the gear ratio of each planetary gear set (the number of teeth of the sun gear / the number of teeth of the ring gear) is α1 for the first planetary gear set 20, α2 for the second planetary gear set 30, and the third planetary gear. In the gear set 40, α3 is set.
始めに、バッテリーに蓄えた電力のみを動力源として、電気自動車(EV)として走る、EV走行について説明する。
EV走行は、E−1モード乃至E−4モードと、後進のE−Rモードの、計5種類の駆動モードがある。
E−1モードは、第1M/G56のみを使った駆動である。つまり、本発明の第2締結要素である第1ブレーキ50と、本発明の第1締結要素であるワンウエイクラッチ54の締結により、第2遊星歯車組30は一体になってケース52に固定されるので、第1M/G56が第1遊星歯車組20を介して出力軸12を減速駆動する。
この場合の出力トルクToは、第1M/G56のトルクをT1とした場合、T1(1+α1)/α1である。このとき第2M/G58は停止していることができる。
First, EV travel that runs as an electric vehicle (EV) using only the electric power stored in the battery as a power source will be described.
There are five types of drive modes for EV travel, an E-1 mode to an E-4 mode, and a reverse ER mode.
The E-1 mode is driving using only the first M /
The output torque To in this case is T1 (1 + α1) / α1 when the torque of the first M /
次に、E−2モードは、第1ブレーキ50に代えて第2ブレーキ70を締結して第3リングギヤ44をケース52に固定する。そして第1M/G56に代えて第2M/G58のみが出力軸12を駆動する。
すなわち、第2M/G58が第3遊星歯車組40を介して出力軸12を減速駆動する。この場合の出力トルクToは、第2M/G58のトルクをT2とした場合、T2(1+α3)/α3である。このとき第1M/G56は停止していることができる。
Next, in the E-2 mode, the
That is, the second M /
次に、E−3モードは、第1ブレーキ50と第2ブレーキ70の両方を締結して駆動する。この場合、ワンウエイクラッチ54も自動的に締結され、上記のE−1モードとE−2モードを合わせた駆動になる。したがって、この場合の出力トルクToは、T1(1+α1)/α1+T2(1+α3)/α3である。
Next, in the E-3 mode, both the
次に、E−4モードは、第1ブレーキ50と第2ブレーキ70の両方を解除してクラッチ60を締結して駆動する。これにより、第2M/G58が第1リングギヤ24と連結されるので、出力軸12は第1M/G56と第2M/G58とにより協調して駆動されるようになる。この場合の出力トルクToは、T1+T2である。
したがって、いずれも減速駆動のE−1モード乃至E−3モードは、低速から中速の走行に適し、E−4モードは高速走行に適している。特にE−1モード乃至E−3モードは自動車の走行負荷などに応じて自由に切り替えて駆動することができる。
また、第1M/G56と第2M/G58の容量が異なるものであった場合、それぞれの単独での駆動と、両方同時の駆動の計3種類の容量のM/Gで駆動できるので、自動車の走行負荷などに応じた最適の駆動モードの選択ができる。
Next, in the E-4 mode, both the
Therefore, the E-1 mode to E-3 mode, which are all driven at a reduced speed, are suitable for low to medium speed travel, and the E-4 mode is suitable for high speed travel. In particular, the E-1 mode to the E-3 mode can be freely switched and driven according to the traveling load of the automobile.
In addition, when the capacities of the first M /
次にEV走行で後進するE−Rモードについて説明する。
E−Rモードは図2に見るように、E−2モードと同様の締結関係において、第2M/G58による駆動が可能である。この場合の出力トルクも回転方向が異なるがE−2モードと同様である。ただし、回転方向の関係で第1M/G56は連れ回り、すなわち空転する。
Next, the ER mode in which the vehicle travels backward by EV traveling will be described.
As shown in FIG. 2, the E-R mode can be driven by the second M /
続いて、前進走行中においてエンジン1が停止した状態で、第1M/G56と第2M/G58のいずれも駆動せずに惰行するか、あるいはいずれかが発電して自動車を制動する作用について説明する。この走行は作動表のEB欄に記載してある。
Next, the operation of driving the vehicle without driving either the first M /
B−1モードは、EV走行におけるE−4モードと同じ締結関係であり、第1M/G56と第2M/G58の両方での発電を行う。この場合の出力トルクも、発電と駆動の違いはあるが、E−4モードと同様である。B−1モードは高速走行から低速まで幅広い走行をカバーし、制動力の制御も自由度が高い。
The B-1 mode has the same fastening relationship as the E-4 mode in EV traveling, and generates power in both the first M /
次にB−2モードは、クラッチ60と第2ブレーキ70が同時に締結することで、第1M/G56と第2M/G58の両者による発電を行う。
第2M/G58が第3遊星歯車組40において出力軸12から増速駆動され、第1M/G56も増速されるので、中速以下の速度で大きな制動力を要する場合に適する。
Next, in the B-2 mode, when the clutch 60 and the
Since the second M /
次にB−3モードは、EV走行のE−2モードと同様の締結関係で、第2M/G58のみがB−2モードと同様に出力軸12から増速駆動される。この場合、第1M/G56は停止していることができる。
EB走行も、必要とする制動力と速度に応じて最適なモードを選択して走行することができる。
EB走行で発電した電力は、バッテリーに蓄えて次の加速等に使うことにより、いわゆるエネルギー回生を行って自動車の電力消費を少なくする。
Next, in the B-3 mode, the second M /
EB traveling can also be performed by selecting an optimal mode according to the required braking force and speed.
The electric power generated by the EB traveling is stored in a battery and used for the next acceleration or the like, thereby performing so-called energy regeneration to reduce the power consumption of the automobile.
次に、エンジン1を始動して第1M/G56と第2M/G58の両者を併用して走行するハイブリッド自動車(HV)として走る、HV走行について説明する。
HV走行は、バッテリーの充電量が少なくなった場合の一般走行や、EV走行では得られない大きな駆動力を要する加速または登坂、および高速走行等において用いる。
Next, a description will be given of HV traveling that starts as a hybrid vehicle (HV) that starts the
HV traveling is used for general traveling when the battery charge is low, acceleration or climbing that requires a large driving force that cannot be obtained by EV traveling, and high-speed traveling.
始めにエンジン1の始動について説明する。
自動車が停止中または低速走行中のエンジン1の始動は、クラッチ60とブレーキ50を締結した上で、第2M/G58に電力を供給して正回転させる。これにより第2遊星歯車組30で第2キャリア38が減速駆動され、これと連結したエンジン1が正回転する。そこで、燃料供給や点火動作などの一般的な方法でエンジン1が始動する。
このエンジン1の始動中であっても第1M/G56を正回転させることで、出力軸12を前進方向に駆動することができる。
First, the start of the
When starting the
Even when the
また、自動車が一定速以上の速度で走行中のエンジン1の始動にあっては、上記のEB走行において第2リングギヤ34が正回転しているので、ブレーキ50で第2サンギヤ32を制動することで、エンジン1を減速回転させて行う。このとき、ブレーキ50は締結(第2サンギヤ32の固定)ではなく、制動力の付与(第2サンギヤ32の制動回転)でよい。
Further, when starting the
エンジン1が始動した後は、自動車の速度等に応じてH−1モード(HV走行での低速モード)乃至H−2モード(同、中速モード)へ移行する。
はじめに、H−1モードは第2ブレーキ70を締結して駆動する。エンジン1により入力軸10が正回転すると、ワンウエイクラッチ54の作用で、第2遊星歯車組30が入力軸10と一体になって第1リングギヤ24を駆動する。
第1リングギヤ24は第1遊星歯車組20において出力軸12と一体の第1キャリア28を減速駆動するとともに、その反力トルクで第1M/G56を逆回転させ発電させる。すなわち、ここでエンジン1のトルクは第1キャリア28を機械的に減速駆動するトルクと第1M/G56に発電させるトルクとに分割される。
After the
First, in the H-1 mode, the
The
そして、第1M/G56が発電した電力を第2M/G58に供給して第3遊星歯車組40を介して出力軸12を減速駆動する。このとき、出力軸12のトルクToは、T1(1+α1)/α1+T2(1+α3)/α3であり、他方エンジン1のトルクをTeとすると、To=Te(1+α1)+T2(1+α3)/α3でもある。
H−1モードにおいて車速が上昇していくと第1サンギヤ22とともに第1M/G56がごく低速回転になって発電効率が悪い運転域になるので、そうなる前にH−2モードへ切り替える。
Then, the electric power generated by the first M /
If the vehicle speed increases in the H-1 mode, the first M /
H−2モードは、第2ブレーキ70に加えて第1ブレーキ50を締結することで駆動する。これにより、H−1モードにおいて入力軸10と同じ回転速度であった第1リングギヤ24が、第2遊星歯車組30によって増速駆動されるようになる。
したがって、出力軸12の回転速度を切り替え前と同じとした場合、第1サンギヤ22と第1M/G56の回転速度が上昇し、上記の発電効率が悪い運転域から脱する結果、動力伝達効率が向上する。
このとき、出力軸12のトルクToは、T1(1+α1)/α1+T2(1+α3)/α3であり、他方エンジン1のトルクをTeとすると、To=Te(1+α1)/(1+α2)+T2(1+α3)/α3でもある。
The H-2 mode is driven by engaging the
Therefore, if the rotational speed of the
At this time, the torque To of the
続いてH−3モードは、クラッチ60を締結する結果、エンジン1により入力軸10が正回転すると、ワンウエイクラッチ54の作用で、第2遊星歯車組30が入力軸10と一体になって第2M/G58および第1リングギヤ24を駆動する。
このとき、エンジン1のトルクTeは第2M/G58を駆動するトルクと第1リングギヤ24を駆動するトルクとに分割される。
これにより第2M/G58が発電し、その電力を第1M/G56に供給して第1サンギヤ22を駆動する。したがって、出力軸12はエンジン1のトルクの一部で駆動される第1リングギヤ24と第1M/G56とに駆動される。
このとき、出力軸12のトルクはTe+T1−T2であり、T1(1+α1)/α1でもある。
H−3モードにおいて車速が上昇すると、第1M/G56の回転速度が上がって、第1M/G56の駆動効率が悪い運転域になるので、そうなる前にH−4モードへ切り替える。
Subsequently, in the H-3 mode, when the
At this time, the torque Te of the
As a result, the second M /
At this time, the torque of the
When the vehicle speed increases in the H-3 mode, the rotation speed of the first M /
H−4モードは、クラッチ60とともに第1ブレーキ50を締結して駆動する。
その結果、入力軸10の回転は第2遊星歯車組30において増速され、第2M/G58と第1リングギヤ24とを(1+α2)倍の回転速度で駆動する。
したがって、出力軸12の回転速度を切り替え前と同じとした場合、第2サンギヤ32と第2M/G58の回転速度が低下し、上記の発電効率が悪い運転域から脱する結果、動力伝達効率が向上する。
これにより、H−3モードと同様に、第2M/G58が発電し、その電力を第1M/G56に供給して第1サンギヤ22を駆動する。したがって、出力軸12はエンジン1のトルクの一部で駆動される第1リングギヤ24と第1M/G56とに駆動される。
このとき、出力軸12のトルクはTe/(1+α2)+T1−T2であり、T1(1+α1)/α1でもある。
In the H-4 mode, the
As a result, the rotation of the
Therefore, when the rotational speed of the
As a result, as in the H-3 mode, the second M /
At this time, the torque of the
以上のH−1モード乃至H−4モードはいずれも、本発明の動力分割遊星歯車組である第1遊星歯車組20において、エンジン1のトルクの一部を機械的に、残りを電気的に出力軸12に伝えて駆動するので、常に機械的な動力伝達比率が高く、したがって動力伝達効率が高い。
それに加えて、上記したように発電効率や駆動効率の悪い運転領域を回避した駆動ができるのが特徴である。
In any of the above H-1 mode to H-4 mode, in the first planetary gear set 20 which is the power split planetary gear set of the present invention, a part of the torque of the
In addition, as described above, it is possible to drive while avoiding an operation region where power generation efficiency and drive efficiency are poor.
次にHV走行の後進であるH−Rモードについて説明する。
エンジン1を回転させての後進は、後述するようにH−2モードと同様の連結にして駆動する。その場合、第2M/G58の回転方向が逆になるだけで基本的にH−2モードの場合と同様である。
つまり、例えば前進のH−1モードと同じ連結関係にして第2M/G58の回転方向を逆にした場合の出力軸12のトルクは、Te(1+α1)−T2(1+α3)/α3であるのに対して、図2のH−Rモードに書いたようにH−2モードと同じ締結にした場合の出力軸12のトルクは、Te(1+α1)/(1+α2)−T2(1+α3)/α3となるので、後進方向の駆動力は後者の方が大きい。
Next, the HR mode that is the reverse of HV traveling will be described.
The reverse drive by rotating the
That is, for example, the torque of the
すなわち、エンジン1のトルクのうち機械的に伝達するトルクは常に前進方向のトルクであるので、これを少なくした方が後進駆動トルクを大きく確保できる。
したがって、バッテリーの残量が少ない場合などの後進には、H−2モードと同じ締結のH−Rモードが適している。
That is, the torque transmitted mechanically among the torque of the
Therefore, the HR mode, which is the same as the H-2 mode, is suitable for backward driving such as when the remaining amount of the battery is low.
以上説明したように、本実施例1の自動車用駆動装置は、第1リングギヤ24をケース52(静止部)に固定する固定手段として、第1ブレーキ50とワンウエイクラッチ54の同時締結を行うようにした。これによる第1リングギヤ24の固定で、エンジン1が停止した状態において、第1M/G56が第1遊星歯車組20を介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、同時に第2M/G58も出力軸12を減速駆動可能とした。
As described above, in the vehicle drive device of the first embodiment, the
したがって、EV走行において第1M/G56と第2M/G58の両方を、同時駆動を含め、フルに活用できることが特徴である。その結果、第1M/G56と第2M/G58の合計容量が自動車の必要とするモーター容量を満足すればいいので、1個のモーターでしか駆動できなかった従来例に比べてモーターのトータル容量を減らすことができる。これにより、一般的にコントローラーに含まれるインバーターも含めてコスト・重量・大きさの面でメリットを出すことが可能となる。
Therefore, it is a feature that both the first M /
そして、EV走行では必要に応じて第2M/G58と第1M/G56の両者での駆動が可能であるとともに、第1M/G56のみでの駆動と第2M/G58のみでの駆動を選択できるので、自動車の走行負荷に応じて最適な制御を行うことができる。
特に、E−1モードとE−2モードは、第1M/G56と第2M/G58の一方が駆動して他方は停止していることができるので、無駄な連れ回りを回避して、電力消費を少なくする効果もある。
In EV traveling, driving with both the second M /
In particular, in the E-1 mode and the E-2 mode, one of the first M /
また、減速歯車を構成する第3遊星歯車組40を省いて、第2M/G58を出力軸12と直接連結することも可能であるが、実施例1では第3遊星歯車組40が存在するため、低トルク高速回転型の第2M/G58を使うことができるので、そのサイズを小さくすることができる。
It is also possible to omit the third planetary gear set 40 constituting the reduction gear and connect the second M /
さらに、第2遊星歯車組30による増速作用で、H−1モードおよびH−3モードにおける発電効率や駆動効率が悪化する領域での駆動を回避して、H−2モード、H−4モードという駆動を可能にしたので、動力伝達効率を高く維持するとともに駆動モードの選択自由度が高まり、燃費の向上が期待できる。 Furthermore, the speed-up action by the second planetary gear set 30 avoids driving in the region where the power generation efficiency and driving efficiency in the H-1 mode and H-3 mode deteriorate, and the H-2 mode and H-4 mode. Therefore, the power transmission efficiency can be maintained at a high level, and the degree of freedom in selecting the drive mode can be increased.
上記したように、EB走行のB−1モードではクラッチ60を締結して第1M/G56と第2M/G58とで発電しながら制動を行うが、クラッチ60の締結を解除すると第1M/G56と第2M/G58の両方を回転させないことも可能である。
例えばHV走行における高速走行中にアクセルペダルの踏み込みをゆるめて、加速はしないけれども積極的な制動はしたくない場合、エンジン1を停止させて惰行するとEB走行と同じ状態になる。このとき従来例では少なくとも一方のM/Gが回転するので、それが発電することによって制動に至らないように若干の電力を供給する必要があり、電力を消費することになる。
本実施例1のような制御により第1M/G56と第2M/G58が回転しないで済むので、余計な電力消費を抑えられるという効果があり、その分、燃費が向上する。
As described above, in the B-1 mode of EB traveling, the clutch 60 is engaged and braking is performed while the first M /
For example, when the accelerator pedal is loosened during high speed traveling in HV traveling and acceleration is not performed but aggressive braking is not desired, stopping the
Since the first M /
したがって、第1M/G56と第2M/G58の両方をフルに活用できることを生かして、たとえば市街地走行などの短距離は主に電気自動車として走行して、バッテリーの電力が少なくなった場合にエンジン1の動力で走行する、いわゆるプラグインハイブリッド自動車と呼ばれる車両等の駆動装置として用いるのに適する。
Therefore, taking advantage of the fact that both the first M /
次に、本発明の実施例2の自動車用駆動装置につき説明する。
図3は、本発明の実施例2に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
ここでは、実施例1と異なる部分を中心に説明し、実施例1と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
Next, an automobile drive device according to a second embodiment of the present invention is described.
FIG. 3 is a skeleton diagram of the main part of the automobile drive device according to the second embodiment of the present invention.
Here, the description will focus on parts that are different from the first embodiment, the same reference numerals are given to parts that are substantially the same as those of the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.
実施例2における実施例1との違いは、実施例1における減速歯車である第3遊星歯車組30を省いたことである。関連して実施例1におけるクラッチ60と第2ブレーキ70が、第1クラッチ60と第2クラッチ68に代わっている。
すなわち、第2M/G58は、第1クラッチ60を介して出力軸12と連結可能であり、第2クラッチ68を介して第1リングギヤ24と連結可能である。
その他の連結関係は実施例1と同様であるので、説明を省略する。
The difference of the second embodiment from the first embodiment is that the third planetary gear set 30 that is the reduction gear in the first embodiment is omitted. Relatedly, the clutch 60 and the
That is, the second M /
Since other connection relations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
続いて実施例2の作動を、図4に示した作動表を基に説明する。
図4の作動表は、第1クラッチ60を「C1」、第2クラッチ68を「C2」として、実施例1におおける第1ブレーキ50と同様のブレーキ50を「B」とした以外は、図2と同様である。
はじめに、EV走行は実施例1と同様に、E−1モード乃至E−4モードと、後進のE−Rモードの、計5種類の駆動モードがある。
E−1モードは実施例1と同様であるので説明を省略する。第2M/G58が停止していることができるのも同様である。
Next, the operation of the second embodiment will be described based on the operation table shown in FIG.
The operation table of FIG. 4 shows that the first clutch 60 is “C1”, the second clutch 68 is “C2”, and the
First, EV driving has five types of drive modes, such as E-1 mode to E-4 mode and reverse ER mode, as in the first embodiment.
Since the E-1 mode is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Similarly, the second M /
次に、E−2モードは、ブレーキ50に代えて第1クラッチ60を締結して第2M/G58と出力軸12とを直結する。実施例1と同様に第2M/G58のみが駆動するので、出力トルクToは、第2M/G58のトルクをT2である。このとき第1M/G56は停止していることができる。
Next, in the E-2 mode, the first clutch 60 is engaged instead of the
次に、E−3モードは、ブレーキ50と第1クラッチ60の両方を締結して駆動する。この場合も実施例1と同様にE−1モードとE−2モードを足し合わせた駆動になる。したがって、この場合の出力トルクToは、T1(1+α1)/α1+T2である。
Next, in the E-3 mode, both the
次に、E−4モードは、ブレーキ50と第1クラッチ60の両方を解除して第2クラッチ68を締結して駆動する。これにより、実施例1と同様に第2M/G58が第1リングギヤ24と連結されるので、出力軸12は第1M/G56と第2M/G58とにより協調して駆動されるようになる。この場合の出力トルクToは、T1+T2である。
Next, in the E-4 mode, both the
また、E−3モードとE−4モードの切り替え途中に、第1クラッチ60と第2クラッチ68が同時に締結することがあっても差し支えない。すなわち、その場合は第1M/G56、第2M/G58と第1遊星歯車組20および出力軸12とが一体になって回転する。
Further, the first clutch 60 and the second clutch 68 may be simultaneously engaged during the switching between the E-3 mode and the E-4 mode. That is, in this case, the first M /
以上のように、出力軸12のトルクは一部異なるが、実施例1と同様にE−1モード乃至E−3モードは、低速から中速の走行に適し、E−4モードは高速走行に適している。特にE−1モード乃至E−3モードは自動車の走行負荷などに応じて自由に切り替えて駆動することができる。
また、第1M/G56と第2M/G58の容量が異なるものであった場合、それぞれの単独での駆動と、両方同時の駆動の計3種類の容量のM/Gで駆動できるのも実施例1と同様である。
As described above, although the torque of the
Further, in the case where the capacities of the first M /
次にEV走行で後進するE−Rモードについて説明する。
E−Rモードは図4に見るように、第1クラッチ60を締結することにより、第2M/G58が逆回転して出力軸12を直接駆動する。この場合の出力軸12のトルクは、E−2モードと回転方向が異なるだけで同じである。
また、図4には記してないが、第1クラッチ60に代わって第2クラッチ68を締結することにより、第1M/G56が駆動して第2M/G58が発電するようにして後進駆動することもできる。ここでいう第2M/G58の発電は、第2M/G58がごく低速で正回転して発電するか、または停止していることを意味するが、詳細の説明は省略する。
Next, the ER mode in which the vehicle travels backward by EV traveling will be described.
In the ER mode, as shown in FIG. 4, by engaging the first clutch 60, the second M /
Although not shown in FIG. 4, the second clutch 68 is engaged instead of the first clutch 60 to drive the first M /
続いて、EB走行におけるB−1モードは、E−4モードと同様の締結で第1M/G56と第2M/G58の両者による発電を行う。したがって、出力軸12のトルクは回転方向が異なるだけでE−4モードと同じである。B−1モードは高速走行から低速まで幅広い条件に適する。
Subsequently, in the B-1 mode in the EB traveling, power generation is performed by both the first M /
次に、B−2モードは、EV走行におけるE−3モードとE−4モードの切り替え途中について説明したのと同様に、第1クラッチ60と第2クラッチ68が同時に締結して行う。この場合は第1M/G56、第2M/G58と第1遊星歯車組20および出力軸12とが一体になって回転し、第1M/G56と第2M/G58の両者による発電を行う。B−2モードも第1M/G56と第2M/G58の回転速度が同一という制約はあるが、高速走行から低速まで幅広い条件に適する。
Next, the B-2 mode is performed by simultaneously engaging the first clutch 60 and the second clutch 68 as described in the middle of switching between the E-3 mode and the E-4 mode in EV traveling. In this case, the first M /
次に、B−3モードは、E−2モードと同様の締結で第2M/G58による発電を行う。したがって、出力軸12のトルクは回転方向が異なるだけでE−2モードと同じである。このとき、第1M/G56は停止していることができる。B−3モードは積極的な制動をしたくない走行に適する。
Next, in the B-3 mode, power generation by the second M /
次に、HV走行について説明する。
自動車が停止または低速で走行中におけるエンジン1の始動は、ブレーキ50と第2クラッチ68を締結して第2M/G58を正回転することで、第2遊星歯車組30による減速駆動でエンジン1を回転させて行う。
また、自動車が一定速度以上で走行中におけるエンジン1の始動は、第2リングギヤ34が正回転している状態においてブレーキ50で制動することで、エンジン1を回転させて行う。
Next, HV traveling will be described.
When the vehicle is stopped or running at a low speed, the
The
次に、エンジン1が始動した後の低速走行に適したH−1モードは、第1クラッチ60を締結して行う。すなわち、実施例1のH−1モードと同様にワンウエイクラッチ54の作用で第2遊星歯車組30が一体になって、入力軸10とともに第1リングギヤ24を駆動する。
第1遊星歯車20でトルク分割が行われ、一部が第1サンギヤ22を経て第1M/G56による発電に、他は第1キャリア28を経て機械的に出力軸12を減速駆動する。同時に、第1M/G56は発電した電力は第2M/G58に供給され、第2M/G58は第1クラッチ60を介して出力軸12を駆動する。
Next, the H-1 mode suitable for low speed running after the
Torque division is performed by the first
このとき、出力軸12のトルクは、第1M/G56の発電トルクをT1とすると、T1(1+α1)/α1+T2であり、Te(1+α1)+T2でもある。
H−1モードにおいて自動車の速度が上昇したりすると、第1M/G56の回転速度がごく低速回転になって発電効率が悪い運転域になるので、そうなる前にH−2モードへ切り替える。
At this time, the torque of the
If the speed of the vehicle increases in the H-1 mode, the rotation speed of the first M /
H−2モードは第1クラッチ60に加えてブレーキ50を締結することで駆動する。ブレーキ50の締結で第2遊星歯車組30によって、エンジン1は第1リングギヤ24を増速駆動する。したがって、出力軸12の回転速度を切り替え前と同じとした場合、第1サンギヤ22と第1M/G56の回転速度が上昇し、上記の発電効率が悪い運転域から脱する結果、動力伝達効率が向上する。このとき、出力軸12のトルクは、T1(1+α1)/α1+T2であり、Te(1+α1)/(1+α2)+T2でもある。
The H-2 mode is driven by engaging the
続いて、さらに車速が上がった場合にH−3モードに切り替える。H−3モードは第1クラッチ60に加えて第2クラッチ68を締結することで、ワンウエイクラッチ54の係合とあいまって、第1遊星歯車組20と第2遊星歯車組30が一体になり、エンジン1による直結駆動が行われる。図4の作動表にはH−3モードに発電・駆動の印を記していないが、第2M/G58が発電し、その電力で第1M/G56が駆動する運転が可能であるし、特に両者とも発電・駆動を行わなくてもよい。
H−3モードは直結運転なので、H−4モードへ移行する一時的な中継モードとしてとらえることもできる。変速比1前後の運転はH−4モードへ移行して行う。
Subsequently, when the vehicle speed further increases, the mode is switched to the H-3 mode. In the H-3 mode, by engaging the second clutch 68 in addition to the first clutch 60, the first planetary gear set 20 and the second planetary gear set 30 are integrated together with the engagement of the one-
Since the H-3 mode is a direct connection operation, it can also be regarded as a temporary relay mode for shifting to the H-4 mode. Operation with a gear ratio of about 1 is performed by shifting to the H-4 mode.
H−4モードは、第2クラッチに加えてワンウエイクラッチ54が自動的に係合することで、入力軸10は第2遊星歯車組30と一体になって第1リングギヤ24と第2M/G58を直結駆動する。そして第2M/G58が発電し、その電力で第1M/G56が駆動する。H−4モード以降において出力軸12のトルクはT1(1+α1)/α1である。
車速がさらに上がって、変速比1を超える運転はH−5モードへ移行して行う。
In the H-4 mode, the one-way clutch 54 is automatically engaged in addition to the second clutch, so that the
Driving where the vehicle speed further increases and exceeds the
H−5モードは、第2クラッチ68の締結に加えてブレーキ50の締結で駆動する。これにより第2M/G58と第1リングギヤ24がエンジン1により増速駆動され、第2M/G58が発電し、その電力で第1M/G56が駆動する。
なお、図4には記してないが、ブレーキ50の締結はそのままに第2クラッチ68に代えて第1クラッチ60を締結しての駆動も可能である。
In the H-5 mode, driving is performed by the engagement of the
Although not shown in FIG. 4, it is possible to drive the
続いて、HV走行の後進はH−Rモードで行う。H−Rモードは、H−2モードと同様の締結で駆動する。ただし、H−2モードと同様に第1リングギヤ24がエンジン1に増速駆動されて第1M/G56に発電させるので、エンジン1は機械的に出力軸12を前進方向に駆動するので、第2M/G58が逆回転方向に駆動するトルクからその分が減じられて駆動する。H−Rモードの出力軸12のトルクは、Te(1+α1)/(1+α2)−T2である。
Subsequently, the reverse of the HV traveling is performed in the HR mode. The HR mode is driven by the same fastening as the H-2 mode. However, as in the H-2 mode, the
実施例2の自動車用駆動装置も、第1リングギヤ24をケース52に固定する固定手段として、ブレーキ50とワンウエイクラッチ54の同時締結を行うようにした。これによる第1リングギヤ24の固定で、エンジン1が停止した状態において、第1M/G56が第1遊星歯車組20を介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、同時に第2M/G58も出力軸12を直結駆動可能とした。
したがって、EV走行において第1M/G56と第2M/G58の両方を、同時駆動を含め、フルに活用できることが特徴である点は実施例1と同様である。
In the automobile drive apparatus of the second embodiment, the
Therefore, the feature is that both the first M /
その結果、2個のM/G56、58の合計容量を小さくして、一般的にコントローラーに含まれるインバーターも含めてコスト・重量・大きさの面でメリットを出すことが可能となる。
そして、EV走行では自動車の走行負荷に応じて最適な駆動モードを選択して走行できるとともに、無駄なM/Gの連れ回りを回避して電力消費を少なくする効果もある。
さらに、第2遊星歯車組30による増速作用で、H−2モード、H−5モードという駆動を可能にしたので、動力伝達効率を高く維持するとともに駆動モードの選択自由度が高まり、燃費の向上が期待できる。
As a result, it is possible to reduce the total capacity of the two M /
In EV traveling, it is possible to travel by selecting an optimum drive mode according to the traveling load of the automobile, and there is an effect of avoiding unnecessary M / G rotation and reducing power consumption.
Furthermore, the speed-up action of the second planetary gear set 30 enables driving in the H-2 mode and H-5 mode, so that the power transmission efficiency is maintained high and the degree of freedom in selecting the driving mode is increased. Improvement can be expected.
また、EB走行のB−1モードでクラッチ60の締結を解除すると、第1M/G56と第2M/G58の両方を回転させないことが可能である点も実施例1と同様である。
また、図3で分かるようにブレーキ50、第1クラッチ60、第2クラッチ68は、第1遊星歯車組20、第2遊星歯車組30、第3遊星歯車組40およびワンウエイクラッチ54などのオイル潤滑が必要な要素と離れた配置が可能であり、したがってブレーキ50を乾式の摩擦要素とすることが容易にできる。
実施例2もいわゆるプラグインハイブリッド自動車と呼ばれる車両等の駆動装置として用いるのに適する。
Further, when the engagement of the clutch 60 is released in the B-1 mode of EB traveling, it is possible to prevent both the first M /
As can be seen in FIG. 3, the
The second embodiment is also suitable for use as a drive device for a vehicle called a so-called plug-in hybrid vehicle.
次に、本発明の実施例3の自動車用駆動装置につき説明する。
図5は、本発明の実施例3に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
ここでは、実施例1と異なる部分を中心に説明し、実施例1と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
Next, an automobile drive device according to
FIG. 5 is a skeleton diagram of the main part of the automobile drive device according to the third embodiment of the present invention.
Here, the description will focus on parts that are different from the first embodiment, the same reference numerals are given to parts that are substantially the same as those of the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.
実施例3における実施例1との違いは、第1に、出力軸12が入力軸10と平行に設けられており、第1キャリア28と出力軸12との間を伝達歯車28a、12aとで連結していることである。
第2の違いは入力変速歯車群に遊星歯車を用いていない点である。すなわち、入力変速歯車群は、入力軸10と平行に設けたカウンタ軸62との間に、入力歯車64a、64b、および駆動歯車66a、66bの、計4枚のいわゆる平行軸歯車で構成されており、第1クラッチ60を介して駆動可能である。
The difference between the third embodiment and the first embodiment is that the
The second difference is that no planetary gear is used for the input transmission gear group. That is, the input transmission gear group is composed of a total of four so-called parallel shaft gears of input gears 64 a and 64 b and drive gears 66 a and 66 b between a
そして、第2M/G58が第2クラッチ68と第1減速ギヤ58aを介して出力軸12を減速駆動可能である。さらに、第2M/G58は第3クラッチ72と第2減速歯車58bを介して入力歯車64bを駆動可能であり、カウンタ軸62および駆動歯車66a、66bを介して第1リングギヤ24を減速駆動することができる。
図5では、減速歯車58bと入力歯車64bが離れて描かれているが、実際は両者が噛み合う位置関係になっている。
さらに、出力軸12は油圧ポンプ2を駆動可能になっている。
The second M /
In FIG. 5, the
Further, the
各回転メンバーの連結関係は以下のようになっている。
入力変速歯車群を含めて各回転メンバーの連結関係は以下のようになっている。
入力軸10はワンウエイクラッチ54を介して第1リングギヤ24を駆動可能である。この場合、エンジン1が正回転方向に駆動する方向にのみワンウエイクラッチ54が係合する。なお、第1クラッチ60およびワンウエイクラッチ54は、これらが同時締結することで第1リングギヤ24をケース52に固定する本発明の固定手段を構成する。
The connection relationship of each rotating member is as follows.
The connection relationship of the rotating members including the input transmission gear group is as follows.
The
入力軸10はまた、第1クラッチ60を介して入力歯車64aと連結可能であり、入力歯車64aは相手の入力歯車64b、カウンタ軸62、駆動歯車66a、66bを介して第1リングギヤ24を増速駆動可能になっている。すなわち、入力歯車64a、64bと駆動歯車66a、66bの各歯数は増速比になるようにそれぞれ設定されている。その他の連結関係は基本的に実施例1と同様である。
The
続いて実施例3の作動を、図6に示した作動表を参考にしながら説明する。
図6は、第1クラッチ60を「C1」、第2クラッチ68を「C2」、第3クラッチ72を「C3」とした以外は実施例1の図2と同様である。
また、各締結要素は実施例1におけるクラッチ60「C」の機能を第3クラッチ72「C3」が、第1ブレーキ50の機能を第1クラッチ60「C1」が、第2ブレーキ70「B2」の機能を第2クラッチ68「C2」が、それぞれ果たしており、これらの締結要素の組み合わせの関係は実質的に実施例1と同様である。
唯一、機能的に異なるのは減速歯車58bが入力歯車64bと噛み合って第1リングギヤ24を減速駆動するようになっている点である。
Next, the operation of the third embodiment will be described with reference to the operation table shown in FIG.
FIG. 6 is the same as FIG. 2 of the first embodiment except that the first clutch 60 is “C1”, the second clutch 68 is “C2”, and the third clutch 72 is “C3”.
Further, in each of the engaging elements, the function of the clutch 60 “C” in the first embodiment is the function of the third clutch 72 “C3”, the function of the
The only functional difference is that the
また、各駆動モードにおける出力軸12のトルクであるが、上記した伝達歯車28a、12aと、入力変速歯車群を構成する入力歯車64a、64b、および駆動歯車66a、66bと、減速歯車58a、58bとそれぞれの相手歯車12a、64bの、各歯数比が出力軸トルクに影響することが異なるのみで、実施例1と同様であるので、詳細の説明を省略する。
Further, the torque of the
ここで、油圧ポンプ2の役割について説明する。
実施例1の作動の部分に記したように、EV走行においてはエンジン1が回転しておらず、HV走行に切り替わって初めて始動されて回転する。自動車の運転条件にもよるが、EV走行を長時間行った後にHV走行に切り替わり、急に高負荷の運転を余儀なくされる場合が考えられ、エンジン1にとって潤滑面で厳しい状態になる可能性がある。
そこで、EV走行をしている間に出力軸12で駆動する油圧ポンプ2でエンジン1の潤滑回路にエンジンオイルを循環させて、予備的に潤滑を行っておくことができるようになっている。
Here, the role of the
As described in the operation portion of the first embodiment, the
Therefore, the oil can be preliminarily lubricated by circulating the engine oil through the lubrication circuit of the
図示は省略したが、吐出管2b側に電磁バルブなどを設けて、時々油圧を発生させることも可能である。むろん、エンジン1自体にも図示しない潤滑ポンプを有しているので、油圧ポンプ2はあくまでも補助的な潤滑を行うものである。
また、油圧ポンプ2の駆動は出力軸12に限ることなく、他の回転メンバーで駆動してもよいし、専用の小型モーターで駆動してもよい。重要なことはEV走行をしている間にエンジン1を予備的に潤滑できるようにすることである。
Although illustration is omitted, it is possible to generate an oil pressure from time to time by providing an electromagnetic valve or the like on the
Further, the drive of the
実施例3の自動車用駆動装置も、第1リングギヤ24をケース52に固定する固定手段として、第1クラッチ60とワンウエイクラッチ54の同時締結を行うようにした。これによる第1リングギヤ24の固定で、エンジン1が停止した状態において、第1M/G56が第1遊星歯車組20を介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、同時に第2M/G58も出力軸12を減速駆動可能とした。
したがって、EV走行において第1M/G56と第2M/G58の両方を、同時駆動を含め、フルに活用できることが特徴である点は実施例1と同様である。
In the automobile drive apparatus of the third embodiment, the first clutch 60 and the one-way clutch 54 are simultaneously engaged as a fixing means for fixing the
Therefore, the feature is that both the first M /
その結果、2個のM/G56、58の合計容量を小さくして、一般的にコントローラーに含まれるインバーターも含めてコスト・重量・大きさの面でメリットを出すことが可能となる。
そして、EV走行では自動車の走行負荷に応じて最適な駆動モードを選択して走行できるとともに、無駄なM/Gの連れ回りを回避して電力消費を少なくする効果もある。
さらに、入力変速歯車群の、入力歯車64a、64b、および駆動歯車66a、66bによる増速作用で、H−2モード、H−4モードという駆動を可能にしたので、動力伝達効率を高く維持するとともに駆動モードの選択自由度が高まり、燃費の向上が期待できる。
As a result, it is possible to reduce the total capacity of the two M /
In EV traveling, it is possible to travel by selecting an optimum drive mode according to the traveling load of the automobile, and there is an effect of avoiding unnecessary M / G rotation and reducing power consumption.
Furthermore, the speed-changing action of the input transmission gear group by the input gears 64a and 64b and the drive gears 66a and 66b enables driving in the H-2 mode and H-4 mode, so that the power transmission efficiency is kept high. At the same time, the degree of freedom in selecting the drive mode is increased, and improvement in fuel consumption can be expected.
また、EB走行のB−1モードで第3クラッチ72の締結を解除すると、第1M/G56と第2M/G58の両方を回転させないことが可能である点も実施例1と同様である。そして、実施例2と同様に、3つのクラッチ60、68、72は、容易に乾式にすることができる。
さらに、伝達歯車28a、12a、入力歯車64a、64b、駆動歯車66a、66b、第1減速ギヤ58aおよび第2減速歯車58bなどに用いた平行軸の歯車は歯数比の変更が遊星歯車に比べて容易であり、適用する車種に応じた仕様に最適化することがやりやすいメリットもある。
実施例3もいわゆるプラグインハイブリッド自動車と呼ばれる車両等の駆動装置として用いるのに適する。
In addition, when the engagement of the third clutch 72 is released in the B-1 mode of EB traveling, both the first M /
Further, the gears of the parallel shafts used for the transmission gears 28a, 12a, the input gears 64a, 64b, the drive gears 66a, 66b, the
The third embodiment is also suitable for use as a drive device for a vehicle called a so-called plug-in hybrid vehicle.
次に、本発明の実施例4の自動車用駆動装置につき説明する。
図7は、本発明の実施例4に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
ここでは、実施例1と異なる部分を中心に説明し、実施例1と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
Next, an automobile drive device according to
FIG. 7 is a skeleton diagram of the main part of the automobile drive device according to the fourth embodiment of the present invention.
Here, the description will focus on parts that are different from the first embodiment, the same reference numerals are given to parts that are substantially the same as those of the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.
実施例4における実施例1との違いは、第3リングギヤ44のケース52への固定が実施例1の第2ブレーキ70に代わって減速ワンウエイクラッチ74であることと、これに関連して入力軸10を機械的に静止部(ケース52またはエンジン1の本体)に固定可能な固定装置52aを設けたことである。
すなわち、第3リングギヤ44のケース52への固定を減速ワンウエイクラッチ74とし、第3リングギヤ44の逆回転方向の回転を阻止する構成にしたため、後述するようにEV走行の後進およびEB走行の低速時の作動を実施例1と同じにはできない。
The difference between the fourth embodiment and the first embodiment is that the
That is, since the
そこで、入力軸10にドッグ歯10aを形成して、これに固定装置52aを噛み合わせて入力軸10を固定するものである。固定装置52aは原則としてエンジン1が停止した状態でドッグ歯10aと係合(噛み合わせ)させるものである。
固定装置52aは一般的な自動変速機に用いられるパーキングロック機構と同様のものでよく、ドッグ歯10aは入力軸10に限らずエンジン1のフライホイールの外周に形成してもよい。
その他の構成および各回転メンバーの連結関係は実施例1と同様であるので、詳細な説明を省略する。
Therefore,
The fixing
Since the other configurations and the connection relationship between the rotating members are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
続いて実施例4の作動を、図8に示した作動表を参考にしながら説明する。
図8は、実施例1における図2の、第2ブレーキ70に代わって減速ワンウエイクラッチ74を「OWC2」、固定装置52aを「L」と、それぞれしてあるのが異なる。なお、実施例1と同様の構成であるが、ブレーキ50を「B」、ワンウエイクラッチ54を「OWC1」とした。
Next, the operation of Example 4 will be described with reference to the operation table shown in FIG.
FIG. 8 is different from FIG. 2 of the first embodiment in that the deceleration one-way clutch 74 is “OWC2” and the fixing
はじめにEV走行のE−1モードの作動は実施例1と同様である。
続くE−2モードおよびE−3モードは、第3リングギヤ44の固定が減速ワンウエイクラッチ74であるのが異なるが、実質的な作動はそれぞれ実施例1と同様である。
次のE−4モードは実施例1と同様である。
First, the operation in the E-1 mode of EV traveling is the same as that in the first embodiment.
The subsequent E-2 mode and E-3 mode are different in that the fixing of the
The next E-4 mode is the same as in the first embodiment.
続いて後進のE−Rモードは、ブレーキ50の締結に加えて固定装置52aをドッグ歯10aに係合させることにより、第1リングギヤ24が回転方向にかかわらず固定される。この状態で第1M/G56を逆回転させると、出力軸12は減速駆動される。
このときの出力軸12のトルクは、第1M/G56のトルクを−T1とすると、−T1(1+α1)/α1である。
Subsequently, in the reverse ER mode, the
The torque of the
続いてEB走行のB−1モードは、実施例1と同様である。
次のB−2モードは、E−Rモードと同様にブレーキ50の締結と固定装置52aの係合により第1リングギヤ24を固定し、第1M/G56に発電させる。このときの出力軸12のトルクは、回転方向が逆になるだけでE−Rモードと同様である。
B−2モードでは第2M/G58を停止させておくことができる。
Subsequently, the B-1 mode of EB traveling is the same as that in the first embodiment.
In the next B-2 mode, as in the ER mode, the
In the B-2 mode, the second M /
続いてHV走行について説明する。
エンジン1の始動は実施例1と同様である。また、続くH−1モードおよびH−2モードは、第3リングギヤ44の固定が減速ワンウエイクラッチ74であるのが異なるが、実質的な作動はそれぞれ実施例1と同様である。
また、H−3モードとH−4モードは実施例1と同様である。
なお、エンジン1による後進の駆動はできない。
Next, HV traveling will be described.
The
The H-3 mode and the H-4 mode are the same as those in the first embodiment.
Note that the
実施例4の自動車用駆動装置も、第1リングギヤ24をケース52に固定する固定手段として、ブレーキ50とワンウエイクラッチ54の同時締結を行うようにした。これによる第1リングギヤ24の固定で、エンジン1が停止した状態において、第1M/G56が第1遊星歯車組20を介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、同時に第2M/G58も出力軸12を減速駆動可能とした。
したがって、EV走行において第1M/G56と第2M/G58の両方を、同時駆動を含め、フルに活用できることが特徴である点は実施例1と同様である。
In the automobile drive device of the fourth embodiment, the
Therefore, the feature is that both the first M /
その結果、2個のM/G56、58の合計容量を小さくして、一般的にコントローラーに含まれるインバーターも含めてコスト・重量・大きさの面でメリットを出すことが可能となる。
そして、EV走行では自動車の走行負荷に応じて最適な駆動モードを選択して走行できるとともに、無駄なM/Gの連れ回りを回避して電力消費を少なくする効果もある。
さらに、第2遊星歯車組30による増速作用で、H−2モード、H−4モードという駆動を可能にしたので、動力伝達効率を高く維持するとともに駆動モードの選択自由度が高まり、燃費の向上が期待できる。
As a result, it is possible to reduce the total capacity of the two M /
In EV traveling, it is possible to travel by selecting an optimum drive mode according to the traveling load of the automobile, and there is an effect of avoiding unnecessary M / G rotation and reducing power consumption.
In addition, the speed-up action by the second planetary gear set 30 enables driving in the H-2 mode and H-4 mode, so that the power transmission efficiency is maintained high and the degree of freedom in selecting the driving mode is increased, resulting in improved fuel efficiency. Improvement can be expected.
また、EB走行のB−1モードでクラッチ60の締結を解除すると、第1M/G56と第2M/G58の両方を回転させないことが可能である点も実施例1と同様である。
実施例4もいわゆるプラグインハイブリッド自動車と呼ばれる車両等の駆動装置として用いるのに適する。
Further, when the engagement of the clutch 60 is released in the B-1 mode of EB traveling, it is possible to prevent both the first M /
The fourth embodiment is also suitable for use as a drive device for vehicles such as so-called plug-in hybrid vehicles.
次に、本発明の実施例5の自動車用駆動装置につき説明する。
図9は、本発明の実施例5に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
ここでは、実施例1と異なる部分を中心に説明し、実施例1と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
Next, an automobile drive device according to
FIG. 9 is a skeleton diagram of the main part of the automobile drive device according to the fifth embodiment of the present invention.
Here, the description will focus on parts that are different from the first embodiment, the same reference numerals are given to parts that are substantially the same as those of the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.
実施例5における実施例1との違いは、入力軸10と出力軸12とが同じ軸心上にありながら、カウンタ軸62が入力軸10と平行に設けられていることである。
すなわち実施例3と同様に、入力変速歯車群が入力軸10および第1遊星歯車組20とカウンタ軸62との間に設けられた入力歯車64a、64b、および駆動歯車66a、66bの、計4枚の平行軸歯車で構成されており、第1クラッチ60を介して第1リングギヤ24を増速駆動可能である。
また、入力軸10はワンウエイクラッチ54を介して第1リングギヤ24と連結可能である。なお、第1クラッチ60およびワンウエイクラッチ54は、これらが同時締結することで第1リングギヤ24をケース52に固定する本発明の固定手段を構成する。
The difference between the fifth embodiment and the first embodiment is that the
That is, in the same manner as in the third embodiment, the input transmission gear group includes input gears 64a and 64b and drive
Further, the
そして、第1M/G56は出力軸12と平行に設けられ、第1減速歯車56a、22aを介して第1サンギヤ22と連結している。さらに、第2M/G58はカウンタ軸62と同じ軸心上に配置され、減速ワンウエイクラッチ74と第2減速歯車58a、28aを介して第1キャリア28および出力軸12と、第3クラッチ72と駆動歯車66a、66bを介して第1リングギヤ24と、それぞれ連結可能である。
また、実施例4と同様に、減速ワンウエイクラッチ74に関連して入力軸10のドッグ歯10aと係合可能な固定装置52aが設けられている。
The first M /
Similarly to the fourth embodiment, a fixing
そして、駆動歯車66aは動力取り出し歯車76と噛み合っており、これを介して動力取り出し軸78を駆動することができる。これは、一般にパワーテークオフ装置と言われるもので、駆動装置の横に取り付けて自動車の走行以外の目的で、動力取り出し軸78から動力を取り出してさまざまな作業等に使用するものである。
The
続いて実施例5の作動を、図10に示した作動表を参考にして説明する。
図10は、図8に示した実施例4の作動表と基本的に同じである。違いは、実施例4における「C」が第3クラッチ72の「C3」に、「B」が第1クラッチ60の「C1」に、それぞれ代わっていることである。
作動については実質的に実施例4と同様であるので詳細の説明は省略する。
Next, the operation of the fifth embodiment will be described with reference to the operation table shown in FIG.
FIG. 10 is basically the same as the operation table of the fourth embodiment shown in FIG. The difference is that “C” in the fourth embodiment is replaced with “C3” of the third clutch 72, and “B” is replaced with “C1” of the
Since the operation is substantially the same as that of the fourth embodiment, detailed description thereof is omitted.
むろん、入力変速歯車群が入力歯車64a、64b、および駆動歯車66a、66bの、4枚の平行軸歯車で構成され、第1M/G56と第1サンギヤ22との間に第1減速歯車56a、22aが、さらに第2M/G58と出力軸12との間に第2減速歯車58a、28aが、第2M/G58と第1リングギヤ24との間に駆動歯車66a、66bが介在する分、出力軸12のトルクは実施例4と異なるが基本的に同様である。
Of course, the input transmission gear group is composed of four parallel shaft gears of the input gears 64 a and 64 b and the drive gears 66 a and 66 b, and the
また、動力取り出し軸78は、第3クラッチ72を締結すると第2M/G58で駆動可能であり、第1クラッチ60を締結した場合はエンジン1で駆動することができるので、自動車が停止中、走行中を問わずに駆動することができる。
外部への動力取り出し方法は上記に限らず、例えばカウンタ軸62から直接取り出すことも可能である。重要なことは、第1リングギヤ24の回転と連動した動力を取り出すことである。
Further, the power take-off
The method of taking out the power to the outside is not limited to the above, and it is also possible to take out the power directly from the
実施例5の自動車用駆動装置も、第1リングギヤ24をケース52に固定する固定手段として、第1クラッチ60とワンウエイクラッチ54の同時締結を行うようにした。これによる第1リングギヤ24の固定で、エンジン1が停止した状態において、第1M/G56が第1遊星歯車組20を介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、同時に第2M/G58も出力軸12を減速駆動可能とした。
したがって、EV走行において第1M/G56と第2M/G58の両方を、同時駆動を含め、フルに活用できることが特徴である点は実施例1と同様である。
In the automobile drive apparatus of the fifth embodiment, the first clutch 60 and the one-way clutch 54 are simultaneously engaged as a fixing means for fixing the
Therefore, the feature is that both the first M /
その結果、2個のM/G56、58の合計容量を小さくして、一般的にコントローラーに含まれるインバーターも含めてコスト・重量・大きさの面でメリットを出すことが可能となる。
そして、EV走行では自動車の走行負荷に応じて最適な駆動モードを選択して走行できるとともに、無駄なM/Gの連れ回りを回避して電力消費を少なくする効果もある。
さらに、入力変速歯車群の入力歯車64a、64b、および駆動歯車66a、66bによる増速作用で、H−2モード、H−4モードという駆動を可能にしたので、動力伝達効率を高く維持するとともに駆動モードの選択自由度が高まり、燃費の向上が期待できる。
As a result, it is possible to reduce the total capacity of the two M /
In EV traveling, it is possible to travel by selecting an optimum drive mode according to the traveling load of the automobile, and there is an effect of avoiding unnecessary M / G rotation and reducing power consumption.
Further, the speed-up action by the input gears 64a and 64b and the drive gears 66a and 66b of the input transmission gear group enables driving in the H-2 mode and H-4 mode, so that the power transmission efficiency is kept high. The degree of freedom in selecting the drive mode is increased, and improvement in fuel consumption can be expected.
また、EB走行のB−1モードで第1クラッチ60の締結を解除すると、第1M/G56と第2M/G58の両方を回転させないことが可能である点も実施例1と同様である。そして、実施例2と同様に、2つのクラッチ60、68は、容易に乾式にすることができる。
実施例5は、第2ワンウエイクラッチ74を摩擦クラッチにすると、エンジン1で駆動するHV走行での後進が可能になり、商用車のハイブリッド自動車に適用することができる。
Moreover, when the engagement of the first clutch 60 is released in the B-1 mode of the EB traveling, both the first M /
In the fifth embodiment, when the second one-way clutch 74 is a friction clutch, the vehicle can reverse in HV traveling driven by the
次に、本発明の実施例6の自動車用駆動装置につき説明する。
図11は、本発明の実施例6に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
ここでは、実施例1と異なる部分を中心に説明し、これらと実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
Next, an automobile drive device according to Embodiment 6 of the present invention will be described.
FIG. 11 is a skeleton diagram of the main part of the automobile drive device according to the sixth embodiment of the present invention.
Here, the description will focus on the parts that are different from the first embodiment, the same reference numerals are given to the substantially same parts, and the description thereof will be omitted.
実施例6における実施例1との違いは、入力変速歯車群と減速歯車がないことである。
そのため、第1遊星歯車組20の連結関係が実施例1と異なる。すなわち、入力軸10は第1クラッチ60と中間軸24aを介して第1リングギヤ24と連結可能である。また、第2M/G58は第2クラッチ68と中間軸24aを介して第1リングギヤ24と連結可能であるとともに、第3クラッチ72を介して出力軸12と連結可能である。
さらに、実施例4と同様に、入力軸10のドッグ歯10aと係合可能な固定装置52aが設けられている。その他の連結関係は実施例1と同様である。なお、第1クラッチ60および固定装置52aは、これらが同時締結することで第1リングギヤ24をケース52に固定する本発明の固定手段を構成する。
The difference between the sixth embodiment and the first embodiment is that there are no input transmission gear group and reduction gear.
Therefore, the connection relationship of the first planetary gear set 20 is different from that of the first embodiment. That is, the
Further, as in the fourth embodiment, a fixing
続いて実施例6の作動を、図12に示した作動表を参考にしながら説明する。ここでも実施例1と基本的に同じ部分は詳細の説明を省略する。
図12は、第1クラッチ60を「C1」、第2クラッチ68を「C2」、第3クラッチ72を「C3」と記した他は図2と同様の書き方をしている。
また、図中、括弧で囲んだ○印は、係合しているものの動力伝達に必須でないことを示す。したがって、括弧で囲んだ○印がある駆動モードは、後述するように走行中のHV走行の駆動モードからの間の切替えに適している。
Next, the operation of Example 6 will be described with reference to the operation table shown in FIG. Also here, detailed description of the basically same parts as those in the first embodiment is omitted.
FIG. 12 is written in the same manner as FIG. 2 except that the first clutch 60 is “C1”, the second clutch 68 is “C2”, and the third clutch 72 is “C3”.
In the figure, the circles enclosed in parentheses indicate that the engaged ones are not essential for power transmission. Therefore, a drive mode with a circle surrounded by parentheses is suitable for switching from the drive mode of HV traveling during traveling, as will be described later.
はじめに、EV走行のE−1モードは第3クラッチ72の締結により第2M/G58が出力軸12と直結して駆動する。したがって、出力軸12のトルクはT2である。
このとき、第1M/G56は停止していることができる。また、低速から高速までの駆動が可能であるうえ、固定装置52aが締結している必要はないので、EB走行またはHV走行における走行中にEV走行への切り替えに適している。その場合、一旦E−1モードへ切り替えてから固定装置52aさせて、他の駆動モードに切り替える。
First, in the E-1 mode of EV traveling, the second M /
At this time, the first M /
続くE−2モードは、第1クラッチ60の締結と既に係合してある固定装置52aの作用で第1リングギヤ24が固定されるので、第1M/G56での駆動が可能になる。
出力軸12のトルクはT1(1+α1)/α1である。このとき、第2M/G58は停止していることができる。E−2モードは低速から中速においてE−1モードよりも大きなトルクを必要とする走行に適する。
In the subsequent E-2 mode, since the
The torque of the
次にE−3モードは、第1クラッチ60と第3クラッチ72の締結により、第1M/G56と第2M/G58の両者で駆動する。出力軸12のトルクはE−1モードとE−2モードの合計、T1(1+α1)/α1+T2である。E−3モードは低速から中速の走行で負荷が大きい場合に適する。
Next, the E-3 mode is driven by both the first M /
次に、E−4モードは、第1クラッチ60と第3クラッチ72の締結を解除して、第2クラッチの締結で、第1M/G56と第2M/G58の両者で駆動する。第2M/G58が第1リングギヤ24と直結されるので、出力軸12のトルクはT1+T2である。E−1モード乃至E−3モードからE−4モードへの切り替えの途中で、全てのクラッチ60、68、72が同時に締結することがあってもよい。その場合は入力軸10と出力軸12が第1遊星歯車組20と合わせて直結になる。
E−4モードは中速から高速の走行に適する。
Next, in the E-4 mode, the first clutch 60 and the third clutch 72 are disengaged, and the first clutch is driven by both the first M /
The E-4 mode is suitable for medium to high speed running.
続いて後進のE−Rモードは、締結関係と出力軸12のトルクを含めて上記したE−3モードと同様であり、回転方向が逆になるだけである。
次にEB走行の、B−1モードは出力軸12のトルクと締結関係が上記したE−3モードと同様であり、トルクの方向が逆になるだけである。B−1モードは高速走行から低速まで対応可能であり、固定装置52aの締結が必要でないので、HV走行からの切り替えに問題はない。
Subsequently, the reverse ER mode is the same as the E-3 mode described above including the fastening relationship and the torque of the
Next, the B-1 mode of the EB traveling is similar to the E-3 mode in the fastening relationship with the torque of the
続くB−2モードは、出力軸12のトルクと締結が上記したE−2モードと同様である。B−2モードは固定装置52aの締結が必要なので、B−1モードにおいてこれを締結してからB−2モードへ切り替える。
In the subsequent B-2 mode, the torque and fastening of the
続いてHV走行について説明する。
はじめにエンジン1の始動は、第1クラッチ60と第2クラッチ68を締結して第2M/G58によってエンジン1を回転させる。
エンジン1が始動したら、第2クラッチ68の締結を解除して、第3クラッチ72を締結してH−1モードへ移行する。これにより、エンジン1が第1リングギヤ24を直結駆動して第1遊星歯車組20でのトルク分割で出力軸12を減速駆動しながら、その反力トルクで第1M/G56に発電させる。発電した電力は第2M/G58に供給され、第2M/G58は出力軸12を直結駆動する。
出力軸12のトルクは、Te(1+α1)+T2であり、T1(1+α1)/α1+T2でもある。
H−1モードで車速が上昇すると第1M/G56の回転速度が低下して発電効率が悪い回転域になるので、そうなる前にH−2モードへ切り替える。
Next, HV traveling will be described.
First, the
When the
The torque of the
When the vehicle speed increases in the H-1 mode, the rotation speed of the first M /
H−2モードへは、第3クラッチ72の締結を解除して、第2クラッチ68を締結する。このとき、エンジン1の回転速度を若干下げるように制御して、H−2モードに切り替わったときに第1M/G56が正回転するように調整することが望ましい。
H−2モードは、エンジン1のトルクが第2M/G58に発電させるトルクと第1リングギヤ24を駆動するトルクに分割され、第2M/G58が発電した電力を第1M/G56に供給して第1サンギヤ22を駆動し、第1リングギヤ24に分配されたトルクで出力軸12を減速駆動する。すなわち、第1M/G56が第1サンギヤ22を駆動する反力トルクが第1リングギヤ24に分配されたトルクとバランスするように上記のトルク分割が自動的に行われる。H−2モードは中速から高速の走行に適している。
出力軸12のトルクは、T1(1+α1)/α1+T2である。
To the H-2 mode, the engagement of the third clutch 72 is released and the second clutch 68 is engaged. At this time, it is desirable to control so that the rotational speed of the
In the H-2 mode, the torque of the
The torque of the
次に、HV走行の後進はH−1モードと同じ締結にして第2M/G58が逆転駆動する。出力軸12のトルクは、Te(1+α1)−T2であり、前進に比べて小さいがバッテリーの残量が少ない場合でも持続的な後進が可能である。
HV走行の各駆動モードは、エンジン1の回転速度と車速とによって動力分割比率が変化するが、従来例と同様に、全般的に機械的伝達比率が高いので動力伝達効率が高いと言える。
Next, the reverse of the HV traveling is the same as the H-1 mode, and the second M /
In each driving mode of HV traveling, the power split ratio varies depending on the rotation speed of the
実施例6の自動車用駆動装置も、第1リングギヤ24をケース52に固定する固定手段として、第1クラッチ60と固定装置52aの同時締結を行うようにした。これによる第1リングギヤ24の固定で、エンジン1が停止した状態において、第1M/G56が第1遊星歯車組20を介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、同時に第2M/G58も出力軸12を直結駆動可能とした。
したがって、EV走行において第1M/G56と第2M/G58の両方を、同時駆動を含め、フルに活用できることが特徴である点は実施例1と同様である。
In the automobile drive device of Example 6, the first clutch 60 and the fixing
Therefore, the feature is that both the first M /
その結果、2個のM/G56、58の合計容量を小さくして、一般的にコントローラーに含まれるインバーターも含めてコスト・重量・大きさの面でメリットを出すことが可能となる。
そして、EV走行では自動車の走行負荷に応じて最適な駆動モードを選択して走行できるとともに、無駄なM/Gの連れ回りを回避して電力消費を少なくする効果もある。
As a result, it is possible to reduce the total capacity of the two M /
In EV traveling, it is possible to travel by selecting an optimum drive mode according to the traveling load of the automobile, and there is an effect of avoiding unnecessary M / G rotation and reducing power consumption.
また、EB走行のB−1モードで第2クラッチ68の締結を解除すると、第1M/G56と第2M/G58の両方を回転させないことが可能である点も実施例1と同様である。そして、実施例2と同様に、3個のクラッチ60、68、72は、容易に乾式にすることができる。
実施例6もいわゆるプラグインハイブリッド自動車と呼ばれる車両等の駆動装置として用いるのに適する。
Further, when the engagement of the second clutch 68 is released in the B-1 mode of the EB traveling, both the first M /
The sixth embodiment is also suitable for use as a drive device for vehicles such as so-called plug-in hybrid vehicles.
次に、本発明の実施例7の自動車用駆動装置につき説明する。
図13は、本発明の実施例7に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。ここでは、実施例1と実施例5および実施例6と異なる部分を中心に説明し、これらと実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
Next, an automobile drive device according to Embodiment 7 of the present invention will be described.
FIG. 13 is a skeleton diagram of the main part of the vehicle drive device according to the seventh embodiment of the present invention. Here, the description will focus on parts that are different from the first embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment, the same reference numerals are given to substantially the same parts, and the description thereof is omitted.
実施例7における実施例6との違いは、実施例5と同様に、出力軸12が入力軸10と平行に設けられていることであり、入力変速歯車群がない構成は実施例6と同様である。以下、各回転メンバーの連結関係も含めて、次のようになっている。
すなわち、入力軸10は第1クラッチ60を介して第1リングギヤ24を直結駆動可能であり、固定装置52aによりケース52に固定可能である。なお、第1クラッチ60および固定装置52aは、これらが同時締結することで第1リングギヤ24をケース52に固定する本発明の固定手段を構成する。
また、入力軸10と、これに平行に設けたカウンタ軸62との間に駆動歯車66a、66bが設けられ、常に噛み合っている。
第1キャリア28は出力軸12と連結歯車28a、12aで連結されている。なお、連結歯車28a、12aの歯数比を、第1キャリア28が出力軸12を増速駆動するような設定にすることが望ましい。
出力軸12と平行に設けた第2M/G58はワンウエイクラッチ76と第1減速歯車58aを介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、第2クラッチ68と第2減速歯車58bと前記駆動歯車66a、66bを介して第1リングギヤ24を減速駆動可能である。
その他は、実施例1と実施例5および実施例6と同様である。
The difference between the seventh embodiment and the sixth embodiment is that, similarly to the fifth embodiment, the
That is, the
Further, drive gears 66a and 66b are provided between the
The
The second M /
Others are the same as those of the first embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment.
続いて実施例7の作動を、図14に示した作動表を参考にしながら説明する。
図14は、図12における実施例6の第3クラッチ72がワンウエイクラッチ7に置き換わったようになっている。
各締結要素の組み合わせと作動は上記のワンウエイクラッチ72に置き換わったのを除いて基本的に実施例6と同様である。
Next, the operation of Example 7 will be described with reference to the operation table shown in FIG.
In FIG. 14, the
The combination and operation of the respective fastening elements are basically the same as those of the sixth embodiment except that the one-way clutch 72 is replaced.
唯一異なるのはEV走行の後進である。すなわち、第2M/G58はワンウエイクラッチ72を介して出力軸12と連結しているので、後進駆動ができない。そのため、後進のE−Rモードでは第1M/G56のみで駆動する。したがって、出力軸12のトルクも第2M/G58分のT2がゼロになる。
また、同様の理由でHV走行の後進はできない。
その他の作動は、出力軸12のトルクが上記した、駆動歯車66a、66b、連結歯車28a、12a、第1減速歯車58a、第2減速歯車58bの各歯数比分が影響するものの、上記の後進を除いて実施例6と同様であるので詳細の説明を省略する。
The only difference is the reverse of EV driving. That is, since the second M /
Also, for the same reason, HV traveling cannot be reversed.
In other operations, although the torque of the
実施例7の自動車用駆動装置も、第1リングギヤ24をケース52に固定する固定手段として、第1クラッチ60と固定装置52aの同時締結を行うようにした。これによる第1リングギヤ24の固定で、エンジン1が停止した状態において、第1M/G56が第1遊星歯車組20を介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、同時に第2M/G58も出力軸12を減速駆動可能とした。
したがって、EV走行において第1M/G56と第2M/G58の両方を、同時駆動を含め、フルに活用できることが特徴である点は実施例1と同様である。
In the automobile drive device of the seventh embodiment, the first clutch 60 and the fixing
Therefore, the feature is that both the first M /
その結果、2個のM/G56、58の合計容量を小さくして、一般的にコントローラーに含まれるインバーターも含めてコスト・重量・大きさの面でメリットを出すことが可能となる。
そして、EV走行では自動車の走行負荷に応じて最適な制御を行うことができるとともに、無駄な連れ回りを回避して電力消費を少なくする効果もある。
As a result, it is possible to reduce the total capacity of the two M /
And in EV driving | running | working, while being able to perform optimal control according to the driving | running | working load of a motor vehicle, there also exists an effect which avoids useless accompanying and reduces power consumption.
また、EB走行のB−1モードで第2クラッチ68の締結を解除すると、第1M/G56と第2M/G58の両方を回転させないことが可能である点も実施例1と同様である。そして、実施例2と同様に、2個のクラッチ60、68は、容易に乾式にすることができる。
実施例7はエンジン1で駆動する後進モードがないので、もいわゆるプラグインハイブリッド自動車と呼ばれる車両等の駆動装置として用いるのに限定されるが、ワンウエイクラッチ72を摩擦クラッチにすれば、エンジン1で駆動する後進モードが可能になることは言うまでもない。
Further, when the engagement of the second clutch 68 is released in the B-1 mode of the EB traveling, both the first M /
Since the seventh embodiment has no reverse mode driven by the
以上説明したように、本発明の自動車用駆動装置にあっては、各実施例で説明したように、第1リングギヤ24を静止部に固定する固定手段を有して、第1リングギヤ24を静止部に固定することにより、エンジン1が停止したEV走行で第1M/G56が動力分割遊星歯車組を介して出力軸を減速駆動可能であるとともに、同時に第2M/G58も出力軸を駆動可能としたことが特徴である。
その結果、2個のM/G56、58の合計容量を小さくして、一般的にコントローラーに含まれるインバーターも含めてコスト・重量・大きさの面でメリットを出すことが可能となる。
As described above, in the automobile drive device of the present invention, as described in each embodiment, the
As a result, it is possible to reduce the total capacity of the two M /
そして、EV走行では自動車の走行負荷に応じて最適な駆動モードを選択して走行できるとともに、無駄なM/Gの連れ回りを回避して、電力消費を少なくする効果もある。
したがって、第1M/G56と第2M/G58の両方をフルに活用できることを生かして、たとえば市街地走行などの短距離は主に電気自動車として走行して、バッテリーの電力が少なくなった場合にエンジン1の動力で走行する、いわゆるプラグインハイブリッド自動車と呼ばれる車両等の駆動装置として用いるのに適する。
In EV traveling, it is possible to travel by selecting an optimal drive mode according to the traveling load of the automobile, and there is an effect of avoiding unnecessary M / G rotation and reducing power consumption.
Therefore, taking advantage of the fact that both the first M /
また、本発明の自動車用駆動装置にあっては、以下のような変更を行うことも可能である。
例えば、上記実施例の説明において摩擦要素として説明したブレーキ50、クラッチ60などは、円錐クラッチなど他の締結要素に置き換えても上記各作用は成立する。
Moreover, in the vehicle drive device of the present invention, the following changes can be made.
For example, even if the
さらに、上記した各実施例は、第1遊星歯車組20、第2遊星歯車組30などを、シングルピニオン型と呼ばれる遊星歯車組を用いたが、これをダブルピニオン型に置き換えることも可能である。図示は省略したが、ダブルピニオン型の場合の連結関係は、シングルピニオン型に対してキャリアとリングギヤを入れ替えればよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the first planetary gear set 20, the second planetary gear set 30, and the like use a planetary gear set called a single pinion type, but it is also possible to replace this with a double pinion type. . Although not shown in the figure, the connection relationship in the case of the double pinion type may be such that the carrier and the ring gear are switched with respect to the single pinion type.
本発明の自動車用駆動装置は、当業者の一般的な知識に基づいて、自動車の走行条件に応じて最適な駆動モードを選択し、M/Gの最も効率の高いゾーンでの駆動を行うことや、GPS(全地球測位システム)、カーナビゲーションシステムなどの情報を基に、長い坂道の走行時や高速道路の入り口において、さらには気温が低くて自動車の暖房熱源が足りない場合などに、自動的にHV走行に切り替えるなどの制御面での工夫と合わせた態様で実施することができる。 The automobile driving device of the present invention selects an optimum driving mode according to the driving condition of the automobile based on general knowledge of those skilled in the art, and performs driving in a zone having the highest efficiency of M / G. Auto, when traveling on long hills, at the entrance of highways, and when the temperature is low and there are not enough heating sources for cars, based on information such as GPS (Global Positioning System) and car navigation systems. In particular, it can be carried out in a mode combined with a device in terms of control such as switching to HV traveling.
本発明の自動車用駆動装置は、特に走行コストを重視し、環境負荷の低減を要求される小型乗用車などに適用することができるが、それらに限らず内燃機関および電気モーター・ジェネレーターを利用したさまざまな車両に適用することができる。
The automobile drive device of the present invention can be applied to a small passenger car or the like that places particular emphasis on travel cost and is required to reduce the environmental load, but is not limited to these, and uses various internal combustion engines and electric motor generators. It can be applied to various vehicles.
1 エンジン
2 油圧ポンプ
10 入力軸
12 出力軸、第1出力軸
20 第1遊星歯車組(動力分割遊星歯車組)
22 第1サンギヤ
24 第1リングギヤ
26 第1ピニオン
28 第1キャリア
30 第2遊星歯車組(入力変速歯車群)
32 第2サンギヤ
34 第2リングギヤ
36 第2ピニオン
38 第2キャリア
40 第3遊星歯車組(減速歯車)
42 第3サンギヤ
44 第3リングギヤ
46 第3ピニオン
48 第3キャリア
50 ブレーキ、(第1締結要素、固定手段)
52 ケース(静止部)
52a 固定装置(固定手段)
54 ワンウエイクラッチ(第2締結要素、固定手段)
56 第1M/G
58 第2M/G
60 クラッチ(第1締結要素、固定手段)
62 カウンタ軸
64 入力歯車
66 駆動歯車
68 第2クラッチ
70 第2ブレーキ
72 第3クラッチ
74 減速ワンウエイクラッチ
76 動力取り出し歯車
78 動力取り出し軸
DESCRIPTION OF
22
32
42
52 Case (stationary part)
52a Fixing device (fixing means)
54 One-way clutch (second fastening element, fixing means)
56 1st M / G
58 2nd M / G
60 Clutch (first fastening element, fixing means)
62 Counter shaft 64 Input gear 66
Claims (16)
出力軸と、
第1サンギヤ、第1リングギヤ、第1キャリアの、3つの回転要素を有する第1遊星歯車で構成され、動力分割が可能な動力分割遊星歯車組と、
第1モーター・ジェネレーターと、
第2モーター・ジェネレーターと、
を備え、
前記入力軸は前記第1リングギヤと連結可能であり、
前記出力軸は前記第1キャリアと連結し、
前記第1モーター・ジェネレーターは前記第1サンギヤと連結し、
前記第2モーター・ジェネレーターは前記出力軸および前記第1リングギヤと、それぞれ連結可能であり、
前記第1リングギヤを静止部に固定する固定手段を有して、
該固定手段にて前記第1リングギヤを静止部に固定することにより、前記エンジンが停止した状態で前記第1モーター・ジェネレーターが前記動力分割遊星歯車組を介して前記出力軸を減速駆動可能であるとともに、同時に前記第2モーター・ジェネレーターが前記出力軸を駆動可能としたことを特徴とする自動車用駆動装置。 An input shaft capable of receiving power from the engine;
An output shaft;
A power split planetary gear set composed of a first planetary gear having three rotating elements, a first sun gear, a first ring gear, and a first carrier, and capable of power split;
A first motor generator;
A second motor generator;
With
The input shaft is connectable to the first ring gear;
The output shaft is connected to the first carrier;
The first motor generator is connected to the first sun gear,
The second motor generator is connectable to the output shaft and the first ring gear,
A fixing means for fixing the first ring gear to the stationary part;
By fixing the first ring gear to the stationary portion by the fixing means, the first motor / generator can drive the output shaft at a reduced speed via the power split planetary gear set while the engine is stopped. At the same time, the second motor generator can drive the output shaft at the same time.
The automobile drive device according to claim 15, wherein the hydraulic pump is driven by one of the output shaft and the counter shaft.
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