JP2013095386A - Vehicle drive device - 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リングギヤと連結するか、または連結可能であり、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2モーター・ジェネレーターが出力軸を駆動する動力連結・解除経路に第2ワンウエイクラッチと、該第2ワンウエイクラッチと並列に機械的伝達手段を設け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, and the input shaft is connected to or connectable to the first ring gear, and 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, and the second motor / generator is connected to the output shaft. A second one-way clutch and a mechanical transmission means are provided in parallel with the second one-way clutch in the driving power connection / release path. That.
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
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、第1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と連結可能である。
第3リングギヤ44は第2ワンウエイクラッチ74を介して一方の回転方向にのみにおいてケース52に固定可能であるとともに、回転方向に関わらず固定装置52aにより機械的に固定可能である。固定装置52aは本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
すなわち、第3リングギヤ44の外周に形成したドッグ歯溝44aに固定装置52aを係合することにより、第3リングギヤ44をケース52に固定することができる。
また、第2ワンウエイクラッチ74は、第3リングギヤ44のエンジン1の回転方向と逆方向の回転を阻止するようになっている。
Next, the connection relationship between each of the rotating elements and other rotating members will be described.
The
The second sun gear 32 can be fixed to the case (stationary portion) 52 by the
The
The
The
The
That is, the
The second one-
ここで、前述の第1ワンウエイクラッチ54は本発明の第1締結要素を、またブレーキ50は本発明の第2締結要素を、それぞれ構成する。また、第1ワンウエイクラッチ54およびブレーキ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。
Here, the first one-way clutch 54 described above constitutes a first engagement element of the present invention, and the
なお、第1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第1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。
The first one-way clutch 54 is configured to lock (engage) the second sun gear 32 relative to the
Accordingly, when the
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との間で第1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、第1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。
ここで、固定装置52aを解除する場合の作動を、図2乃至図4とともに説明する。
なお、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。
On the contrary, when the
Further, the first one-way clutch 54 is not limited to the above, and the same function can be achieved even if it is provided between the
Here, the operation for releasing the fixing
In the following description, the rotation in the same direction as the rotation direction of the
一般にワンウエイクラッチと並行して機械的な噛み合いを設けると、機械的な噛み合いを解除するのに大きな力が必要になるとともに、噛み合いが外れる瞬間に衝撃が生じることがある。
すなわち、対象物(この場合は第3リングギヤ44)に作用するトルクを、一方の回転方向はでワンウエイクラッチで受け、他方の回転方向では機械的な噛み合いで受けると、機械的な噛み合いで受けた後に対象物に作用するトルクがなくなっても、ワンウエイクラッチと機械的な噛み合いの両者間でトルクが残留することになる。
In general, when mechanical engagement is provided in parallel with the one-way clutch, a large force is required to release the mechanical engagement, and an impact may occur at the moment when the engagement is released.
That is, when the torque acting on the object (in this case, the third ring gear 44) is received by the one-way clutch in one rotational direction and mechanically engaged in the other rotational direction, the torque is received by mechanical engagement. Even if there is no torque acting on the object later, torque remains between the one-way clutch and the mechanical mesh.
このため、機械的な噛み合いを解除する際に、その残留トルクに抗して外す必要があるからである。以下の説明はその解除を容易にするための構成と作用である。
図2は図1のA部の断面を示す拡大図であり、図3は図2のB−B線に沿って切断した断面を示す拡大図である。また、図4は図2のC−C線に沿って切断した断面を示す図である。
For this reason, when releasing the mechanical engagement, it is necessary to remove it against the residual torque. The following description is a configuration and operation for facilitating the release.
2 is an enlarged view showing a cross section of a portion A in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view showing a cross section taken along the line BB in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
図2において、第3リングギヤ44の外周には固定装置52aが係合するドッグ歯溝44aと第2ワンウエイクラッチ74のスプラグ74aが接する外周面44b、が形成されている。なお、図2は、図4のように固定装置52aの歯52eがドッグ歯溝44aに係合している状態を示す。
図4において、第3リングギヤ44の外周に形成されたドッグ歯溝44aに、固定装置52aの内側に形成された歯52eが噛み合っている。固定装置52aは、ケース52にピン52dによって係止されており、ピン52dを中心に揺動可能である。したがって、図4の状態から固定装置52aが時計回り方向に揺動するとドッグ歯溝44aとの噛み合いが外れる。
In FIG. 2, a
In FIG. 4,
第2ワンウエイクラッチ74は、第3リングギヤ44とアウターリング74bとの間に楔作用をするスプラグ74aがあり、第3リングギヤ44が正回転するのは自由であるが、逆回転するのをスプラグ74aの楔作用で阻止する。
図2、図3に見るように、アウターリング74bの外側に形成されたスプライン歯74cがケース52に形成されたスプライン溝52cに係合している。スプライン歯74cとスプライン溝52cとの間にはスプリング72が挿入されているとともに、回転方向に「D」で示す回転量の遊びがある。
The second one-way clutch 74 has a
As shown in FIGS. 2 and 3, the spline teeth 74 c formed outside the
スプリング72は板バネであり、本発明の弾性体を構成する。スプリング72は、図2に示すリング部72aがアウターリング74bに対応したリング状になっている。リング部72aの半径方向最外部分からスプライン溝52cとスプライン歯74cの径方向の隙間に外周部分72bが入り込み、図3に見るように外周部分72bの一端側部分から半径方向内側方向に曲げられた舌部72cが、スプライン歯74cを回転方向に押圧するように形成されている。
The
そのため、舌部72cの弾性でスプライン歯74cがスプライン溝52cの左側(反時計回り方向)へ寄せられている。そして、第2ワンウエイクラッチ74が第3リングギヤ44の逆回転を阻止する際には、舌部72cをたわませて遊びDを詰めるようになっている。
Therefore, the spline teeth 74c are moved toward the left side (counterclockwise direction) of the
図4のように、固定装置52aの互いに噛み合っているドッグ歯溝44aと歯52eの間にも回転方向に若干の遊び(隙間)が存在するとともに、ドッグ歯溝44aと歯52eの歯面形状や、ドッグ歯溝44aの先端の面取りEや歯52eの先端の面取りFなどの影響で、両者が噛み合う際や、これを解除する際に第3リングギヤ44が僅かに回転する。この回転量を上述の回転量Dに相当する値として「G」と定義する。
この両者が噛み合った状態で第3リングギヤ44にトルクが作用して、それが正回転方向であれば固定装置52aによって回転を阻止され、逆回転方向であった場合に第2ワンウエイクラッチ74がこれを阻止する。
As shown in FIG. 4, there is some play (gap) in the rotational direction between the
When the torque is applied to the
このため、正回転方向のトルクが作用して固定装置52aによって回転を阻止された後に、固定装置52aの噛み合いを解除するには第3リングギヤ44が逆回転方向に最大、回転量Gだけ回転すれば、噛み合いがスムーズに外れることができる。
したがって、回転量Dを回転量Gより大きく設定しておくことにより、固定装置52aを揺動させて歯52eがドッグ歯溝44aから外れる際に、舌部72cの弾性力に打ち勝つだけの力があればよく、衝撃も起きない。
For this reason, after the forward rotation direction torque is applied and the rotation is blocked by the fixing
Therefore, by setting the rotation amount D to be greater than the rotation amount G, when the fixing
次に、図1に示した自動車用駆動装置の作動を、図5に示した作動表を参考にしながら説明する。
図5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」、ブレーキを「B」、固定装置52aを「L」、第1ワンウエイクラッチ54を「OWC1」、第2ワンウエイクラッチ74を「OWC2」、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. 5, a traveling mode and each driving mode to be described are assigned in the vertical direction, and fastening elements such as a brake and M / G are assigned in the horizontal direction. That is, the clutch 60 is “C”, the brake is “B”, the fixing
表中の○印はクラッチ60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。また、第1M/G56、第2M/G58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 engagement element such as the clutch 60, and in 1M / G56 and 2M / G58, it indicates driving, and △ indicates 1M / G56 and 2M. / G58 represents power generation. In addition, 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。
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.
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、前進の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2M/G58のみを使った駆動である。つまり、第3リングギヤ44が第2ワンウエイクラッチ74により逆回転方向の回転を阻止されているので、第2M/G58が第3サンギヤ42を正回転方向に駆動することで出力軸12と連結した第3キャリア48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。
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 EV driving modes: forward E-1 mode to E-4 mode and reverse ER mode.
The E-1 mode is driving using only the second M /
In this case, the output torque To is T2 (1 + α3) / α3 when the torque of the second M /
次に、E−2モードは、本発明の第2締結要素であるブレーキ50の締結と、本発明の第1締結要素である第1ワンウエイクラッチ54の締結により行う。これにより、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2ワンウエイクラッチ74の係合は自動的に解除されるので、第3リングギヤ44は正回転可能であり、第2M/G58は停止していることができる。
Next, the E-2 mode is performed by engaging the
The output torque To in this case is T1 (1 + α1) / α1 when the torque of the first M /
次に、E−3モードは、ブレーキ50を締結し第2ワンウエイクラッチ74が係合することで駆動する。この場合、第1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, the E-3 mode is driven when the
次に、E−4モードは、ブレーキ50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、E−1モード乃至E−3モードは、第1M/G56と第2M/G58の容量を異なるものとした場合、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で減速駆動できるので、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, the
Accordingly, since the second M /
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.
Further, in the E-1 mode to the E-3 mode, 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、固定装置52aを係合することで第3リングギヤ44をケース52に固定するとともに、クラッチ60を締結する。
これにより、第1M/G56と第2M/G58の両者による後進駆動が可能である。
E−Rモードの出力軸トルクは、−(T1/α1+T2){(1+α3)/α3}+T1(1+α1)/α1である。
Next, the ER mode in which the vehicle travels backward by EV traveling will be described.
In the ER mode, the
Thereby, the reverse drive by both 1st M / G56 and 2nd M / G58 is possible.
The output shaft torque in the ER mode is − (T1 / α1 + T2) {(1 + α3) / α3} + T1 (1 + α1) / α1.
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 /
EB走行は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。
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。
The EB traveling has the same fastening relationship as that in the E-4 mode, and generates power in both the first M /
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、ブレーキ50を締結した上で、第1M/G56に電力を供給して逆回転させる。これにより第1遊星歯車組20の作用で第1リングギヤ24と第2リングギヤ34が正回転し、第2遊星歯車組30の作用で第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の始動中に、第1M/G56による駆動で第1キャリア28に逆回転方向のトルクが作用するので、これによる自動車の後進を防ぐために第2M/G58に正回転方向のトルクを出させる。
むろん、第2M/G58の駆動によるE−1モードで前進駆動中に、第1M/G56による駆動でエンジン1を始動することができる。
First, the start of the
When starting the
During the start of the
Of course, 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走行にして、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1ワンウエイクラッチ54と第2ワンウエイクラッチ74の係合で駆動する。すなわち、エンジン1により入力軸10が正回転すると、第1ワンウエイクラッチ54の係合で第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, the H-1 mode is driven by the engagement of the first one-way clutch 54 and the second one-
The
そして、第1M/G56が発電した電力を第2M/G58に供給してE−1モードと同様に第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 /
When the vehicle speed increases in the H-1 mode, the first M /
H−2モードは、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 fastening 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、ブレーキ50の締結を解除してクラッチ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、第1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。
Subsequently, in the H-3 mode, when the engagement of the
At this time, the torque Te of the
As a result, the second M /
At this time, the torque of the
なお、エンジン1のトルクTeのうち、分割されて第1リングギヤ24を駆動するトルクは、第1M/G56が第1サンギヤ22を駆動するトルクの反力として第1リングギヤ24に作用するトルク、T1/α1である。
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。
Of the torque Te 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、固定装置52aにより第3リングギヤ44をケース52に固定して駆動する。
そして、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、作動は実質的に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5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.
When the
Then, as described later, the driving is performed in the same connection as in the H-2 mode. In that case, the operation is substantially the same as in the H-2 mode, only the rotation direction of the second M /
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。
なお、上記のHV走行は第1M/G56と第2M/G58のいずれか一方が発電した電力を他方に供給して駆動する前提で説明したが、これに限ることなく発電した電力の一部をバッテリーの充電にあててもいいし、発電した電力にバッテリーから追加して供給して駆動することもできる。
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.
In addition, although said HV driving | running demonstrated on the assumption that the electric power which one of the 1st M / G56 and the 2nd M / G58 generated generated is driven to the other, it is not restricted to this, but a part of the generated electric power is used. It can be used for charging the battery, or it can be driven by supplying additional power from the battery.
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、ブレーキ50と第1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 automobile 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M/Gでしか駆動できなかった従来例に比べてM/G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、上記の機能を得るための摩擦要素としては、ブレーキ50とクラッチ60の2個だけであることが、本発明の効果である。これは、第2ワンウエイクラッチ74と並列に固定装置52aを設けたことによるものである。
そして、第3遊星歯車組40が存在して、第2M/G58が大きな減速比で出力軸12を駆動可能であるため、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。
Further, it is an effect of the present invention that there are only two friction elements for obtaining the above function, the
Since the third planetary gear set 40 is present and 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の両方を停止させておくことも可能である。
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、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。
上記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 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 driving in HV driving and acceleration is not performed but aggressive braking is not desired, when 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6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. 6 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における第2遊星歯車組30がないことである。また、第1遊星歯車組20と第3遊星歯車組40の軸方向の位置関係が入れ替わっている。そして、第1遊星歯車組20と第3遊星歯車組40のキャリア同士は第1キャリア28として一体になっている。
各回転メンバーの連結関係は次のようになっている。
入力軸10は第1クラッチ60を介して第1リングギヤ24と連結可能であり、第2M/G58は第3リングギヤ44と連結するとともに、第2クラッチ68により第1リングギヤ24と連結可能である。第1キャリア28は出力軸12と連結している。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that there is no second planetary gear set 30 in the first embodiment. Further, the positional relationship in the axial direction between the first planetary gear set 20 and the third planetary gear set 40 is switched. The carriers of the first planetary gear set 20 and the third planetary gear set 40 are integrated as a
The connection relationship of each rotating member is as follows.
The
第3サンギヤ42は第2ワンウエイクラッチ74を介して一方の回転方向にのみにおいてケース52に固定可能であるとともに、回転方向に関わらず固定装置52aにより機械的に固定可能である。固定装置52aは本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
第2ワンウエイクラッチ74と固定装置52aの詳細は実施例1で説明したのと同様である。その他の構成と連結関係は、実施例1と同様であり、説明を省略する。
なお、第1遊星歯車組20の歯数比α1を第3遊星歯車組40の歯数比α3と同じか、それよりも大きな値に設定することが望ましい。
The
The details of the second one-way clutch 74 and the fixing
It is desirable to set the tooth number ratio α1 of the first planetary gear set 20 to the same value or larger than the tooth number ratio α3 of the third planetary gear set 40.
続いて実施例2の作動を、図7に示した作動表を参考にしながら説明する。
図7は、第1クラッチ60を「C1」、第2クラッチ68を「C2」、固定装置52aを「L」、第2ワンウエイクラッチ74を「OWC」とした以外は実施例1の図5と書き方は同様である。
始めに、EV走行のE−1モードは実施例1と同様であり、E−2モードは第2クラッチ68の締結で行うが、実施例1のE−4モードと実質的に同様である。E−1モードは低速走行に、E−2モードは中速から高速走行に適している。
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to the operation table shown in FIG.
7 is the same as FIG. 5 of the first embodiment except that the first clutch 60 is “C1”, the second clutch 68 is “C2”, the fixing
First, the E-1 mode of EV traveling is the same as that of the first embodiment, and the E-2 mode is performed by engaging the second clutch 68, but is substantially the same as the E-4 mode of the first embodiment. The E-1 mode is suitable for low speed running, and the E-2 mode is suitable for medium to high speed running.
E−Rモードは第2クラッチ68の締結で行うが、実施例1と実質的に同様である。
なお、EV走行の後進は、E−2モードと同じ締結にした上で、両M/G56、58を逆回転駆動させて行うこともできる。
EB走行も第2クラッチ68の締結で行うが、実施例1と実質的に同様であり、高速から低速まで幅広い制動力を得ることができる。
The ER mode is performed when the second clutch 68 is engaged, but is substantially the same as the first embodiment.
The reverse travel of the EV traveling can also be performed by driving both M /
Although the EB traveling is also performed by engaging the second clutch 68, it is substantially the same as the first embodiment, and a wide braking force can be obtained from high speed to low speed.
次にHV走行のH−1モードは第1クラッチ60の締結で駆動するが、実質的に実施例1と同様である。
H−2モードは第1クラッチ60、第2クラッチ68の締結に加えて第2ワンウエイクラッチ74による第3リングギヤ44の固定により、入力軸10と出力軸12とは機械的に連結される。その変速比(入力軸10の回転速度/出力軸12の回転速度)は1+α3である。
前述のように、第1遊星歯車組20の歯数比α1を第3遊星歯車組40の歯数比α3よりも大きな値に設定した場合、H−1モードでは第1M/G56は逆回転して発電していたが、H−2モードにおいては正回転するので第1M/G56に電力を供給して駆動させてもよい。むろん、その電力は第2M/G58の発電により得てもいいし、バッテリーから供給してもよい。また、両M/G56、58は発電・駆動のいずれもしないでも駆動可能である。
Next, the H-1 mode of HV traveling is driven by the engagement of the first clutch 60, but is substantially the same as the first embodiment.
In the H-2 mode, the
As described above, when the gear ratio α1 of the first planetary gear set 20 is set to a value larger than the gear ratio α3 of the third planetary gear set 40, the first M /
続くH−3モードは、第1クラッチ60、第2クラッチ68の締結は維持して、第2ワンウエイクラッチ74による第3リングギヤ44の固定を解除して駆動する。
すなわち、H−2モードの状態から第1M/G56の回転速度が上昇すれば、第2ワンウエイクラッチ74による固定は自動的に解除されH−3モードに移行する。
H−3モードは実施例1のH−4モードと実質的に同様である。
H−1モードは低速走行に、H−2モードは中継的に用い、H−3モードは中速から高速走行に適している。
H−Rモードは第1クラッチ60と固定装置52aを締結して行う。出力軸12のトルクはTe(1+α1)−T2(1+α3)/α3である。
In the subsequent H-3 mode, the first clutch 60 and the second clutch 68 are maintained engaged, and the
That is, when the rotation speed of the first M /
The H-3 mode is substantially the same as the H-4 mode of the first embodiment.
The H-1 mode is suitable for low speed running, the H-2 mode is used for relay, and the H-3 mode is suitable for medium to high speed running.
The HR mode is performed by fastening the first clutch 60 and the fixing
実施例2の自動車用駆動装置もEV走行において、入力歯車群はないが、第1M/G56と第2M/G58の両方による同時駆動ができることが特徴である点は実施例1と同様である。
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。
そして、EV走行では自動車の走行速度に応じて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。
また、上記の機能を得るための摩擦要素としては、第1クラッチ60と第2クラッチ68の2個だけであることが、本発明の効果である。これは、第2ワンウエイクラッチ74と並列に第1固定装置52aを設けたことによるものである。
The vehicle drive apparatus of the second embodiment is also similar to the first embodiment in that there is no input gear group in EV traveling, but it can be driven simultaneously by both the first M /
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 a drive mode in accordance with the traveling speed of the automobile, and there is an effect of avoiding unnecessary M / G rotation and reducing power consumption.
Further, it is an effect of the present invention that there are only two friction elements for obtaining the above function, the first clutch 60 and the
また、EB走行で第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、図6で分かるように、第1クラッチ60と第2クラッチ68とは、歯車やワンウエイクラッチのような潤滑を必要とする構成要素と隔離した場所に配置することが可能である。したがって、乾式クラッチにすることが容易である。
この場合、さらに、第1クラッチ60と第2クラッチ68をスプリングの張力で常に締結する構成にして、締結を解除するときだけアクチュエーターで操作するようにすれば、一般的な自動変速機などが有する油圧ポンプを用いないで済ませることができる。
Further, when the engagement of the second clutch 68 is released during EB travel, both the first M /
As can be seen from FIG. 6, the first clutch 60 and the second clutch 68 can be disposed in a place separated from components that require lubrication, such as gears and one-way clutches. Therefore, it is easy to make a dry clutch.
In this case, if the first clutch 60 and the second clutch 68 are always engaged with the tension of the spring and the actuator is operated only when releasing the engagement, a general automatic transmission or the like has. You can avoid using a hydraulic pump.
これらにより、油圧ポンプを駆動する動力や湿式の摩擦要素につきまとう引きずり抵抗といったロスを回避することが出来るので、より一層、電力消費や燃料消費の低い走行が期待できる。
また、第1遊星歯車組20と第3遊星歯車組40のキャリア同士を第1キャリア28として一体にしたため、コストを安くすることができる。
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。
As a result, it is possible to avoid a loss such as a drag resistance associated with the power for driving the hydraulic pump and the wet friction element, so that it is possible to expect a traveling with lower power consumption and fuel consumption.
Further, since the carriers of the first planetary gear set 20 and the third planetary gear set 40 are integrated as 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8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. 8 is a skeleton diagram of the main part of the vehicle 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の違いは本発明の入力変速歯車群と減速歯車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を介して第1リングギヤ24を駆動可能である。
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 and the reduction gear of the present invention. 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が駆動軸58eと第2ワンウエイクラッチ74および第1減速歯車58a、伝達歯車12aを介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、第2ワンウエイクラッチ74と並列に設けたドッグクラッチ58cとスリーブ70を介して出力軸12を駆動可能である。ドッグクラッチ58cとスリーブ70は本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
The second M /
すなわち、スリーブ70は第1減速歯車58bに形成したスプライン58dと常時噛み合って軸方向に移動可能であり、スリーブ70を左側へ移動してドッグクラッチ58cと噛み合わせると駆動軸58eと第1減速歯車58bとが機械的に連結される。
第1減速歯車58aと伝達歯車12aは、本発明の減速歯車を構成する。
さらに、第2M/G58は第2クラッチ68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、第2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。
That is, the
The
Further, the second M /
In FIG. 5, the
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。
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は第1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第1ワンウエイクラッチ54が係合する。なお、第1クラッチ60および第1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。
Further, the
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
ここで、第2ワンウエイクラッチ74と並列に設けた機械的な連結手段であるドッグクラッチ58cとスリーブ70について説明する。
すなわち、実施例1でも説明したように、ドッグクラッチ58cとスリーブ70を噛み合わせてトルクを伝達した後に、これを解除する際に大きな力が必要になり、衝撃が生ずることがある。
したがって、ここでも第2ワンウエイクラッチ74に実施例1で説明したような遊びと弾性体が設けてあるが図示は省略する。なお、遊びと弾性体を設ける部位は、第2ワンウエイクラッチ74と第1減速歯車58aの間、および第2ワンウエイクラッチ74と駆動軸58eとの間のいずれでもよい。
Here, the dog clutch 58c and the
That is, as described in the first embodiment, after the dog clutch 58c and the
Accordingly, here, the play and the elastic body as described in the first embodiment are provided in the second one-way clutch 74, but the illustration is omitted. Note that the portion where the play and the elastic body are provided may be between the second one-way clutch 74 and the
一方、実施例1における固定装置52aに相当するのが、ドッグクラッチ58cとスリーブ70であり、これを図9および図10で説明する。
ドッグクラッチ58cとスリーブ70とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
図9は図8におけるG部の断面を表し、図10は図9のH−H線に沿って切断した断面を表す。
前述のように、スリーブ70のスプライン70aは第1減速歯車58aに形成したスプライン58dと常時噛み合っている。スリーブ70が左側へ移動するとドッグクラッチ58cの外周に形成したスプライン58fとスプライン70aが噛み合ってトルクを伝達する。
On the other hand, the dog clutch 58c and the
The dog clutch 58c and the
9 represents a cross section of a G portion in FIG. 8, and FIG. 10 represents a cross section cut along the line HH of FIG.
As described above, the
実施例3でも説明したように、スプライン58eとスプライン70aの両者が噛み合い始めてから係合が終わるまでの駆動軸58eとスリーブ70との相対回転が、第2ワンウエイクラッチ74に付随して設けた遊びを詰める回転方向側に小さいことが重要である。そのために、図10に示すように、スプライン58eとスプライン70aの先端同士58gと70bは互いに一方向の面取りになっている。
As described in the third embodiment, the relative rotation between the
続いて実施例3の作動を、図11に示した作動表を参考にしながら説明する。
図11は、第1クラッチ60を「C1」、第2クラッチ68を「C2」、スリーブ70を「S」とした以外は実施例1の図5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2クラッチ68「C2」が、ブレーキ50の機能を第1クラッチ60「C1」が、固定装置「L」の機能をスリーブ「S」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第2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. 11 is the same as FIG. 5 of the first embodiment except that the first clutch 60 is “C1”, the second clutch 68 is “C2”, and the
Further, each of the fastening elements has a function of the clutch 60 “C” in the first embodiment, the second clutch 68 “C2” has a 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、入力変速歯車群と減速歯車に遊星歯車を用いていないので、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、第1、第2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、実質的に実施例1と同様であるので、詳細の説明を省略する。
Further, although 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と第1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 third embodiment, the first clutch 60 and the first one-way clutch 54 are simultaneously engaged as 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。
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.
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。
また、上記の機能を得るための摩擦要素としては、第1クラッチ60と第2クラッチ68の2個だけであることが、本発明の大きな効果である。これは、第2ワンウエイクラッチ74と並列にスリーブ70、ドッグクラッチ58cを設けたことによるものである。
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.
In addition, it is a great effect of the present invention that there are only two friction elements for obtaining the above function, the first clutch 60 and the
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。
さらに、伝達歯車28a、12a、入力歯車64a、64b、駆動歯車66a、66b、第1減速歯車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。
Further, when the engagement of the second clutch 68 is released in the B-1 mode of the 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
そして、図8で分かるように、第1クラッチ60と第2クラッチ68とは、歯車やワンウエイクラッチのような潤滑を必須とする構成要素と隔離した位置に配置することが可能である。したがって、乾式クラッチにすることと、これに伴って油圧ポンプを用いないことが容易である。
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。
As can be seen from FIG. 8, the first clutch 60 and the second clutch 68 can be arranged at positions separated from components that require lubrication, such as gears and one-way clutches. Therefore, it is easy to use a dry clutch and not to use a hydraulic pump.
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12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および実施例3と異なる部分を中心に説明し、それらと実質的に同じ部分については同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, an automobile drive device according to
FIG. 12 is a skeleton diagram of the main part of the automobile drive device according to the fourth embodiment of the present invention. Here, parts different from those in the first and third embodiments will be mainly described, and the substantially same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
実施例4における実施例1との違いは、実施例3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、実施例2と同様に入力変速歯車群がない構成である点が実施例3と異なる。
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。
The difference of the fourth embodiment from the first embodiment is that, similarly to the third embodiment, the
In the following, including the connection relationships of the rotating members, the following is performed.
That is, the
The
出力軸12と平行に設けた第2M/G58は、実施例3と同様に第2ワンウエイクラッチ74と第1減速歯車58a、12aを介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、第2ワンウエイクラッチ74と並列に設けたドッグクラッチ58cとスリーブ70を介して出力軸12を駆動可能である。むろん、第2ワンウエイクラッチ74には実施例1および実施例3で説明したように回転方向の遊びが設けられている。
ドッグクラッチ58cとスリーブ70とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
The second M /
The dog clutch 58c and the
第2M/G58はまた、第2減速歯車58bと、カウンタ軸62と入力軸10間に設けられた駆動歯車66a、66bと、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。
図12において第2減速歯車58bと駆動歯車66aは離れて描いてあるが、実際は両者が噛み合う位置関係になっている。
その他は、実施例1および実施例3と同様である。
The second M /
In FIG. 12, the
Others are the same as those in the first and third embodiments.
続いて実施例4の作動を、図13に示した作動表を参考にしながら説明する。
図13は、実施例3の第1ワンウエイクラッチ54がなくなって、第2ワンウエイクラッチ74を「OWC」としてある。
各締結要素の組み合わせと作動は、固定装置52aの「L」がスリーブ70の「S」に置き換わっているが、実質的に実施例2と同様である。
また、出力軸12のトルクも、上記した第1減速歯車58a、12a、第2減速歯車58b、駆動歯車66a、66bの各歯数比分が影響するものの、実質的に実施例2と同様であるので詳しい説明を省略する。
Next, the operation of Example 4 will be described with reference to the operation table shown in FIG.
In FIG. 13, the first one-
The combination and operation of each fastening element are substantially the same as those in the second embodiment, although “L” of the fixing
Further, the torque of the
実施例4の自動車用駆動装置も、EV走行において第1M/G56と第2M/G58の両方による同時駆動ができることが特徴である点は実施例1と同様である。
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。
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。
The automobile drive device of the fourth embodiment is also similar to the first embodiment in that it can be driven simultaneously by both the first M /
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 second clutch 68 is released during EB travel, 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14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. 14 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は第1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および第1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, as in the third embodiment, the input transmission gear group is constituted by a total of four parallel shaft gears, that is, input gears 64 a and 64 b provided between the
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、実施例2と同様に第1減速歯車58a、58bと第2ワンウエイクラッチ74を介して出力軸12を減速駆動可能であるとともに、第2ワンウエイクラッチ74と並列に設けたドッグクラッチ58cとスリーブ70を介して出力軸12を駆動可能である。むろん、第2ワンウエイクラッチ74には実施例1および実施例2で説明したように回転方向の遊びが設けられている。
ドッグクラッチ58cとスリーブ70とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
第2M/G58はまた、第2クラッチ68と駆動歯車66a、66bを介して第1リングギヤ24と連結可能である。
The first M /
The dog clutch 58c and the
The second M /
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の作動であるが、上記した入力歯車64a、64b、および駆動歯車66a、66b、第1減速歯車56a、22a、第1減速歯車58a、28a、の動力伝達経路は若干異なるが、図11の作動表も含めて実質的に実施例3と同様である。
出力軸12のトルクについても同様であるので、詳細の説明は省略する。
Subsequently, the operation of the fifth embodiment will be described. The input gears 64a and 64b, the drive gears 66a and 66b, the
Since the torque of the
また、動力取り出し軸78は、第2クラッチ68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と第1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 fifth embodiment, the first clutch 60 and the first one-way clutch 54 are simultaneously engaged as 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。
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.
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。
また、上記の機能を得るための摩擦要素としては、第1クラッチ60と第2クラッチ68の2個だけである点が、本発明の効果である。これは、第2ワンウエイクラッチ74と並列にスリーブ70、ドッグクラッチ58cを設けたことによるものである。
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.
The effect of the present invention is that there are only two friction elements for obtaining the above function, the first clutch 60 and the
また、EB走行で第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3と同様に、第1クラッチ60と第2クラッチ68とは、乾式クラッチにすることが容易である。
実施例5は、動力取り出し軸78を設けるのに適しており、商用車のハイブリッド自動車に適用することができる。
Further, when the engagement of the second clutch 68 is released during EB travel, both the first M /
As in the third embodiment, the first clutch 60 and the second clutch 68 can be easily formed as a dry clutch.
The fifth embodiment is suitable for providing the power take-off
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15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および実施例5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. 15 is a skeleton diagram of the main part of the vehicle 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 and fifth embodiments, the same reference numerals are given to the substantially same parts, and the description thereof is omitted.
実施例6における実施例5との違いは、入力変速歯車群がないことである。
以下、実施例6の構成と連結関係を説明する。
入力軸10は第1クラッチ60を介して第1リングギヤ24と連結可能であり、第2M/G58は駆動歯車66a、66bと第2クラッチ68を介して第1リングギヤ24と連結可能であるとともに、減速歯車58a、58bと第2ワンウエイクラッチ74を介して出力軸12を一方の回転方向に減速駆動可能である。また、第2ワンウエイクラッチ74と並列に設けたドッグクラッチ58cとスリーブ70を介して出力軸12を駆動可能である。むろん、第2ワンウエイクラッチ74には実施例1および実施例2で説明したように回転方向の遊びが設けられている。
ドッグクラッチ58cとスリーブ70とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
その他の構成は実施例5と同様である。
The difference between the sixth embodiment and the fifth embodiment is that there is no input transmission gear group.
Hereinafter, the configuration and connection relationship of Example 6 will be described.
The
The dog clutch 58c and the
Other configurations are the same as those of the fifth embodiment.
次に実施例6の作動であるが、図13の作動表を含めて実施例4と実質的に同様である。出力軸12のトルクは、駆動歯車66a、66bと減速歯車58a、58bの各歯数比分は実施例4と異なるが、実質的に同様であるので説明を省略する。
Next, the operation of the sixth embodiment is substantially the same as that of the fourth embodiment including the operation table of FIG. The torque of the
実施例6の自動車用駆動装置も、エンジン1が停止した状態において、第2M/G58が減速歯車58a、58b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 according to the sixth embodiment, the second M /
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。
また、上記の機能を得るための摩擦要素としては、第1クラッチ60と第2クラッチ68の2個だけである点が、本発明の効果である。これは、第2ワンウエイクラッチ74と並列にスリーブ70、ドッグクラッチ58cを設けたことによるものである。
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.
The effect of the present invention is that there are only two friction elements for obtaining the above function, the first clutch 60 and the
また、EB走行で第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3と同様に、第1クラッチ60と第2クラッチ68とは、乾式クラッチにすることが容易である。
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 during EB travel, both the first M /
As in the third embodiment, the first clutch 60 and the second clutch 68 can be easily formed as a dry clutch.
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16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. 16 is a skeleton diagram of the main part of the automobile drive device according to the seventh embodiment of the present invention. Here, the description will focus on parts that are different from the first and sixth embodiments, 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6における駆動歯車66a、66bと第1減速歯車58a58bとが共通の歯車になっていることである。
すなわち、実施例7においては第1減速歯車58a、58bが実施例6の駆動歯車66a、66bを兼ねている。
したがって、第1減速歯車58bが、第2ワンウエイクラッチ74を介して一方の回転方向にのみ第1キャリア28を経て出力軸12と連結可能であり、スリーブ70を介して回転方向に関係なくドッグクラッチ28c経由で出力軸12と連結可能である。第1減速歯車58bはまた、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。
ドッグクラッチ28cとスリーブ70とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
The difference between the seventh embodiment and the sixth embodiment is that the drive gears 66a and 66b and the first reduction gear 58a58b in the sixth embodiment are a common gear.
That is, in the seventh embodiment, the
Therefore, the
The dog clutch 28c and the
また、入力軸10をケース52に固定するドッグ歯10aが設けてあり、固定装置52aを噛み合わせることで固定可能である。これは後述のようにEV走行において特に大きな駆動力を要する場合に固定する。
固定装置52aは実施例1で示したの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が一般的に備えるフライホイールの外周に形成してもよい。
その他の連結関係は実施例6と同様である。
In addition,
The fixing
Other connection relationships are the same as in the sixth embodiment.
続いて実施例7の作動を、図17に示した作動表を参考にしながら説明する。
図17の締結要素は、固定装置52aの「L」が新たに設けられたのみで、他は実施例4の図13と同様である。
また、各駆動モードについてもE−Lモード、E−RL1モード、E−RL2モードが、新たに加わったのみで他は実施例6と同様であるので、新たな駆動モードのみ説明する。
Next, the operation of Example 7 will be described with reference to the operation table shown in FIG.
The fastening element of FIG. 17 is the same as FIG. 13 of the fourth embodiment except that the “L” of the fixing
Also, for each drive mode, the EL mode, the E-RL1 mode, and the E-RL2 mode are the same as in the sixth embodiment except that only the new drive mode is described.
E−Lモードは特に大きな駆動力を要する場合に用いる。すなわち、前述の固定装置52aを噛み合わせて入力軸10を固定するとともに、第1クラッチ60の締結で第1リングギヤ24をケース52に固定する。これにより、第1M/G56、第2M/G58の両者で減速駆動できるようになる。すなわち、減速歯車58a、58bの歯数比(58bの歯数/58aの歯数)をiとした場合、出力軸トルクはT1(1+α1)/α1+T2・iである。
The E-L mode is used when particularly large driving force is required. That is, the
むろん、第1M/G56のみでの減速駆動も可能であり、その場合は第2ワンウエイクラッチ74の締結が解除され、第2M/G58は停止していることができる。
E−1モード、E−2モードは、実施例6と実質的に同じである。
次に後進のE−RL1モードとE−RL2モードとは、E−Lモードと同様に特に大きな駆動力を要する場合に用いる。
Needless to say, the first M /
The E-1 mode and the E-2 mode are substantially the same as those in the sixth embodiment.
Next, the reverse E-RL1 mode and the E-RL2 mode are used when a particularly large driving force is required as in the E-L mode.
E−RL1モードは、E−Lモードと同じ締結に加えてスリーブ70を締結して第1M/G56、第2M/G58の両者で減速駆動する。出力軸12のトルクは回転方向が異なるのみで、E−Lモードと同じである。
E−RL2モードは、スリーブ70の噛み合いをしない場合で、第1M/G56のみでの駆動である。出力軸トルクは−T1(1+α1)/α1である。
E−Rモードは実施例6と実質的に同じである。
その他の駆動モードも実施例6と実質的に同様であるので、説明を省略する。
なお、実施例6と実質的に同様とした駆動モードの出力軸トルクは、第1減速歯車58a、58bが実施例6の駆動歯車66a、66bを兼ねている分のみ異なるが、実質的に同様である。
In the E-RL1 mode, in addition to the same fastening as the E-L mode, the
The E-RL2 mode is a case where only the first M /
The ER mode is substantially the same as in the sixth embodiment.
Other drive modes are substantially the same as those in the sixth embodiment, and thus the description thereof is omitted.
The output shaft torque in the drive mode that is substantially the same as that of the sixth embodiment differs only in that the
実施例7の自動車用駆動装置も、エンジン1が停止した状態において、第2M/G58が減速歯車58a、58b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 second M /
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。
また、上記の機能を得るための摩擦要素としては、第1クラッチ60と第2クラッチ68の2個だけである点が、本発明の効果である。これは、第2ワンウエイクラッチ74と並列にスリーブ70、ドッグクラッチ28cを設けたことによるものである。
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.
The effect of the present invention is that there are only two friction elements for obtaining the above function, the first clutch 60 and the
また、EB走行で第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3と同様に、第1クラッチ60と第2クラッチ68とは、乾式クラッチにすることが容易である。
上記したように、第1減速歯車58a、58bが実施例6の駆動歯車66a、66bを兼ねているので、実施例6に比べて歯車が2個少ないのが本実施例の特徴である。
実施例7は、入力軸10の固定装置52aを設けたため、必要に応じてEV走行で大きな駆動力を得ることができるので、商用車のハイブリッド自動車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 during EB travel, both the first M /
As in the third embodiment, the first clutch 60 and the second clutch 68 can be easily formed as a dry clutch.
As described above, since the
Since the fixing
次に、本発明の実施例8の自動車用駆動装置につき説明する。
図18は、本発明の実施例8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および実施例2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 an eighth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 18 is a skeleton diagram of the main part of the automobile drive device according to the eighth embodiment of the present invention. Here, the description will focus on the parts different from the first and second embodiments, the same reference numerals are given to the substantially same parts, and the description thereof will be omitted.
実施例8における実施例1および実施例2との違いは、本発明の入力歯車群を構成する第2遊星歯車組30は実施例1と同様であり、本発明の動力分割遊星歯車組を構成する第1遊星歯車組20と本発明の減速歯車を構成する第3遊星歯車組40とは実施例2と同様であり、クラッチ60の連結関係のみが異なる。
すなわち、クラッチ60は第1サンギヤ22と第3サンギヤ42とを連結可能になっている。一方、実施例2と同様に第1キャリア28と第3遊星歯車組40のキャリアが一体になっているので、クラッチ60により第1サンギヤ22と第3サンギヤ42とを連結すると、サンギヤ同士22、42も一体になるので、結果としてリングギヤ同士24と44も実質的に一体になったのと同様になる。
The difference between the first embodiment and the second embodiment in the eighth embodiment is that the second planetary gear set 30 constituting the input gear group of the present invention is the same as that of the first embodiment, and constitutes the power split planetary gear set of the present invention. The first planetary gear set 20 and the third planetary gear set 40 constituting the reduction gear of the present invention are the same as in the second embodiment, and only the connection relationship of the clutch 60 is different.
That is, the clutch 60 can connect the
したがって、クラッチ60の連結関係は実施例1と異なるが、実質的には入力軸10と第2リングギヤ34および第3リングギヤ44が連結可能であるのと同じことになる。
続いて実施例8の作動であるが、上記したように実質的に実施例1と実施例2とを組み合わせたようになる。作動表も図5の実施例1と同様であるので、詳細の説明は省略する。
Accordingly, although the connection relationship of the clutch 60 is different from that of the first embodiment, it is substantially the same as that the
Subsequently, the operation of the eighth embodiment will be described. The first and second embodiments are substantially combined as described above. Since the operation table is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
実施例8の自動車用駆動装置も、エンジン1が停止した状態において、第2M/G58が減速歯車58a、58b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 eighth embodiment, the second M /
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。
また、上記の機能を得るための摩擦要素としては、ブレーキ50とクラッチ60の2個だけである点が、本発明の効果である。これは、第2ワンウエイクラッチ74と並列に固定装置52aを設けたことによるものである。
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.
The effect of the present invention is that there are only two friction elements, the
また、EB走行でクラッチ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。
そして、実施例3と同様に、ブレーキ50とクラッチ60とは、乾式にすることが容易である。
実施例8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 clutch 60 is released during EB travel, both the first M /
And like Example 3, it is easy to make the
The eighth embodiment is also suitable for use as a drive device for vehicles such as so-called plug-in hybrid vehicles.
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、いずれもエンジン1が停止したEV走行で第1M/G56と第2M/G58の両者で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, the output shaft can be driven by both the first M /
As a result, it is possible to reduce the total capacity of the two M /
そして、EV走行では無駄な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。
And in EV driving | running | working, there is also an effect which avoids unnecessary M / G accompanying and reduces power consumption.
Therefore, taking advantage of the fact that both the first M /
また、各実施例は以上の特徴を有しながら摩擦要素の数がいずれも2個と少ないことが特徴である。したがって、制御装置も含めてコストが安くなる。
なお、実施例7で説明した、入力軸10の固定装置52aを設けることによるEV走行の駆動力増大の手段は、他の実施例4、実施例6などにも応用可能である。
In addition, each embodiment has the above-described characteristics, and is characterized in that the number of friction elements is as small as two. Therefore, the cost including the control device is reduced.
Note that the means for increasing the driving force of EV traveling by providing the
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、入力変速歯車群を備えた上記各実施例は、変速段数が2段のものであったが、これをさらに多段化することができる。
また、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, in each of the above embodiments including the input transmission gear group, the number of shift stages is two, but this can be further increased.
In addition, the above-described operations can be achieved 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
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、機械的連結・解除手段)
54 第1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
58a 第1減速歯車(減速歯車)
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 スリーブ(機械的連結・解除手段)
72 スプリング
74 第2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, mechanical connection / release means)
54 1st one way clutch (2nd fastening element, fixing means)
56 1st M / G
58 2nd M / G
58a First reduction gear (reduction gear)
60 Clutch (first fastening element, fixing means)
62 Counter shaft 64 Input gear 66
72
Claims (15)
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リングギヤと連結するか、または連結可能であり、
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2モーター・ジェネレーターが前記出力軸を駆動する動力伝達経路に第2ワンウエイクラッチと、該第2ワンウエイクラッチと並列に機械的連結・解除手段を設け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 connected to or 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,
2. A vehicle driving apparatus comprising: a second one-way clutch in a power transmission path for driving the output shaft by the second motor / generator; and a mechanical connection / release means in parallel with the second one-way clutch.
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請求項1乃至5のいずれか1項に記載の自動車用駆動装置。 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 is capable of driving the output shaft at the same time, and the driving apparatus for an automobile according to any one of claims 1 to 5.
2. The vehicle drive device according to claim 1, wherein the second motor / generator is connectable to the output shaft and the first ring gear through a common pair of gears.
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