JP2013129329A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device.
従来、パーキングロック機構を備えた動力伝達装置が公知である。例えば、特許文献1には、遊星歯車機構の分配出力部材の外周面にパーキングギアが形成されたパーキングロック機構の技術が開示されている。 Conventionally, a power transmission device including a parking lock mechanism is known. For example, Patent Document 1 discloses a technique of a parking lock mechanism in which a parking gear is formed on the outer peripheral surface of a distribution output member of a planetary gear mechanism.
また、遊星歯車機構と駆動輪との間を切り離す技術が知られている。例えば、特許文献2には、プラネタリギヤとモータの間にクラッチを設け、両者の切り離しおよび結合を可能とする動力出力装置およびハイブリッド車両並びにその制御方法の技術が開示されている。
In addition, a technique for separating the planetary gear mechanism from the drive wheel is known. For example,
動力伝達装置の大型化を抑制できることが望まれている。例えば、遊星歯車機構と駆動輪とを切り離す機構およびパーキングロック機構を設ける場合の動力伝達装置の大型化を抑制できることが望ましい。 It is desired that the enlargement of the power transmission device can be suppressed. For example, it is desirable to be able to suppress an increase in the size of the power transmission device when a mechanism for separating the planetary gear mechanism and the drive wheel and a parking lock mechanism are provided.
本発明の目的は、遊星歯車機構と駆動輪とを切り離す機構およびパーキングロック機構を設ける場合の大型化を抑制できる動力伝達装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the power transmission device which can suppress the enlargement at the time of providing the mechanism in which a planetary gear mechanism and a driving wheel are isolate | separated, and a parking lock mechanism.
本発明の動力伝達装置は、駆動輪に対して接続された出力ギアを有する出力部材と、前記出力部材に対応する回転要素、エンジンに対応する回転要素および回転電機に対応する回転要素を有する遊星歯車機構と、係合装置と、を備え、前記係合装置は、アクチュエータによって移動されることで第一係合状態、第二係合状態あるいは開放状態に切り替え可能な係合移動部材を有し、前記第一係合状態の前記係合移動部材は、前記出力部材に対応する回転要素であるリングギアと前記出力部材とを係合し、かつ前記リングギアおよび前記出力部材の回転を許容し、前記第二係合状態の前記係合移動部材は、前記出力部材の回転を規制し、前記開放状態の前記係合移動部材は、前記リングギアと前記出力部材とを開放し、かつ前記リングギアおよび前記出力部材の回転を許容することを特徴とする。 A power transmission device according to the present invention includes an output member having an output gear connected to a drive wheel, a rotating element corresponding to the output member, a rotating element corresponding to an engine, and a rotating element corresponding to a rotating electric machine. A gear mechanism, and an engagement device, the engagement device having an engagement moving member that can be switched to a first engagement state, a second engagement state, or a release state by being moved by an actuator. The engagement moving member in the first engagement state engages a ring gear, which is a rotating element corresponding to the output member, and the output member, and allows the ring gear and the output member to rotate. The engagement moving member in the second engagement state restricts the rotation of the output member, the engagement movement member in the released state releases the ring gear and the output member, and the ring Gear and Characterized in that it permits rotation of the output member.
上記動力伝達装置において、前記第二係合状態の前記係合移動部材は、前記リングギアと前記出力部材とを係合し、かつ前記リングギアおよび前記出力部材の回転を規制することが好ましい。 In the power transmission device, it is preferable that the engagement moving member in the second engagement state engages the ring gear and the output member and restricts rotation of the ring gear and the output member.
上記動力伝達装置において、前記係合移動部材は、前記開放状態の位置から係合方向に移動して前記第一係合状態となり、前記第一係合状態の位置から更に前記係合方向に移動して前記第二係合状態となることが好ましい。 In the power transmission device, the engagement moving member moves from the open state position in the engagement direction to the first engagement state, and further moves from the first engagement state position in the engagement direction. It is preferable that the second engagement state be established.
本発明に係る動力伝達装置は、駆動輪に対して接続された出力ギアを有する出力部材と、出力部材に対応する回転要素、エンジンに対応する回転要素および回転電機に対応する回転要素を有する遊星歯車機構と、係合装置と、を備える。係合装置は、アクチュエータによって移動されることで第一係合状態、第二係合状態あるいは開放状態に切り替え可能な係合移動部材を有する。 A power transmission device according to the present invention includes an output member having an output gear connected to a drive wheel, a rotating element corresponding to the output member, a rotating element corresponding to the engine, and a rotating element corresponding to the rotating electrical machine. A gear mechanism and an engagement device are provided. The engagement device has an engagement moving member that can be switched to the first engagement state, the second engagement state, or the release state by being moved by the actuator.
第一係合状態の係合移動部材は、出力部材に対応する回転要素であるリングギアと出力部材とを係合し、かつリングギアおよび出力部材の回転を許容する。第二係合状態の係合移動部材は、出力部材の回転を規制する。開放状態の係合移動部材は、リングギアと出力部材とを開放し、かつリングギアおよび出力部材の回転を許容する。本発明に係る動力伝達装置によれば、遊星歯車機構と駆動輪とを切り離す機構およびパーキングロック機構を係合装置が兼ねることで、大型化を抑制できるという効果を奏する。 The engagement moving member in the first engagement state engages the ring gear, which is a rotation element corresponding to the output member, and the output member, and allows the ring gear and the output member to rotate. The engagement moving member in the second engagement state restricts the rotation of the output member. The engagement moving member in the opened state opens the ring gear and the output member, and allows the ring gear and the output member to rotate. According to the power transmission device according to the present invention, the engagement device also serves as a mechanism for separating the planetary gear mechanism and the drive wheel and a parking lock mechanism, thereby achieving an effect of suppressing an increase in size.
以下に、本発明の実施形態に係る動力伝達装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, a power transmission device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
[実施形態]
図1から図3を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、動力伝達装置に関する。図1は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置の要部を示す断面図、図2は、実施形態に係る車両のエンジン/HV走行時の要部を示すスケルトン図、図3は、実施形態に係る車両のEV/回生走行時の要部を示すスケルトン図である。
[Embodiment]
The embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The present embodiment relates to a power transmission device. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a power transmission device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a skeleton diagram showing the main part of the vehicle according to the embodiment during engine / HV traveling, and FIG. It is a skeleton figure which shows the principal part at the time of EV / regenerative driving of the vehicle which concerns on a form.
図1に示す本実施形態の動力伝達装置20は、走行用動力源が発生させる動力を伝達するものである。動力伝達装置20は、図2および図3に示すように、車両1に搭載され、駆動装置2に適用される。駆動装置2は、車両1の駆動輪30を回転駆動して推進するものである。駆動装置2は、エンジン10、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2を有しており、所謂ハイブリッド形式の駆動装置である。車両1は、ハイブリッド車両であり、内燃機関を可及的に効率の良い状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を電動機もしくはモータジェネレータで補い、さらには減速時にエネルギーの回生を行うことができる。
The
駆動装置2は、エンジン10、回転電機MG1,MG2に加えて、動力伝達装置20、駆動輪30およびECU40を有する。エンジン10は、燃料の燃焼エネルギーを回転軸の回転運動に変換して出力する。
第一回転電機MG1および第二回転電機MG2は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転電機MG1および第二回転電機MG2は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。第一回転電機MG1および第二回転電機MG2によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転電機MG1および第二回転電機MG2としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。 The first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 are connected to a battery via an inverter. The first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 can convert the electric power supplied from the battery into mechanical power and output it, and are driven by the input power to convert the mechanical power into electric power. Can be converted. The electric power generated by the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 can be stored in the battery. As the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2, for example, an AC synchronous motor generator can be used.
動力伝達装置20は、エンジン10、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2および駆動輪30を相互に接続するものであり、入力される動力を駆動輪30に伝達して駆動輪30を回転駆動することができる。動力伝達装置20は、出力部材4(図1参照)、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2、遊星歯車機構50、減速機構60、差動機構70および係合装置80を含んで構成されている。
The
ECU40は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ECU40は、車両の各部を制御する制御装置としての機能を有する。本実施形態のECU40は、エンジン10、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2および係合装置80と接続されており、エンジン10、各回転電機MG1,MG2および係合装置80を制御することができる。ECU40は、駆動装置2を制御することでエンジン10と回転電機MG1,MG2を原動機として併用又は選択使用することができる。
The ECU 40 is an electronic control unit having a computer. The ECU 40 has a function as a control device that controls each part of the vehicle. The ECU 40 of the present embodiment is connected to the
第一回転電機MG1は、主にエンジン10の出力を受けて発電する発電機として用いられ、第二回転電機MG2は、主に走行用の動力を出力する電動機として用いられる。第一回転電機MG1のロータには、回転軸21が連結されている。回転軸21の回転軸線C1は、入力軸11の回転軸線と一致している。第二回転電機MG2のロータには、回転軸22が連結されている。回転軸22は、回転軸線C2を中心に回転可能である。回転軸線C1と回転軸線C2とは平行である。
The first rotating electrical machine MG1 is mainly used as a generator that generates power upon receiving the output of the
遊星歯車機構50は、エンジン10が出力した機械的動力を第一回転電機MG1側と駆動輪30側とに分割可能な差動機構である。遊星歯車機構50は、サンギア50s、ピニオンギア50p、リングギア50rおよびキャリア50cを有する。サンギア50sは、回転軸線C1と同軸上に回転自在に配置されている。リングギア50rは、サンギア50sと同軸上に回転自在に配置されている。ピニオンギア50pは、サンギア50sとリングギア50rとの間に配置されており、サンギア50sおよびリングギア50rとそれぞれ噛み合っている。
The
キャリア50cは、入力軸11と同軸上に配置され、かつ入力軸11と連結されており、入力軸11と一体回転する。キャリア50cは、エンジン10に対応する回転要素であり、入力軸11を介してエンジン10と接続されている。ピニオンギア50pは、キャリア50cによって回転自在に支持されている。従って、ピニオンギア50pは、ピニオンギア50pの回転軸線を回転中心として回転(自転)可能であると共に、キャリア50cと一体となって入力軸11の回転軸線C1を回転中心として回転(公転)可能である。
The
サンギア50sには、第一回転電機MG1の回転軸21が接続されている。言い換えると、サンギア50sは、第一回転電機MG1に対応する回転要素である。第一回転電機MG1は、遊星歯車機構50を挟んでエンジン10と軸方向において互いに対向している。
The
リングギア50rは、係合装置80を介して後述するカウンタドライブギア23と接続されている。
The
なお、本明細書では、特に記載しない場合、「軸方向」とは入力軸11の回転軸線C1の方向を示し、「径方向」とは回転軸線C1を中心とし、回転軸線C1と直交する半径方向を示し、「周方向」とは回転軸線C1を回転中心とする回転方向を示すものとする。
In the present specification, unless otherwise specified, the “axial direction” indicates the direction of the rotational axis C1 of the
減速機構60は、遊星歯車機構50から伝達される機械的動力と、回転軸22から伝達される機械的動力とを統合し、統合した機械的動力を減速してトルクを増大させる。減速機構60は、カウンタシャフト61、カウンタドリブンギア62およびドライブピニオンギア63を含む。カウンタシャフト61は、回転軸線C1,C2と平行な回転軸線C3を中心に回転可能な回転軸である。カウンタドリブンギア62は、カウンタドライブギア23と噛み合っている。ドライブピニオンギア63は、カウンタシャフト61を介してカウンタドリブンギア62と接続されており、カウンタドリブンギア62と一体回転する。
The
第二回転電機MG2の回転軸22には、リダクションギア24が連結されている。リダクションギア24は、カウンタドリブンギア62と噛み合っている。カウンタドライブギア23から伝達される動力と、リダクションギア24から伝達される動力とはカウンタドリブンギア62において合成されてドライブピニオンギア63から出力される。
A
差動機構70は、減速機構60から伝達された機械的動力を左右の駆動軸71に分配して出力する。差動機構70は、デフリングギア72を含んでいる。デフリングギア72は、ドライブピニオンギア63と噛み合っている。左右の駆動軸71には、それぞれ駆動輪30が連結されている。
The
車両1は、EV走行あるいはHV走行を選択的に実行することができる。EV走行は、エンジン10の動力によらずに、第一回転電機MG1あるいは第二回転電機MG2の少なくともいずれか一方を動力源として車両1を走行させる走行モードである。車両1は、EV走行モードにおいて第一回転電機MG1を動力源として走行できるように構成されていてもよい。例えば、キャリア50cの回転を規制できるクラッチや、キャリア50cの負回転を規制するワンウェイクラッチによって、第一回転電機MG1を動力源として走行できるようにされてもよい。ここで、遊星歯車機構50の各回転要素の回転における正方向とは、車両1の前進走行時のリングギア50rおよびキャリア50cの回転方向である。
The vehicle 1 can selectively execute EV traveling or HV traveling. EV travel is a travel mode in which the vehicle 1 travels using at least one of the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 as a power source regardless of the power of the
また、ECU40は、車両1の運転状態等に基づいて、車両1をHV走行モードで走行させることができる。HV走行モードは、少なくともエンジン10を動力源として車両1を走行させる走行モードである。HV走行モードでは、エンジン10の動力によって車両1を走行させるエンジン走行、あるいはエンジン10の動力および第二回転電機MG2の動力によって車両1を走行させるHV走行を実施することができる。第一回転電機MG1は、正トルクを出力して正回転するエンジン10に対して、負トルクを発生して反力を受けることにより、エンジントルクを車両1の駆動力としてリングギア50rから出力させることができる。
Further, the
図1に示すように、リングギア50rは、回転部材3の内周に配置された内歯歯車である。リングギア50rは、係合装置80を介して出力部材4と接続されるものであり、出力部材4に対応する回転要素である。回転部材3は、円筒形状をなしており、回転軸線C1と同軸上に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
回転部材3は、軸受31,32を介してケース5によって回転自在に支持されている。ケース5は、動力伝達装置20を収容するケースであり、遊星歯車機構50、係合装置80、後述する出力部材4等を内部に有している。軸受31,32は、例えば、ボールベアリングとすることができる。軸受31,32は、回転部材3の径方向内側に配置されている。軸受31,32の内輪はケース5に嵌合しており、外輪は回転部材3の内周に嵌合している。軸受31は、回転部材3における軸方向の第一回転電機側の端部を支持している。軸受32は、回転部材3における軸方向のエンジン側の端部を支持している。また、軸受31と軸受32とは、遊星歯車機構50を挟んで軸方向において互いに対向している。
The rotating
出力部材4は、回転部材3の径方向外側に配置されている。出力部材4は、円筒形状をなしている。出力部材4の軸方向の長さは、回転部材3の軸方向の長さよりも短い。出力部材4の内周面と、回転部材3の外周面とは所定の隙間を空けて径方向において互いに対向している。出力部材4の内周面と回転部材3の外周面との間には、軸受33,34が介在している。軸受33,34は、例えば、ニードルベアリングであり、出力部材4と回転部材3とを相対回転自在に接続している。出力部材4は、軸受33,34を介して回転部材3によって支持されており、回転部材3に対して相対回転自在である。
The
回転部材3は、軸方向のエンジン側に配置された小径部35と、小径部35よりも軸方向の第一回転電機側に配置された大径部36とを有している。大径部36の外径は、小径部35の外径よりも大きい。出力部材4は、回転部材3の小径部35に配置されている。回転部材3は、小径部35と大径部36との外径の差に応じた段差面37を有する。段差面37は、軸方向において出力部材4と互いに対向しており、出力部材4の軸方向の移動を規制する。段差面37は、第一回転電機側へ向かう出力部材4の軸方向の移動を規制する。また、エンジン側へ向かう出力部材4の軸方向の移動は、ワッシャ38およびスナップリング39によって規制されている。
The rotating
出力部材4は、外歯のカウンタドライブギア23を有する。カウンタドライブギア23は、駆動輪30に対して接続された出力ギアである。具体的には、図2に示すように、カウンタドライブギア23は、カウンタドリブンギア62、ドライブピニオンギア63、差動機構70および駆動軸71を介して駆動輪30と接続されている。カウンタドライブギア23は、出力部材4における軸方向のエンジン側の端部に配置されている。カウンタドライブギア23は、軸受32と径方向において互いに対向している。つまり、軸受32は、カウンタドライブギア23の径方向内方に位置している。また、カウンタドライブギア23の少なくとも一部は、軸受32よりも第一回転電機側、言い換えると軸受31と軸受32との間に位置している。
The
係合装置80は、クラッチハブ81、クラッチスリーブ82、ドグ歯83、回転側パーキングドグ84、固定側パーキングドグ85および図示しないアクチュエータを有している。係合装置80は、回転部材3と出力部材4とを係合するクラッチ装置としての機能と、回転部材3および出力部材4の回転を規制するパーキングロック機構としての機能を兼ね備えている。
The
クラッチハブ81は、回転部材3の大径部36の外周に配置されている。クラッチハブ81は、回転部材3に対して相対回転不能に固定されるものであり、例えば、回転部材3と一体に形成される。クラッチハブ81は、径方向外側に向けて突出する外歯であるドグ歯81aを有する。ドグ歯81aの歯筋が延在する方向は、軸方向である。
The
ドグ歯83は、出力部材4の外周に配置されている。ドグ歯83は、出力部材4に対して相対回転不能に固定されるものであり、例えば、出力部材4と一体に形成される。ドグ歯83は、カウンタドライブギア23よりも軸方向の第一回転電機側に配置されている。ドグ歯83は、径方向外側に向けて突出する外歯であり、その歯筋が延在する方向は、軸方向である。出力部材4のドグ歯83と、クラッチハブ81のドグ歯81aとは、回転軸線C1からの径方向の位置が等しく、両者の外周面は同一の円筒面上にある。また、ドグ歯83とドグ歯81aとは軸方向において隣接し、かつ互いに対向している。
The dog teeth 83 are disposed on the outer periphery of the
クラッチスリーブ82は、クラッチハブ81に対して径方向の外側に配置されている。クラッチスリーブ82は、アクチュエータによって軸方向の駆動力が与えられることで軸方向に移動する係合移動部材である。クラッチスリーブ82は、円筒形状をなしており、径方向において回転部材3と互いに対向している。クラッチスリーブ82は、内歯のドグ歯82aを有する。ドグ歯82aは、クラッチスリーブ82の内周に配置されており、径方向の内側に向けて突出している。ドグ歯82aの歯筋が延在する方向は、軸方向である。クラッチスリーブ82のドグ歯82aとクラッチハブ81のドグ歯81aとは噛み合っている。
The
クラッチスリーブ82には、回転側パーキングドグ84が設けられている。回転側パーキングドグ84は、クラッチスリーブ82における軸方向のエンジン側の端面に配置されている。回転側パーキングドグ84は、クラッチスリーブ82に対して軸方向のエンジン側に向けて突出するドグ歯である。回転側パーキングドグ84は、ドグ歯81a,83よりも径方向の外側に配置されている。また、回転側パーキングドグ84は、クラッチスリーブ82のドグ歯82aに対して軸方向のエンジン側に突出している。回転側パーキングドグ84の歯筋が延在する方向は、径方向である。
The
ケース5には、固定側パーキングドグ85が設けられている。固定側パーキングドグ85は、回転側パーキングドグ84と対応するドグ歯である。固定側パーキングドグ85は、ケース5の一部を構成する取付部51に配置されている。取付部51は、ケース5の外殻部分から出力部材4に向けて径方向の内側に突出しており、ケース5の外殻部分に対して少なくとも回転軸線C1周りに相対回転不能であるように固定されている。なお、ケース5の外殻部分は、車両1の車体に対して固定されていることから、取付部51は、車体に対して固定されている。取付部51は、ケース5の外殻部分に対していずれの方向にも相対移動不能に固定されていることが好ましい。固定側パーキングドグ85は、取付部51の径方向内側の端部に配置されており、軸方向の第一回転電機側に向けて突出している。固定側パーキングドグ85の歯筋が延在する方向は、径方向である。固定側パーキングドグ85と回転側パーキングドグ84とは、軸方向において互いに対向している。
The
クラッチスリーブ82は、アクチュエータによって移動されることで、第一係合状態、第二係合状態あるいは開放状態に切り替え可能である。なお、クラッチスリーブ82は、更に他の状態に切り替え可能とされていてもよい。言い換えると、クラッチスリーブ82は、少なくとも第一係合状態、第二係合状態あるいは開放状態に切り替え可能なものである。アクチュエータは、電磁力やばね力等によってクラッチスリーブ82を軸方向に移動させることができるものであり、ドグクラッチ等に適用可能な公知のアクチュエータを用いることができる。一例として、アクチュエータは、電磁ソレノイドとすることができる。
The
(第一係合状態)
第一係合状態では、クラッチスリーブ82は、リングギア50rと出力部材4とを係合し、かつリングギア50rおよび出力部材4の回転を許容する。具体的には、第一係合状態のクラッチスリーブ82の軸方向の位置は、ドグ歯82aがクラッチハブ81のドグ歯81aおよび出力部材4のドグ歯83とそれぞれ係合し、かつ回転側パーキングドグ84が固定側パーキングドグ85とは係合しない位置である。第一係合状態では、クラッチスリーブ82のドグ歯82aがクラッチハブ81のドグ歯81aと出力部材4のドグ歯83とを連結してドグ歯81aとドグ歯83との相対回転を規制する。つまり、第一係合状態のクラッチスリーブ82は、リングギア50rと出力部材4とを相互に動力伝達可能な状態に結合する。
(First engagement state)
In the first engagement state, the
また、第一係合状態では、回転側パーキングドグ84と固定側パーキングドグ85とが係合していないため、回転部材3および出力部材4の回転が許容されている。第一係合状態では、エンジン10の出力するトルクは、遊星歯車機構50、回転部材3、クラッチスリーブ82および出力部材4を介して、カウンタドライブギア23から駆動輪30に向けて伝達されることができる。
Further, in the first engagement state, the rotation
(第二係合状態)
第二係合状態では、クラッチスリーブ82は、リングギア50rと出力部材4とを係合し、かつリングギア50rおよび出力部材4の回転を規制する。具体的には、第二係合状態のクラッチスリーブ82の軸方向の位置は、ドグ歯82aがクラッチハブ81のドグ歯81aおよび出力部材4のドグ歯83とそれぞれ係合し、かつ回転側パーキングドグ84が固定側パーキングドグ85と係合する位置である。クラッチスリーブ82において、第二係合状態の位置は、可動範囲の最もエンジン側の位置である。
(Second engagement state)
In the second engagement state, the
第二係合状態では、クラッチスリーブ82のドグ歯82aがクラッチハブ81のドグ歯81aと出力部材4のドグ歯83とを連結してドグ歯81aとドグ歯83との相対回転を規制すると共に、回転側パーキングドグ84が固定側パーキングドグ85と係合することにより、クラッチスリーブ82の回転が規制される。言い換えると、第二係合状態のクラッチスリーブ82は、ケース5とドグ歯81aおよびドグ歯83とを相対回転不能に連結する。これにより、回転部材3および出力部材4の回転が規制される。
In the second engagement state, the
第二係合状態では、パーキングロック状態が実現され、カウンタドライブギア23および駆動輪30の回転が規制される。
In the second engagement state, a parking lock state is realized, and the rotation of the
(開放状態)
開放状態では、クラッチスリーブ82は、リングギア50rと出力部材4とを開放し、かつリングギア50rおよび出力部材4の回転を許容する。具体的には、開放状態のクラッチスリーブ82の軸方向の位置は、ドグ歯82aがクラッチハブ81のドグ歯81aと係合し、かつ出力部材4のドグ歯83とは係合せず、回転側パーキングドグ84が固定側パーキングドグ85と係合しない位置である。クラッチスリーブ82において、開放状態の位置は、可動範囲の最も第一回転電機側の位置である。
(Open state)
In the opened state, the
開放状態のクラッチスリーブ82は、回転部材3のドグ歯81aと係合し、かつ出力部材4のドグ歯83とは係合しないことから、リングギア50rと出力部材4とを開放し、リングギア50rと出力部材4との相対回転を許容する。また、開放状態では、回転側パーキングドグ84が固定側パーキングドグ85と係合しないことから、クラッチスリーブ82の回転は規制されない。従って、開放状態のクラッチスリーブ82は、リングギア50rおよび出力部材4の回転を許容する。
Since the opened
このように、クラッチスリーブ82は、可動範囲において軸方向の最も第一回転電機側の位置で開放状態となり、最もエンジン側の位置で第二係合状態となり、開放状態と第二係合状態との間の位置で第一係合状態となる。言い換えると、クラッチスリーブ82は、開放状態の位置から軸方向のエンジン側に向けて移動することで開放状態から第一係合状態に切り替わり、第一係合状態の位置からさらに軸方向のエンジン側に向けて移動することで第一係合状態から第二係合状態に切り替わる。つまり、クラッチスリーブ82において、軸方向のエンジン側に向かう移動方向は係合方向である。一方、クラッチスリーブ82において、軸方向の第一回転電機側に向かう移動方向は開放方向である。
In this way, the
以下の説明では、クラッチスリーブ82の軸方向の位置であって、第一係合状態の位置を「第一係合位置」とも記載し、第二係合状態の位置を「第二係合位置」とも記載し、開放状態の位置を「開放位置」とも記載する。なお、開放位置、第一係合位置、第二係合位置は、それぞれの状態におけるドグ歯82aの基準部分の位置とすることができる。開放位置、第一係合位置、第二係合位置は、軸方向に所定の幅を有する領域として定められてもよい。
In the following description, the position of the
係合装置80のアクチュエータは、クラッチスリーブ82を係合方向に第一係合位置まで移動させて回転部材3と出力部材4とを係合させる第1制御と、クラッチスリーブ82を係合方向に第二係合位置まで移動させて回転部材3と出力部材4とケース5とを係合させる第2制御とを行うことができる。
The actuator of the
ECU40は、エンジン走行時およびHV走行時には、図2に示すように係合装置80を第一係合状態に制御する。この場合、動力伝達装置20は、エンジン10から入力軸11を介してキャリア50cに出力された機械的動力を遊星歯車機構50のピニオンギア50pからサンギア50sとリングギア50rとに分割する。そして、動力伝達装置20は、例えば、エンジン走行時にはリングギア50rからカウンタドライブギア23に伝達されたエンジン10からの機械的動力をカウンタドリブンギア62、差動機構70、駆動軸71等を介して駆動輪30に伝達する。また、動力伝達装置20は、例えば、HV走行時にはリングギア50rからカウンタドライブギア23に伝達されたエンジン10からの機械的動力と、回転軸22からリダクションギア24に伝達された第二回転電機MG2からの機械的動力とをカウンタドリブンギア62にて統合し差動機構70、駆動軸71等を介して駆動輪30に伝達する。
The
一方、ECU40は、EV走行時、車両1の制動時に第二回転電機MG2によって回生制動を行う回生走行時には、図3に示すように、係合装置80を開放状態に制御する。動力伝達装置20は、例えば、EV走行時には回転軸22からリダクションギア24に伝達された第二回転電機MG2からの機械的動力をカウンタドリブンギア62、差動機構70、駆動軸71等を介して駆動輪30に伝達する。動力伝達装置20は、例えば、回生走行時には、駆動輪30側からの動力を駆動軸71、差動機構70、カウンタドリブンギア62等を介してリダクションギア24に伝達し、これにより、第二回転電機MG2が回生により発電する。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
EV走行時や回生制動時に係合装置80が開放状態とされることで、回転部材3と出力部材4とが切り離される。これにより、遊星歯車機構50、第一回転電機MG1等がカウンタドライブギア23の回転によって連れ回されることが抑制され、引き摺り損失が低減される。
When the
ECU40は、パーキングロック状態とするときに、係合装置80を第二係合状態に制御する。ECU40は、例えば、シフトポジションがP(パーキング)レンジとされた場合に係合装置80を第二係合状態とし、Pレンジから他のレンジにシフトされた場合に係合装置80を第一係合状態あるいは開放状態とする。
The
本実施形態の動力伝達装置20では、一つのアクチュエータによって、回転部材3と出力部材4とを係合するクラッチの制御と、出力部材4の回転を規制するパーキングロック機構の制御とを行うことができる。また、回転部材3と出力部材4とを係合するクラッチの係合移動部材と、パーキングロック機構の係合移動部材とを一つのクラッチスリーブ82が兼ねている。従って、専用のパーキングロック機構(パーキングギアと専用のパーキングポールとが噛み合う方式)が不要となり、動力伝達装置20における径方向や軸方向の小型化が実現される。
In the
また、係合装置80は、クラッチスリーブ82を軸方向に移動させて軸方向の位置を調整することにより、第一係合状態、第二係合状態あるいは開放状態に切り替えることができる。このように、クラッチスリーブ82の移動方向が軸方向のみに限定されていることで、可動範囲として確保するスペースを小さなものとすることや、アクチュエータの構成を簡素化することが可能である。
The engaging
また、本実施形態の係合装置80では、回転部材3のドグ歯81aと出力部材4のドグ歯83とをクラッチとして係合するクラッチ係合部は、クラッチスリーブ82の内周に配置されたドグ歯82aである。一方、固定側パーキングドグ85と係合することでパーキングロック状態を実現するパーキング係合部は、クラッチスリーブ82の側面に配置された回転側パーキングドグ84である。このように、クラッチ係合部とパーキング係合部とがクラッチスリーブ82の互いに異なる面に配置されていることで、第一係合状態と第二係合状態とを切り替えるときのクラッチスリーブ82のストローク量を抑制することができる。言い換えると、クラッチスリーブ82の軸方向の必要可動範囲を抑制することができる。
In the engaging
なお、本実施形態では、係合装置80が噛合い式のクラッチ装置であったが、これに限定されるものではなく、係合装置80として他の公知の方式のクラッチ装置等が用いられてもよい。
In the present embodiment, the engaging
[実施形態の第1変形例]
上記実施形態では、第二係合状態において、クラッチスリーブ82が回転部材3と出力部材4とを接続し、かつ回転側パーキングドグ84が固定側パーキングドグ85と係合したが、これに代えて、第二係合状態において、クラッチスリーブ82が回転部材3と出力部材4とを開放するようにしてもよい。例えば、第二係合状態でパーキングロック状態となるときに、クラッチスリーブ82のドグ歯82aが出力部材4のドグ歯83と係合し、かつクラッチハブ81のドグ歯81aとは係合しないようにしてもよい。
[First Modification of Embodiment]
In the above embodiment, in the second engagement state, the
[実施形態の第2変形例]
上記実施形態では、クラッチスリーブ82が可動範囲の一端にある場合に開放状態となり、可動範囲の他端にある場合に第二係合状態となり、可動範囲の中間にある場合に第一係合状態となったが、可動範囲の位置と各状態との対応関係はこれに限定されるものではない。例えば、係合装置80は、クラッチスリーブ82が可動範囲の一端にある場合に第一係合状態、他端にある場合に第二係合状態、中間にある場合に開放状態となるように構成されてもよい。
[Second Modification of Embodiment]
In the above embodiment, the
[実施形態の第3変形例]
上記実施形態の開放状態(以下、「第一開放状態」と称する。)に加えて、第二開放状態が設けられてもよい。第二開放状態では、回転部材3の回転が規制される点で第一開放状態と異なる。つまり、第二開放状態では、回転部材3の回転が規制され、かつ回転部材3と出力部材4との相対回転が許容される。なお、第二開放状態では、回転側パーキングドグ84と固定側パーキングドグ85とは係合せず、開放している。
[Third Modification of Embodiment]
In addition to the open state of the above embodiment (hereinafter referred to as “first open state”), a second open state may be provided. The second open state differs from the first open state in that the rotation of the rotating
第二開放状態を実現する手段としては、例えば、パーキングドグ84,85と同様の、互いに噛み合うことでクラッチスリーブ82の回転を規制する回転規制ドグ歯をクラッチスリーブ82およびケース5にそれぞれ設ける方法が挙げられる。クラッチスリーブ82を開放位置よりも第一回転電機側に移動した場合にクラッチスリーブ82の回転規制ドグ歯とケース5の回転規制ドグ歯とが係合するようにすればよい。なお、第一開放状態に代えて第二開放状態を設けることも可能である。
As a means for realizing the second open state, for example, a method of providing rotation restriction dog teeth for restricting the rotation of the
上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実施することができる。 The contents disclosed in the above embodiments and modifications can be implemented in appropriate combination.
1 車両
4 出力部材
5 ケース
10 エンジン
20 動力伝達装置
23 カウンタドライブギア(出力ギア)
30 駆動輪
40 ECU
50 遊星歯車機構
50r リングギア
80 係合装置
81 クラッチハブ
82 クラッチスリーブ
84 回転側パーキングドグ
85 固定側パーキングドグ
MG1 第一回転電機(回転電機)
MG2 第二回転電機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
30
50
MG2 Second rotating electrical machine
Claims (3)
前記出力部材に対応する回転要素、エンジンに対応する回転要素および回転電機に対応する回転要素を有する遊星歯車機構と、
係合装置と、
を備え、
前記係合装置は、アクチュエータによって移動されることで第一係合状態、第二係合状態あるいは開放状態に切り替え可能な係合移動部材を有し、
前記第一係合状態の前記係合移動部材は、前記出力部材に対応する回転要素であるリングギアと前記出力部材とを係合し、かつ前記リングギアおよび前記出力部材の回転を許容し、
前記第二係合状態の前記係合移動部材は、前記出力部材の回転を規制し、
前記開放状態の前記係合移動部材は、前記リングギアと前記出力部材とを開放し、かつ前記リングギアおよび前記出力部材の回転を許容する
ことを特徴とする動力伝達装置。 An output member having an output gear connected to the drive wheels;
A planetary gear mechanism having a rotating element corresponding to the output member, a rotating element corresponding to the engine, and a rotating element corresponding to the rotating electrical machine;
An engagement device;
With
The engagement device has an engagement moving member that can be switched to a first engagement state, a second engagement state, or an open state by being moved by an actuator;
The engagement moving member in the first engagement state engages a ring gear that is a rotating element corresponding to the output member and the output member, and allows the ring gear and the output member to rotate,
The engagement moving member in the second engagement state restricts rotation of the output member;
The power transmission apparatus, wherein the engagement moving member in the released state opens the ring gear and the output member and allows the ring gear and the output member to rotate.
請求項1に記載の動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 1, wherein the engagement moving member in the second engagement state engages the ring gear and the output member and restricts rotation of the ring gear and the output member.
請求項1または2に記載の動力伝達装置。 The engagement moving member moves from the position in the released state in the engagement direction to the first engagement state, and further moves in the engagement direction from the position in the first engagement state to move to the second engagement. The power transmission device according to claim 1, wherein the power transmission device is in a combined state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011280472A JP2013129329A (en) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Power transmission device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017166536A (en) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of engagement mechanism |
JP2018532923A (en) * | 2015-07-29 | 2018-11-08 | ボルボトラックコーポレーション | Engine device drive system |
JP2020085094A (en) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | 株式会社デンソー | Power transmission device |
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2011
- 2011-12-21 JP JP2011280472A patent/JP2013129329A/en active Pending
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