JP2013148117A - Vehicle driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータの駆動力により減速機構、差動機構を介して車輪を駆動する車両駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device that drives wheels via a reduction mechanism and a differential mechanism by a driving force of a motor.
モータを動力源とする車両においては、モータと車輪との間の動力伝達経路において減速機構、差動機構を有する車両駆動装置を備えるものがある。減速機構では、2組の遊星歯車機構(前進用遊星歯車機構、後進用遊星歯車機構)を採用したものがある(例えば、特許文献1参照)。遊星歯車機構を採用することで、高い減速比を得ながら、小型化・軽量化を図ることができ、駆動系損失を効果的に低減できるとされている。 Some vehicles using a motor as a power source include a vehicle drive device having a speed reduction mechanism and a differential mechanism in a power transmission path between the motor and wheels. There is a reduction mechanism that employs two sets of planetary gear mechanisms (forward planetary gear mechanism, reverse planetary gear mechanism) (see, for example, Patent Document 1). By adopting a planetary gear mechanism, it is said that it is possible to reduce the size and weight while obtaining a high reduction ratio, and to effectively reduce the drive system loss.
以下の分析は、本願発明者により与えられる。 The following analysis is given by the inventor.
しかしながら、特許文献1に記載の減速機構では、後進時のギヤ比を大きく取るとギヤが大きくなり、使用頻度の高い前進時には潤滑油の攪拌抵抗の増大やフリクション増大につながり、動力損失が大きくなる。また、特許文献1に記載の減速機構では、モータのロータと差動機構とが常に繋がっているため、動力を必要としない場合には、潤滑油攪拌抵抗や、フリクション抵抗が減速機構のギヤに常にかかる状態になるため、動力損失が大きくなる。
However, in the speed reduction mechanism described in
本発明の主な課題は、後進時のギヤ比を大きくしても動力損失を抑えることができる車両駆動装置を提供することである。 The main subject of this invention is providing the vehicle drive device which can suppress a power loss even if the gear ratio at the time of reverse drive is enlarged.
本発明の一視点においては、車両駆動装置において、回転動力を出力するモータと、前記モータからの回転動力を減速して出力する減速機構と、前記減速機構からの回転動力を左右の車輪に向けて差動可能に出力する差動機構と、を備え、前記減速機構は、前記モータからの回転動力を第1回転方向に減速して出力する第1遊星歯車機構と、前記第1遊星歯車機構からの回転動力を断接可能に前記差動機構に伝達する第1断接機構と、前記第1遊星歯車機構からの回転動力を前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に変速して出力する第2遊星歯車機構と、前記第2遊星歯車機構からの回転動力を断接可能に前記差動機構に伝達する第2断接機構と、を備えることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, in a vehicle drive device, a motor that outputs rotational power, a speed reduction mechanism that decelerates and outputs rotational power from the motor, and the rotational power from the speed reduction mechanism are directed to left and right wheels. And a differential mechanism that outputs differentially, wherein the speed reduction mechanism decelerates and outputs rotational power from the motor in a first rotational direction, and the first planetary gear mechanism. A first connection / disconnection mechanism that transmits the rotational power from the first differential gear mechanism to the differential mechanism in a connectable manner, and the rotational power from the first planetary gear mechanism is shifted in a second rotation direction opposite to the first rotation direction. And a second planetary gear mechanism that outputs the second planetary gear mechanism and a second connection / disconnection mechanism that transmits the rotational power from the second planetary gear mechanism to the differential mechanism in a connectable manner.
本発明によれば、減速機構において前進側と後進側の動力伝達経路が異なるため、それぞれの経路に断接機構を設けることにより、モータから減速機構と差動機構を切り離すことができ、動力を必要としない場合には通常の差動機構として使うことができるため、減速機構においてフリクションロスがなくなり、後進時のギヤ比を大きくしても動力損失を抑えることができる。 According to the present invention, since the power transmission paths on the forward side and the reverse side are different in the speed reduction mechanism, the speed reduction mechanism and the differential mechanism can be separated from the motor by providing a connection / disconnection mechanism in each path, When it is not necessary, it can be used as a normal differential mechanism, so there is no friction loss in the speed reduction mechanism, and power loss can be suppressed even if the gear ratio during reverse is increased.
[実施形態の概要]
本発明の実施形態に係る車両駆動装置では、回転動力を出力するモータ(図2の2)と、前記モータからの回転動力を減速して出力する減速機構(図2の3)と、前記減速機構からの回転動力を左右の車輪(図2の7、8)に向けて差動可能に出力する差動機構(図2の4)と、を備え、前記減速機構は、前記モータからの回転動力を第1回転方向に減速して出力する第1遊星歯車機構(図2の21)と、前記第1遊星歯車機構からの回転動力を断接可能に前記差動機構に伝達する第1断接機構(図2の23)と、前記第1遊星歯車機構からの回転動力を前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に変速して出力する第2遊星歯車機構(図2の22)と、前記第2遊星歯車機構からの回転動力を断接可能に前記差動機構に伝達する第2断接機構(図2の24)と、を備える。
[Outline of Embodiment]
In the vehicle drive device according to the embodiment of the present invention, a motor (2 in FIG. 2) that outputs rotational power, a speed reduction mechanism (3 in FIG. 2) that speeds down and outputs the rotational power from the motor, and the deceleration A differential mechanism (4 in FIG. 2) that differentially outputs rotational power from the mechanism toward left and right wheels (7 and 8 in FIG. 2), and the speed reduction mechanism is rotated from the motor. A first planetary gear mechanism (21 in FIG. 2) that decelerates and outputs power in the first rotation direction, and a first disconnection that transmits the rotational power from the first planetary gear mechanism to the differential mechanism in a connectable manner. And a second planetary gear mechanism (22 in FIG. 2) that outputs the rotational power from the first planetary gear mechanism in a second rotational direction opposite to the first rotational direction. ) And a second connecting / disconnecting device that transmits the rotational power from the second planetary gear mechanism to the differential mechanism so as to be connected / disconnected. It comprises a (24 in FIG. 2), a.
本発明の前記車両駆動装置において、前記第1遊星歯車機構は、前記モータからの回転動力が入力される第1サンギヤと、前記第1サンギヤの外側で公転可能に前記第1サンギヤと噛み合う第1ピニオンギヤと、前記第1ピニオンギヤを回転可能に支持するとともに、前記第1サンギヤに対して前記第1ピニオンギヤが公転した時の回転動力を前記第2断接機構を介して前記差動装置に向けて出力する第1キャリアと、回転不能に固定されるとともに、内側で前記第1ピニオンギヤと噛み合う第1リングギヤと、を備え、前記第2遊星歯車機構は、前記第1キャリアからの回転動力が入力される第2サンギヤと、前記第2サンギヤの外側で公転可能に前記第2サンギヤと噛み合う第2ピニオンギヤと、回転不能に固定されるとともに、前記第2ピニオンギヤを回転可能に支持する第2キャリアと、内側で前記第2ピニオンギヤと噛み合うとともに、回転動力を前記第2断接機構を介して前記差動装置に向けて出力する第2リングギヤと、を備えることが好ましい。 In the vehicle drive device according to the present invention, the first planetary gear mechanism includes a first sun gear that receives rotational power from the motor, and a first sun gear that meshes with the first sun gear so as to be able to revolve outside the first sun gear. A pinion gear and the first pinion gear are rotatably supported, and rotational power when the first pinion gear revolves with respect to the first sun gear is directed toward the differential device via the second connection / disconnection mechanism. A first ring gear that is fixed to be non-rotatable and meshes with the first pinion gear on the inside; and the second planetary gear mechanism receives rotational power from the first carrier. A second sun gear, a second pinion gear meshing with the second sun gear so as to be able to revolve outside the second sun gear, and a non-rotatably fixed second gear. A second carrier that rotatably supports the pinion gear; and a second ring gear that meshes with the second pinion gear on the inside and outputs rotational power to the differential device via the second connection / disconnection mechanism. It is preferable.
本発明の前記車両駆動装置において、前記第1遊星歯車機構は、前記モータからの回転動力が入力される第1サンギヤと、前記第1サンギヤの外側で前記第1サンギヤと噛み合う第1ピニオンギヤと、回転不能に固定されるとともに、前記第1ピニオンギヤを回転可能に支持する第1キャリアと、内側で前記第1ピニオンギヤと噛み合うとともに、回転動力を前記第2断接機構を介して前記差動機構に向けて出力する第1リングギヤと、を備え、前記第2遊星歯車機構は、回転動力を前記第2断接機構を介して前記差動機構に向けて出力する第2サンギヤと、前記第2サンギヤの外側で前記第2サンギヤと噛み合う第2ピニオンギヤと、回転不能に固定されるとともに、前記第2ピニオンギヤを回転可能に支持する第2キャリアと、内側で前記第2ピニオンギヤと噛み合うとともに、前記第1リングギヤからの回転動力が前記第1断接機構を介して入力される第2リングギヤと、を備えることが好ましい。 In the vehicle drive device of the present invention, the first planetary gear mechanism includes a first sun gear to which rotational power from the motor is input, a first pinion gear that meshes with the first sun gear outside the first sun gear, A first carrier that is fixed to be non-rotatable and that rotatably supports the first pinion gear, and meshes with the first pinion gear on the inside, and rotational power is transmitted to the differential mechanism via the second connection / disconnection mechanism. A second ring gear that outputs rotational power to the differential mechanism via the second connecting / disconnecting mechanism, and the second sun gear. A second pinion gear meshing with the second sun gear on the outside, a second carrier fixed to be non-rotatable and rotatably supporting the second pinion gear, and a front on the inside Meshing with the second pinion gear, a second ring gear rotational power from the first ring gear is input via the first disengaging mechanism is preferably provided with a.
本発明の前記車両駆動装置において、前記第1断接機構及び前記第2断接機構を制御する電子制御装置を備えることが好ましい。 The vehicle drive device according to the present invention preferably includes an electronic control unit that controls the first connection / disconnection mechanism and the second connection / disconnection mechanism.
本発明の前記車両駆動装置において、前記電子制御装置は、前進時に前記第1断接機構を接、かつ、前記第2断接機構を断となるように制御し、後進時に前記第1断接機構を断、かつ、前記第2断接機構を接となるように制御することが好ましい。 In the vehicle drive device of the present invention, the electronic control unit controls the first connecting / disconnecting mechanism to be in contact with the first connecting / disconnecting mechanism when moving forward and the second connecting / disconnecting mechanism to be disconnected. It is preferable that the mechanism is disconnected and the second connecting / disconnecting mechanism is controlled to be in contact.
本発明の前記車両駆動装置において、前記第1断接機構及び前記第2断接機構は、それぞれ、摩擦クラッチ、シンクロギヤ、ドグクラッチ、電磁クラッチ、噛み合いクラッチ、及び、自動クラッチのうちいずれか1つであることが好ましい。 In the vehicle drive device of the present invention, each of the first connecting / disconnecting mechanism and the second connecting / disconnecting mechanism is any one of a friction clutch, a synchro gear, a dog clutch, an electromagnetic clutch, a meshing clutch, and an automatic clutch. It is preferable that
なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。以下、実施例について図面を参照しつつ説明する。 Note that, in the present application, where reference numerals are attached to the drawings, these are only for the purpose of helping understanding, and are not intended to be limited to the illustrated embodiments. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
本発明の実施例1に係る車両駆動装置について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1に係る車両駆動装置の構成を模式的に示したブロック図である。図2は、本発明の実施例1に係る車両駆動装置における(A)駆動装置の構成を模式的に示したスケルトン図、(B)駆動装置における減速機構の速度線図である。 A vehicle drive device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the vehicle drive device according to the first embodiment of the present invention. 2A and 2B are a skeleton diagram schematically showing the configuration of the drive device (A) in the vehicle drive device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a velocity diagram of the speed reduction mechanism in the drive device.
図1を参照すると、車両駆動装置1は、車両を駆動する装置である。車両駆動装置1は、動力源としてモータジェネレータ2を有する電気自動車に搭載される。車両駆動装置1は、主な構成部として、駆動装置16(モータジェネレータ2、減速機構3、差動機構4)と、車軸5、6と、車輪7、8と、インバータ10と、バッテリ11と、モータジェネレータ制御装置12と、バッテリ制御装置13と、減速機構制御装置14と、メイン制御装置15と、を有する。
Referring to FIG. 1, a
駆動装置16は、モータジェネレータ2の回転動力により減速機構3及び差動機構4並びに車軸5、6を介して車輪7、8を駆動する装置である(図1、図2(A)参照)。駆動装置16は、モータジェネレータ2と、減速機構3と、差動機構4と、を有する。
The
モータジェネレータ2は、電動機として駆動するとともに発電機としても駆動する同期発電電動機である(図1、図2(A)参照)。モータジェネレータ2は、インバータ10を介してバッテリ11と電力のやり取りを行なう。モータジェネレータ2は、減速機構3のハウジング(図示せず)に取り付けられている。モータジェネレータ2は、固定子となるステータ2aの内側に回転子となるロータ2bが配されている。ロータ2bは、減速機構3の入力軸20と連結され、入力軸20と一体に回転する。ロータ2bの内側には、車軸5が挿通されている。モータジェネレータ2は、車輪7、8から車軸5、6、差動機構4、減速機構3を介して伝達された回転動力を用いて回生してバッテリ11を充電したり、バッテリ11からの電力を用いて回転動力を出力できる。モータジェネレータ2は、インバータ10を介してモータジェネレータ制御装置12によって制御される。
The
減速機構3は、モータジェネレータ2からの回転動力を減速して差動機構4に向けて出力する歯車機構である(図1、図2(A)参照)。減速機構3は、主な構成部として、入力軸20と、第1遊星歯車機構21と、第2遊星歯車機構22と、第1断接機構23と、第2断接機構24と、出力軸25と、を有する。
The
入力軸20は、モータジェネレータ2からの回転動力を減速機構3に入力するための軸である(図2(A)参照)。入力軸20は、減速機構3のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。入力軸20は、中空軸となっており、内側に車軸5が挿通されている。入力軸20は、モータジェネレータ2のロータ2bと一体に回転する。入力軸20は、第1遊星歯車機構21の第1サンギヤS1と一体に回転する。
The
第1遊星歯車機構21は、前進用の減速機構である(図2(A)参照)。第1遊星歯車機構21は、第1サンギヤS1と、第1ピニオンギヤP1と、第1リングギヤR1と、第1キャリアC1と、を有する。第1サンギヤS1は、入力軸20と一体に回転する外歯歯車である。第1ピニオンギヤP1は、第1サンギヤS1の外周にて公転可能に第1サンギヤS1と噛み合う外歯車歯である。第1リングギヤR1は、減速機構3のハウジング(図示せず)に固定されるとともに内側で第1ピニオンギヤP1と噛み合う内歯歯車である。第1キャリアC1は、第1ピニオンギヤP1を回転可能に保持するとともに、第2サンギヤS2と一体に回転する部材である。第1キャリアC1は、第1サンギヤS1の外周にて第1ピニオンギヤP1が公転(減速)したときの回転動力を第2遊星歯車機構22の第2サンギヤS2及び第1断接機構23に向けて出力する。第1キャリアC1から第2サンギヤS2及び第1断接機構23までの動力伝達経路は中空となっており、その内側に車軸5が挿通されている。
The first
第2遊星歯車機構22は、後進時の減速比を大きく取るための後進用の減速機構である(図2(A)参照)。第2遊星歯車機構22は、第2サンギヤS2と、第2ピニオンギヤP2と、第2リングギヤR2と、第2キャリアC2と、を有する。第2サンギヤS2は、第1遊星歯車機構21の第1キャリアC1と一体に回転する外歯歯車である。第2ピニオンギヤP2は、第2サンギヤS2の外周にて第2サンギヤS2と噛み合う外歯車歯である。第2リングギヤR2は、内側で第2ピニオンギヤP2と噛み合うとともに、第2ピニオンギヤP2からの回転動力を第2断接機構24に向けて出力する内歯歯車である。第2キャリアC2は、減速機構3のハウジング(図示せず)に固定されるとともに、第2ピニオンギヤP2を回転可能に保持する部材である。
The second
第1断接機構23は、第1遊星歯車機構21の第1キャリアC1からの回転動力を断接可能に出力軸25に伝達することが可能な機構である(図2(A)参照)。第1断接機構23は、前進時に接状態にし、後進時に断状態にして用いられる。第1断接機構23の断接動作は、減速機構制御装置14によって駆動制御されるアクチュエータ(図示せず)によって行われる。
The first connecting /
第2断接機構24は、第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2からの回転動力を断接可能に出力軸25に伝達することが可能な機構である(図2(A)参照)。第2断接機構24は、前進時に断状態にし、後進時に接状態にして用いられる。第2断接機構24の断接動作は、減速機構制御装置14によって駆動制御されるアクチュエータ(図示せず)によって行われる。
The second connection /
なお、第1断接機構23及び第2断接機構24には、例えば、摩擦クラッチ(円盤、円錐、湿式、乾式、単板、多板)、ギヤ嵌離合(シンクロギヤ、ドグクラッチ)、電磁クラッチ、噛み合いクラッチ(爪式クラッチ)、自動クラッチ(遠心、流体、粉体)等を用いることができる。
The first connecting /
出力軸25は、第1断接機構23又は第2断接機構24からの回転動力を差動機構4に向けて出力するための軸である(図2(A)参照)。出力軸25は、減速機構3のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。出力軸25は、中空軸となっており、内側に車軸5が挿通されている。
The
減速機構3の動作として、第1断接機構23を接状態(第1遊星歯車機構21の第1キャリアC1と出力軸25とが一体回転する状態)とし、かつ、第2断接機構24を断状態(第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2と出力軸25とが相対回転する状態)とすることで前進段となる。一方、第1断接機構23を断状態(第1遊星歯車機構21の第1キャリアC1と出力軸25とが相対回転する状態)とし、かつ、第2断接機構24を接状態(第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2と出力軸25とが一体回転する状態)とすることで後進段となる。なお、前進段及び後進段では、モータジェネレータ2の回転方向は同じである。
As the operation of the
ここで、減速機構3において、入力軸20の回転速度をNi、第1遊星歯車機構21の第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1の歯数ZR1とすると、第1遊星歯車機構21の第1キャリアC1の回転速度Nfwd(前進時回転速度に相当)は、[数式1]のように表される(図2(B)参照)。
Here, in the
[数式1]
[Formula 1]
また、減速機構3において、第1遊星歯車機構21の第1キャリアC1の回転速度をNfwd、第2遊星歯車機構22の第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2の歯数ZR2、入力軸20の回転速度をNi、第1遊星歯車機構21の第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1の歯数ZR1とすると、第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2の回転速度Nrevは、[数式2]のように表される(図2(B)参照)。
Further, in the
[数式2]
[Formula 2]
差動機構4は、減速機構3の出力軸25からの回転動力により車軸5、6を介して車輪7、8を差動可能に駆動する装置である(図1、図2(A)参照)。
The differential mechanism 4 is a device that differentially drives the
車軸5は、差動機構4からの回転動力を車輪7に伝達する軸である(図1、図2(A)参照)。車軸5は、中空の出力軸25、第2サンギヤS2、第1キャリアC1、及び入力軸20、並びにモータジェネレータ2のロータ2bの内側に挿通されている。車軸6は、差動機構4からの回転動力を車輪8に伝達する軸である(図1、図2(A)参照)。
The axle 5 is a shaft that transmits the rotational power from the differential mechanism 4 to the wheel 7 (see FIGS. 1 and 2A). The axle 5 is inserted through the
車輪7は、車両の左側の車輪であり、差動機構4からの回転動力が車軸5を介して伝達される(図1、図2(A)参照)。車輪8は、車両の右側の車輪であり、差動機構4からの回転動力が車軸6を介して伝達される(図1、図2(A)参照)。
The
インバータ10は、モータジェネレータ制御装置12からの制御信号に応じて、モータジェネレータ2の動作(駆動動作、回生動作)を制御する(図1参照)。インバータ10は、昇降圧コンバータ(図示せず)を介してバッテリ11と電気的に接続されている。
バッテリ11は、放電及び蓄電可能な2次電池である(図1参照)。バッテリ11は、インバータ10と電気的に接続されている。
The
モータジェネレータ制御装置12は、インバータ10を介してモータジェネレータ2の動作を制御するコンピュータ(電子制御装置)である(図1参照)。モータジェネレータ制御装置12は、インバータ10、各種センサ(図示せず;例えば、回転センサ等)、及びメイン制御装置15と通信可能に接続されている。モータジェネレータ制御装置12は、メイン制御装置15からの制御信号に応じて、所定のプログラム(データベース、マップ等を含む)に基づいて制御処理を行う。
The motor
バッテリ制御装置13は、バッテリ11の状態(充放電状態、温度状態等)を管理するコンピュータ(電子制御装置)である(図1参照)。バッテリ制御装置13は、メイン制御装置15と通信可能に接続されている。バッテリ制御装置13は、メイン制御装置15からの制御信号に応じて、所定のプログラム(データベース、マップ等を含む)に基づいて制御処理を行う。
The
減速機構制御装置14は、減速機構3の動作を制御するコンピュータ(電子制御装置)である(図1参照)。減速機構制御装置14は、各種アクチュエータ(図2の断接機構23、24を含む)、各種センサ(図示せず;例えば、回転センサ等)、及びメイン制御装置15と通信可能に接続されている。減速機構制御装置14は、メイン制御装置15からの制御信号に応じて、所定のプログラム(データベース、変速マップ等を含む)に基づいて制御処理を行う。
The speed reduction
メイン制御装置15は、モータジェネレータ制御装置12、バッテリ制御装置13、及び減速機構制御装置14の動作を制御するコンピュータ(電子制御装置)である(図1参照)。メイン制御装置15は、モータジェネレータ制御装置12、バッテリ制御装置13、及び減速機構制御装置14と通信可能に接続されている。メイン制御装置15は、車両の所定の状況(電池残量、電池温度、インバータ状態、モータジェネレータ状態、エンジン状態、車両傾き等)を監視しており、車両の所定の状況に応じて、所定のプログラム(データベース、マップ等を含む)に基づいて、モータジェネレータ制御装置12、バッテリ制御装置13、及び減速機構制御装置14に対して制御信号を出力する。メイン制御装置15は、モータジェネレータ制御装置12を介してモータジェネレータ2の駆動、回生を制御し、バッテリ制御装置13を介してバッテリ11を管理し、減速機構制御装置14を介して図2の断接機構23、24の断接動作を制御する。
The
実施例1によれば、前進用の第1遊星歯車機構21に、後進用の第2遊星歯車機構22を組み合わせることにより、後進側の減速比を大きく取れる。また、前進時には、前進用の第1遊星歯車機構21のみを使うため、後進用の第2遊星歯車機構22のフリクションロスが解消され、動力損失を抑えることができる。
According to the first embodiment, by combining the first
また、実施例1によれば、遊星歯車機構21、22の組合せにより、後進時は出力軸25の回転方向を反転できるため、モータジェネレータ2の回転方向を前進・後進に関わらず同方向にできる。
Also, according to the first embodiment, the combination of the
さらに、実施例1によれば、前進時と後進時とで減速機構3の動力伝達経路が異なるため、それぞれの経路に断接機構23、24を設けることにより、モータジェネレータ2から減速機構3と差動機構4とを切り離すことができ、動力を必要としない場合には差動機構4を通常のディファレンシャルギヤとして使うことができるため、フリクションロスがなくなり、動力損失を抑えることができる。
Further, according to the first embodiment, since the power transmission path of the
本発明の実施例2に係る車両駆動装置について図面を用いて説明する。図3は、本発明の実施例2に係る車両駆動装置における(A)駆動装置の構成を模式的に示したスケルトン図、(B)駆動装置における減速機構の速度線図である。
A vehicle drive apparatus according to
実施例2は、実施例1の変形例であり、減速機構3において、断接機構28、29を第1遊星歯車機構21と第2遊星歯車機構22との間の動力伝達経路に設けたものである。
The second embodiment is a modification of the first embodiment. In the
減速機構3は、モータジェネレータ2からの回転動力を減速して差動機構4に向けて出力する歯車機構である(図3(A)参照)。減速機構3は、主な構成部として、入力軸20と、第1遊星歯車機構21と、第1断接機構28と、第2断接機構29と、第2遊星歯車機構22と、出力軸25と、を有する。
The
入力軸20は、モータジェネレータ2からの回転動力を減速機構3に入力するための軸である(図3(A)参照)。入力軸20は、減速機構3のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。入力軸20は、中空軸となっており、内側に車軸5が挿通されている。入力軸20は、モータジェネレータ2のロータ2bと一体に回転する。入力軸20は、第1遊星歯車機構21の第1サンギヤS1と一体に回転する。
The
第1遊星歯車機構21は、後進用の減速機構である(図3(A)参照)。第1遊星歯車機構21は、第1サンギヤS1と、第1ピニオンギヤP1と、第1リングギヤR1と、第1キャリアC1と、を有する。第1サンギヤS1は、入力軸20と一体に回転する外歯歯車である。第1ピニオンギヤP1は、第1サンギヤS1の外周にて第1サンギヤS1に対して相対的に公転可能に第1サンギヤS1と噛み合う外歯車歯である。第1リングギヤR1は、内側で第1ピニオンギヤP1と噛み合う内歯歯車である。第1リングギヤR1は、第1断接機構28を介して第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2に向けて出力可能である。第1リングギヤR1は、第2断接機構29を介して出力軸25に向けて出力可能である。第1キャリアC1は、第1ピニオンギヤP1を回転可能に保持する部材である。第1キャリアC1は、減速機構3のハウジング(図示せず)に固定されている。第2サンギヤS2の軸は、中空となっており、その内側に車軸5が挿通されている。
The first
第2遊星歯車機構22は、前進用の増速機構である(図3(A)参照)。第2遊星歯車機構22は、第2サンギヤS2と、第2ピニオンギヤP2と、第2リングギヤR2と、第2キャリアC2と、を有する。第2サンギヤS2は、出力軸25と一体に回転する。第2ピニオンギヤP2は、第2サンギヤS2の外周にて第2サンギヤS2に対して相対的に公転可能に第2サンギヤS2と噛み合う外歯車歯である。第2リングギヤR2は、内側で第1ピニオンギヤP1と噛み合う内歯歯車である。第2リングギヤR2は、第1断接機構28を介して第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1と接続可能である。第2キャリアC2は、第2ピニオンギヤP2を回転可能に保持する部材であり、減速機構3のハウジング(図示せず)に固定されている。
The second
第1断接機構28は、第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1からの回転動力を断接可能に第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2に伝達することが可能な機構である(図3(A)参照)。第1断接機構28は、前進時に接状態にし、後進時に断状態にして用いられる。第1断接機構28の断接動作は、減速機構制御装置(図1の14に相当)によって駆動制御されるアクチュエータ(図示せず)によって行われる。
The first connecting /
第2断接機構29は、第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1からの回転動力を断接可能に出力軸25に伝達することが可能な機構である(図3(A)参照)。第2断接機構29は、前進時に断状態にし、後進時に接状態にして用いられる。第2断接機構29の断接動作は、減速機構制御装置(図1の14に相当)によって駆動制御されるアクチュエータ(図示せず)によって行われる。
The second connecting /
なお、第1断接機構28及び第2断接機構29には、例えば、摩擦クラッチ(円盤、円錐、湿式、乾式、単板、多板)、ギヤ嵌離合(シンクロギヤ、ドグクラッチ)、電磁クラッチ、噛み合いクラッチ(爪式クラッチ)、自動クラッチ(遠心、流体、粉体)等を用いることができる。
The first connecting /
出力軸25は、第2断接機構29又は第2サンギヤS2からの回転動力を差動機構4に向けて出力するための軸である(図3(A)参照)。出力軸25は、減速機構3のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。出力軸25は、中空軸となっており、内側に車軸5が挿通されている。
The
減速機構3の動作として、第1断接機構28を接状態(第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1と第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2とが一体回転する状態)とし、かつ、第2断接機構29を断状態(第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2と出力軸25とが相対回転する状態)とすることで前進段となる。一方、第1断接機構28を断状態(第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1と第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2とが相対回転する状態)とし、かつ、第2断接機構29を接状態(第1遊星歯車機構22の第2リングギヤR2と出力軸25とが一体回転する状態)とすることで後進段となる。なお、前進段及び後進段では、モータジェネレータ2の回転方向は同じである。
As the operation of the
ここで、減速機構3において、入力軸20の回転速度をNi、第1遊星歯車機構21の第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1の歯数ZR1とすると、第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1の回転速度Nrev(後進時回転速度に相当)は、[数式3]のように表される(図3(B)参照)。
Here, in the
[数式3]
[Formula 3]
また、減速機構3において、第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1の回転速度をNrev、第2遊星歯車機構22の第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2遊星歯車機構22の第2リングギヤR2の歯数ZR2、入力軸20の回転速度をNi、第1遊星歯車機構21の第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1遊星歯車機構21の第1リングギヤR1の歯数ZR1とすると、第2遊星歯車機構22の第2サンギヤS2の回転速度Nfwdは、[数式4]のように表される(図3(B)参照)。
In the
[数式4]
[Formula 4]
なお、実施例2におけるその他の構成は、実施例1と同様である。 Other configurations in the second embodiment are the same as those in the first embodiment.
実施例2によれば、実施例1と同様な効果を奏する。 According to the second embodiment, the same effect as the first embodiment is obtained.
なお、本発明の全開示(請求の範囲及び図面を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the embodiments and examples may be changed and adjusted within the scope of the entire disclosure (including claims and drawings) of the present invention and based on the basic technical concept. Various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, etc.) are included within the scope of the claims of the present invention. Is possible. That is, the present invention naturally includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the drawings, and the technical idea.
1 車両駆動装置
2 モータジェネレータ(モータ)
2a ステータ
2b ロータ
3 減速機構
4 差動機構
5、6 車軸
7、8 車輪
10 インバータ
11 バッテリ
12 モータジェネレータ制御装置
13 バッテリ制御装置
14 減速機構制御装置(電子制御装置)
15 メイン制御装置
16 駆動装置
20 入力軸
21 第1遊星歯車機構
S1 第1サンギヤ
P1 第1ピニオンギヤ
C1 第1キャリア
R1 第1リングギヤ
22 第2遊星歯車機構
S2 第2サンギヤ
P2 第2ピニオンギヤ
C2 第2キャリア
R2 第2リングギヤ
23 第1断接機構
24 第2断接機構
25 出力軸
26 第1ワンウェイクラッチ
27 第2ワンウェイクラッチ
28 第1断接機構
29 第2断接機構
DESCRIPTION OF
15
Claims (6)
前記モータからの回転動力を減速して出力する減速機構と、
前記減速機構からの回転動力を左右の車輪に向けて差動可能に出力する差動機構と、
を備え、
前記減速機構は、
前記モータからの回転動力を第1回転方向に減速して出力する第1遊星歯車機構と、
前記第1遊星歯車機構からの回転動力を断接可能に前記差動機構に伝達する第1断接機構と、
前記第1遊星歯車機構からの回転動力を前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に変速して出力する第2遊星歯車機構と、
前記第2遊星歯車機構からの回転動力を断接可能に前記差動機構に伝達する第2断接機構と、
を備えることを特徴とする車両駆動装置。 A motor that outputs rotational power;
A speed reduction mechanism that decelerates and outputs rotational power from the motor;
A differential mechanism for differentially outputting rotational power from the speed reduction mechanism toward the left and right wheels;
With
The deceleration mechanism is
A first planetary gear mechanism that decelerates and outputs rotational power from the motor in a first rotational direction;
A first connecting / disconnecting mechanism for transmitting the rotational power from the first planetary gear mechanism to the differential mechanism in a connectable manner;
A second planetary gear mechanism that shifts and outputs rotational power from the first planetary gear mechanism in a second rotational direction opposite to the first rotational direction;
A second connecting / disconnecting mechanism for transmitting rotational power from the second planetary gear mechanism to the differential mechanism in a connectable manner;
A vehicle drive device comprising:
前記モータからの回転動力が入力される第1サンギヤと、
前記第1サンギヤの外側で公転可能に前記第1サンギヤと噛み合う第1ピニオンギヤと、
前記第1ピニオンギヤを回転可能に支持するとともに、前記第1サンギヤに対して前記第1ピニオンギヤが公転した時の回転動力を前記第2断接機構を介して前記差動装置に向けて出力する第1キャリアと、
回転不能に固定されるとともに、内側で前記第1ピニオンギヤと噛み合う第1リングギヤと、
を備え、
前記第2遊星歯車機構は、
前記第1キャリアからの回転動力が入力される第2サンギヤと、
前記第2サンギヤの外側で公転可能に前記第2サンギヤと噛み合う第2ピニオンギヤと、
回転不能に固定されるとともに、前記第2ピニオンギヤを回転可能に支持する第2キャリアと、
内側で前記第2ピニオンギヤと噛み合うとともに、回転動力を前記第2断接機構を介して前記差動装置に向けて出力する第2リングギヤと、
を備えることを特徴とする請求項1記載の車両駆動装置。 The first planetary gear mechanism is
A first sun gear to which rotational power from the motor is input;
A first pinion gear meshing with the first sun gear so as to be able to revolve outside the first sun gear;
The first pinion gear is rotatably supported, and rotational power when the first pinion gear revolves with respect to the first sun gear is output to the differential device via the second connection / disconnection mechanism. One carrier,
A first ring gear fixed in a non-rotatable manner and meshing with the first pinion gear on the inside;
With
The second planetary gear mechanism is
A second sun gear to which rotational power from the first carrier is input;
A second pinion gear meshing with the second sun gear so as to be able to revolve outside the second sun gear;
A second carrier fixed in a non-rotatable manner and rotatably supporting the second pinion gear;
A second ring gear that meshes with the second pinion gear on the inside and outputs rotational power to the differential device via the second connection / disconnection mechanism;
The vehicle drive device according to claim 1, further comprising:
前記モータからの回転動力が入力される第1サンギヤと、
前記第1サンギヤの外側で前記第1サンギヤと噛み合う第1ピニオンギヤと、
回転不能に固定されるとともに、前記第1ピニオンギヤを回転可能に支持する第1キャリアと、
内側で前記第1ピニオンギヤと噛み合うとともに、回転動力を前記第2断接機構を介して前記差動機構に向けて出力する第1リングギヤと、
を備え、
前記第2遊星歯車機構は、
回転動力を前記第2断接機構を介して前記差動機構に向けて出力する第2サンギヤと、
前記第2サンギヤの外側で前記第2サンギヤと噛み合う第2ピニオンギヤと、
回転不能に固定されるとともに、前記第2ピニオンギヤを回転可能に支持する第2キャリアと、
内側で前記第2ピニオンギヤと噛み合うとともに、前記第1リングギヤからの回転動力が前記第1断接機構を介して入力される第2リングギヤと、
を備えることを特徴とする請求項1記載の車両駆動装置。 The first planetary gear mechanism is
A first sun gear to which rotational power from the motor is input;
A first pinion gear meshing with the first sun gear outside the first sun gear;
A first carrier fixed in a non-rotatable manner and rotatably supporting the first pinion gear;
A first ring gear that meshes with the first pinion gear on the inside and outputs rotational power toward the differential mechanism via the second connection / disconnection mechanism;
With
The second planetary gear mechanism is
A second sun gear that outputs rotational power to the differential mechanism via the second connecting / disconnecting mechanism;
A second pinion gear meshing with the second sun gear outside the second sun gear;
A second carrier fixed in a non-rotatable manner and rotatably supporting the second pinion gear;
A second ring gear that meshes with the second pinion gear on the inside and receives rotational power from the first ring gear via the first connection / disconnection mechanism;
The vehicle drive device according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2012
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