JP2014019263A - Driving device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機で発生した駆動力を一対のドライブ軸から出力する車両用駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device that outputs a driving force generated by an electric motor from a pair of drive shafts.
近年、自動車においても、電動モータを駆動源とする様々なもの(電気自動車、ハイブリッド車)が開発され実用化されている。例えば、特開2003−63265号公報(以下、特許文献1)では、前輪をエンジンで駆動し、後輪を電動モータで駆動するハイブリッド車両において、電動モータと左後輪との間に第1クラッチを介装し、電動モータと右後輪との間に第2クラッチを介装し、前後軸間の駆動力配分を制御すると共に、後輪の左右輪間の駆動力配分を制御するハイブリッド車両の駆動力分配装置の技術が開示されている。 In recent years, various automobiles (electric automobiles, hybrid cars) that use an electric motor as a drive source have been developed and put into practical use. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-63265 (hereinafter referred to as Patent Document 1), in a hybrid vehicle in which front wheels are driven by an engine and rear wheels are driven by an electric motor, a first clutch is provided between the electric motor and the left rear wheel. A hybrid vehicle that includes a second clutch between the electric motor and the right rear wheel to control the driving force distribution between the front and rear shafts and to control the driving force distribution between the left and right wheels of the rear wheel The technology of the driving force distribution device is disclosed.
ところで、上述の特許文献1に開示されるハイブリッド車両のように、電動モータからの駆動力を左右後輪の車軸に伝達しようとすると電動モータのロータの回転軸と左右後輪の車軸の回転軸の回転方向が異なるため、例えば、ハイポイドギヤ等を介して電動モータの駆動力が車軸に伝達されるように構成する必要が生じて電動モータで発生した駆動力の伝達効率を悪化させてしまう虞がある。このような駆動力を伝達するハイポイドギヤは、比較的大径であるため、スペース効率も悪くなってしまう。また、車軸から離間した位置で、高トルク、高回転の大型の電動モータを採用しようとしても、電動モータの大きさが車両のスペースから制限されて所望の性能を得られなくなってしまう虞もある。
By the way, as in the hybrid vehicle disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、駆動軸にハイポイドギヤ等を用いることなく高効率で駆動力を伝達することができ、高トルク、高回転のモータ特性の電動モータであってもスペース効率良く採用することが可能で、電動モータで発生した駆動力を一方の駆動軸と他方の駆動軸に、これら駆動軸間の駆動力配分、及び、差動を考慮して伝達することができる車両用駆動装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can transmit a driving force with high efficiency without using a hypoid gear or the like on the driving shaft, and even if it is an electric motor having high torque and high rotation motor characteristics, it is a space. It can be used efficiently, and the driving force generated by the electric motor can be transmitted to one driving shaft and the other driving shaft in consideration of the driving force distribution between these driving shafts and the differential. It aims at providing the drive device for vehicles.
本発明の一形態による車両用駆動装置は、メインケースに固定したステータと上記メインケース内に回転自在に支持したロータからなる電動機と、上記電動機のロータの両側から該ロータの回転軸方向に突出して上記ロータと一体回転する一対の回転軸と、上記それぞれの回転軸の外側端に上記回転軸と同軸芯上に上記メインケースに回転自在に支持して上記電動機による駆動力を伝達自在な一対のドライブ軸と、上記それぞれの回転軸とドライブ軸との間を連結する遊星歯車機構とを備えた。 A vehicle drive device according to an embodiment of the present invention includes a stator fixed to a main case, an electric motor including a rotor rotatably supported in the main case, and a rotating shaft direction of the rotor from both sides of the rotor of the electric motor. A pair of rotating shafts that rotate integrally with the rotor, and a pair of shafts that are rotatably supported by the main case on the same axis as the rotating shafts at the outer ends of the rotating shafts and capable of transmitting the driving force of the electric motor. Drive shafts, and a planetary gear mechanism for connecting the respective rotary shafts and the drive shafts.
本発明による車両用駆動装置によれば、駆動軸にハイポイドギヤ等を用いることなく高効率で駆動力を伝達することができ、高トルク、高回転のモータ特性の電動モータであってもスペース効率良く採用することが可能で、電動モータで発生した駆動力を一方の駆動軸と他方の駆動軸に、これら駆動軸間の駆動力配分、及び、差動を考慮して伝達することが可能となる。 According to the vehicle drive device of the present invention, the driving force can be transmitted with high efficiency without using a hypoid gear or the like on the drive shaft, and even an electric motor with high torque and high rotation motor characteristics can be efficiently space-efficient. The drive force generated by the electric motor can be transmitted to one drive shaft and the other drive shaft in consideration of the drive force distribution between these drive shafts and the differential. .
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1において符号1は車両を示し、本実施の形態において、車両1は、前輪がエンジン2で発生する駆動力で駆動され、後輪が電動モータ3発生する駆動力で駆動されるハイブリッド車両に構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1,
車両1の前輪駆動部4では、エンジン2で発生した駆動力は、トルクコンバータ5から自動変速機6に入力され、変速出力が前輪のフロントドライブ軸7を介してフロントデファレンシャル装置8に伝達され、左右の前輪9L、9Rに伝達される。これらトルクコンバータ5、自動変速機6、フロントデファレンシャル装置8、その他のギヤ、軸等が共に車体前部において単一のハウジング10に収容されている。
In the front
車両1の後輪駆動部20では、図示しないバッテリ・バッテリ装置と接続された電動モータ3が、メインケース21内の略中央に固定されている。
In the rear
図2〜図5に示すように、電動モータ3は、メインケース21内の略中央にステータ3sが固定され、ロータ3rが回転自在に支持されて、ロータ3rの両側から回転軸方向にロータ3rと一体回転する左右の回転軸22L、22Rが突出されている。そして、電動モータ3で発生した駆動力は、左右の回転軸22L、22Rから左右一対の遊星歯車機構(プラネタリギヤ機構)23L、23Rを介して、左右のドライブ軸24L、24Rから左右の後輪25L、25Rに伝達される。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
メインケース21は、電動モータ3のステータ3sを固定し、ロータ3rをベアリングを介して回転自在に支持して格納するセンタハウジング部31と、センタハウジング部31から車幅方向に延在するロータ3rの回転中心軸芯に沿って左右に延在する筒状のサイドハウジング部32L、32Rとが一体形成され、センタハウジング部31とサイドハウジング部32L、及び、センタハウジング部31とサイドハウジング部32Rを区画する仕切壁33L、33Rが形成されている。
The
また、仕切壁33L、33Rには、回転中心軸芯に沿って延在する円筒部34L、34Rが一体に延設されている。センタハウジング部31の後端に開口する開口部35は、後部カバー36によって閉塞されている。
Further,
メインケース21のサイドハウジング部32L、32Rの外側端部には、左右のサイドハウジング37L、37Rが接合されており、このサイドハウジング37L、37Rの外側端部は、それぞれ軸貫通孔38aが開口されたサイドカバー39L、39Rが結合されている。
The left and
電動モータ3のロータ3rの両側に一体に設けた左右の回転軸22L、22Rの外側端部には、それぞれ左右のドライブ軸24L、24Rの内方端部が回転自在に嵌合されており、ロータ3r、左右の回転軸22L、22R、左右のドライブ軸24L、24Rが同軸芯上に配置されている。各ドライブ軸24L、24Rはサイドカバー39L、39Rの軸貫通孔38aを貫通すると共に、サイドカバー39L、39Rにベアリングを介して回転自在に支持されている。
The inner ends of the left and
図4に示すように、電動モータ3のロータ3rからの左側の回転軸22Lと、左側のドライブ軸24Lとの間はプラネタリギヤ機構23Lによって動力伝達可能に連結され、回転軸22Lとプラネタリギヤ機構23Lのキャリヤ41との間に第2のクラッチ手段としての左側のクラッチ機構42Lが配置され、メインケース21のサイドハウジング部32Lとキャリヤ41との間に第1のクラッチ手段としての左側のブレーキ機構43Lが配置されている。
As shown in FIG. 4, the
プラネタリギヤ機構23Lは、リングギヤのない複合プラネタリギヤによって構成され、左側の回転軸22Lの外側端部の外周面に形成された第1のサンギヤ44と、ドライブ軸24Lの内側端部の外周面に形成されて第1のサンギヤ44より小径の第2のサンギヤ45と、第1のサンギヤ44より小径で第1のサンギヤ44に噛合する第1のピニオン46と、第1のピニオン46と一体形成され、且つ第1のピニオン46より大径で第2のサンギヤ45に噛合する第2のピニオン47と、この一体形成された第1のピニオン46及び第2のピニオン47をニードルベアリング48aを介して回転自在に支持するピニオン軸48を有するキャリヤ41によって構成され、キャリヤ41が左側の回転軸22L及び左側のドライブ軸24Lにベアリングを介して回転自在に支持されている。
The
そしてかかるプラネタリギヤ機構23Lは、第1、第2のサンギヤ44、45及びこれら第1、第2のサンギヤ44、45の周囲に複数個配置される第1、第2のピニオン46、47の歯数を適切に設定することで差動機能を有する。
The
また、第1のサンギヤ44と第1のピニオン46と歯車列の噛み合い点及び第2のサンギヤ45と第2のピニオン47の歯車列の噛み合い点に作用する分離荷重と接線荷重の合成力が第1、第2のピニオン46、47とピニオン軸48との間のニードルベアリング48aに作用してピニオン軸48に軸支された第1、第2のピニオン46、47の回転に対して摩擦トルクが発生し、この摩擦トルクにより、左側の回転軸22Lと左側のドライブ軸24Lとの間の差動が制限される。即ちプラネタリギヤ機構23Lは、左側の回転軸22Lと左側のドライブ軸24Lとの差動を可能にすると共に、この差動を制限して左側の回転軸22Lから左側のドライブ軸24Lにトルク伝達する差動制限機能を備えている。
The combined force of the separation load and the tangential load acting on the meshing point of the
左側のクラッチ機構42Lは、本実施の形態においては、油圧式多板摩擦係合手段によって構成され、左側の円筒部34L内を貫通して左側の回転軸22Lの外周面にニードルベアリングを介して回転自在に支持された円筒状の基部51にクラッチドラム52が設けられ、クラッチドラム52の端部は、プラネタリギヤ機構23Lのキャリヤ41にスプライン嵌合して動力伝達可能に結合されている。一方、クラッチハブ53は、その基端が回転軸22Lに動力伝達可能にスプライン嵌合して配置されている。
In the present embodiment, the
また、基部51の外周面とクラッチドラム52の内周面との間に摺動自在な環状のピストン54が嵌挿され、クラッチドラム52とピストン54との間に油圧室55Lが形成されている。油圧室55Lとピストン54を隔てた反対側において基部51にクリップによってリテーナ56が係止され、ピストン54とリテーナ56との間に配置されたリターンスプリング57によってピストン54に押圧力が付勢されている。
A slidable
クラッチドラム52の内周面に形成されたスプライン溝58aに、外周が嵌合する複数のクラッチディスク59aと、クラッチハブ53の外周面に形成されたスプライン溝53aに内周が嵌合する複数のクラッチディスク59bが交互に配置され、クラッチドラム52に固定されたスナップリング59cに当接してリテニングプレート59dが配置されている。
A plurality of
油圧室55Lに供給される制御油圧でピストン54を介して各クラッチディスク59a、59bをクラッチドラム52に固定したスナップリング59cに当接するリテニングプレート59dに押圧して、互いに摩擦係合する各クラッチディスク59aと59bによってクラッチドラム52とクラッチハブ53との間でトルク伝達するように構成されている。これによりクラッチハブ53がスプライン嵌合する左側の回転軸22Lとクラッチドラム52に結合されたプラネタリギヤ機構23Lのキャリヤ41との間で動力伝達する。また、油圧室55Lに供給される制御油圧に応じて各クラッチディスク59aと59bの摩擦係合力、即ち伝達トルクが制御される。具体的には、各クラッチディスク59aと59bが完全係合する完全係合状態、各クラッチディスク59aと59bとの係合が完全に解放された解放状態、及び各クラッチディスク59aと59bがスリップ状態で摩擦係合するスリップ係合状態に制御される。
The
ブレーキ機構43Lは、本実施の形態においては、油圧式多板摩擦係合手段によって構成され、メインケース21のサイドハウジング部32Lの内周面に回転中心軸線と平行に延在して形成された複数のスプライン溝61aによってサイドハウジング部32Lにブレーキドラム62が形成され、クラッチドラム52の外周面に複数のスプライン63aを形成してクラッチドラム52と一体のブレーキハブ63が形成されている。
In the present embodiment, the
サイドハウジング部32Lの内周面と円筒部34Lの外周面との間に摺動自在な環状のピストン64が嵌挿されて、仕切壁33Lとピストン64との間に油圧室65Lが形成されている。
A slidable
油圧室65Lとピストン64を隔てた反対側に円筒部34Lにクリップによってリテーナ66が係止され、ピストン64とリテーナ66との間に配置されたリターンスプリング67によってピストン64に押圧力が付勢されている。
A
ブレーキドラム62の内周に形成されたスプライン溝61aに外周が嵌合する複数のブレーキディスク68aと、ブレーキハブ63の外周面に形成されたスプライン溝63aに内周が嵌合する複数のブレーキディスク68bが交互に配置され、ブレーキドラム62に固定されたスナップリング68cに当接してリテニングプレート68dが配置されている。
A plurality of
油圧室65Lに供給される制御油圧でピストン64を介して各ブレーキディスク68a、68bをブレーキドラム62に固定したスナップリング68cに当接するリテニングプレート68dに押圧して、互いに摩擦係合する各ブレーキディスク68aと68bによってブレーキドラム62に対するブレーキハブ63の回転が抑制されるように構成される。これによりブレーキドラム62が形成されるサイドハウジング部32Lに対する、ブレーキハブ63が一体形成されたクラッチドラム52に結合されたキャリヤ41の回転が制御される。即ち、油圧室65Lに供給される制御油圧に応じて各ブレーキディスク68aと68bの摩擦係合力が制御されて、各ブレーキディスク68aと68bが完全係合する完全係合状態、各ブレーキディスク68aと68bとの係合が完全に解放された解放状態、及び各ブレーキディスク68aと68bがスリップ状態で摩擦係合するスリップ係合状態に制御される。
Each
このように構成されたクラッチ機構42L及びブレーキ機構43Lを備えることにより、ブレーキ機構43Lを解放し、クラッチ機構42Lを完全係合状態にすることで、左側の回転軸22Lとプラネタリギヤ機構23Lのキャリヤ41が結合されて同方向に等速回転して第1のピニオン46、第2のピニオン47は遊星回転しなくなり、互いに噛み合う第1のサンギヤ44と第1のピニオン46及び第2のピニオン47と第2のサンギヤ45との相対回転が阻止されて、左側の回転軸22Lとドライブ軸24Lが一体的に回転する。
By providing the
また、ブレーキ機構43Lを完全係合してプラネタリギヤ機構23Lのキャリヤ41をメインケース21のサイドハウジング部32Lに固定し、クラッチ機構42Lを解放することで一体形成された第1のピニオン46と第2のピニオン47の遊星回転が可能になる。
Further, the
これにより左側の回転軸22Lの回転速度に対しドライブ軸24Lは、回転軸22Lに形成された第1のサンギヤ44と噛み合う第1のピニオン46による歯車列の歯数諸元及び、第1のピニオン46と一体形成された第2のピニオン47と噛み合う第2のサンギヤ45による歯車列の歯数諸元に従って増速されてプラネタリギヤ機構23Lは増速機構として機能する。即ち、回転軸22Lからプラネタリギヤ機構23Lによる変速トルクがドライブ軸24Lに伝達される。すなわち、本実施の形態によるプラネタリギヤ機構23Lによれば、回転軸22Lの回転を上昇させることなく、増速することが可能となっているのである。
As a result, the
一方、図5に示すように、電動モータ3のロータ3rからの右側の回転軸22Rと、右側のドライブ軸24Rとの間はプラネタリギヤ機構23Rによって動力伝達可能に連結され、回転軸22Rとプラネタリギヤ機構23Rのキャリヤ41との間に第2のクラッチ手段としての右側のクラッチ機構42Rが配置され、メインケース21のサイドハウジング部32Rとキャリヤ41との間に第1のクラッチ手段としての右側のブレーキ機構43Rが配置されている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the
これらプラネタリギヤ機構23R、クラッチ機構42R、ブレーキ機構43Rは、それぞれ、図4にて説明した左側のプラネタリギヤ機構23L、クラッチ機構42L、ブレーキ機構43Lと同様の構成であるので、同一符号を付することで該部の詳細な説明は省略する。
The
クラッチ機構42L、42Rの各油圧室55L、55R、ブレーキ機構43L、43Rの各油圧室65L、65Rは、それぞれ図示しない油圧駆動部に接続されており、この油圧駆動部は、後述の後輪駆動制御部80からの制御信号により、それぞれの油圧室に対する油圧が制御されるようになっている。
The
車両1には、前輪駆動部4を制御する前輪駆動制御部70と、後輪駆動部20を制御する後輪駆動制御部80が搭載されており、前輪駆動制御部70と後輪駆動制御部80には、それぞれの駆動を制御するのに必要な図示しないセンサ、スイッチ類が接続されている。また、前輪駆動制御部70と後輪駆動制御部80は接続され、各々の制御状態の信号を送受信する。
The
前輪駆動制御部70は、例えば、吸入空気量、スロットル開度、エンジン水温、吸気温、酸素濃度、クランク角、アクセル開度等の車両情報に基づいて、エンジン2についての燃料噴射制御、点火時期制御、電子制御スロットル弁の制御等の公知のエンジンに係る制御を行って、後輪駆動制御部80で発生している駆動力や、予め設定しておいた駆動力特性等に従って、前輪9L、9Rで発生すべき駆動力を制御するように構成されている。
For example, the front wheel
後輪駆動制御部80は、制御手段として設けられており、前輪駆動制御部70の制御状態や、車速、アクセル開度、ブレーキ操作状態等の車両1の走行状態、バッテリ状態等に基づいて、電動モータ3により後輪25L、25Rで発生する駆動力を算出し、この駆動力を発生させるのに必要な電力量をバッテリ・バッテリ装置に出力してバッテリ・バッテリ装置から電力を電動モータ3に供給させる一方、必要に応じて、クラッチ機構42L、42R、ブレーキ機構43L、43Rを所定に作動させる。
The rear wheel
また、後輪駆動制御部80は、例えば、車速、舵角、横加速度、ヨーレート、前後加速度等の車両1の走行状態や旋回状態に応じて、車両1の目標とするヨーモーメントを設定し、クラッチ機構42L、42R、ブレーキ機構43L、43Rを所定に作動させて、左右輪間の駆動力配分を制御する。
In addition, the rear wheel
更に、後輪駆動制御部80は、ドライバがアクセルを開放して走行するコースト走行時や、減速走行時において、後輪25L、25Rの回転により電動モータ3のロータ3rが回転されると、バッテリ・バッテリ装置にエネルギの回生を行わせる。
Further, the rear wheel
次に、上記構成の作用を説明する。車両1の前輪駆動部4では、エンジン2で発生した駆動力は、トルクコンバータ5から自動変速機6に入力され、変速出力が前輪のフロントドライブ軸7を介してフロントデファレンシャル装置8に伝達され、左右の前輪9L、9Rに伝達される。
Next, the operation of the above configuration will be described. In the front
後輪駆動制御部80は、通常の直進走行時では、後輪駆動部20に通常直進走行モードを実行させ、図6に示すように、プラネタリギヤ機構23L、23Rのそれぞれのブレーキ機構43L、43Rが共に解放される一方、クラッチ機構42L、42Rの各油圧室55L、55Rに予め設定された制御油圧を供給される。この制御油圧の供給に伴うクラッチ機構42L、42Rの係合状態に応じて電動モータ3で発生した駆動力は、左側の回転軸22Lからドライブ軸24Lへ伝達される駆動トルク(図6中、破線DL)と右側の回転軸22Rからドライブ軸24Rに伝達される駆動トルク(図6中、破線DR)とに配分される。
During normal straight traveling, the rear wheel
ここで、左側のクラッチ機構42Lが完全係合状態にあっては、この左側のクラッチ機構42Lの完全係合により回転軸22Lとプラネタリギヤ機構23Lのキャリヤ41が動力伝達可能に完全結合されて第1のピニオン46、第2のピニオン47は遊星回転しなくなり、互いに噛み合う第1のサンギヤ44と第1のピニオン46及び第2のピニオン47と第2のサンギヤ45との相対回転が阻止されて回転軸22Lとドライブ軸24Lが一体的に回転して左後輪25Lに駆動力を伝達する。
Here, when the left
同様に、右側の回転軸22Rとプラネタリギヤ機構23Rのキャリヤ41が結合されて第1のピニオン46、第2のピニオン47は遊星回転しなくなり、互いに噛み合う第1のサンギヤ44と第1のピニオン46及び第2のピニオン47と第2のサンギヤ45との相対回転が阻止されて回転軸22Rとドライブ軸24Rが一体的に回転して右後輪25Rに駆動力を伝達する。このように、通常の直進走行状態では、電動モータ3で発生した駆動力は、左右のドライブ軸24Lと24Rに等トルク配分されて良好な直進走行性が確保できる。
Similarly, the right
後輪駆動制御部80は、増速時における直進走行時では、後輪駆動部20に増速直進走行モードを実行させ、図7に示すように、プラネタリギヤ機構23L、23Rのそれぞれのクラッチ機構42L、42Rが共に解放される一方、ブレーキ機構43L、43Rの各油圧室65L、65Rに予め設定された制御油圧を供給される。この制御油圧の供給に伴うブレーキ機構43L、43Rの係合状態に応じてプラネタリギヤ機構23L、23Rのそれぞれのキャリヤ41をメインケース21に固定する。
The rear-wheel
そして、左側の回転軸22Lに形成された第1のサンギヤ44から、ピニオン軸48に支持されて第1のサンギヤ44に噛み合う第1のピニオン46に動力伝達され、第1のピニオン46と一体形成された第2のピニオン47に噛み合う第2のサンギヤ45に動力伝達される。これにより左側の回転軸22Lの回転速度に対しドライブ軸24Lが第1のサンギヤ44と第1のピニオン46の歯数諸元及び第2のピニオン47と第2のサンギヤ45の歯数諸元に従って増速回転すると共にプラネタリギヤ機構23Lによる変速トルクが伝達される(図7中、破線DL)。
Then, power is transmitted from the
同様に、右側の回転軸22Rに形成された第1のサンギヤ44から、ピニオン軸48に支持されて第1のサンギヤ44に噛み合う第1のピニオン46に動力伝達され、第1のピニオン46と一体形成された第2のピニオン47に噛み合う第2のサンギヤ45に動力伝達される。これにより右側の回転軸22Rの回転速度に対しドライブ軸24Rが第1のサンギヤ44と第1のピニオン46の歯数諸元及び第2のピニオン47と第2のサンギヤ45の歯数諸元に従って増速回転すると共にプラネタリギヤ機構23Rによる変速トルクが伝達される(図7中、破線DR)。このように、本実施の形態によれば、特に、電動モータ3の回転数を高めることなく、ブレーキ機構43L、43Rを係合する方向に制御して、クラッチ機構42L、42Rを解放する方向に制御することにより、左右等トルク配分で高速な直進走行性を確保できるようになっている。このため、出力の小さい電動モータであっても採用することが可能で、また、電動モータ3の回転数を抑制して省電力走行の設定が容易に行える。
Similarly, power is transmitted from the
尚、このようなクラッチ機構42L、42R、ブレーキ機構43L、43Rによる速度の切替を行う場合、速度の急変を回避するため、前輪駆動制御部70による駆動力制御(速度制御)と同期をして行うことが望ましく、また、速度の急変を回避するために、クラッチ機構42L、42R、ブレーキ機構43L、43Rの締結、解放にスリップ係合を用いて制御することが望ましい。
In addition, when switching the speed by such
また、後輪駆動制御部80は、ワインディング走行時では、後輪駆動部20に左右輪駆動力制御モードを実行させ、例えば左旋回時においては、後輪駆動部20は、左旋回駆動力制御モードに制御される。図8は、左旋回駆動力制御モードにおける駆動力伝達系路を矢印DRで示す作動説明図である。
Further, the rear wheel
左旋回駆動力制御モードにおいては、旋回内側である左側のブレーキ機構43Lを解放すると共に、左側のクラッチ機構42Lを解放状態にする一方、旋回外側である右側のブレーキ機構43Rを完全係合して右側のプラネタリギヤ機構23Rのキャリヤ41をメインケース21に固定し、クラッチ機構42Rを解放する。
In the left turning driving force control mode, the
これにより、電動モータ3で発生された駆動力は、右側の回転軸22Rに形成された第1のサンギヤ47から、この第1のサンギヤ47に噛み合う第1のピニオン46に動力伝達され、第1のピニオン46と一体形成された第2のピニオン47に噛み合う第2のサンギヤ45に動力伝達される。こうして、右側の回転軸22Rの回転速度に対しドライブ軸24Rが第1のサンギヤ47と第1のピニオン46の歯数諸元及び第2のピニオン47と第2のサンギヤ46の歯数諸元に従って増速回転すると共にプラネタリギヤ機構23Rによる変速トルクが伝達される。
Thus, the driving force generated by the
一方、右側のドライブ軸24Rに動力伝達された駆動トルク分を減じた駆動トルクがド左側の回転軸22Lに配分されてプラネタリギヤ機構23Lを介して左側のドライブ軸24Lに動力伝達する。これにより、旋回内側となる左側のドライブ軸24Lに対して旋回外側となる右側のドライブ軸24Rが増速回転駆動され、左後輪25Lに対し旋回半径が大きい右後輪25Rが増速回転駆動されて左後輪25Lの駆動トルクの損失がなくなり、かつ積極的に駆動トルクが右後輪25R側に配分されて左旋回走行が容易に行え、旋回性能が向上する。
On the other hand, the drive torque obtained by reducing the drive torque transmitted to the
この旋回走行にあたり、左側の回転軸22Lとドライブ軸24Lとの間に配置された左側のプラネタリギヤ機構23Lは、回転軸22Lに形成された第1のサンギヤ44と第1のピニオン46の歯車列と及び第2のピニオン47とドライブ軸24Lに形成された第2のサンギヤ45の歯車列によって回転軸22Lとドライブ軸24Lとの間の差動回転が許容されて左後輪25Lと右後輪25Rの回転差によるブレーキング現象が回避できる。即ち左側のプラネタリギヤ機構23Lが差動機構として作用する。
In this turning traveling, the left
また、予め設定された舵角等に応じて左側のクラッチ機構42Lをスリップ係合状態に制御すると、プラネタリギヤ機構23Lを介して左側のドライブ軸24Lへの伝達トルクが制御され、左側のドライブ軸24L側の駆動トルクの一部を右側のドライブ軸24R側に流して左右のドライブ軸24L、24Rへのトルク配分比が制御されて更に旋回走行性能が向上できる。また、このクラッチ機構42L、42Rをスリップ係合状態に制御することによって前輪9L、9R及び後輪25L、25Rとの回転半径の差異によるタイトコーナブレーキング現象の発生が回避されて旋回走行性能が確保できる。
Further, when the left
更に、左旋回走行状態に応じて左側のブレーキ機構43Lを解放からスリップ状態で緻密に制御して左側のドライブ軸24Lの回転速度を制御すると共に、ブレーキ機構43Lのスリップ状態に応じて右側のドライブ軸24Lの駆動トルクの一部を左側のドライブ軸24L側に流してトルク配分比を緻密に制御することによって、更に旋回性能を向上させることができる。
Further, the
また、後輪駆動制御部80は、低速旋回走行時においては、後輪駆動部20を差動モードに制御する。例えば低速左旋回時においては、後輪駆動部20は左旋回差動制御モードに制御される。図9は、左旋回差動制御モードにおける駆動力伝達系路を矢印DRで示す作動説明図である。
Further, the rear wheel
左旋回差動制御モードにおいては、左右のブレーキ機構43L及び43Rを共に解放し、転舵角等に応じて右側のクラッチ機構42Rを完全係合して左側のクラッチ機構42Lを解放する。この右側のクラッチ機構42Rの完全係合によって、右側の回転軸22Rとプラネタリギヤ機構23Rのキャリヤ41が結合されて第1のピニオン46、第2のピニオン47は遊星回転しなくなり、互いに噛み合う第1のサンギヤ44と第1のピニオン46及び第2のピニオン47と第2のサンギヤ45との相対回転が阻止されて回転軸22Rとドライブ軸24Rが一体的に回転し、右後輪25Rに駆動トルクが伝達される。
In the left turn differential control mode, both the left and
一方、右側のドライブ軸24Rに動力伝達された駆動トルク分を減じた駆動トルクが左側の回転軸22Lに配分されてプラネタリギヤ機構23Lを介して左側のドライブ軸24Lに動力伝達する。
On the other hand, the drive torque obtained by reducing the drive torque transmitted to the
このとき、左側の回転軸22Lとドライブ軸24Lとの間に配置された左側のプラネタリギヤ機構23Lは、回転軸22Lに形成された第1のサンギヤ44と第1のピニオン46の歯車列及び第2のピニオン47とドライブ軸24Lに形成された第2のサンギヤ45の歯車列によって回転軸22Lとドライブ軸24Lとの間の差動回転が許容されて旋回内側の車輪25Lと旋回外側の車輪25Rの回転差によるブレーキング現象が回避できる。即ち、プラネタリギヤ機構23Lが差動機能を果たす。
At this time, the left
更に、後輪駆動制御部80は、低μ路走行においては、左側のクラッチ機構42Lをスリップ状態に制御することによって回転軸22Lとプラネタリギヤ機構23Lのキャリヤ41の差動を制限してプラネタリギヤ機構23Lによる回転軸22Lとドライブ軸24Lとの差動を制限してドライブ軸24L側への伝達トルクを増大させる。このドライブ軸24L側の駆動トルクの増大により、車両のスリップを防止して駆動力の確保や尻振り等の挙動を防止し、走破性を向上させることができる。また、アクセル操作に対する車両の姿勢コントロールが良好になる。即ちクラッチ機構42Lが左右のドライブ軸24Lと24Rの差動を抑制して走破性を確保するLSD機能を有する。
Further, the rear wheel
このように本発明の実施の形態による後輪駆動部20によれば、メインケース21の略中央に固定した電動モータ3のロータ3rの両側から該ロータ3rの回転軸方向に突出すると共にロータ3rと一体回転する一対の回転軸22L、22Rと左右のドライブ軸24L、24Rとの間にプラネタリギヤ機構23L、23Rを配置し、プラネタリギヤ機構23L、23Rの各キャリヤ41とメインケース21との間に配置されたブレーキ機構43L、43Rと、各キャリヤ41と回転軸22L、22Rとの間に配置されたクラッチ機構42L、42Rとを後輪駆動制御部80により走行状態に応じて係合制御することによって左右の後輪25L、25Rの差動機能及び差動制限機能が得られる。このため、差動機構部と駆動力配分機構部を個別に配置していた従来のデファレンシャル装置に比べて構成が極めて簡素化される。この構成の簡素化に伴い、後輪駆動部20の小型化及び軽量化が可能になり、後輪駆動部20の車載性が向上すると共に、軽量化に伴い燃費の向上が期待できる。
As described above, according to the rear
更に、プラネタリギヤ機構23L、23Rの歯車諸元の変更やブレーキ機構43L、43R及びクラッチ機構42L、42Rの係合制御により左右後輪25L、25Rへの種々の駆動力配分比が容易に得られ、後輪駆動部20による駆動力配分制御の設計自由度が大きく、優れた旋回走行性の向上及びLSD機能等による走破性の向上が図れる。
Furthermore, various drive force distribution ratios to the left and right
また、クラッチ機構42L、42Rのそれぞれのクラッチドラムと、ブレーキ機構43L、43Rの各ブレーキハブ63を一体形成することによって、クラッチドラムとブレーキハブの共用化が得られて構成の簡素化が得られる。特にクラッチドラム52の外周にブレーキハブ63を対向配置することによってクラッチ機構42L、42Rの外周にブレーキ機構43L、43Rが同軸芯上に配設されてクラッチ機構42L、42R、ブレーキ機構43L、43Rを収容するメインケース21の左右方向の短縮が得られ、小型化及び軽量化が確保される。
Further, by integrally forming the clutch drums of the
そして、本発明の実施の形態による後輪駆動部20によれば、従来のデファレンシャル装置で、デファレンシャルギヤが設けられていたスペースのデファレンシャルギヤを全廃し、この空いたスペースに電動モータ3を配置すると共に、デファレンシャル装置に駆動力を伝達するハイポイドギヤを省略して構成できるので、電動モータ3で発生した駆動力をハイポイドギヤ等による効率の低下を招くことなくそのまま出力でき、高効率の後輪駆動部20とすることができる。
And according to the rear-
また、電動モータ3は、従来のデファレンシャルギヤが設けられていたスペースに設けられるためスペース効率に優れ、更に、大きなモータ径の電動モータ3を採用することができるため、モータトルクの増幅も可能である。
In addition, since the
更に、本実施の形態による後輪駆動部20によれば、電動モータ3の左右に、プラネタリギヤ機構23L、23Rを介してドライブ軸24L、24Rを連結するようになっているのでプラネタリギヤ機構23L、23Rを、上述のように制御することで、上述の差動機能、差動制限機能、駆動力配分機能を得ることができ、優れた走行性能を得ることができる。
Furthermore, according to the rear
また、上述の如く、本実施の形態による後輪駆動部20によれば、特に、電動モータ3の回転数を高めることなく、ブレーキ機構43L、43Rを係合する方向に制御して、クラッチ機構42L、42Rを解放する方向に制御することにより、左右等トルク配分で高速な直進走行性を確保できるようになっている。このため、モータ径に依存することなく出力の小さい電動モータであっても採用することが可能で、また、電動モータ3の回転数を抑制して省電力走行の設定が容易に行える。
Further, as described above, according to the rear
本発明の実施の形態では、前輪がエンジン2で発生する駆動力で駆動され、後輪が電動モータ3発生する駆動力で駆動されるハイブリッド車両の後輪駆動部20に採用した例で説明したが、前輪に対しても採用することができることは云うまでもなく、前輪と後輪とに本実施の形態による駆動装置を採用すれば、全輪駆動の電気自動車が容易に実現できる。また、前輪が電動モータ3発生する駆動力で駆動されるハイブリッド車両、後輪がエンジンで発生する駆動力で駆動される車両に適用することも可能である。
In the embodiment of the present invention, the example in which the front wheels are driven by the driving force generated by the
また、本発明の実施の形態では、電動モータ3を左右輪間に設け、左輪と右輪とを駆動する駆動装置を例に説明したが、電動モータ3を前後軸間に設け、前軸と後軸とを駆動する駆動装置に対しても適用できる。
Further, in the embodiment of the present invention, the
更に、本発明の実施の形態では、前輪がエンジン2で発生する駆動力で駆動され、後輪が電動モータ3発生する駆動力で駆動されるハイブリッド車両の後輪駆動部20に採用した例で説明したが、エンジン2による駆動装置を有しない車両に対しても適用できる。
Furthermore, in the embodiment of the present invention, an example is adopted in which the front wheels are driven by the driving force generated by the
1 車両
2 エンジン
3 電動モータ(電動機)
3s ステータ
3r ロータ
4 前輪駆動部
9L、9R 前輪
20 後輪駆動部
21 メインケース
22L、22R 回転軸
23L、23R プラネタリギヤ機構(遊星歯車機構)
24L、24R ドライブ軸
25L、25R 後輪
41 キャリヤ
42L、42R クラッチ機構(第2のクラッチ手段)
43L、43R ブレーキ機構(第1のクラッチ手段)
44 第1のサンギヤ
45 第2のサンギヤ
46 第1のピニオン
47 第2のピニオン
70 前輪駆動制御部
80 後輪駆動制御部(制御手段)
1
24L,
43L, 43R Brake mechanism (first clutch means)
44
Claims (4)
上記電動機のロータの両側から該ロータの回転軸方向に突出して上記ロータと一体回転する一対の回転軸と、
上記それぞれの回転軸の外側端に上記回転軸と同軸芯上に上記メインケースに回転自在に支持して上記電動機による駆動力を伝達自在な一対のドライブ軸と、
上記それぞれの回転軸とドライブ軸との間を連結する遊星歯車機構と、
を備えたことを特徴とする車両用駆動装置。 An electric motor comprising a stator fixed to the main case and a rotor rotatably supported in the main case;
A pair of rotating shafts protruding from both sides of the rotor of the electric motor in the rotating shaft direction of the rotor and rotating integrally with the rotor;
A pair of drive shafts rotatably supported by the main case on the same axis as the rotation shafts at the outer ends of the respective rotation shafts, and capable of transmitting the driving force by the electric motor;
A planetary gear mechanism that connects between each of the rotating shafts and the drive shaft;
A vehicle drive device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012158785A JP2014019263A (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Driving device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012158785A JP2014019263A (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Driving device for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014019263A true JP2014019263A (en) | 2014-02-03 |
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ID=50194651
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2012158785A Pending JP2014019263A (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Driving device for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014019263A (en) |
-
2012
- 2012-07-17 JP JP2012158785A patent/JP2014019263A/en active Pending
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