JP2015217887A - Power transmission system - Google Patents

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博章 清上
Hiroaki Kiyoue
博章 清上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power transmission system capable of improving fuel economy while suppressing the generation of noise.SOLUTION: A power transmission system 100 comprises: a first shaft 3 to which an engine 10 and a first motor 20 are connected; a second shaft 80 to which a second motor 30 is connected; a third shaft 61 to which an output torque is transmitted from the first shaft 3 and the second shaft 80; and switching means 50 switching over between a first transmission passage for transmitting the output torque of the first shaft 3 to the third shaft 61 via the second shaft 80 and a second transmission passage for directly transmitting the output torque of the first shaft 3 to the third shaft 61. The switching means 50 is provided in the first shaft 3.

Description

本発明は、駆動源としてエンジンと電動機とを有するハイブリッド車両に用いられる動力伝達装置に関する。   The present invention relates to a power transmission device used in a hybrid vehicle having an engine and an electric motor as drive sources.

駆動源としてエンジンと電動機とを有するハイブリッド車両においては、駆動輪に連結される駆動軸に対して、エンジンに連結される第1出力軸と、第1出力軸と平行に設けられ、電動機に連結される第2出力軸とのうちの少なくともいずれかから動力が伝達される動力伝達装置の構成が公知である。   In a hybrid vehicle having an engine and an electric motor as a drive source, a first output shaft connected to the engine and a first output shaft connected in parallel to the first output shaft are connected to the electric motor with respect to the drive shaft connected to the drive wheels. A configuration of a power transmission device that transmits power from at least one of the second output shaft is known.

このような構成において、電動機のトルクがゼロ付近となる場合には、第2出力軸と一体的に回転するギヤがフローティング状態となり、第1出力軸から駆動軸に対して伝達さされるトルクが変動する場合に、第2出力軸と駆動軸との間で噛み合うギヤにおいて歯打ち音等のノイズが発生する懸念がある。このため、たとえば、特開2012−017007号公報(特許文献1)には、第1出力軸から第2出力軸を経由して駆動軸に動力を伝達する動力伝達装置が開示されている。   In such a configuration, when the torque of the motor is near zero, the gear that rotates integrally with the second output shaft is in a floating state, and the torque transmitted from the first output shaft to the drive shaft varies. In this case, there is a concern that noise such as rattling noise may occur in the gear meshing between the second output shaft and the drive shaft. For this reason, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-017007 (Patent Document 1) discloses a power transmission device that transmits power from a first output shaft to a drive shaft via a second output shaft.

特開2012−017007号公報JP 2012-017007 A

しかしながら、特許文献1に開示の構成にあっては、走行状態によってギヤ比の選択や走行モードの選択ができず、燃費や振動性能を向上させることが困難である。   However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, it is difficult to select a gear ratio or a travel mode depending on a traveling state, and it is difficult to improve fuel consumption and vibration performance.

この発明の目的は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ノイズの発生を抑制しつつ、燃費を向上させることができる動力伝達装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power transmission device that can improve fuel efficiency while suppressing generation of noise.

この動力伝達装置は、エンジンおよび第1電動機が接続された第1軸と、第2電動機が接続された第2軸と、第1軸と第2軸からの出力トルクが伝達される第3軸と、第1軸の出力トルクを第2軸を介して第3軸に伝達する第1伝達経路と、第1軸の出力トルクを第3軸に直接伝達する第2伝達経路とを切り替える切り替え手段とを備える。切り替え手段は、第1軸に設けられている。   This power transmission device includes a first shaft to which an engine and a first motor are connected, a second shaft to which a second motor is connected, and a third shaft to which output torque from the first shaft and the second shaft is transmitted. Switching means for switching between a first transmission path for transmitting the output torque of the first axis to the third axis via the second axis and a second transmission path for directly transmitting the output torque of the first axis to the third axis With. The switching means is provided on the first shaft.

このように構成することにより、エンジンからの動力を駆動軸に伝達するための伝達経路を切り替え手段によって、第1伝達経路または第2伝達経路に切り替えることにより、車両の運転状態に応じて伝達効率のよい動力伝達経路を選択することができるため、燃費を向上させることができる。第1伝達経路においては、エンジンからの動力が、第2電動機に接続される第2軸を経由するため、歯打ち音等のノイズを低減させることができる。また、切り替え手段を設けた構成とすることにより、電動機を変速させるために、ブレーキやクラッチを有する変速装置を新たに設ける必要がなくなるため、車両への搭載性の悪化を抑制することができる。特に第1軸の周辺には、配置される部品が少ないため、切り替え手段を容易に配置することができる。このように、この動力伝達装置は、ノイズの発生を抑制しつつ、燃費を向上させることができる。   By configuring in this way, the transmission path for transmitting the power from the engine to the drive shaft is switched to the first transmission path or the second transmission path by the switching means, so that the transmission efficiency according to the driving state of the vehicle. Therefore, it is possible to select a power transmission path with good quality, so that fuel efficiency can be improved. In the first transmission path, the power from the engine passes through the second shaft connected to the second electric motor, so that noise such as rattling noise can be reduced. In addition, by adopting a configuration in which the switching means is provided, it is not necessary to newly provide a transmission having a brake or a clutch in order to change the speed of the electric motor. In particular, since there are few parts arranged around the first axis, the switching means can be easily arranged. Thus, this power transmission device can improve fuel consumption while suppressing the generation of noise.

本発明によれば、ノイズの発生を抑制しつつ、燃費を向上させることができる動力伝達装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power transmission device which can improve a fuel consumption, suppressing generation | occurrence | production of noise can be provided.

実施の形態1に係る動力伝達装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power transmission device which concerns on Embodiment 1. FIG. 図1に示す動力伝達装置の第1伝達経路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st transmission path | route of the power transmission device shown in FIG. 図1に示す動力伝達装置の第2伝達経路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd transmission path | route of the power transmission device shown in FIG. 実施の形態2に係る動力伝達装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power transmission device which concerns on Embodiment 2. FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or common parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
(車両および動力伝達装置の構成)
図1は、本実施の形態に係る動力伝達装置の構成を示す図である。図1を参照して、本実施の形態に係る動力伝達装置100の構成について説明する。
(Embodiment 1)
(Configuration of vehicle and power transmission device)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power transmission device according to the present embodiment. With reference to FIG. 1, the structure of the power transmission device 100 according to the present embodiment will be described.

動力伝達装置100は、車両1に搭載される。車両1は、エンジン10、ダンパ12、第1電動機20、第2電動機30を備える。車両1は、たとえば、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式のハイブリッド車両である。   The power transmission device 100 is mounted on the vehicle 1. The vehicle 1 includes an engine 10, a damper 12, a first electric motor 20, and a second electric motor 30. The vehicle 1 is, for example, an FF (front engine / front drive) hybrid vehicle.

エンジン10は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。エンジン10は、図示しないECU(Electronic Control Unit)によって吸入空気量、燃料噴射量、および点火時期等が電気的に制御されることにより、エンジン回転速度およびエンジントルクが変化するように構成される。ダンパ12は、エンジン10のトルク変動を吸収する。   The engine 10 is a known internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. The engine 10 is configured such that the engine rotational speed and the engine torque are changed by electrically controlling an intake air amount, a fuel injection amount, an ignition timing, and the like by an ECU (Electronic Control Unit) (not shown). The damper 12 absorbs torque fluctuations of the engine 10.

第1電動機20および第2電動機30は、たとえば、三相交流回転電動機である。第1電動機20は、ロータ20aと、ステータ20bとを含む。ロータ20aは、中空の円筒形状を有しており、その内周側は、回転中心が一致するようにロータシャフト22に固定される。   The first motor 20 and the second motor 30 are, for example, three-phase AC rotary motors. The first electric motor 20 includes a rotor 20a and a stator 20b. The rotor 20a has a hollow cylindrical shape, and the inner peripheral side thereof is fixed to the rotor shaft 22 so that the rotation centers coincide with each other.

第1電動機20は、エンジン10の動力を用いて発電するジェネレータとしての機能を有する。また、第1電動機20は、エンジン10のクランク軸を回転させて、エンジン10を始動するスタータとしての機能も有する。   The first electric motor 20 has a function as a generator that generates electric power using the power of the engine 10. The first electric motor 20 also has a function as a starter for starting the engine 10 by rotating the crankshaft of the engine 10.

第2電動機30は、ロータ30aと、ステータ30bとを含む。ロータ30aは、中空の円筒形状を有しており、その内周側には、回転中心が一致するように中空のロータシャフト32に固定される。   The second electric motor 30 includes a rotor 30a and a stator 30b. The rotor 30a has a hollow cylindrical shape, and is fixed to the hollow rotor shaft 32 so that the center of rotation coincides with the inner peripheral side thereof.

第2電動機30は、図示しないバッテリの電力あるいは第1電動機20により発電された電力のうちの少なくともいずれか一方を用いて動力伝達装置100に連結される駆動輪(不図示)に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第2電動機30は、回生制動によって発電された電力を用いてバッテリを充電するジェネレータとしての機能も有する。   Second electric motor 30 applies driving force to driving wheels (not shown) connected to power transmission device 100 using at least one of electric power of a battery (not shown) or electric power generated by first electric motor 20. It functions as a drive motor. Moreover, the 2nd electric motor 30 also has a function as a generator which charges a battery using the electric power generated by regenerative braking.

動力伝達装置100は、第1ギヤセット2、第2ギヤセット60、および第3ギヤセット70を備える。なお、図1に示す動力伝達装置100内部に設けられる各種回転軸等の回転体は、所定の位置に設けられるベアリング等の軸受部やほかの軸や回転体と連結されることにより回転自在に支持される。   The power transmission device 100 includes a first gear set 2, a second gear set 60, and a third gear set 70. Note that the rotating body such as various rotating shafts provided in the power transmission device 100 shown in FIG. 1 can be freely rotated by being connected to a bearing portion such as a bearing provided at a predetermined position or another shaft or rotating body. Supported.

第1ギヤセット2は、エンジン10および第1電動機20に接続される第1軸3、差動機構40、切り替え手段50を含む。第1軸3は、エンジン10のエンジン出力軸14、第1電動機20のロータシャフト22、および差動機構40のリングギヤ43に連結された円筒形状のシャフト44によって構成される。   The first gear set 2 includes a first shaft 3 connected to the engine 10 and the first electric motor 20, a differential mechanism 40, and a switching unit 50. The first shaft 3 includes a cylindrical shaft 44 connected to the engine output shaft 14 of the engine 10, the rotor shaft 22 of the first electric motor 20, and the ring gear 43 of the differential mechanism 40.

差動機構40は、エンジン10からの動力を第1電動機20と、切り替え手段50を介して第2ギヤセット60とに分配する動力分配機構である。差動機構40は、サンギヤ41、ピニオンギヤ42、リングギヤ43、およびキャリアCAとを含む遊星歯車機構である。   The differential mechanism 40 is a power distribution mechanism that distributes the power from the engine 10 to the first electric motor 20 and the second gear set 60 via the switching means 50. The differential mechanism 40 is a planetary gear mechanism including a sun gear 41, a pinion gear 42, a ring gear 43, and a carrier CA.

ピニオンギヤ42は、サンギヤ41とリングギヤ43の各々と噛み合う。キャリアCAは、ピニオンギヤ42を自転可能に支持するとともに、エンジン10のエンジン出力軸14にダンパ12を介して接続される。   The pinion gear 42 meshes with each of the sun gear 41 and the ring gear 43. The carrier CA supports the pinion gear 42 so as to be capable of rotating, and is connected to the engine output shaft 14 of the engine 10 via the damper 12.

サンギヤ41は、第1電動機20のロータシャフト22に連結される。リングギヤ43の内周側には、ピニオンギヤ42に噛み合うギヤが設けられている。リングギヤ43は、円筒形状を有する。エンジン10側に位置するリングギヤ43の一端部は、エンジン10側に向けて延在するシャフト44に連結されている。シャフト44の回転中心は、エンジン出力軸14の回転中心と一致する。   The sun gear 41 is connected to the rotor shaft 22 of the first electric motor 20. A gear that meshes with the pinion gear 42 is provided on the inner peripheral side of the ring gear 43. The ring gear 43 has a cylindrical shape. One end of the ring gear 43 located on the engine 10 side is coupled to a shaft 44 extending toward the engine 10 side. The rotation center of the shaft 44 coincides with the rotation center of the engine output shaft 14.

第1ギヤセット2と第1電動機20とによって電気式変速部が形成される。電気式変速部は、第1電動機20の運転状態を制御することにより、エンジン出力軸14の回転速度を変速して、切り替え手段50を介して動力を第2ギヤセット60に伝達する。   The first gear set 2 and the first electric motor 20 form an electric transmission unit. The electric transmission unit changes the rotational speed of the engine output shaft 14 by controlling the operating state of the first electric motor 20, and transmits the power to the second gear set 60 via the switching means 50.

切り替え手段50は、第1回転部材51、第2回転部材52、第3回転部材53、および係合部材56を含む。第1回転部材51は、シャフト44の径方向外側に向けて突出するように設けられ、シャフト44と一体的に回転する。第1回転部材51は、シャフト44の略中央に設けられる。   The switching unit 50 includes a first rotating member 51, a second rotating member 52, a third rotating member 53, and an engaging member 56. The first rotating member 51 is provided so as to protrude outward in the radial direction of the shaft 44 and rotates integrally with the shaft 44. The first rotating member 51 is provided at the approximate center of the shaft 44.

第2回転部材52は、第1回転部材51に対してエンジン10側に設けられている。第2回転部材52は、シャフト44との間に設けられる軸受部54によってシャフト44に対して相対回転可能に設けられる。第2回転部材52は、係合部材56によって第1回転部材51と係合することにより、第1回転部材51と一体的に回転する。第2回転部材52は、後述する第2ギヤセット60のアイドラギヤ62に噛み合う歯車部52aを有する。   The second rotating member 52 is provided on the engine 10 side with respect to the first rotating member 51. The second rotating member 52 is provided to be rotatable relative to the shaft 44 by a bearing portion 54 provided between the second rotating member 52 and the shaft 44. The second rotating member 52 rotates integrally with the first rotating member 51 by being engaged with the first rotating member 51 by the engaging member 56. The second rotating member 52 has a gear portion 52a that meshes with an idler gear 62 of a second gear set 60 described later.

第3回転部材53は、第1回転部材51に対して差動機構40側に設けられている。第3回転部材53は、シャフト44との間に設けられる軸受部55によってシャフト44に対して相対回転可能に設けられる。第3回転部材53は、係合部材56によって第1回転部材51と係合することにより、第1回転部材51と一体的に回転する。第3回転部材53は、後述する第2ギヤセット60のアウトプットドリブンギヤ65に噛み合う歯車部53aを有する。   The third rotating member 53 is provided on the differential mechanism 40 side with respect to the first rotating member 51. The third rotating member 53 is provided to be rotatable relative to the shaft 44 by a bearing portion 55 provided between the third rotating member 53 and the shaft 44. The third rotating member 53 rotates integrally with the first rotating member 51 by being engaged with the first rotating member 51 by the engaging member 56. The 3rd rotation member 53 has the gear part 53a which meshes with the output driven gear 65 of the 2nd gear set 60 mentioned later.

係合部材56は、エンジン出力軸14の軸線方向(図中DR1方向)に移動可能に設けられている。係合部材56が第1の位置(図中A位置)にある場合には、係合部材56は、第1回転部材51と第2回転部材52とを係合する。係合部材56が第2の位置(図中B位置)にある場合には、第1回転部材51と第3回転部材53とを係合する。   The engagement member 56 is provided so as to be movable in the axial direction of the engine output shaft 14 (DR1 direction in the drawing). When the engaging member 56 is in the first position (A position in the figure), the engaging member 56 engages the first rotating member 51 and the second rotating member 52. When the engaging member 56 is in the second position (B position in the figure), the first rotating member 51 and the third rotating member 53 are engaged.

係合部材56は、油圧あるいは電動のアクチュエータを用いて第1の位置(A位置)と第2の位置(B位置)とのうちのいずれか一方の位置から他方の位置へと切り替えられる。アクチュエータは、たとえば、図示しないECUにより動作が制御される。   The engaging member 56 is switched from one of the first position (position A) and the second position (position B) to the other position using a hydraulic or electric actuator. The operation of the actuator is controlled by an ECU (not shown), for example.

第2ギヤセット60は、第3軸としてのカウンタシャフト61、アイドラギヤ62、アウトプットドリブンギヤ65、ファイナルギヤ63を含む。カウンタシャフト61は、第1軸3(ロータシャフト22、エンジン出力軸14、シャフト44)と平行に配置される。カウンタシャフト61には、第1軸3と後述する第2軸80からの出力トルクが伝達される。   The second gear set 60 includes a counter shaft 61 as a third shaft, an idler gear 62, an output driven gear 65, and a final gear 63. The counter shaft 61 is disposed in parallel with the first shaft 3 (the rotor shaft 22, the engine output shaft 14, and the shaft 44). Output torque from the first shaft 3 and a second shaft 80 described later is transmitted to the counter shaft 61.

アイドラギヤ62は、カウンタシャフト61との間に設けられる軸受部64によって相対回転可能に設けられる。アイドラギヤ62は、上述した第2回転部材52の歯車部52aおよび後述する第3ギヤセット70のカウンタドリブンギヤ72の各々と噛み合う。   The idler gear 62 is provided so as to be relatively rotatable by a bearing portion 64 provided between the idler gear 62 and the counter shaft 61. The idler gear 62 meshes with the gear portion 52a of the second rotating member 52 described above and the counter driven gear 72 of the third gear set 70 described later.

アウトプットドリブンギヤ65およびファイナルギヤ63は、カウンタシャフト61に固定され、カウンタシャフト61と一体的に回転する。アウトプットドリブンギヤ65は、上述した第3回転部材53の歯車部53aおよび後述する第3ギヤセット70のアウトプットギヤ75の各々と噛み合う。   The output driven gear 65 and the final gear 63 are fixed to the counter shaft 61 and rotate integrally with the counter shaft 61. The output driven gear 65 meshes with each of the gear portion 53a of the third rotating member 53 and the output gear 75 of the third gear set 70 described later.

ファイナルギヤ63は、カウンタシャフト61の軸線方向において、アイドラギヤ62とアウトプットドリブンギヤ65との間に設けられる。ファイナルギヤ63は、駆動輪に連結されるギヤ部(不図示)と噛み合う。   The final gear 63 is provided between the idler gear 62 and the output driven gear 65 in the axial direction of the counter shaft 61. The final gear 63 meshes with a gear portion (not shown) connected to the drive wheel.

第3ギヤセット70は、第2電動機30に接続された第2軸80、カウンタドリブンギヤ72、およびアウトプットギヤ75を含む。第2軸80は、円筒形状を有する第2電動機30のロータシャフト32、およびこれに連結された連結軸とを含む。連結軸は、第1内周軸71、第2内周軸74とによって構成されている。   The third gear set 70 includes a second shaft 80, a counter driven gear 72, and an output gear 75 connected to the second electric motor 30. The second shaft 80 includes a rotor shaft 32 of the second electric motor 30 having a cylindrical shape, and a connecting shaft connected to the rotor shaft 32. The connecting shaft includes a first inner peripheral shaft 71 and a second inner peripheral shaft 74.

第1内周軸71の一方端側は、ロータシャフト32と回転中心が一致するように第1の嵌合位置でスプライン嵌合によりロータシャフト32に連結される。第1内周軸71の他方端側には、カウンタドリブンギヤ72が固定されている。   One end side of the first inner peripheral shaft 71 is connected to the rotor shaft 32 by spline fitting at the first fitting position so that the rotation center coincides with the rotor shaft 32. A counter driven gear 72 is fixed to the other end side of the first inner peripheral shaft 71.

第2内周軸74の一方端側は、ロータシャフト32と回転中心が一致するように第2の嵌合位置でスプライン嵌合により連結される。第2内周軸74の他方端側には、アウトプットギヤ75が固定されている。   One end side of the second inner peripheral shaft 74 is connected by spline fitting at the second fitting position so that the rotation center coincides with the rotor shaft 32. An output gear 75 is fixed to the other end side of the second inner peripheral shaft 74.

第2内周軸74は、中空の回転軸であって、第1内周軸71は、第2内周軸74の内側を軸方向に貫通するように設けられる。第1内周軸71の一方端側を嵌合する第1の嵌合位置は、第2内周軸74の一方端側を嵌合する第2の嵌合位置よりもロータシャフト32の他方端側となる。   The second inner peripheral shaft 74 is a hollow rotating shaft, and the first inner peripheral shaft 71 is provided so as to penetrate the inside of the second inner peripheral shaft 74 in the axial direction. The first fitting position at which one end side of the first inner peripheral shaft 71 is fitted is the other end of the rotor shaft 32 than the second fitting position at which one end side of the second inner peripheral shaft 74 is fitted. Become the side.

カウンタドリブンギヤ72は、第1内周軸71と一体的に回転する。カウンタドリブンギヤ72は、上述のアイドラギヤ62に噛み合う。アウトプットギヤ75は、第2内周軸74と一体的に回転する。アウトプットギヤ75は、上述のアウトプットドリブンギヤ65に噛み合う。   The counter driven gear 72 rotates integrally with the first inner peripheral shaft 71. The counter driven gear 72 meshes with the idler gear 62 described above. The output gear 75 rotates integrally with the second inner peripheral shaft 74. The output gear 75 meshes with the output driven gear 65 described above.

(動力伝達経路)
以上のような構成を有する動力伝達装置100を具備する車両1にあっては、切り替え手段50の係合部材56の位置によって、第1軸3の出力トルクを第2軸80を介して第3軸としてのカウンタシャフト61に伝達する第1伝達経路と、第1軸3の出力トルクを第3軸としてのカウンタシャフト61に直接伝達する第2伝達経路とが切り替わる。
(Power transmission path)
In the vehicle 1 including the power transmission device 100 having the above-described configuration, the output torque of the first shaft 3 is changed to the third via the second shaft 80 depending on the position of the engaging member 56 of the switching unit 50. The first transmission path for transmitting to the counter shaft 61 as the shaft and the second transmission path for directly transmitting the output torque of the first shaft 3 to the counter shaft 61 as the third axis are switched.

図2および図3は、図1に示す動力伝達装置の第1伝達経路および第2伝達経路を説明するための図である。図2および図3を参照して、第1伝達経路および第2伝達経路について説明する。   2 and 3 are diagrams for explaining a first transmission path and a second transmission path of the power transmission device shown in FIG. The first transmission path and the second transmission path will be described with reference to FIGS.

図2に示すように、切り替え手段50の係合部材56が第1の位置Aにいる場合に、第1伝達経路が形成される。第1伝達経路は、図2中実線で示すように、第1軸3の出力トルク(差動機構40によって分配された動力)を、第2回転部材52、アイドラギヤ62、カウンタドリブンギヤ72、第2軸80(より具体的には、第1内周軸71、ロータシャフト32および第2内周軸74)、アウトプットギヤ75、およびアウトプットドリブンギヤ65をこの順で経由してカウンタシャフト61に伝達する経路を含む。   As shown in FIG. 2, the first transmission path is formed when the engaging member 56 of the switching means 50 is in the first position A. As shown by the solid line in FIG. 2, the first transmission path uses the output torque of the first shaft 3 (the power distributed by the differential mechanism 40) to the second rotating member 52, the idler gear 62, the counter driven gear 72, the second The shaft 80 (more specifically, the first inner peripheral shaft 71, the rotor shaft 32 and the second inner peripheral shaft 74), the output gear 75, and the output driven gear 65 are transmitted to the counter shaft 61 via this order. The route to be included.

また、第1伝達経路が形成される場合には、図2中一点鎖線で示すように、第2電動機30の動力を、第2軸80(より具体的には、ロータシャフト32および第2内周軸74)、アウトプットギヤ75およびアウトプットドリブンギヤ65を経由して、カウンタシャフト61に伝達する第3伝達経路が形成される。   Further, when the first transmission path is formed, the power of the second electric motor 30 is transmitted to the second shaft 80 (more specifically, the rotor shaft 32 and the second inner shaft, as shown by a one-dot chain line in FIG. 2). A third transmission path is formed for transmission to the countershaft 61 via the peripheral shaft 74), the output gear 75 and the output driven gear 65.

図3に示すように、切り替え手段50の係合部材56が第2の位置Bにいる場合に、第2伝達経路が形成される。第2伝達経路は、図3中破線で示すように、第2軸80を経由することなく第3回転部材53およびアウトプットドリブンギヤ65を経由して、第1軸3の出力トルク(差動機構40によって分配された動力)を、カウンタシャフト61に伝達する経路を含む。   As shown in FIG. 3, the second transmission path is formed when the engaging member 56 of the switching unit 50 is in the second position B. As shown by a broken line in FIG. 3, the second transmission path passes through the third rotating member 53 and the output driven gear 65 without passing through the second shaft 80, and the output torque (differential mechanism) of the first shaft 3. Including a path for transmitting the power distributed by the motor 40 to the counter shaft 61.

また、第2伝達経路が形成される場合には、図3中一点鎖線で示すように、第2電動機30の動力を第2軸80(より具体的には、ロータシャフト32および第2内周軸74)、アウトプットギヤ75およびアウトプットドリブンギヤ65を経由して、カウンタシャフト61に伝達する第4伝達経路が形成される。   Further, when the second transmission path is formed, the power of the second electric motor 30 is transmitted to the second shaft 80 (more specifically, the rotor shaft 32 and the second inner circumference as shown by a one-dot chain line in FIG. 3). A fourth transmission path is formed to transmit to the countershaft 61 via the shaft 74), the output gear 75, and the output driven gear 65.

切り替え手段50の係合部材56の移動は、たとえば車両の速度に応じて行なわれる。たとえば、車両の速度が予め定められた値よりも高い場合には、係合部材56が第2の位置Bに位置するように上述のアクチュエータが制御される。また、車両の速度が予め定められた値よりも低い場合には、係合部材56が第1の位置Aに位置するように上述のアクチュエータが制御される。   The engagement member 56 of the switching means 50 is moved according to the speed of the vehicle, for example. For example, when the speed of the vehicle is higher than a predetermined value, the above-described actuator is controlled so that the engaging member 56 is located at the second position B. Further, when the vehicle speed is lower than a predetermined value, the above-described actuator is controlled so that the engaging member 56 is positioned at the first position A.

ここで、第2ギヤセット60のアイドラギヤ62の歯車数と、第3ギヤセット70のカウンタドリブンギヤ72の歯車数とは異なっており、第2ギヤセット60のアウトプットドリブンギヤ65の歯車数と、第3ギヤセット70のアウトプットギヤ75の歯車数とは異なっている。この場合においては、アイドラギヤ62とカウンタドリブンギヤ72との第1ギヤ比が、アウトプットドリブンギヤ65とアウトプットギヤ75との第2ギヤ比よりも小さくなることが好ましい。   Here, the number of gears of the idler gear 62 of the second gear set 60 and the number of gears of the counter driven gear 72 of the third gear set 70 are different. The number of gears of the output driven gear 65 of the second gear set 60 and the third gear set 70 This is different from the number of gears of the output gear 75. In this case, the first gear ratio between the idler gear 62 and the counter driven gear 72 is preferably smaller than the second gear ratio between the output driven gear 65 and the output gear 75.

上述のように、車速が予め定められた値よりも高く、切り替え手段50の係合部材56が第2の位置Bに移動した場合には、第3回転部材53の歯車部53aとアウトプットドリブンギヤ65とが噛み合うことにより、第2伝達経路が形成される。これにより、エンジン10の動力は、第2軸80を経由しないで、アウトプットドリブンギヤ65を介して直接カウンタシャフト61に伝達される。エンジン10の回転速度が高くなる高車速領域においては、エンジン10においてトルク変動が生じにくい。このため、第2伝達経路で動力が伝達された場合でも、第3ギヤセット70における歯打ち音が発生しにくくなる。また、エンジンからの動力を直接伝達することにより、動力の伝達効率が向上する。これにより、燃費を向上させることができる。   As described above, when the vehicle speed is higher than a predetermined value and the engaging member 56 of the switching means 50 moves to the second position B, the gear portion 53a of the third rotating member 53 and the output driven gear are used. The second transmission path is formed by meshing with 65. As a result, the power of the engine 10 is transmitted directly to the counter shaft 61 via the output driven gear 65 without passing through the second shaft 80. In a high vehicle speed region where the rotational speed of the engine 10 is high, torque fluctuations hardly occur in the engine 10. For this reason, even when power is transmitted through the second transmission path, rattling noise in the third gear set 70 is less likely to occur. Moreover, the power transmission efficiency is improved by directly transmitting the power from the engine. Thereby, fuel consumption can be improved.

また、第2伝達経路が形成された場合には、上述の第1ギヤ比と第2ギヤ比との違いに基づき、第2電動機30の回転に対するカウンタシャフト61の回転の変速比を、第1伝達経路が形成された場合と比較して、小さく(高速側)にすることができる。このため、第2伝達経路を形成した場合には、第1伝達経路を形成した場合と比較して、車両の最高速度を高くすることができる。また、第2伝達経路の形成時における動力の伝達効率が最も高くなる車速を高車速領域に設定することができるため、高車速領域において燃費を向上させることができる。すなわち、第1ギヤ比および第2ギヤ比を有することにより、最高車速を向上させることができるとともに、エンジン熱効率の良好なポイントを使うことができる。   Further, when the second transmission path is formed, the speed ratio of the rotation of the counter shaft 61 with respect to the rotation of the second electric motor 30 is set based on the difference between the first gear ratio and the second gear ratio described above. Compared to the case where the transmission path is formed, the transmission path can be made smaller (high speed side). For this reason, when the second transmission path is formed, the maximum speed of the vehicle can be increased as compared with the case where the first transmission path is formed. In addition, since the vehicle speed at which the power transmission efficiency is highest when the second transmission path is formed can be set in the high vehicle speed region, fuel efficiency can be improved in the high vehicle speed region. That is, by having the first gear ratio and the second gear ratio, the maximum vehicle speed can be improved and a good point of engine thermal efficiency can be used.

一方、車速が予め定められた値よりも低く、切り替え手段50の係合部材56が第1の位置Aに移動した場合には、アイドラギヤ62、カウンタドリブンギヤ72、第2軸80、アウトプットギヤ75およびアウトプットドリブンギヤ65によって第1伝達経路が形成される。   On the other hand, when the vehicle speed is lower than a predetermined value and the engaging member 56 of the switching means 50 moves to the first position A, the idler gear 62, the counter driven gear 72, the second shaft 80, the output gear 75. A first transmission path is formed by the output driven gear 65.

第1伝達経路が形成されることによってエンジン10の動力が第3ギヤセット70の各軸、各ギヤおよび各連結部分を経由してファイナルギヤ63に伝達されるので、第2電動機30のトルクがゼロ付近であることに起因して発生する場合がある歯打ち音等のノイズの発生を抑制することができる。   By forming the first transmission path, the power of the engine 10 is transmitted to the final gear 63 via each shaft, each gear, and each connecting portion of the third gear set 70, so that the torque of the second motor 30 is zero. It is possible to suppress the generation of noise such as rattling noise that may occur due to the proximity.

また、第1伝達経路が形成されることによって、第2電動機30の回転に対するカウンタシャフト61の回転の変速比を第2伝達経路の形成時の変速比よりも大きく(低速側)にすることができるため、低車速領域において第2電動機30による駆動力を十分に確保することができる。また、第1伝達経路の形成時における動力伝達効率が最も高くなる車速を低車速領域に設定することができるため、低車速領域において燃費を向上させることができる。   Further, by forming the first transmission path, the transmission gear ratio of the rotation of the counter shaft 61 with respect to the rotation of the second electric motor 30 can be made larger (low speed side) than the transmission gear ratio when the second transmission path is formed. Therefore, the driving force by the second electric motor 30 can be sufficiently ensured in the low vehicle speed region. Further, since the vehicle speed at which the power transmission efficiency becomes highest when the first transmission path is formed can be set in the low vehicle speed region, the fuel efficiency can be improved in the low vehicle speed region.

このように、本実施の形態に係る動力伝達装置100は、車両の速度等の運転状態に応じて、エンジン10からの動力を車軸に伝達する動力伝達経路を切り替え手段によって切り替えることにより、ノイズの発生を抑制しつつ、燃費を向上させることができる。   As described above, the power transmission device 100 according to the present embodiment switches the power transmission path for transmitting the power from the engine 10 to the axle according to the driving state such as the speed of the vehicle. Fuel consumption can be improved while suppressing the occurrence.

(実施の形態2)
図4は、本実施の形態に係る動力伝達装置の構成を示す図である。図4を参照して、本実施の形態に係る動力伝達装置100Aについて説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the power transmission device according to the present embodiment. A power transmission device 100A according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図4に示すように、本実施の形態に係る動力伝達装置100Aは、実施の形態1に係る動力伝達装置100と比較した場合に、切り替え手段50Aの構成が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。   As shown in FIG. 4, the power transmission device 100 </ b> A according to the present embodiment differs from the power transmission device 100 according to the first embodiment in the configuration of the switching unit 50 </ b> A. Other configurations are almost the same.

変速機ケース90に切り替え手段50Aが支持されるように構成されている。たとえば、切り替え手段50Aは、ブレーキ91、クラッチ92,93を備える。ブレーキ91は、第1軸3の回転要素(第1回転部材51A)を変速機ケース90に固定するための係合要素に相当する。   The switching means 50A is configured to be supported by the transmission case 90. For example, the switching means 50A includes a brake 91 and clutches 92 and 93. The brake 91 corresponds to an engaging element for fixing the rotating element (first rotating member 51 </ b> A) of the first shaft 3 to the transmission case 90.

ブレーキ91は、周知の多板式ブレーキと同じ構成を有する。ブレーキ91が係合状態に操作されると、第1回転部材51Aが回転不能にロックされる。一方、ブレーキ91が解放状態に操作されると第1回転部材51Aは、自由に回転可能となる。   The brake 91 has the same configuration as a known multi-plate brake. When the brake 91 is operated to the engaged state, the first rotating member 51A is locked so as not to rotate. On the other hand, when the brake 91 is operated to the released state, the first rotating member 51A can freely rotate.

たとえば、ブレーキ91が係合状態である場合には、第1回転部材51Aが回転不能であり、第2回転部材52A、および第3回転部材53Aが第1軸3に対して相対的に回転可能となる。この場合には、エンジン10の動力を用いて第1電動機20で発電し、第1電動機20で発電された電力を用いて第2電動機30を駆動して車両1Aを走行させることができ、いわゆるシリーズ走行をすることができる。その結果、退避走行距離を確保することができる。   For example, when the brake 91 is in the engaged state, the first rotating member 51A cannot rotate, and the second rotating member 52A and the third rotating member 53A can rotate relative to the first shaft 3. It becomes. In this case, the first electric motor 20 can generate electric power using the power of the engine 10, and the second electric motor 30 can be driven using the electric power generated by the first electric motor 20 to drive the vehicle 1A. You can run a series. As a result, the retreat travel distance can be ensured.

クラッチ92,93は、周知の多板式クラッチとして構成される。クラッチ92が係合状態に操作されると、第1回転部材51Aと第2回転部材52Aとが連結された状態となる。これにより、第1回転部材51Aと第2回転部材52Aとが一体的に回転する。クラッチ93が係合状態に操作されると、第1回転部材51Aと第3回転部材53Aとが連結された状態となる。これにより、第1回転部材51Aと第3回転部材53Aとが一体的に回転する。   The clutches 92 and 93 are configured as well-known multi-plate clutches. When the clutch 92 is operated to the engaged state, the first rotating member 51A and the second rotating member 52A are connected. Accordingly, the first rotating member 51A and the second rotating member 52A rotate integrally. When the clutch 93 is operated to the engaged state, the first rotating member 51A and the third rotating member 53A are connected. Accordingly, the first rotating member 51A and the third rotating member 53A rotate integrally.

このような構成を有することにより、本実施の形態に係る動力伝達装置100Aにあっては、実施の形態1に係る動力伝達装置100と同様の効果が得られるとともに、切り替え手段50Aの支持剛性を高めることができる。また、走行モードを制御することもできる。   By having such a configuration, the power transmission device 100A according to the present embodiment provides the same effects as those of the power transmission device 100 according to the first embodiment, and the support rigidity of the switching means 50A. Can be increased. Also, the traveling mode can be controlled.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and includes meanings equivalent to the terms of the claims and all modifications within the scope.

1 車両、2 第1ギヤセット、3 第1軸、10 エンジン、12 ダンパ、14 エンジン出力軸、20 第1電動機、20a ロータ、20b ステータ、22 ロータシャフト、30 第2電動機、30a ロータ、30b ステータ、32 ロータシャフト、40 差動機構、41 サンギヤ、42 ピニオンギヤ、43 リングギヤ、44 シャフト、50,50A 切り替え手段、51,51A 第1回転部材、52,52A 第2回転部材、52a 歯車部、53,53A 第3回転部材、53a 歯車部、54,55 軸受部、56 係合部材、60 第2ギヤセット、61 カウンタシャフト、62 アイドラギヤ、63 ファイナルギヤ、64 軸受部、65 アウトプットドリブンギヤ、70 第3ギヤセット、71 第1内周軸、72 カウンタドリブンギヤ、74 第2内周軸、75 アウトプットギヤ、80 第2軸、90 変速機ケース、100,100A 動力伝達装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle, 1st gear set, 3 1st axis | shaft, 10 Engine, 12 damper, 14 Engine output shaft, 20 1st electric motor, 20a rotor, 20b Stator, 22 Rotor shaft, 30 2nd electric motor, 30a Rotor, 30b Stator, 32 rotor shaft, 40 differential mechanism, 41 sun gear, 42 pinion gear, 43 ring gear, 44 shaft, 50, 50A switching means, 51, 51A first rotating member, 52, 52A second rotating member, 52a gear portion, 53, 53A Third rotating member, 53a Gear portion, 54, 55 Bearing portion, 56 Engaging member, 60 Second gear set, 61 Counter shaft, 62 Idler gear, 63 Final gear, 64 Bearing portion, 65 Output driven gear, 70 Third gear set, 71 1st inner shaft, 72 Pointer driven gear, 74 second inner shaft, 75 output gear, 80 second shaft, 90 transmission case, 100, 100A power transmission device.

Claims (1)

エンジンおよび第1電動機が接続された第1軸と、
第2電動機が接続された第2軸と、
前記第1軸と前記第2軸からの出力トルクが伝達される第3軸と、
前記第1軸の出力トルクを前記第2軸を介して前記第3軸に伝達する第1伝達経路と、前記第1軸の出力トルクを前記第3軸に直接伝達する第2伝達経路とを切り替える切り替え手段とを備え、
前記切り替え手段は、前記第1軸に設けられている、動力伝達装置。
A first shaft to which the engine and the first electric motor are connected;
A second shaft to which a second electric motor is connected;
A third shaft to which output torque from the first shaft and the second shaft is transmitted;
A first transmission path for transmitting the output torque of the first axis to the third axis via the second axis; and a second transmission path for directly transmitting the output torque of the first axis to the third axis. Switching means for switching,
The switching means is a power transmission device provided on the first shaft.
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