JP2016031087A - 自動車用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジン横置きの車両のように、限られた軸方向スペースにおいて前進7段を超える多段化を可能にする。【解決手段】第1クラッチ10とつながる第1入力軸14から駆動される第1駆動軸46と、第2クラッチ12とつながる第2入力軸17から駆動される第2駆動軸16と、第1被動歯車22bと第2被動歯車22cを有する被動軸22と、第1駆動軸46と被動軸22との間で複数の変速比を得る第1変速機構と、第2駆動軸16と被動軸22との間で複数の変速比を得る第2変速機構と、第1入力軸14と第1駆動軸46の間に介在する第1減速機構26と、を備え、第1入力軸14と第2入力軸18を、第1減速機構26を介して連結可能とした。【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関(エンジン)と変速機との間に2つのクラッチを備えた、いわゆるデュアル・クラッチ・トランスミッション(以下、DCTと記す)に属し、これにモーター・ジェネレーター(以下、M/Gと記す)を追加することにより、ハイブリッド車両用に転用可能な自動車用駆動装置に関するものである。
従来、この種の自動車用駆動装置としては、平行軸式変速機で多軸化して前進6段の変速比を得る例が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
また、第1駆動ギヤ軸(第1入力軸)上にプラネタリギヤ機構(遊星歯車)を備え、軸方向長さを抑えながら前進7段の変速比を得た例が知られている(たとえば、特許文献2の図7参照)。
また、第1駆動ギヤ軸(第1入力軸)上にプラネタリギヤ機構(遊星歯車)を備え、軸方向長さを抑えながら前進7段の変速比を得た例が知られている(たとえば、特許文献2の図7参照)。
しかしながら、上記従来の自動車用駆動装置にあっては、車両への搭載性を考慮すると、駆動装置の軸方向長さに限界があり、単純に歯車組を増やすことができず、この結果、変速段数が最大でも前進7段が限界であり、自動車の排気などの環境性能や燃費といった社会の要請に応えるのに不足という問題があった。
解決しようとする問題点は、変速段数が少ないため、環境性能や燃費を高めることが十分にできない点である。
本発明の目的は、より多くの変速比を得て、自動車が社会から求められる環境性能や燃費の向上を可能にすることにある。
本発明の目的は、より多くの変速比を得て、自動車が社会から求められる環境性能や燃費の向上を可能にすることにある。
本発明の自動車用駆動装置は、エンジンのクランク軸からの動力を受け入れ可能な第1クラッチおよび第2クラッチと、第1クラッチから第1入力軸を介して駆動される第1駆動軸と、該第1駆動軸と平行に配置され、第2クラッチから連結歯車と第2入力軸を介して駆動される第2駆動軸と、第1駆動軸および第2駆動軸と平行に配置され、第1被動歯車と第2被動歯車を有する被動軸と、第1駆動軸と被動軸との間で複数の変速比を得る第1変速機構と、第2駆動軸と被動軸との間で複数の変速比を得る第2変速機構と、第1入力軸と第1駆動軸の間に介在し直結と減速駆動を行う第1減速機構と、を備え、第1入力軸と第2入力軸を、第1減速機構を介して連結可能としたことを特徴とする。
本発明の自動車用駆動装置は、軸方向長さを抑えながら、前進7段を超える変速比を得ることができるようにして、自動車の排気などの環境性能や、燃費を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態に係る自動車用駆動装置を、実施例に基づき図とともに説明する。なお、図中の各スケルトンで軸上の○で示すものは、符号を付して説明しないが、それぞれ軸受を示す。
図1は、本発明の実施例1に係る自動車用駆動装置における主要部のスケルトン図である。
実施例1の自動車用駆動装置は、エンジン1のクランク軸2から第1クラッチ10と第2クラッチ12を経て、動力を受け入れる。すなわち、第1クラッチ10と第2クラッチ12は、それぞれ解放と接続との間での切り替えが可能であり、接続した場合に第1クラッチ板10aまたは第2クラッチ板12aに、それぞれエンジン1からの動力の伝達を行う。
実施例1の自動車用駆動装置は、エンジン1のクランク軸2から第1クラッチ10と第2クラッチ12を経て、動力を受け入れる。すなわち、第1クラッチ10と第2クラッチ12は、それぞれ解放と接続との間での切り替えが可能であり、接続した場合に第1クラッチ板10aまたは第2クラッチ板12aに、それぞれエンジン1からの動力の伝達を行う。
はじめに、各軸について説明する。実施例1の自動車用駆動装置は、第1入力軸14、第2クラッチ軸12b、第1駆動軸46、第2駆動軸16、第2入力軸18、副軸20、被動軸22および出力軸24を有している。
すなわち、第1入力軸14は、第1クラッチ板10aと連結され、クランク軸2と同じ軸中心である。また、第1駆動軸46は第1入力軸14と同じ軸中心である。
第2駆動軸16は、第1入力軸14と平行に配置され、後述するように第2クラッチ板12aと連結した第2クラッチ軸12bから、第2入力軸18を介して動力の伝達を受ける。
副軸20は、第1入力軸14と平行に設けられ、後述する前進第1速および第10速と後進の駆動に用いる。
被動軸22は、第1駆動軸46および第2駆動軸16と平行に設けられ、後述するように第1駆動軸46および第2駆動軸16から変速した動力の伝達を受ける。
出力軸24は、被動軸22と平行であり、被動軸22と一体の出力駆動歯車22aと噛み合った出力被動歯車24aにより動力を伝達され、内蔵する差動装置24bなどを介して図示しない左右の車輪を駆動する。なお、図1において、出力被動歯車24aと差動装置24bは、便宜上、他の部分から離すとともに縮小して描いている。
すなわち、第1入力軸14は、第1クラッチ板10aと連結され、クランク軸2と同じ軸中心である。また、第1駆動軸46は第1入力軸14と同じ軸中心である。
第2駆動軸16は、第1入力軸14と平行に配置され、後述するように第2クラッチ板12aと連結した第2クラッチ軸12bから、第2入力軸18を介して動力の伝達を受ける。
副軸20は、第1入力軸14と平行に設けられ、後述する前進第1速および第10速と後進の駆動に用いる。
被動軸22は、第1駆動軸46および第2駆動軸16と平行に設けられ、後述するように第1駆動軸46および第2駆動軸16から変速した動力の伝達を受ける。
出力軸24は、被動軸22と平行であり、被動軸22と一体の出力駆動歯車22aと噛み合った出力被動歯車24aにより動力を伝達され、内蔵する差動装置24bなどを介して図示しない左右の車輪を駆動する。なお、図1において、出力被動歯車24aと差動装置24bは、便宜上、他の部分から離すとともに縮小して描いている。
ここで、図2に描いた各軸の配置を説明する。
図2は、図1の左側から見たA−A断面における各軸中心を点で表し、各歯車の外径を破線で表しており、全体を図1より縮小して描いている。
クランク軸2、第1クラッチ10、第2クラッチ12、第1入力軸14、第2クラッチ軸12bおよび第1駆動軸46の各軸中心は、軸中心Bに一致する。したがって、入力歯車12cの軸中心も軸中心Bである。
また、第2入力軸18と中間歯車18aの軸中心は軸中心Cであり、第2駆動軸16と第2入力被動歯車16aの軸中心は軸中心Dである。
また、軸中心Bおよび軸中心Dから等距離の軸中心Eには被動軸22と出力駆動歯車22aがあり、軸中心Fには出力軸24と出力被動歯車24aが、それぞれ配置されている。
そして、副軸20がある軸中心Gには中継歯車20bが、後述する第2M/G70がある軸中心Hには第2M/G駆動歯車70aがそれぞれ配置されている。
図2は、図1の左側から見たA−A断面における各軸中心を点で表し、各歯車の外径を破線で表しており、全体を図1より縮小して描いている。
クランク軸2、第1クラッチ10、第2クラッチ12、第1入力軸14、第2クラッチ軸12bおよび第1駆動軸46の各軸中心は、軸中心Bに一致する。したがって、入力歯車12cの軸中心も軸中心Bである。
また、第2入力軸18と中間歯車18aの軸中心は軸中心Cであり、第2駆動軸16と第2入力被動歯車16aの軸中心は軸中心Dである。
また、軸中心Bおよび軸中心Dから等距離の軸中心Eには被動軸22と出力駆動歯車22aがあり、軸中心Fには出力軸24と出力被動歯車24aが、それぞれ配置されている。
そして、副軸20がある軸中心Gには中継歯車20bが、後述する第2M/G70がある軸中心Hには第2M/G駆動歯車70aがそれぞれ配置されている。
つづいて、第1入力軸14および第1駆動軸46を中心とする第1変速機構と第1減速機構について説明する。
第1変速機構は、主として後述する第3速、第5速などでの奇数段の駆動を行い、第1駆動軸46と第1被動歯車22bおよび第2被動歯車22cとの間で2つの変速比を得る。
第1変速機構は、主として後述する第3速、第5速などでの奇数段の駆動を行い、第1駆動軸46と第1被動歯車22bおよび第2被動歯車22cとの間で2つの変速比を得る。
すなわち、第1駆動軸46は、回転自在に支持された第1駆動歯車48と第2駆動歯車50と選択的に連結可能であり、第1駆動歯車48と第2駆動歯車50とは、被動軸22と一体の第1被動歯車22b、第2被動歯車22cと、それぞれ常時噛み合っている。
第1駆動軸46と連結した第1スリーブ46aは、回転方向は第1駆動軸46と一体で軸方向に移動可能であり、図中左側へ移動すると第1駆動歯車48のドッグ歯48aと係合して第1駆動軸46と第1被動歯車22bとが動力の伝達を行い、右側へ移動すると第2駆動歯車50のドッグ歯50aと係合して第1駆動軸46と第2被動歯車22cとが動力の伝達を行う。
なお、以降の説明において、各スリーブが図中左右へ移動した場合の説明では、そのスリーブがそれぞれのスプラインに嵌合しつつ相手ドッグ歯との係合したことを省略する。
第1駆動軸46と連結した第1スリーブ46aは、回転方向は第1駆動軸46と一体で軸方向に移動可能であり、図中左側へ移動すると第1駆動歯車48のドッグ歯48aと係合して第1駆動軸46と第1被動歯車22bとが動力の伝達を行い、右側へ移動すると第2駆動歯車50のドッグ歯50aと係合して第1駆動軸46と第2被動歯車22cとが動力の伝達を行う。
なお、以降の説明において、各スリーブが図中左右へ移動した場合の説明では、そのスリーブがそれぞれのスプラインに嵌合しつつ相手ドッグ歯との係合したことを省略する。
一方、第1減速機構を構成する減速歯車26a、26bは、第1入力軸14が副軸20を介して第1駆動軸46を減速駆動することに関わる。すなわち、減速歯車26bと係合した第4スリーブ20cは図中右側へ移動すると副軸20と連結し、副軸20と一体の副軸被動歯車20aは第1駆動軸46と一体の副軸駆動歯車46cと噛み合っている。
そして、副軸駆動歯車46cと係合した第2スリーブ46bは、図中右側へ移動することで第1入力軸14と連結する。
そして、副軸駆動歯車46cと係合した第2スリーブ46bは、図中右側へ移動することで第1入力軸14と連結する。
つまり、第4スリーブ20cが右側へ移動すると第1駆動軸46は第1入力軸14から減速駆動され、第4スリーブ20cの副軸20との係合を解除して第2スリーブ46bを右側へ移動すると第1駆動軸46は第1入力軸14と直結される。
ここで、減速歯車26a、26bの歯数比(減速歯車26bの歯数/減速歯車26aの歯数)をiPとする。また、副軸駆動歯車46cと副軸被動歯車20aの歯数比(副軸被動歯車20aの歯数/副軸駆動歯車46cの歯数)をiSとする。
したがって、第1駆動軸46は第1入力軸14から減速駆動と直結駆動の2種類の変速比で選択的に駆動されるとともに、第1駆動軸46は2種類の変速比で選択的に被動軸22を駆動する。
第1入力軸14は第1M/G40と連結している。
ここで、減速歯車26a、26bの歯数比(減速歯車26bの歯数/減速歯車26aの歯数)をiPとする。また、副軸駆動歯車46cと副軸被動歯車20aの歯数比(副軸被動歯車20aの歯数/副軸駆動歯車46cの歯数)をiSとする。
したがって、第1駆動軸46は第1入力軸14から減速駆動と直結駆動の2種類の変速比で選択的に駆動されるとともに、第1駆動軸46は2種類の変速比で選択的に被動軸22を駆動する。
第1入力軸14は第1M/G40と連結している。
つづいて、第2駆動軸16および第2入力軸18を中心とする第2変速機構と第2減速機構について説明する。
第2変速機構は、主として後述する第2速、第4速などでの偶数段の駆動を行い、第2駆動軸16と第1被動歯車22bおよび第2被動歯車22cとの間で2つの変速比を得る。すなわち、第2駆動軸16は、第2クラッチ軸12bと一体の入力歯車12cから駆動される第2入力軸18を介して、2種類の減速比で動力の伝達を受ける。
なお、入力歯車12cと噛み合った中間歯車18aは、第2駆動軸16上に回転自在に支持された第2中間被動歯車16aと噛み合っている。図1では入力歯車12cと中間歯車18aが離れて描かれているが、図2に見るように両者は噛み合っている。
第2駆動軸16上に回転自在に支持された第2低速被動歯車18dは、第2入力軸18と一体の第2低速駆動歯車18eと噛み合っている。
第2変速機構は、主として後述する第2速、第4速などでの偶数段の駆動を行い、第2駆動軸16と第1被動歯車22bおよび第2被動歯車22cとの間で2つの変速比を得る。すなわち、第2駆動軸16は、第2クラッチ軸12bと一体の入力歯車12cから駆動される第2入力軸18を介して、2種類の減速比で動力の伝達を受ける。
なお、入力歯車12cと噛み合った中間歯車18aは、第2駆動軸16上に回転自在に支持された第2中間被動歯車16aと噛み合っている。図1では入力歯車12cと中間歯車18aが離れて描かれているが、図2に見るように両者は噛み合っている。
第2駆動軸16上に回転自在に支持された第2低速被動歯車18dは、第2入力軸18と一体の第2低速駆動歯車18eと噛み合っている。
第2駆動軸16に設けられた第4スリーブ16bは、図中右側へ移動すると第2中間駆動歯車16aと連結し、左側へ移動すると第2低速被動歯車18dと連結する。
第2中間駆動歯車16aは第2クラッチ軸12bから速度比i2mで減速駆動されているが、第2低速被動歯車18dはさらに大きな減速比i2nで第2クラッチ軸12bから駆動される。
第2中間駆動歯車16aは第2クラッチ軸12bから速度比i2mで減速駆動されているが、第2低速被動歯車18dはさらに大きな減速比i2nで第2クラッチ軸12bから駆動される。
第2駆動軸16は、第3駆動歯車56と第4駆動歯車58を回転自在に支持しており、第2駆動軸16に設けられた第5スリーブ16cが図中左側へ移動すると第3駆動歯車56と、右側へ移動すると第4駆動歯車58と、それぞれ連結可能である。
第3駆動歯車56と第4駆動歯車58とは、被動軸22と一体の第1被動歯車22b、第2被動歯車22cと、それぞれ常時噛み合っている。
第3駆動歯車56と第4駆動歯車58とは、被動軸22と一体の第1被動歯車22b、第2被動歯車22cと、それぞれ常時噛み合っている。
前述したように、第1駆動軸46および第2駆動軸16と被動軸22とのそれぞれの軸中心間同士の距離は同じであり、第1駆動歯車48と第3駆動歯車56は同じ第1被動歯車22bと噛み合い、第2駆動歯車50と第4駆動歯車58は同じ第2被動歯車22cと噛み合っているので、それぞれの歯数比は同じである。
したがって、ここでは、第1駆動歯車48および第3駆動歯車56と第1被動歯車22bとの歯数比(第1被動歯車22bの歯数/第1駆動歯車48および第3駆動歯車56の歯数)をiL、第2駆動歯車50および第4駆動歯車58と第2被動歯車22cとの歯数比(第2被動歯車22cの歯数/第2駆動歯車50および第4駆動歯車58の歯数)をiHとする。
したがって、ここでは、第1駆動歯車48および第3駆動歯車56と第1被動歯車22bとの歯数比(第1被動歯車22bの歯数/第1駆動歯車48および第3駆動歯車56の歯数)をiL、第2駆動歯車50および第4駆動歯車58と第2被動歯車22cとの歯数比(第2被動歯車22cの歯数/第2駆動歯車50および第4駆動歯車58の歯数)をiHとする。
つづいて、後述する前進第1速および後進の駆動に関わる副軸20について、前述に継続する形で説明する。
副軸20上で回転自在に支持された中継歯車20bは入力歯車12cと噛み合っている。したがって、副軸20に嵌合した第5スリーブ20dを図中右側へ移動すると、副軸20と第2クラッチ軸12bとが動力伝達可能になる。
したがって、第5スリーブ20dが中継歯車20bと連結すると、第1入力軸14が第1減速機構を構成する減速歯車26a、26bおよび中継歯車20b、入力歯車12cを介して第2駆動軸16を駆動することや、逆に第2入力軸18が第1駆動軸46を駆動することが可能になる。すなわち、第1入力軸14と第2入力軸18とが連結可能である。
つまり、第1減速機構の減速歯車26a、26bは、本発明の減速歯車を構成する。
ここで、中継歯車20bと入力歯車12cの歯数比(入力歯車12cの歯数/中継歯車20bの歯数)をiTとする。
副軸20上で回転自在に支持された中継歯車20bは入力歯車12cと噛み合っている。したがって、副軸20に嵌合した第5スリーブ20dを図中右側へ移動すると、副軸20と第2クラッチ軸12bとが動力伝達可能になる。
したがって、第5スリーブ20dが中継歯車20bと連結すると、第1入力軸14が第1減速機構を構成する減速歯車26a、26bおよび中継歯車20b、入力歯車12cを介して第2駆動軸16を駆動することや、逆に第2入力軸18が第1駆動軸46を駆動することが可能になる。すなわち、第1入力軸14と第2入力軸18とが連結可能である。
つまり、第1減速機構の減速歯車26a、26bは、本発明の減速歯車を構成する。
ここで、中継歯車20bと入力歯車12cの歯数比(入力歯車12cの歯数/中継歯車20bの歯数)をiTとする。
減速歯車26b上に回転自在に支持された後進歯車62は、第1被動歯車22bと噛み合っている。図1では後進歯車62と第1被動歯車22bが離れて描かれているが、両者は噛み合っている。
後進歯車62は、第6スリーブ16cが図中左側へ移動することで減速歯車26bと連結可能である。
後進歯車62と第1被動歯車22bの歯数比(第1被動歯車22bの歯数/後進歯車62の歯数)をiRとする。
なお、説明は省略したが、各スリーブは図示しないシフトフォークにより移動可能であり、それぞれのスリーブには必要に応じて図示しない同期装置を備えている。
後進歯車62は、第6スリーブ16cが図中左側へ移動することで減速歯車26bと連結可能である。
後進歯車62と第1被動歯車22bの歯数比(第1被動歯車22bの歯数/後進歯車62の歯数)をiRとする。
なお、説明は省略したが、各スリーブは図示しないシフトフォークにより移動可能であり、それぞれのスリーブには必要に応じて図示しない同期装置を備えている。
次に、図1に示した自動車用駆動装置の作動を、図3に示した作動表を参照しながら説明する。
図3の作動表において、縦方向にこれから説明する各変速段を第1速は「1st」のように割り当て、横方向には第1クラッチ10および第2クラッチ12と、上記した各スリーブを、それぞれの符号を記して割り当ててある。
表中の×印は第1クラッチ10および第2クラッチ12の接続を、矢印は各スリーブの移動方向を、それぞれ表しており、空白および矢印がないのは解放あるいは中立を表す。また、( )で囲った矢印はそのスリーブが連結していてもいいが、動力伝達には関与しないことを表している。
図3の作動表において、縦方向にこれから説明する各変速段を第1速は「1st」のように割り当て、横方向には第1クラッチ10および第2クラッチ12と、上記した各スリーブを、それぞれの符号を記して割り当ててある。
表中の×印は第1クラッチ10および第2クラッチ12の接続を、矢印は各スリーブの移動方向を、それぞれ表しており、空白および矢印がないのは解放あるいは中立を表す。また、( )で囲った矢印はそのスリーブが連結していてもいいが、動力伝達には関与しないことを表している。
図示は省略するが、図1に示した自動車用駆動装置は、これを作動させるため必要に応じて油圧ポンプ、バッテリー、各種センサ、コントローラー、アクチュエーターなどを備えており、以下の作動はコントローラーの指示に基づいて行われる。
なお、以下の説明ではエンジン1の回転方向と同じ方向、またはそれに連動した方向の回転を「正回転」、それらの方向と逆の回転を「逆回転」と定義する。
なお、以下の説明ではエンジン1の回転方向と同じ方向、またはそれに連動した方向の回転を「正回転」、それらの方向と逆の回転を「逆回転」と定義する。
ここで、以降の作動説明において、上記した各歯車の歯数比を以下の値に設定した場合の例を説明する。
iP:3.014
i2m:1.250
i2n:1.953
iL:1.168
iH:0.478
iS:1.929
iT:0.622
iR:−1.168
なお、iRの値は、入力軸14が第1被動歯車22bを、エンジン1と連動した回転と逆方向に駆動するので−(マイナス)がつく。
iP:3.014
i2m:1.250
i2n:1.953
iL:1.168
iH:0.478
iS:1.929
iT:0.622
iR:−1.168
なお、iRの値は、入力軸14が第1被動歯車22bを、エンジン1と連動した回転と逆方向に駆動するので−(マイナス)がつく。
始めに、エンジン1の始動は第1クラッチ10を接続して第1M/G40を正回転させることで行う。この始動時に、車両が停止している場合や低速走行状態にあっては、第3スリーブ16b、第4スリーブ16c、第6スリーブ20c、の3つは、図3の作動表の前進第1速に示すように係合してあってもいいが、他のスリーブは図1に示すように中立にしておく。
なお、必要がない場合はエンジン1を停止しているが、以降は、奇数段で走行している場合は第1クラッチ10を、偶数段で走行している場合は第2クラッチ12を、それぞれ接続することでエンジン1を正回転させることで始動可能である。
前進の第1速への切替えは、第1クラッチ10を解放して、第3スリーブ16b、第4スリーブ16c、第6スリーブ20cの3つの係合に加えて第5スリーブ20dを係合して行う。
一般に発進は第1速のEV走行(第1M/G40のみを動力源とした駆動)で行う。したがって、エンジン1を停止し第1クラッチ10を解放した第1速の状態で第1M/G40を正回転させると、バッテリーを電源とした第1速でのEV走行になる。
前進の第1速への切替えは、第1クラッチ10を解放して、第3スリーブ16b、第4スリーブ16c、第6スリーブ20cの3つの係合に加えて第5スリーブ20dを係合して行う。
一般に発進は第1速のEV走行(第1M/G40のみを動力源とした駆動)で行う。したがって、エンジン1を停止し第1クラッチ10を解放した第1速の状態で第1M/G40を正回転させると、バッテリーを電源とした第1速でのEV走行になる。
つづいて、ドライバーがアクセルペダルを踏み込むなどした場合に、EV走行の状態において第1クラッチ10を接続すると、エンジン1を回転させて始動することができる。
エンジン1を始動した後は、エンジン1のみによる1速走行と、これに第1M/G40に加勢させてハイブリッド駆動での走行が可能である。第1速の変速比(エンジン1の回転速度/被動軸22の回転速度)はiP・iT・i2n・iLであり、上記した値では4.276である。
エンジン1を始動した後は、エンジン1のみによる1速走行と、これに第1M/G40に加勢させてハイブリッド駆動での走行が可能である。第1速の変速比(エンジン1の回転速度/被動軸22の回転速度)はiP・iT・i2n・iLであり、上記した値では4.276である。
なお、上記の第1速のEV走行における第1M/G40から被動軸22への変速比も、エンジン1からの変速比と同じであり、これは以下の奇数段での駆動も同様である。
また、この第1速での走行中にドライバーがアクセルペダルを放した場合には、第1クラッチ10を解放してエンジン1を停止して、第1M/G40に発電させてバッテリーに充電する、いわゆるエネルギ回生を行うことができる。このエネルギ回生は、以降の奇数段の各変速段での走行においても同様にできるが、これらについては個々の説明を省略する。
また、この第1速での走行中にドライバーがアクセルペダルを放した場合には、第1クラッチ10を解放してエンジン1を停止して、第1M/G40に発電させてバッテリーに充電する、いわゆるエネルギ回生を行うことができる。このエネルギ回生は、以降の奇数段の各変速段での走行においても同様にできるが、これらについては個々の説明を省略する。
つぎに、エンジン1による第1速走行から第2速への切替えは、各スリーブは上記の第1速の状態のまま、第1クラッチ10を解放しつつ第2クラッチ12を接続することで行う。通常は、第2速に切り替わった後、第5スリーブ20dの係合を外す。
第2速の変速比はi2n・iLであり、上記した値では2.281である。
エンジン1による駆動の第2速の走行において、第5スリーブ20dが第1速から引き続いて係合していた場合は、第1M/G40により第1速の変速比で加勢することができる。また、つぎの第3速への切替えに備えて第5スリーブ20dの係合を外して第1スリーブ46aを左側へ移動して係合した場合は、第1M/G40は後述する第3速の変速比で加勢することができる。
第2速の変速比はi2n・iLであり、上記した値では2.281である。
エンジン1による駆動の第2速の走行において、第5スリーブ20dが第1速から引き続いて係合していた場合は、第1M/G40により第1速の変速比で加勢することができる。また、つぎの第3速への切替えに備えて第5スリーブ20dの係合を外して第1スリーブ46aを左側へ移動して係合した場合は、第1M/G40は後述する第3速の変速比で加勢することができる。
また、前述のようにドライバーがアクセルペダルを放したときのエネルギ回生も、同様にそれぞれの奇数段の変速比で第1M/G40を駆動して行うことができる。
このように偶数段の他の変速段での走行においても、エンジン1の駆動で走行中に奇数段の変速比で第1M/G40による加勢ができるし、エネルギ回生も可能であるが、これらについては以降の説明を省略する。
このように偶数段の他の変速段での走行においても、エンジン1の駆動で走行中に奇数段の変速比で第1M/G40による加勢ができるし、エネルギ回生も可能であるが、これらについては以降の説明を省略する。
つぎに、エンジン1による第2速走行から第3速への切替えは、あらかじめ第1スリーブ46bを第1駆動歯車48と連結して、続いて第2クラッチ12を解放しつつ第1クラッチ10を接続することで行う。
第3速の変速比はip・iL/iSであり、上記した値では1.825である。
第3速の変速比はip・iL/iSであり、上記した値では1.825である。
つぎに、エンジン1による走行の第3速走行から第4速への切替えは、あらかじめ第3スリーブ16bを右側へ移動して係合し、続いて第1クラッチ10を解放しつつ第2クラッチ12を接続することで行う。
第4速の変速比はi2m・iLであり、上記した値では1.460である。
第4速の変速比はi2m・iLであり、上記した値では1.460である。
つぎに、エンジン1による走行の第4速走行から第5速への切替えは、第4速での走行中に第2スリーブ46bを右側へ移動して係合し、続いて第2クラッチ12を解放しつつ第1クラッチ10を接続することで行う。
第5速の変速比はiLであり、上記した値では1.168である。
第5速の変速比はiLであり、上記した値では1.168である。
つぎに、エンジン1による走行の第5速から第6速への切替えは、あらかじめ第3スリーブ16bと第4スリーブ16cを作動表のように係合し、続いて第1クラッチ10を解放しつつ第2クラッチ12を接続することで行う。
第6速の変速比はi2n・iHであり、上記した値では0.934である。
第6速の変速比はi2n・iHであり、上記した値では0.934である。
つぎに、エンジン1による走行の第6速から第7速への切替えは、あらかじめ第1スリーブ46aと第6スリーブ20cを作動表のように係合し、続いて第2クラッチ12を解放しつつ第1クラッチ10を接続することで行う。
第7速の変速比はiP・iH/iSであり、上記した値では0.747である。
第7速の変速比はiP・iH/iSであり、上記した値では0.747である。
つぎに、エンジン1による走行の第7速から第8速への切替えは、あらかじめ第3スリーブ16bを作動表のように係合し、続いて第1クラッチ10を解放しつつ第2クラッチ12を接続することで行う。
第8速の変速比はi2m×iHであり、上記した値では0.598である。
第8速の変速比はi2m×iHであり、上記した値では0.598である。
つぎに、エンジン1による第8速から第9速への切替えは、あらかじめ第2スリーブ46aを作動表のように係合し、続いて第2クラッチ12を解放しつつ第1クラッチ10を接続することで行う。
第9速の変速比はiHであり、上記した値では0.478である。
第9速の変速比はiHであり、上記した値では0.478である。
つぎに、エンジン1による第9速から第10速への切替えは、あらかじめ第5スリーブ20dを作動表のように係合し、続いて第1クラッチ10を解放しつつ第2クラッチ12を接続することで行う。
第10速の変速比はiH/(iT・iS)であり、上記した値では0.398である。
第10速の変速比はiH/(iT・iS)であり、上記した値では0.398である。
一方、後進の走行は、第1クラッチ10と第2クラッチ12を解放したうえで、第6スリーブ20cを係合して行う。
この後進の状態で第1M/G40を正回転させると、バッテリーを電源とした後進でのEV走行になる。上記の前進と同様に発進は後進のEV走行から始める。
つづいてエンジン1による駆動にするには、後進でのEV走行をしつつ第1クラッチ10を接続してエンジン1の始動を行って移行する。後進のエンジン1による駆動の変速比は、iP・iRであり、上記した値では−3.520である。
後進においても、エンジン1による駆動に加えて第1M/G40による加勢と、エネルギ回生ができる。
この後進の状態で第1M/G40を正回転させると、バッテリーを電源とした後進でのEV走行になる。上記の前進と同様に発進は後進のEV走行から始める。
つづいてエンジン1による駆動にするには、後進でのEV走行をしつつ第1クラッチ10を接続してエンジン1の始動を行って移行する。後進のエンジン1による駆動の変速比は、iP・iRであり、上記した値では−3.520である。
後進においても、エンジン1による駆動に加えて第1M/G40による加勢と、エネルギ回生ができる。
上記した各変速比は理論的な数値(歯車比)から算出したものであり、具体的に歯数を設定して算出した場合には若干の差異は生ずるが、きわめて僅かである。
また、前進の各変速比同士の段間差(当該変速比/1段上位の変速比)は、第1速と第2速の間が1.875で、第9速と第10速の間が1.201である他は、全ての段間において1.25であり、ほぼ一定の値である。
また、前進の各変速比同士の段間差(当該変速比/1段上位の変速比)は、第1速と第2速の間が1.875で、第9速と第10速の間が1.201である他は、全ての段間において1.25であり、ほぼ一定の値である。
上記の説明では、第5スリーブ20dを係合して第1変速機構と第2変速機構を連結するのは、第1速と最高段の第10速のみであったが、実際にはさまざまな組み合わせがある。
例えば、第1スリーブ46a、第6スリーブ20cは第3速の状態にして、第5スリーブ20dを係合して第2クラッチ12aを接続すると、第2クラッチ軸12bから第1駆動軸46が増速駆動される。その結果、変速比はiL/(iT/iS)であり、上記の値にあっては0.973である。
この値は上記の第5速と第6速の中間とも言える変速比であり、第5速からは第1クラッチ10から第2クラッチ12のつなぎ替えで切り替えることができる。
詳細の説明は省略するが、本発明はこのように上記した各変速段以外の変速比を得ることが可能である。
例えば、第1スリーブ46a、第6スリーブ20cは第3速の状態にして、第5スリーブ20dを係合して第2クラッチ12aを接続すると、第2クラッチ軸12bから第1駆動軸46が増速駆動される。その結果、変速比はiL/(iT/iS)であり、上記の値にあっては0.973である。
この値は上記の第5速と第6速の中間とも言える変速比であり、第5速からは第1クラッチ10から第2クラッチ12のつなぎ替えで切り替えることができる。
詳細の説明は省略するが、本発明はこのように上記した各変速段以外の変速比を得ることが可能である。
上記では、エンジン1のクランク軸2を車両の横方向に配置する、いわゆるエンジン横置き式の前輪駆動や後輪駆動に適した構成で説明したが、これにとらわれることなく出力駆動歯車22aと出力被動歯車24aをハイポイド歯車にすることで、いわゆるエンジン縦置き式に適用するも可能である。
また、出力軸24をクランク軸2と同じ軸中心とした場合は、前部エンジンで後輪を駆動するFR車に適用することができる。
むろん、第1M/G40を第1入力軸14と直結する必要はなく、歯車等を介して第1入力軸14と第1M/G40を連結してもよい。
また、出力軸24をクランク軸2と同じ軸中心とした場合は、前部エンジンで後輪を駆動するFR車に適用することができる。
むろん、第1M/G40を第1入力軸14と直結する必要はなく、歯車等を介して第1入力軸14と第1M/G40を連結してもよい。
以上が実施例1の作用であるが、実施例1では以下のような効果を得ることができる。
まず従来技術では、特にエンジン1のクランク軸2を車両の横方向に配置する、いわゆるエンジン横置きの場合、駆動装置の取り得る軸方向長さに制約があるため、前進7段が実用化の限界であったが、実施例1にあっては、従来の7段と同等の軸方向長さで前進10段の多段化が可能になる。
変速段数が増えたため、エンジン1の特性と車両の要求にきめ細かに応えた駆動を行うことが可能となり、エンジン1の排気性能や燃費の向上が期待できる。
また、第2速以降の各段間比をほぼ一定の小さな値にすることができ、優れた変速・駆動特性を得ることができる。
まず従来技術では、特にエンジン1のクランク軸2を車両の横方向に配置する、いわゆるエンジン横置きの場合、駆動装置の取り得る軸方向長さに制約があるため、前進7段が実用化の限界であったが、実施例1にあっては、従来の7段と同等の軸方向長さで前進10段の多段化が可能になる。
変速段数が増えたため、エンジン1の特性と車両の要求にきめ細かに応えた駆動を行うことが可能となり、エンジン1の排気性能や燃費の向上が期待できる。
また、第2速以降の各段間比をほぼ一定の小さな値にすることができ、優れた変速・駆動特性を得ることができる。
しかも、第1M/G40を備えれば、容易にハイブリッド車両への適用ができる。
そして、第1減速機構と第2減速機構に加えて、両者を連結する機能も有するので、変速段数の割に歯車の数が少なくてすむというメリットもある。
そして、第1減速機構と第2減速機構に加えて、両者を連結する機能も有するので、変速段数の割に歯車の数が少なくてすむというメリットもある。
次に、本発明の実施例2の自動車用駆動装置につき説明する。
図4は、本発明の実施例2に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
図5は図3と同様に、実施例2の作動表を示している。
ここでは、実施例1と異なる部分を中心に説明し、実施例1と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、作動も含めてそれらの説明を省略する。
図4は、本発明の実施例2に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
図5は図3と同様に、実施例2の作動表を示している。
ここでは、実施例1と異なる部分を中心に説明し、実施例1と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、作動も含めてそれらの説明を省略する。
実施例2における実施例1との第1の違いは、第2減速機構がないことである。
すなわち、入力歯車12cと第2駆動軸16の間には、中間歯車18aと第2入力駆動歯車18fがあり、入力歯車12cは一定の減速比で第2駆動軸16を駆動するのみで、減速比を切り替える機能を有していない。
実施例1との第2の違いは、第2駆動軸16と被動軸22の間に第6駆動歯車60と第3被動歯車22dを有していることである。
その他は、実施例1と同様であるので説明を省略する。
すなわち、入力歯車12cと第2駆動軸16の間には、中間歯車18aと第2入力駆動歯車18fがあり、入力歯車12cは一定の減速比で第2駆動軸16を駆動するのみで、減速比を切り替える機能を有していない。
実施例1との第2の違いは、第2駆動軸16と被動軸22の間に第6駆動歯車60と第3被動歯車22dを有していることである。
その他は、実施例1と同様であるので説明を省略する。
つづいて実施例2の作動を、図5に示した作動表を参照しながら、主に実施例1と異なる部分について説明する。
図5に見るように、実施例2は前進8段、後進1段の変速比を有している。
実施例2も、前進第1速と最高段の第8速において、第5スリーブ20dが中継歯車20bと係合することにより、第1入力軸14が第1減速機構を構成する減速歯車26a、26bおよび中継歯車20b、入力歯車12cを介して第2駆動軸16を駆動することや、逆に第2入力軸18が第1駆動軸46を駆動することが可能になる。すなわち、第1入力軸14と第2入力軸18とが連結可能である。
図5に見るように、実施例2は前進8段、後進1段の変速比を有している。
実施例2も、前進第1速と最高段の第8速において、第5スリーブ20dが中継歯車20bと係合することにより、第1入力軸14が第1減速機構を構成する減速歯車26a、26bおよび中継歯車20b、入力歯車12cを介して第2駆動軸16を駆動することや、逆に第2入力軸18が第1駆動軸46を駆動することが可能になる。すなわち、第1入力軸14と第2入力軸18とが連結可能である。
上記したように、入力歯車12cは一定の減速比で第2駆動軸16を駆動するのみであることと、第6駆動歯車60と第3被動歯車22dを有して前進第6速の変速比を得る点が実施例1との相違点であり、変速比を含めて作動は実施例1と同様であるので詳細の説明を省略する。
実施例2は、前進の変速段数が8段であり、実施例1と同様に従来例よりも変速段数が増えたため、エンジン1の特性と車両の要求にきめ細かに応えた駆動を行うことが可能となり、エンジン1の排気性能や燃費の向上が期待できる。
また、図3の作動表に見るように、変速のつど移動させるスリーブの数が常に1個であり、各スリーブを操作するアクチュエーターの構造が簡単にできるというメリットを有している。
また、図3の作動表に見るように、変速のつど移動させるスリーブの数が常に1個であり、各スリーブを操作するアクチュエーターの構造が簡単にできるというメリットを有している。
本発明の自動車用駆動装置は、当業者の一般的な知識に基づいて、自動車の走行条件に応じて最適な駆動モードを選択して駆動を行うことや、GPS(全地球測位システム)、カーナビゲーションシステムなどの情報を基に、長い坂道の走行時や高速道路において最適な制御を行うなどの工夫と合わせた態様で実施することができる。
本発明の自動車用駆動装置は、特に走行コストを重視し、環境負荷の低減を要求される乗用車などに適用することができるが、それらに限らず内燃機関および電気モーター・ジェネレーターを利用したさまざまな車両に適用することができる。
1 エンジン
2 クランク軸
10 第1クラッチ
12 第2クラッチ
14 第1入力軸
16 第2駆動軸
18 第2入力軸
20 副軸
22 被動軸
24 出力軸
26 減速歯車
40 第1M/G
44 ケース
46 第1駆動軸
48 第1駆動歯車
50 第2駆動歯車
56 第3駆動歯車
58 第4駆動歯車
60 第5駆動歯車
62 後進歯車
66 1速歯車
2 クランク軸
10 第1クラッチ
12 第2クラッチ
14 第1入力軸
16 第2駆動軸
18 第2入力軸
20 副軸
22 被動軸
24 出力軸
26 減速歯車
40 第1M/G
44 ケース
46 第1駆動軸
48 第1駆動歯車
50 第2駆動歯車
56 第3駆動歯車
58 第4駆動歯車
60 第5駆動歯車
62 後進歯車
66 1速歯車
Claims (3)
- エンジンのクランク軸からの動力を受け入れ可能な第1クラッチおよび第2クラッチと、
前記第1クラッチから第1入力軸を介して駆動される第1駆動軸と、
該第1駆動軸と平行に配置され、前記第2クラッチから連結歯車と第2入力軸を介して駆動される第2駆動軸と、
前記第1駆動軸および前記第2駆動軸と平行に配置され、第1被動歯車と第2被動歯車を有する被動軸と、
前記第1駆動軸と前記被動軸との間で複数の変速比を得る第1変速機構と、
前記第2駆動軸と前記被動軸との間で複数の変速比を得る第2変速機構と、
前記第1入力軸と前記第1駆動軸の間に介在し直結と減速駆動を行う第1減速機構と、
を備え、
前記第1入力軸と前記第2入力軸を、前記第1減速機構を介して連結可能としたことを特徴とする自動車用駆動装置。 - 前記第1減速機構が、前記第1入力軸と該第1入力軸に平行に配置された副軸との間に設けた減速歯車であることを特徴とする請求項1に記載の自動車用駆動装置。
- 前記第1入力軸と前記第2入力軸を連結することにより、前進第1速と前進の最上段の変速比を得ることを特徴とする請求項1または2に記載の自動車用駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014152687A JP2016031087A (ja) | 2014-07-28 | 2014-07-28 | 自動車用駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014152687A JP2016031087A (ja) | 2014-07-28 | 2014-07-28 | 自動車用駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016031087A true JP2016031087A (ja) | 2016-03-07 |
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ID=55441603
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2014152687A Pending JP2016031087A (ja) | 2014-07-28 | 2014-07-28 | 自動車用駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016031087A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108897321A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-27 | 重庆理工大学 | 基于领航跟随法的机器人队形可变编队控制方法与控制器 |
-
2014
- 2014-07-28 JP JP2014152687A patent/JP2016031087A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108897321A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-27 | 重庆理工大学 | 基于领航跟随法的机器人队形可变编队控制方法与控制器 |
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