JP2022123683A - 動力伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】差動装置を介して動力伝達する際、それぞれの出力軸のトルクが逆向きになることを抑制すること。【解決手段】第1動力源からの動力を入力する第1入力軸と、第2動力源からの動力を入力する第2入力軸と、第1駆動輪に動力を伝達する第1出力軸と、第2駆動輪に動力を伝達する第2出力軸と、三つの回転要素として、前記第2入力軸が連結された第1回転要素と、前記第2出力軸が連結された第2回転要素と、前記第1入力軸および前記第1出力軸が連結された第3回転要素とを有する差動装置と、を備えた動力伝達装置であって、前記三つの回転要素のうちのいずれか二つを選択的に連結する係合装置を備えている。【選択図】図2

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。
車両に搭載される動力伝達装置として、エンジン(第1動力源)からの動力を前輪と後輪とに分配して伝達するトランスファが知られている。トランスファの出力側は、前輪用プロペラシャフトと後輪用プロペラシャフトとに連結されている。そして、トランスファでは、一方のプロペラシャフトのみに動力を出力する二輪駆動状態と、両方のプロペラシャフトに動力を出力する四輪駆動状態との間で切り替え可能である。
特許文献1には、トランスファケース内に副動力源(第2動力源)を備えたトランスファにおいて、第2動力源から出力された動力を、差動装置を介して前輪および後輪へ伝達することが開示されている。特許文献1に記載の構成では、差動装置に含まれる三つの回転要素のうちの一つの回転要素をトランスファケースに固定することによって、差動装置を変速機として機能させ、第1動力源の回転を差動装置で変速して出力部材に伝達することができる。
国際公開第2010/141682号
特許文献1に記載の構成では、差動装置が差動作用をなす状態で四輪駆動を行う際、第2動力源のトルクが第1出力軸と第2出力軸に作用することにより、それぞれの出力軸のトルクが逆向きになる虞がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、差動装置を介して動力伝達する際、それぞれの出力軸のトルクが逆向きになることを抑制することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
本発明は、第1動力源からの動力を入力する第1入力軸と、第2動力源からの動力を入力する第2入力軸と、第1駆動輪に動力を出力する第1出力軸と、第2駆動輪に動力を出力する第2出力軸と、三つの回転要素として、前記第2入力軸が連結された第1回転要素と、前記第2出力軸が連結された第2回転要素と、前記第1入力軸および前記第1出力軸が連結された第3回転要素とを有する差動装置と、を備えた動力伝達装置であって、前記三つの回転要素のうちのいずれか二つを選択的に連結する係合装置を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、係合装置が、差動装置に含まれる三つの回転要素のうちのいずれか二つを連結することによって、差動装置の差動作用を制限することができる。これにより、差動装置を介して動力伝達する際、係合装置により差動装置の差動作用を制限されていると、それぞれの出力軸のトルクが逆向きになることを抑制することができる。
また、前記係合装置は、前記三つの回転要素を一体回転可能とする係合状態と、前記三つの回転要素が差動可能となる解放状態との間で切り替わってもよい。
この構成によれば、係合装置を係合状態と解放状態との間で切り替えることにより、差動装置の差動作用を制限した状態と制限しない状態とを切り替えることができる。
また、前記係合装置は、前記第2回転要素と前記第3回転要素とを選択的に連結してもよい。
この構成によれば、係合装置により第2回転要素と第3回転要素とを連結すると、三つの回転要素が一体回転可能になる。これにより、差動装置の差動作用を制限することができ、第2動力源のトルクが作用しても第1出力軸と第2出力軸のトルクが逆向きになることを抑制することができる。
また、前記係合装置は、摩擦係合装置であってもよい。
この構成によれば、係合装置を摩擦係合装置により構成することが可能である。
また、前記係合装置は、前記第1回転要素と前記第2回転要素とを選択的に連結してもよい。
この構成によれば、係合装置により第1回転要素と第2回転要素とを連結すると、三つの回転要素が一体回転可能になる。これにより、差動装置の差動作用を制限することができ、第2動力源のトルクが作用しても第1出力軸と第2出力軸のトルクが逆向きになることを抑制することができる。
また、前記差動装置は、遊星歯車装置であってもよい。
この構成によれば、差動装置を遊星歯車装置により構成することが可能である。
また、前記差動装置と前記第2出力軸との間の動力伝達経路に設けられた第1伝達装置をさらに備え、前記第1出力軸は、前記第1入力軸と同一軸線上に配置され、前記第2出力軸は、前記第1出力軸と平行に配置され、前記第1伝達装置を介して前記差動装置と動力伝達可能に接続されてもよい。
この構成によれば、差動装置と第1伝達装置とを介して第2出力軸および第2駆動輪に動力を伝達することができる。
また、前記第1伝達装置は、チェーンベルトを含んで構成されてもよい。
この構成によれば、第1伝達装置がチェーンベルトを含んだ機構とすることができる。
また、前記第1出力軸と同一軸線上に、前記第1動力源側から前記第1伝達装置、前記差動装置の順に配置され、前記第2出力軸は、軸方向において前記第1伝達装置から前記第1動力源側に延在してもよい。
この構成によれば、第1伝達装置が差動装置よりも第1動力源側に位置することにより、第2出力軸を短くすることができる。
また、前記第1出力軸と同一軸線上に、前記第1動力源側から前記第1伝達装置、前記係合装置の順に配置され、前記第2出力軸は、軸方向において前記第1伝達装置から前記第1動力源側に延在してもよい。
この構成によれば、第1伝達装置が係合装置よりも第1動力源側に位置することにより、第2出力軸を短くすることができる。
また、前記第1出力軸と同一軸線上に、前記第1動力源側から前記差動装置、前記第2動力源の順に配置され、前記第2出力軸は、軸方向において前記差動装置と前記第2動力源との間の位置から前記第1動力源側に延在してもよい。
この構成によれば、差動装置と第2動力源との間の軸方向位置から第1動力源側に第2出力軸が延在することにより、第2出力軸を短くすることができる。
また、前記第2動力源と前記差動装置との間の動力伝達経路に設けられた第2伝達装置をさらに備え、前記第2動力源は、前記第1出力軸および前記第2出力軸に対して別軸上に配置され、前記第2伝達装置を介して前記差動装置と動力伝達可能に接続されてもよい。
この構成によれば、第2動力源の配置または差動装置の配置の自由度が得られる。
また、前記第2伝達装置は、減速機であってもよい。
この構成によれば、第2動力源の回転を減速して第2入力軸に伝達することができる。
本発明では、係合装置が、差動装置に含まれる三つの回転要素のうちのいずれか二つを連結することによって、差動装置の差動作用を制限することができる。これにより、差動装置を介して動力伝達する際、係合装置により差動装置の差動作用を制限されていると、それぞれの出力軸のトルクが逆向きになることを抑制することができる。
図1は、実施形態の動力伝達装置を搭載した車両を模式的に示すスケルトン図である。 図2は、実施形態におけるトランスファの構成を模式的に示すスケルトン図である。 図3は、一体化状態の遊星歯車装置における回転要素の状態を示す共線図である。 図4は、第1変形例におけるトランスファの構成を模式的に示すスケルトン図である。 図5は、第2変形例におけるトランスファの構成を模式的に示すスケルトン図である。 図6は、第3変形例におけるトランスファの構成を模式的に示すスケルトン図である。 図7は、第4変形例におけるトランスファの構成を模式的に示すスケルトン図である。 図8は、第5変形例におけるトランスファの構成を模式的に示すスケルトン図である。 図9は、第6変形例におけるトランスファの構成を模式的に示すスケルトン図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における動力伝達装置について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
図1は、実施形態の動力伝達装置を搭載した車両を模式的に示すスケルトン図である。車両1は、動力源としてのエンジン2と、左右の前輪3L,3Rと、左右の後輪4L,4Rと、エンジン2の動力を前輪3と後輪4とにそれぞれ伝達する動力伝達装置10と、を備えている。この車両1は前置エンジン後輪駆動をベースとする四輪駆動車両である。後輪4は、二輪駆動走行中、四輪駆動走行中ともに駆動輪となる主駆動輪である。一方、前輪3は、二輪駆動走行中には従動輪となり、四輪駆動走行中に駆動輪となる副駆動輪である。本実施形態において、後輪4は第1駆動輪であり、前輪3は第2駆動輪である。
動力伝達装置10は、エンジン2に連結された変速機11と、変速機11に連結された前後輪動力分配装置であるトランスファ12と、トランスファ12にそれぞれ連結されたフロントプロペラシャフト13およびリヤプロペラシャフト14と、フロントプロペラシャフト13に連結された前輪用デファレンシャルギヤ機構15と、リヤプロペラシャフト14に連結された後輪用デファレンシャルギヤ機構16と、前輪用デファレンシャルギヤ機構15に連結された左右の前輪車軸17L,17Rと、後輪用デファレンシャルギヤ機構16に連結された左右の後輪車軸18L,18Rと、を備えている。なお、車輪と車軸について左右を特に区別しない場合には、符号L,Rを省略して、前輪3、後輪4、前輪車軸17、後輪車軸18と記載する。
エンジン2から出力された動力は変速機11を介してトランスファ12へ伝達される。そして、トランスファ12に伝達された動力は、トランスファ12から、リヤプロペラシャフト14、後輪用デファレンシャルギヤ機構16、後輪車軸18の後輪側の動力伝達経路を順次介して後輪4へ伝達される。また、後輪4側へ伝達される動力の一部は、トランスファ12によって前輪3側へ分配され、フロントプロペラシャフト13、前輪用デファレンシャルギヤ機構15、前輪車軸17の前輪側の動力伝達経路を順次介して前輪3へ伝達される。
図2は、実施形態におけるトランスファの構成を模式的に示すスケルトン図である。トランスファ12は、非回転部材であるトランスファケース20を備えている。また、トランスファ12は、トランスファケース20内に、第1入力軸21と、第2入力軸22と、後輪側出力軸23と、前輪側出力軸24と、遊星歯車装置25と、伝達装置26と、モータ30と、係合装置40と、を備えている。
第1入力軸21は、エンジン2からの動力をトランスファ12に入力する入力部材である。第1入力軸21には、エンジン2からの動力が変速機11を介して伝達される。例えば、第1入力軸21は変速機11の出力部材にスプライン嵌合されている。
第2入力軸22は、モータ30からの動力を遊星歯車装置25に入力する入力部材である。第2入力軸22には、モータ30からの動力がそのままで入力される。例えば、第2入力軸22はモータ30の出力部材(ロータ軸33)にスプライン嵌合されており、ロータ軸33と一体回転する。
後輪側出力軸23は、トランスファ12から後輪4へ動力を出力する出力部材である。この後輪側出力軸23は、第1入力軸21と同一軸線上に配置され、リヤプロペラシャフト14に連結された主駆動軸である。トランスファ12では、後輪側出力軸23が第1出力軸である。
前輪側出力軸24は、トランスファ12から前輪3へ動力を出力する第2出力軸である。この前輪側出力軸24は、第1入力軸21および後輪側出力軸23とは異なる軸線上に配置され、フロントプロペラシャフト13に連結された副駆動軸である。トランスファ12では、前輪側出力軸24は、第1出力軸と平行に配置され、伝達装置26を介して遊星歯車装置25と動力伝達可能に接続された第2出力軸である。
遊星歯車装置25は、三つの回転要素を有する差動装置であり、シングルピニオン型の遊星歯車装置によって構成されている。この遊星歯車装置25は、動力源の動力を前輪3と後輪4とに分割する動力分割機構として機能する。
図2に示すように、遊星歯車装置25は、三つの回転要素として、サンギヤSと、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に支持するキャリアCと、ピニオンギヤを介してサンギヤSと噛み合うリングギヤRと、を備えている。本実施形態では、サンギヤSが第1回転要素であり、キャリアCが第2回転要素であり、リングギヤRが第3回転要素である。
サンギヤSには、第2入力軸22が一体回転するように連結されている。つまり、サンギヤSにはモータ30が連結されている。
キャリアCには、第1回転部材51が一体回転するように連結されている。第1回転部材51は、キャリアCと一体回転する部材であり、係合要素してのギヤ歯51aを有する。この第1回転部材51には、伝達装置26のドライブギヤ27が一体回転するように連結されている。伝達装置26は遊星歯車装置25と前輪側出力軸24との間の動力伝達経路を形成している。つまり、キャリアCには前輪側出力軸24が連結されている。
リングギヤRには、第2回転部材52が一体回転するように連結されている。第2回転部材52は、リングギヤRと一体回転する部材であり、係合要素としてのギヤ歯52aを有する。この第2回転部材52には、第1入力軸21と後輪側出力軸23とが一体回転するように連結されている。つまり、リングギヤRには第1入力軸21と後輪側出力軸23とが連結されている。
伝達装置26は、前輪側の動力伝達経路を形成する機構であり、遊星歯車装置25と前輪側出力軸24との間の動力伝達経路に設けられている。この伝達装置26は、ドライブギヤ27と、ドリブンギヤ28と、チェーンベルト29とを備えている。
ドライブギヤ27は、前輪側への出力部として機能する回転部材であって、前輪側出力軸24へ動力を伝達する出力ギヤである。このドライブギヤ27は、第1入力軸21および後輪側出力軸23と同一軸線上で、第1入力軸21および後輪側出力軸23に対して相対回転可能に配置され、キャリアCと一体回転するように連結されている。トランスファ12では、後輪側出力軸23と同一の回転中心上にドライブギヤ27と遊星歯車装置25の各回転要素とが配置されている。
ドリブンギヤ28は、前輪側出力軸24に一体的に設けられたギヤである。チェーンベルト29は、ドライブギヤ27とドリブンギヤ28との間を連結する前輪用駆動チェーンである。そして、ドライブギヤ27が回転することによってドリブンギヤ28が回転し、ドリブンギヤ28と前輪側出力軸24とが一体回転する。本実施形態では、伝達装置26が第1伝達装置である。
モータ30は、電動機および発電機として機能することが可能な回転電機(モータ・ジェネレータ)である。また、モータ30はインバータを介してバッテリと電気的に接続されている。このモータ30は、ロータ31と、ステータ32と、ロータ軸33とを備えている。ロータ31は、ロータ軸33と一体回転する。ステータ32は、ステータコアと、ステータコアに巻き付けられたステータコイルとを有する。ロータ軸33には第2入力軸22が一体回転するように連結されている。
係合装置40は、遊星歯車装置25の状態を切り替えるクラッチであって、係合状態と解放状態との間で切り替わる。この係合装置40は、キャリアCとリングギヤRとを一体回転するように連結する。そして、係合装置40は、キャリアCとリングギヤRとが一体回転可能な一体化状態と、キャリアCとリングギヤRとが相対回転可能な差動状態とを切り替える。つまり、係合装置40は、遊星歯車装置25の差動作用を制限する係合状態と、遊星歯車装置25の差動作用が制限されない解放状態とに切り替わる。
この係合装置40は、ドグクラッチにより構成されており、切替スリーブ41を有する。切替スリーブ41は、係合要素としてのギヤ歯41aを有する。ギヤ歯41aは、キャリアCと一体回転する第1回転部材51のギヤ歯51a、およびリングギヤRと一体回転する第2回転部材52のギヤ歯52aと噛み合う。また、切替スリーブ41は係合装置40のアクチュエータによって軸方向に移動する。そして、切替スリーブ41は、キャリアCとリングギヤRとを一体回転可能に連結する一体化状態と、三つの回転要素が差動作用をなす差動状態との間で切り替わる。つまり、係合装置40は、切替スリーブ41のギヤ歯41aがギヤ歯51aとギヤ歯52aの両方に噛み合うことにより係合状態となり、切替スリーブ41のギヤ歯41aがギヤ歯51aとギヤ歯52aのうちの一方のみに噛み合うことにより解放状態となる。
また、トランスファケース20の内部では、後輪側出力軸23と同一軸線上に、軸方向のエンジン側から、モータ30、伝達装置26、遊星歯車装置25の順に配置されている。さらに、前輪側出力軸24は、軸方向において伝達装置26からエンジン側に延在している。
そして、トランスファ12は四輪駆動状態となる際に、リヤプロペラシャフト14とフロントプロペラシャフト13との間の回転差動が制限されない差動状態と、それらの間の回転差動が制限された非差動状態とを切り替える。すなわち、トランスファ12は動力分割状態において、後輪側出力軸23とドライブギヤ27とが差動可能な状態となる場合と、後輪側出力軸23とドライブギヤ27とが非差動状態となる場合とを切り替え可能である。
また、車両1は、図1に示すように、車両1を制御する電子制御装置100を備えている。電子制御装置100は、係合装置40を作動させるアクチュエータに指令信号を出力し、係合装置40の動作を制御する。例えば、電子制御装置100は、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを含んで構成されている。CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによって車両1の各種制御を実行する。
電子制御装置100には、車両1に搭載された各種センサからの信号が入力される。例えば、エンジン回転数センサ、モータ回転角度センサ、車速センサ、アクセル開度センサ、運転者の操作によって四輪駆動状態を選択するための4WD選択スイッチからのセンサ信号が電子制御装置100に入力される。電子制御装置100は、入力されたセンサ信号に基づいて車両1の駆動制御等を実行する。そして、電子制御装置100からは、エンジン2を制御する指令信号、変速機11を制御する指令信号、トランスファ12を制御する指令信号等を出力する。トランスファ12を制御する指令信号には、モータ30を制御する指令信号、係合装置40を制御する指令信号が含まれる。
そこで、電子制御装置100は、トランスファ12の駆動状態を制御する際、モータ30の動作を制御するとともに、係合装置40の状態を制御することによって、遊星歯車装置25の状態を制御する。遊星歯車装置25は、電子制御装置100が係合装置40の切替制御が実行することによって、一体化状態と差動状態との間で切り替わることが可能である。一体化状態は、遊星歯車装置25に含まれる三つの回転要素のうち、二つの回転要素が互いに連結された状態である。差動状態は、遊星歯車装置25に含まれる三つの回転要素が差動作用をなすことが可能な状態である。そして、トランスファ12では、遊星歯車装置25の状態によらず、三つの回転要素がそれぞれ、モータ30と、エンジン2および後輪側出力軸23と、前輪側出力軸24とに連結されている。
図3は、一体化状態の遊星歯車装置における回転要素の状態を示す共線図である。なお、図3には、モータ30を「MG」、エンジン2が「ENG」、サンギヤSが「S」、キャリアCが「C」、リングギヤRが「R」、係合装置40が「CL」と記載されている。
トランスファ12では、図3に示すように、係合装置40が係合状態となることにより遊星歯車装置25が一体化状態となる。この一体化状態では、前輪3と後輪4とに動力が伝達される四輪駆動状態として固定配分4WDモードが可能である。すなわち、トランスファ12が固定配分4WDモードとなる場合、切替スリーブ41は第1回転部材51と第2回転部材52とに噛み合う。
この固定配分4WDモードでは、エンジン2から第1入力軸21に伝達された動力が、後輪側出力軸23に伝達されるとともに、一体化状態の遊星歯車装置25を介して前輪側出力軸24に伝達される。つまり、固定配分4WDモードでは、エンジン2の動力を前輪側出力軸24に分配する際、係合装置40が係合状態であることにより遊星歯車装置25の差動作用が制限され、三つの回転要素が同一回転数となる。そのため、モータ30のトルクTmを前輪側出力軸24に作用させる際、前輪側出力軸24に作用するトルクT2と後輪側出力軸23に作用するトルクT1とをいずれも正方向のトルクにすることが可能である。これにより、遊星歯車装置25を介してモータ30のトルクTmを前輪側出力軸24に伝達する際、それぞれの出力軸のトルクT1,T2が逆向きになることを抑制することができる。なお、それぞれの出力軸のトルクが逆向きになるとは、前輪側出力軸24に正方向のトルクが作用するようにモータ30がトルクを出力する際、そのトルク反力が後輪側出力軸23に作用することによって、前輪側出力軸24のトルクが正方向であるのに対して後輪側出力軸23のトルクが負方向となる場合のことを表す。つまり、前輪側出力軸24と後輪側出力軸23とでトルクの方向が反対方向になることを表す。本実施形態では、前輪側出力軸24に正方向のトルクを作用させるために、モータ30は正方向のトルクを出力する。
また、トランスファ12では、係合装置40が解放状態となることにより遊星歯車装置25が差動状態となる。この差動状態では、前輪3と後輪4とに動力が伝達される四輪駆動状態として、いわゆるトルクスプリット4WDモードが可能である。トルクスプリットモードは、モータ30の動力により前輪3に駆動力を発生させ、後輪側出力軸23と前輪側出力軸24とに伝達される動力配分を変化させることを目的としている。つまり、トルクスプリット4WDモードでは、モータ30から出力されるモータトルクによって前後配分制御が可能である。トランスファ12がトルクスプリット4WDモードとなる場合、切替スリーブ41は第1回転部材51と第2回転部材52とのうちの一方のみに噛み合う。
このトルクスプリット4WDモードでは、エンジン2から第1入力軸21に伝達された動力が後輪側出力軸23に伝達されるとともに、モータ30から第2入力軸22に伝達された動力が差動状態の遊星歯車装置25を介して前輪側出力軸24に伝達される。つまり、トルクスプリット4WDモードでは、動力源からの動力を前輪3と後輪4とに分配する際、係合装置40が解放状態であることにより遊星歯車装置25が差動可能である。そのため、トルクスプリット4WDモードでは、モータ30から出力されるトルクによって、前輪側と後輪側とに伝達される動力の配分を制御することが可能になる。この場合、遊星歯車装置25の差動作用が制限されていないため、モータ30によって前輪側出力軸24に正方向のトルクを作用させる際に、そのトルク反力して後輪側出力軸23に負方向のトルクが作用する。つまり、後輪側出力軸23には、エンジン2からのトルクによる正方向のトルクと、モータトルクのトルク反力による負方向のトルクとが作用することになる。
以上説明した通り、実施形態によれば、係合装置40を係合状態と解放状態とに切り替えることによって、遊星歯車装置25の差動作用を選択的に制限することができる。そのため、遊星歯車装置25の差動作用が制限される場合には、モータ30のトルクによって前輪側出力軸24に正方向のトルクを作用させても、それぞれの出力軸のトルクの方向が逆向きになることを抑制することができる。
なお、モータ30は、回転電機(モータ・ジェネレータ)により構成されているため、エンジン2からの動力によって発電し、あるいは駆動輪から入力される動力によって回生発電することが可能である。モータ30により発電された電力はバッテリに蓄えられる。さらに、第1動力源と第2動力源とは、エンジンと回転電機とのどちらでもよい。例えば、第1動力源が回転電機であってもよく、第2動力源がエンジンであってもよい。
また、上述した実施形態の変形例として、噛み合い式の係合装置40に代えて、摩擦式の係合装置を備えてもよい。例えば図4に示すように、第1変形例のトランスファ12は、キャリアCとリングギヤRとを選択的に連結する摩擦係合装置60を備えている。
摩擦係合装置60は、キャリアCと一体回転する第1回転部材51と、リングギヤRと一体回転する第2回転部材52とを選択的に連結する。この摩擦係合装置60は、第1回転部材51と一体回転する第1摩擦係合要素と、第2回転部材52と一体回転する第2摩擦係合要素とを有する。そして、摩擦係合装置60は油圧式アクチュエータにより作動する。また、この第1変形例では、後輪側出力軸23と同一軸線上に、軸方向のエンジン側から、モータ30、伝達装置26、摩擦係合装置60、遊星歯車装置25の順に配置されている。摩擦係合装置60が伝達装置26よりも後方に位置することにより、前輪側出力軸24を短くすることができる。
さらに、遊星歯車装置25の差動作用を制限するために三つの回転要素を一体化させる際、キャリアCとリングギヤRとが一体回転可能に連結される場合に限定されない。つまり、一体回転可能に連結される二つの回転要素は特に限定されず、遊星歯車装置25において三つの回転要素のうちのいずれか二つが選択的に連結されればよい。例えば図5に示すように、第2変形例のトランスファ12は、サンギヤSとリングギヤRとを選択的に連結する摩擦係合装置61を備えている。
摩擦係合装置61は、サンギヤSと一体回転する第3回転部材53と、リングギヤRと一体回転する第2回転部材52とを選択的に連結する。この摩擦係合装置61は、第3回転部材53と一体回転する第1摩擦係合要素と、第2回転部材52と一体回転する第2摩擦係合要素とを有する。そして、摩擦係合装置61は油圧式アクチュエータにより作動する。さらに、この第2変形例では、後輪側出力軸23と同一軸線上に、軸方向のエンジン側から、モータ30、伝達装置26、遊星歯車装置25、摩擦係合装置61の順に配置されている。摩擦係合装置61が伝達装置26よりも後方に位置することにより、前輪側出力軸24を短くすることができる。
また、第2変形例のさらなる変形例として、軸方向においてモータ30と伝達装置26と遊星歯車装置25と摩擦係合装置61との配置は、図5に例示した配置とは異なる配置であってもよい。例えば図6に示すように、第3変形例のトランスファ12は、軸方向においてエンジン側から、摩擦係合装置61、遊星歯車装置25、伝達装置26、モータ30の順に配置されている。これにより、モータ30の配置または遊星歯車装置25の配置の自由度が得られる。
また、別の変形例として、モータ30は、第1入力軸21および後輪側出力軸23と同一軸線上に配置される構成に限定されず、第1入力軸21および後輪側出力軸23とは異なる軸線上に配置されてもよい。この変形例の一例を図7と図8に例示する。
例えば図7に示すように、第4変形例のトランスファ12は、第1入力軸21および第2入力軸22とは異なる軸線上に配置されたモータ30と、モータ30と第2入力軸22との間の動力伝達経路に設けられた第2伝達装置70と、を備えている。この第4変形例は、第2変形例のさらなる変形例である。そして、トランスファ12では、軸方向においてエンジン側から第2伝達装置70、伝達装置26、摩擦係合装置60、遊星歯車装置25の順に配置されている。
第2伝達装置70は、リダクションギヤ71と、カウンタギヤ72と、入力ギヤ73とを有する。モータ30のロータ軸33にはリダクションギヤ71が設けられている。リダクションギヤ71はカウンタギヤ72と噛み合っている。カウンタギヤ72は入力ギヤ73と噛み合っている。入力ギヤ73は第2入力軸22に取り付けられ、第2入力軸22と一体回転する。そして、リダクションギヤ71とカウンタギヤ72と入力ギヤ73とによって減速ギヤ列が形成されている。そのため、第4変形例では、モータ30から出力された動力が第2伝達装置70を介して第2入力軸22に伝達される際、モータ30の回転は変速(減速)されてサンギヤSに伝達される。また、モータ30が第1入力軸21および後輪側出力軸23とは異なる軸線上に配置されるため、軸方向において伝達装置26と重なる位置にモータ30を配置することが可能になり、トランスファ12の軸方向の体格を小型化することができる。このようにモータ30の配置または遊星歯車装置25の配置の自由度が得られる。
例えば図8に示すように、第5変形例のトランスファ12は、第1入力軸21および第2入力軸22とは異なる軸線上に配置されたモータ30と、モータ30と第2入力軸22との間の動力伝達経路に設けられた第2伝達装置80と、を備えている。この第5変形例は、第3変形例のさらなる変形例である。そして、トランスファ12では、軸方向においてエンジン側から摩擦係合装置61、遊星歯車装置25、伝達装置26、第2伝達装置80、モータ30の順に配置されている。
第2伝達装置80は、リダクションギヤ81と、入力ギヤ82とを有する。モータ30のロータ軸33にはリダクションギヤ81が設けられている。リダクションギヤ81は入力ギヤ82と噛み合っている。入力ギヤ82は第2入力軸22に取り付けられ、第2入力軸22と一体回転する。リダクションギヤ81は入力ギヤ82よりも小径ギヤであるため、リダクションギヤ81と入力ギヤ82とによって減速ギヤ列が形成されている。つまり、第2伝達装置80は減速機である。そのため、第5変形例では、モータ30から出力された動力が第2伝達装置80を介して第2入力軸22に伝達される際、モータ30の回転は変速(減速)されてサンギヤSに伝達される。
また、別の変形例として、図9に示すように、第6変形例のトランスファ12では、遊星歯車装置25において、サンギヤSにはモータ30が連結され、キャリアCには第1入力軸21および後輪側出力軸23が連結され、リングギヤRには前輪側出力軸24が連結されている。この第6変形例では、サンギヤSが第1回転要素であり、リングギヤRが第2回転要素であり、キャリアCが第3回転要素である。
この第6変形例のトルクスプリット4WDモードでは、前輪側出力軸24に正方向のトルクを作用させるために、モータ30は負方向のトルクを出力する。つまり、モータ30が負方向のトルクを出力して前輪側出力軸24(リングギヤR)に正方向のトルクを作用させる際に、そのトルク反力して後輪側出力軸23(キャリアC)に負方向のトルクが作用することになる。これにより、後輪側出力軸23には、エンジン2からのトルクによる正方向のトルクと、モータトルクのトルク反力による負方向のトルクとが作用することになる。
1 車両
2 エンジン(第1動力源)
3,3R,3L 前輪
4,4R,4L 後輪
10 動力伝達装置
11 変速機
12 トランスファ
13 フロントプロペラシャフト
14 リヤプロペラシャフト
21 第1入力軸
22 第2入力軸
23 後輪側出力軸(第1出力軸)
24 前輪側出力軸(第2出力軸)
25 遊星歯車装置
26 伝達装置
27 ドライブギヤ
28 ドリブンギヤ
29 チェーンベルト
30 モータ
40 係合装置
41 切替スリーブ
51 第1回転部材
52 第2回転部材
C キャリア
S サンギヤ
R リングギヤ

Claims (13)

  1. 第1動力源からの動力を入力する第1入力軸と、
    第2動力源からの動力を入力する第2入力軸と、
    第1駆動輪に動力を出力する第1出力軸と、
    第2駆動輪に動力を出力する第2出力軸と、
    三つの回転要素として、前記第2入力軸が連結された第1回転要素と、前記第2出力軸が連結された第2回転要素と、前記第1入力軸および前記第1出力軸が連結された第3回転要素とを有する差動装置と、
    を備えた動力伝達装置であって、
    前記三つの回転要素のうちのいずれか二つを選択的に連結する係合装置を備えている
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  2. 前記係合装置は、前記三つの回転要素を一体回転可能とする係合状態と、前記三つの回転要素が差動可能となる解放状態との間で切り替わる
    ことを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。
  3. 前記係合装置は、前記第2回転要素と前記第3回転要素とを選択的に連結する
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の動力伝達装置。
  4. 前記係合装置は、摩擦係合装置である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の動力伝達装置。
  5. 前記係合装置は、前記第1回転要素と前記第2回転要素とを選択的に連結する
    ことを特徴とする請求項4に記載の動力伝達装置。
  6. 前記差動装置は、遊星歯車装置である
    ことを特徴とする請求項1から5のうちのいずれか一項に記載の動力伝達装置。
  7. 前記差動装置と前記第2出力軸との間の動力伝達経路に設けられた第1伝達装置をさらに備え、
    前記第1出力軸は、前記第1入力軸と同一軸線上に配置され、
    前記第2出力軸は、前記第1出力軸と平行に配置され、前記第1伝達装置を介して前記差動装置と動力伝達可能に接続されている
    ことを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか一項に記載の動力伝達装置。
  8. 前記第1伝達装置は、チェーンベルトを含んで構成されている
    ことを特徴とする請求項7に記載の動力伝達装置。
  9. 前記第1出力軸と同一軸線上に、前記第1動力源側から前記第1伝達装置、前記差動装置の順に配置され、
    前記第2出力軸は、軸方向において前記第1伝達装置から前記第1動力源側に延在している
    ことを特徴とする請求項7または8に記載の動力伝達装置。
  10. 前記第1出力軸と同一軸線上に、前記第1動力源側から前記第1伝達装置、前記係合装置の順に配置され、
    前記第2出力軸は、軸方向において前記第1伝達装置から前記第1動力源側に延在している
    ことを特徴とする請求項7または8に記載の動力伝達装置。
  11. 前記第1出力軸と同一軸線上に、前記第1動力源側から前記差動装置、前記第2動力源の順に配置され、
    前記第2出力軸は、軸方向において前記差動装置と前記第2動力源との間の位置から前記第1動力源側に延在している
    ことを特徴とする請求項1から8のうちのいずれか一項に記載の動力伝達装置。
  12. 前記第2動力源と前記差動装置との間の動力伝達経路に設けられた第2伝達装置をさらに備え、
    前記第2動力源は、前記第1出力軸および前記第2出力軸に対して別軸上に配置され、前記第2伝達装置を介して前記差動装置と動力伝達可能に接続されている
    ことを特徴とする請求項1から10のうちのいずれか一項に記載の動力伝達装置。
  13. 前記第2伝達装置は、減速機である
    ことを特徴とする請求項12に記載の動力伝達装置。
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