JP5414444B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Description
内燃機関(例えば、後述の実施形態のエンジン6)と電動機(例えば、後述の実施形態のモータ7)とを備える車両用駆動装置(例えば、後述の実施形態の車両用駆動装置1、1A)であって、
前記内燃機関から動力が出力される内燃機関出力軸(例えば、後述の実施形態のクランク軸6a)と、
前記内燃機関出力軸に平行に配置され、第1断接手段(例えば、後述の実施形態の第1クラッチ41)によって選択的に前記内燃機関出力軸と結合される第1入力軸(例えば、後述の実施形態の第1主軸11)と、
前記内燃機関出力軸に平行に配置され、第2断接手段(例えば、後述の実施形態の第2クラッチ42)によって選択的に前記内燃機関出力軸に結合される第2入力軸(例えば、後述の実施形態の第2中間軸16)と、
前記内燃機関出力軸と平行に配置され、被駆動部(例えば、後述の実施形態の駆動輪DW,DW)に動力を出力する出入力軸(例えば、後述の実施形態のカウンタ軸14)と、
前記第1入力軸上に配置され、第1同期装置(例えば、後述の実施形態の第1変速用シフター51、51A、第3変速用シフター51B)を介して前記第1入力軸に選択的に連結される複数のギヤ(例えば、後述の実施形態の第3速用駆動ギヤ23a、第5速用駆動ギヤ25a、第7速用駆動ギヤ97a、)よりなる第1ギヤ群と、
前記第2入力軸上に配置され、第2同期装置(例えば、後述の実施形態の第2変速用シフター52、52A、第4変速用シフター52B)を介して前記第2入力軸に選択的に連結される複数のギヤ(例えば、後述の実施形態の第2速用駆動ギヤ22a、第4速用駆動ギヤ24a、第6速用駆動ギヤ96a)よりなる第2ギヤ群と、
前記出入力軸上に配置され、前記第1ギヤ郡のギヤと前記第2ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤ(例えば、後述の実施形態の第1共用従動ギヤ23b、第2共用従動ギヤ24b、第3共用従動ギヤ96b)よりなる第3ギヤ群と、を備え、
前記第1ギヤ群の高速側ギヤを選択してEV走行中に車両を減速する場合に、前記電動機で回生しつつ前記第1ギヤ群の高速側ギヤから前記第1ギヤ群の低速側ギヤにシフトダウンする間、前記内燃機関を始動するとともに前記第2同期装置で前記第2ギヤ群のギヤを選択した状態で前記第2断接手段を締結することにより、エンジンブレーキを利用してシフトダウン時の制動力を確保することを特徴とする。
<第1実施形態>
第1実施形態の車両用駆動装置1は、図1に示すように、車両(図示せず)の駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DW(被駆動部)を駆動するためのものであり、駆動源である内燃機関(以下「エンジン」という)6と、電動機(以下「モータ」という)7と、動力を駆動輪DW,DWに伝達するための変速機20と、変速機20の一部を構成する差動式減速機としての遊星歯車機構30と、を備えている。
ここで、第1共用従動ギヤ23bは、連結軸13に取り付けられた第3速用駆動ギヤ23aと噛合して第3速用駆動ギヤ23aと共に第3速用ギヤ対23を構成し、第2中間軸16に設けられた第2速用駆動ギヤ22aと噛合して第2速用駆動ギヤ22aと共に第2速用ギヤ対22を構成する。
第2共用従動ギヤ24bは、第1主軸11に設けられた第5速用駆動ギヤ25aと噛合して第5速用駆動ギヤ25aと共に第5速用ギヤ対25を構成し、第2中間軸16に設けられた第4速用駆動ギヤ24aと噛合して第4速用駆動ギヤ24aと共に第4速用ギヤ対24を構成する。
ファイナルギヤ26aは差動ギヤ機構8と噛合して、差動ギヤ機構8は、駆動軸9,9を介して駆動輪DW,DWに連結されている。従って、カウンタ軸14に伝達された動力はファイナルギヤ26aから差動ギヤ機構8、駆動軸9,9、駆動輪DW,DWへと出力される。
(1)第1伝達経路は、エンジン6のクランク軸6aが、第1主軸11、遊星歯車機構30、連結軸13、第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。ここで、遊星歯車機構30の減速比は、第1伝達経路を介して伝達されるエンジントルクが第1速相当となるように設定されている。即ち、遊星歯車機構30の減速比と第3速用ギヤ対23の減速比をかけ合わせた減速比が第1速相当となるように設定されている。
(2)第2伝達経路は、エンジン6のクランク軸6aが、第2主軸12、第1アイドルギヤ列27A(アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、第2アイドル従動ギヤ27c)、第2中間軸16、第2速用ギヤ対22(第2速用駆動ギヤ22a、第1共用従動ギヤ23b)又は第4速用ギヤ対24(第4速用駆動ギヤ24a、第2共用従動ギヤ24b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。
(3)第3伝達経路は、エンジン6のクランク軸6aが、第1主軸11、第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)又は第5速用ギヤ対25(第5速用駆動ギヤ25a、第2共用従動ギヤ24b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、遊星歯車機構30を介さずに、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。
(4)第4伝達経路は、モータ7が、遊星歯車機構30又は第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)又は第5速用ギヤ対25(第5速用駆動ギヤ25a、第2共用従動ギヤ24b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。
(5)第5伝達経路は、エンジン6のクランク軸6aが、第2主軸12、第2アイドルギヤ列27B(アイドル駆動ギヤ27a、第1アイドル従動ギヤ27b、第3アイドル従動ギヤ27d)、リバース軸17、後進用ギヤ列28(後進用駆動ギヤ28a、後進用従動ギヤ28b)、遊星歯車機構30、連結軸13、第3速用ギヤ対23(第3速用駆動ギヤ23a、第1共用従動ギヤ23b)、カウンタ軸14、ファイナルギヤ26a、差動ギヤ機構8、駆動軸9,9を介して、駆動輪DW,DWに連結される伝達経路である。
この状態で、モータ7を駆動(正転方向にトルクを印加)すると、図2(a)に示すように、ロータ72に連結された遊星歯車機構30のサンギヤ32が正転方向に回転する。このとき、図2(b)に示すように、第1及び第2クラッチ41、42が切断されているため、サンギヤ32に伝達された動力は第1主軸11からエンジン6のクランク軸6aに伝達されることはない。そして、シンクロ機構61のロックがなされているため、サンギヤ32に伝達されたモータトルクがキャリア36に伝達され、遊星歯車機構30を通る第4伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達される。このとき、リングギヤ35がロックされているため、遊星歯車機構30の特性によりサンギヤ32は図2(a)に示す共線関係を維持しながらキャリア36よりも高い回転数で回転する。即ち、モータトルクが遊星歯車機構30で減速して伝達される。
この状態で、モータ7を駆動(正転方向にトルクを印加)すると、図3(a)に示すように、ロータ72に連結された遊星歯車機構30は一体で正転方向に回転する。このとき、第1及び第2クラッチ41、42が切断されているため、サンギヤ32に伝達された動力は第1主軸11からエンジン6のクランク軸6aに伝達されることはない。そして、モータトルクが第3速用ギヤ対23を通る第4伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達される。
この状態で、モータ7を駆動(正転方向にトルクを印加)すると、図5(a)に示すように、ロータ72に連結された遊星歯車機構30のサンギヤ32が正転方向に回転する。このとき、図5(b)に示すように、第1及び第2クラッチ41、42が切断されているため、サンギヤ32に伝達された動力は第1主軸11からエンジン6のクランク軸6aに伝達されることはない。そして、モータトルクが第5速用ギヤ対25を通る第4伝達経路を介して駆動輪DW,DWに伝達される。このとき、サンギヤ32はモータ7の回転数で回転し、キャリア36は第3速用ギヤ対23を介してカウンタ軸14と連結して回転するため、サンギヤ32とキャリア36には所定の差回転が生じ、遊星歯車機構30の特性によりリングギヤ35は図5(a)に示す共線関係を維持しながらキャリア36よりも高い回転数で回転する。
図7に示すように、5th EVモードの回生可能領域は低トルク高回転領域に位置し、3rd EVモードにおける回生可能領域は高トルク低回転領域に位置し、1st EVモードにおける回生可能領域はさらに高トルク低回転領域に位置する。従って、車両が上述した5th EVモードで高速走行した状態から停車するとき、5th EVモードでは車両が所定速度まで減速した後には、モータ7により回生発電することができず、回生エネルギーを有効に利用してモータ7で回生発電することができない状態となる。
このブレーキシステム100は、図12(a)に示すように、ブレーキペダル101と、ブレーキペダル101の踏み込みを検出するブレーキスイッチ103と、ブレーキペダル101から入力されるブレーキ操作量に応じて制動用の油圧を作用せしめるタンデム型のマスタシリンダ104と、機械式ブレーキ105と、マスタシリンダ104の油圧を機械式ブレーキ105に供給するブレーキ系統106と、を備えて構成される。機械式ブレーキ105はディスクブレーキやドラムブレーキ等の油圧により制御される公知の機械式ブレーキから構成され、ブレーキ系統106にはABS機構107が設けられブレーキにより各車輪がロックするのを防止している。
このブレーキシステム100Aは、図13(a)に示すように、ブレーキペダル101と、ブレーキペダル101の踏み込みを検出するブレーキスイッチ103と、ブレーキペダル101から入力されるブレーキ操作量に応じて制動用の油圧を作用せしめるタンデム型のマスタシリンダ104と、マスタシリンダ104の油圧を検出するマスタシリンダ圧センサ108と、機械式ブレーキ105と、マスタシリンダ104の油圧を機械式ブレーキ105に供給するブレーキ系統106と、を備えて構成される。上述したブレーキシステム1と同様に、機械式ブレーキ105はディスクブレーキやドラムブレーキ等の油圧により制御される公知の機械式ブレーキから構成され、ブレーキ系統106にはABS機構107が設けられブレーキによる各車輪のロックを防止している。
次に第2実施形態の車両用駆動装置について図14を参照して説明する。車両用駆動装置1Aは、変速機20Aにおいて遊星歯車機構30と、第2〜第5速用ギヤ対22〜25に加えて、第6速用ギヤ対96と第7速用ギヤ対97を備えている点で車両用駆動装置1と相違している。以下、この車両用駆動装置1Aについて、上述した車両用駆動装置1との相違点のみを説明する。
ここで、第3共用従動ギヤ96bは、第1主軸11に設けられた第7速用駆動ギヤ97aと噛合して第7速用駆動ギヤ97aと共に第7速用ギヤ対97を構成し、第2中間軸16に設けられた第6速用駆動ギヤ96aと噛合して第6速用駆動ギヤ96aと共に第6速用ギヤ対26を構成する。
具体的には、7th EVモードは、初期状態から第1変速用シフター51Aをニュートラル位置から第7速用接続位置でインギヤすることによりなされる。
この状態で、モータ7を駆動(正転方向にトルクを印加)すると、ロータ72に連結された遊星歯車機構30のサンギヤ32が正転方向に回転する。このとき第1及び第2クラッチ41、42が切断されているため、サンギヤ32に伝達された動力は第1主軸11からエンジン6のクランク軸6aに伝達されることはなく、モータトルクが第7速用ギヤ対27を通って駆動輪DW,DWに伝達される。
また、さらに車両の減速に伴ってモータ7で回生しつつ5th EVモードから3rd EVモードへシフトダウンする間、エンジン6を始動して第4変速用シフター52Bで第4速用駆動ギヤ24aを選択した状態で第2クラッチ42を締結することにより、エンジンブレーキを利用してシフトダウン時の制動力を確保することができる。
従って、本実施形態の車両用駆動装置1Aにおいても、従来、機械式ブレーキの制動力により熱エネルギーとして放出していたエネルギーを回生エネルギーとして効率的に利用することができる。
6 エンジン(内燃機関)
6a クランク軸(内燃機関出力軸)
7 モータ(電動機)
9 駆動軸
11 第1主軸(第1入力軸)
12 第2主軸
13 連結軸
14 カウンタ軸(出入力軸)
15 第1中間軸
16 第2中間軸(第2入力軸)
20、20A 変速機
22 第2速用ギヤ対
22a 第2速用駆動ギヤ
23 第3速用ギヤ対
23a 第3速用駆動ギヤ
23b 第1共用従動ギヤ
24 第4速用ギヤ対
24a 第4速用駆動ギヤ
24b 第2共用従動ギヤ
25 第5速用ギヤ対
25a 第5速用駆動ギヤ
26a ファイナルギヤ
27A 第1アイドルギヤ列
27B 第2アイドルギヤ列
27a アイドル駆動ギヤ
27b 第1アイドル従動ギヤ
27c 第2アイドル従動ギヤ
27d 第3アイドル従動ギヤ
30 遊星歯車機構
32 サンギヤ(第1要素)
35 リングギヤ(第3要素)
36 キャリア(第2要素)
41 第1クラッチ(第1断接手段)
42 第2クラッチ(第2断接手段)
51,51A 第1変速用シフター
51B 第3変速用シフター
52,52A 第2変速用シフター
52B 第4変速用シフター
53 後進用シフター
61 シンクロ機構(ロック機構)
96 第6速用ギヤ対
96a 第6速用駆動ギヤ
96b 第3共用従動ギヤ
97 第7速用ギヤ対
97a 第7速用駆動ギヤ
Claims (4)
- 内燃機関と電動機とを備える車両用駆動装置であって、
前記内燃機関から動力が出力される内燃機関出力軸と、
前記内燃機関出力軸に平行に配置され、第1断接手段によって選択的に前記内燃機関出力軸と結合される第1入力軸と、
前記内燃機関出力軸に平行に配置され、第2断接手段によって選択的に前記内燃機関出力軸に結合される第2入力軸と、
前記内燃機関出力軸と平行に配置され、被駆動部に動力を出力する出入力軸と、
前記第1入力軸上に配置され、第1同期装置を介して前記第1入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第1ギヤ群と、
前記第2入力軸上に配置され、第2同期装置を介して前記第2入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第2ギヤ群と、
前記出入力軸上に配置され、前記第1ギヤ郡のギヤと前記第2ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第3ギヤ群と、を備え、
前記第1ギヤ群の高速側ギヤを選択してEV走行中に車両を減速する場合に、前記電動機で回生しつつ前記第1ギヤ群の高速側ギヤから前記第1ギヤ群の低速側ギヤにシフトダウンする間、前記内燃機関を始動するとともに前記第2同期装置で前記第2ギヤ群のギヤを選択した状態で前記第2断接手段を締結することにより、エンジンブレーキを利用してシフトダウン時の制動力を確保することを特徴とする車両用駆動装置。 - 減速要求を推定し、前記第1ギヤ群の高速側ギヤで回生中に前記第1ギヤ群の低速側ギヤへの減速要求があった場合、一旦、前記第2ギヤ群のギヤを選択した状態でエンジンブレーキを行い、前記第2ギヤ群のギヤにて走行中に前記第1ギヤ群の高速側ギヤから低速側ギヤにプレシフトすることを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置。
- 前記第1同期装置はシンクロクラッチであることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。
- 前記第1ギヤ群の低速側ギヤを選択して回生することにより車速が回生不可速度まで下がったときには、回生を停止し、前記第1ギヤ群の低速側ギヤよりもさらに低速側の前記第1ギヤ群の低速側ギヤを選択することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
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