WO2017069042A1 - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid drive device.
  • Patent Document 1 As a means for adding a motor to a continuously variable transmission and forming a hybrid drive device, the pulley on the continuously variable transmission is used as a reference, on the side opposite to the engine and coaxial with the rotation shaft of the engine. Means for arranging the motor have been proposed.
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to provide a hybrid drive device that can constitute a hybrid system even in a limited space without increasing the overall length of the transmission. It is to provide.
  • a hybrid drive apparatus includes a forward / reverse switching mechanism, a transmission, an input path disposed on the output side of the forward / backward switching mechanism, and the input path. And a motor connected to the motor.
  • the input path that allows the motor output to be input to the output side of the forward / reverse switching mechanism By providing, a hybrid function can be provided within a small remodeling range, and vehicle fuel efficiency can be improved.
  • the hybrid drive apparatus 620 inputs a motor output to the output side of the forward / reverse switching mechanism in a vehicle having an automatic transmission of a type in which the forward / reverse switching mechanism is arranged upstream of the transmission.
  • the hybrid drive device 620 further includes, for example, a starting device (T / C, that is, a torque converter, etc.) 604 on the downstream side of the engine (E / G) 608.
  • the transmission 602 is composed of CVT as an example.
  • the forward / reverse switching mechanism 601 includes a friction clutch 605, a friction brake 606, and a planetary gear 607.
  • the friction clutch 605 includes an input side member 605b connected to the output shaft of the starting device 604 and an output side member 605a that contacts and separates from the input side member 605b.
  • the friction brake 606 includes an input side member 606b connected to the output side member 605a of the friction clutch 605, and an output side member 606a contacting and separating from the input side member 606b.
  • the planetary gear 607 includes a sun gear 610, a plurality of pinion gears 611 that mesh with the sun gear 610, and a ring gear 612 that meshes with the pinion gear 611.
  • the output side member 605a of the friction clutch 605 is coupled to the pinion carriers 609 of the plurality of pinion gears 611.
  • the input from the engine (E / G) 608 is input to the sun gear 610 of the planetary gear 607 via a starting device (T / C, that is, a torque converter or the like) 604.
  • a starting device that is, a torque converter or the like
  • An example of the starting device 604 is a torque converter.
  • the friction clutch 605 has an input side member 605 b connected to the sun gear 610 and an output side member 605 a connected to the pinion gear 611 via the pinion carrier 609.
  • the input side member 606b is connected to the pinion gear 611, and the output side member 606a is fixed to the case 614 of the hybrid drive device 620.
  • the ring gear 612 is connected to the input shaft 613 of the transmission 602.
  • a gear 612 a is formed on the outer peripheral surface of the ring gear 612 to serve as an input path 600. Specifically, the gear 612 a on the outer peripheral surface of the ring gear 612 meshes with a gear 631 fixed to the output shaft 630 of the motor 603, and the torque of the motor 603 is the ring gear 612 on the output side of the forward / reverse switching mechanism 601. Is input.
  • a gear 652 is fixed to the output shaft 651 from the transmission 602.
  • the gear 652 meshes with the gear 653 of the differential gear (Diff) 650.
  • a pair of drive shafts 654 is connected to the differential device 650.
  • the route 600 it is possible to provide a hybrid function with a small remodeling range, and to improve the running performance and fuel consumption of the vehicle. That is, the engine output can be reduced by using the motor 603 as auxiliary power in addition to the engine power.
  • the vehicle can be electrified without greatly changing the internal structure of the existing transmission.
  • the motor 603 can use the transmission ratio of the transmission 602 to expand the driving range, and improve vehicle fuel efficiency. it can. Further, when the vehicle decelerates, the clutch 605 and the brake 606 of the forward / reverse switching mechanism 601 can be released to cut off the output from the engine 608. Thereby, it is possible to eliminate engine friction loss and increase the amount of regenerative energy.
  • the outer peripheral surface of the ring gear 612 is formed by a sprocket 612b instead of the gear 612a, and the sprocket 612b It may be connected to the output shaft 630 of the motor 603 via the chain 615.
  • the chain 615 By using the chain 615 in this way, it is possible to further increase the degree of freedom of motor arrangement.
  • the distance between the axes is determined by the reduction ratio, which may be a limitation on the motor radial dimension.
  • the degree of freedom between the axes can be increased by using a chain. , Such concerns can be resolved.
  • the input path 600 of the forward / reverse switching mechanism 601 is arranged on the side surface of the ring gear 612 or the input shaft 613 of the transmission 602. You may do it.
  • a gear 612 c is formed on the side surface of the ring gear 612, and the gear 612 c meshes with the gear 631 fixed to the output shaft 630 of the motor 603. It is input to the ring gear 612 which is the output side of 601.
  • a gear 616 is fixed to the input shaft 613 of the transmission 602, and the gear 616 meshes with the gear 631 fixed to the output shaft 630 of the motor 603, and the torque of the motor 603 is changed to the transmission 602.
  • the number of teeth of the gear 612a that is, the reduction ratio between the output shaft 630 and the input shaft 613 of the motor 603 is restricted by the radial dimension of the ring gear 612.
  • the ring gear The reduction ratio between the motor 603 and the input shaft 613 can be determined without being restricted by the radial dimension of 612.
  • an auxiliary planetary gear 617 is fixed to the input shaft 613 of the transmission 602, and a motor 603 is incorporated in the auxiliary planetary gear 617, and the torque of the motor 603 is on the output side of the forward / reverse switching mechanism 601. Input to the ring gear 612.
  • the auxiliary planetary gear 617 includes a sun gear 618, a plurality of pinion gears 619 that mesh with the sun gear 618, and a ring gear 627 that meshes with the pinion gear 619.
  • the input side member 622a of the friction brake 622 is connected to the pinion carriers 621 of the plurality of pinion gears 619.
  • the friction brake 622 has an input side member 622 a connected to the pinion gear 619 and an output side member 622 b fixed to the case 614 of the hybrid drive device 620.
  • a rotor 603a of the motor 603 is fixed to the outer peripheral surface of the ring gear 627, and the motor 603 is configured by rotating with respect to the stator 603b.
  • the motor 603 can be further rotated to reduce the size. Further, in a situation where the motor 603 is unnecessary during traveling, it is possible to stop the rotation of the motor 603 by eliminating the friction brake 622 of the pinion carrier 621 and eliminate the loss due to the motor rotation.
  • the hybrid drive device can constitute a hybrid system even in a limited space, and is useful for various vehicles including small cars.

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Abstract

ハイブリッド駆動装置は、前後進切替機構（６０１）と、変速機（６０２）と、前記前後進切替機構の出力側に配置された入力経路（６００）と、前記入力経路に接続されるモータ（６０３）とで構成される。

Description

ハイブリッド駆動装置
　本発明は、ハイブリッド駆動装置に関する。
　従来、特許文献１には、無段変速機にモータを追加し、ハイブリッド駆動装置とする手段として、無段変速機のプーリを基準として、エンジンと反対側でかつエンジンの回転軸と同軸上にモータを配置する手段が提案されている。
特開２０１３－１６６４２号公報
　しかしながら、前述の手段では、モータ軸長の分だけ変速機全長が長くなってしまい、小型車両への適用は難しかった。
　従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、変速機全長が長くなることがなく、限られたスペースであっても、ハイブリッドシステムを構成することが可能なハイブリッド駆動装置を提供することにある。
　前記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかるハイブリッド駆動装置は、前後進切替機構と、変速機と、前記前後進切替機構の出力側に配置された入力経路と、前記入力経路に接続されるモータとで構成される。
　本発明の前記態様によれば、変速機の上流側に前後進切替機構を配置するタイプの自動変速機を有する車両において、前後進切替機構の出力側にモータ出力を入力可能とする入力経路を備えることにより、少ない改造範囲でハイブリッド機能を付与し、車両燃費を向上することができる。
　本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
本発明の第１実施形態にかかる車両用駆動装置の概略構成図、 第１実施形態にかかる車両用駆動装置の動力経路ブロック図、 本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる車両用駆動装置の概略構成図、 本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる車両用駆動装置の概略構成図、 本発明の第１実施形態の第３変形例にかかる車両用駆動装置の概略構成図、 本発明の第１実施形態の第４変形例にかかる車両用駆動装置の概略構成図。
　以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置６２０は、変速機の上流側に前後進切替機構を配置するタイプの自動変速機を有する車両において、前後進切替機構の出力側にモータ出力を入力可能とすることにより、少ない改造範囲でハイブリッド機能を付与し、車両燃費を向上するものである。
　第１実施形態にかかるハイブリッド駆動装置６２０は、図１及び図２に示すように、例えばエンジン（Ｅ／Ｇ）６０８の下流側の発進装置（Ｔ／Ｃ、すなわち、トルクコンバータなど）６０４のさらに下流側に配置され、前後進切替機構（Ｆ／Ｒ）６０１と、変速機（ＣＶＴなど）６０２と、前後進切替機構６０１の出力側に入力経路６００と、入力経路６００に接続されるモータ６０３とで構成されている。変速機６０２は、一例としてＣＶＴで構成されている。
　前記前後進切替機構６０１は、摩擦クラッチ６０５と、摩擦ブレーキ６０６と、遊星歯車６０７とで構成されている。摩擦クラッチ６０５は、発進装置６０４の出力軸に連結された入力側部材６０５ｂと、入力側部材６０５ｂに接離する出力側部材６０５ａとで構成されている。摩擦ブレーキ６０６は、摩擦クラッチ６０５の出力側部材６０５ａに連結された入力側部材６０６ｂと、入力側部材６０６ｂに接離する出力側部材６０６ａとで構成されている。
　遊星歯車６０７は、サンギヤ６１０と、サンギヤ６１０と噛み合う複数のピニオンギヤ６１１と、ピニオンギヤ６１１と噛み合うリングギヤ６１２とで構成されている。複数のピニオンギヤ６１１のピニオンキャリア６０９には、摩擦クラッチ６０５の出力側部材６０５ａが連結されている。
　エンジン（Ｅ／Ｇ）６０８からの入力は、発進装置（Ｔ／Ｃ、すなわち、トルクコンバータなど）６０４を経由して、遊星歯車６０７のサンギヤ６１０に入力されている。発進装置６０４の一例としてはトルクコンバータである。
　摩擦クラッチ６０５は、入力側部材６０５ｂがサンギヤ６１０に接続され、出力側部材６０５ａがピニオンキャリア６０９を介してピニオンギヤ６１１に接続されている。
　摩擦ブレーキ６０６は、入力側部材６０６ｂがピニオンギヤ６１１に接続され、出力側部材６０６ａがハイブリッド駆動装置６２０のケース６１４に固定されている。
　リングギヤ６１２は、変速機６０２の入力軸６１３に接続されている。
　リングギヤ６１２の外周面には歯車６１２ａを形成し、入力経路６００としている。具体的には、リングギヤ６１２の外周面の歯車６１２ａは、モータ６０３の出力軸６３０に固定された歯車６３１と噛み合っており、モータ６０３のトルクが、前後進切替機構６０１の出力側であるリングギヤ６１２に入力される。
　なお、図１において、変速機６０２からの出力軸６５１には、歯車６５２が固定されている。歯車６５２は、差動装置（Ｄｉｆｆ）６５０の歯車６５３と噛み合っている。差動装置６５０には一対のドライブシャフト６５４が接続されている。
　第１実施形態によれば、変速機６０２の上流側に前後進切替機構６０１を配置するタイプの自動変速機を有する車両において、前後進切替機構６０１の出力側にモータ出力を入力可能とする入力経路６００を備えることにより、少ない改造範囲でハイブリッド機能を付与し、車両の走行性能と燃費とを向上することができる。すなわち、エンジン動力に加え、モータ６０３を補助動力として用いることで、エンジン出力を低減することができる。また、リングギヤ６１２に外歯６１２ａを形成し、モータ６０３を別軸入力とすることで、既存の変速機の内部構造を大きく変更することなく、車両の電動化を実現することが出来る。また、変速機６０２の入力側にモータ６０３からのトルクを入力することで、モータ６０３が変速機６０２の変速比を利用し、運転領域を拡大することが可能で、車両燃費を向上させることができる。また、車両減速時には前後進切替機構６０１のクラッチ６０５及びブレーキ６０６を開放して、エンジン６０８からの出力を遮断することができる。これにより、エンジンフリクションロスを無くし、回生エネルギー量を増加することが可能である。
　第１実施形態の第１変形例として、図３に示すように、前後進切替機構６０１の入力経路６００としては、リングギヤ６１２の外周面が歯車６１２ａの代わりにスプロケット６１２ｂで形成され、スプロケット６１２ｂがチェーン６１５を介してモータ６０３の出力軸６３０に接続されるようにしてもよい。このようにチェーン６１５を介する事により、モータ配置の自由度をより広くすることが可能となる。例えば、第１実施形態の様な歯車伝達では減速比によって軸間距離が決定されるため、モータ径方向寸法に対する制約となる懸念があるが、チェーンを介する事によって軸間距離に自由度ができ、このような懸念を解消する事ができる。
　また、第２～第４変形例として、図４～図６に示すように、前後進切替機構６０１の入力経路６００としては、リングギヤ６１２の側面、あるいは変速機６０２の入力軸６１３に配置されるようにしてもよい。
　すなわち、図４では、リングギヤ６１２の側面に歯車６１２ｃが形成され、この歯車６１２ｃと、モータ６０３の出力軸６３０に固定された歯車６３１とが噛み合っており、モータ６０３のトルクが、前後進切替機構６０１の出力側であるリングギヤ６１２に入力される。このような構成とすることにより、第１変形例と同様に、モータ配置の自由度を広げ、モータ径方向寸法に対する制約を解消することができる。
　図５では、変速機６０２の入力軸６１３に歯車６１６が固定され、この歯車６１６と、モータ６０３の出力軸６３０に固定された歯車６３１とが噛み合っており、モータ６０３のトルクが、変速機６０２の入力軸６１３に入力される。第１実施形態ではリングギヤ６１２の径方向寸法により歯車６１２ａの歯数、すなわちモータ６０３の出力軸６３０と入力軸６１３の間の減速比が制約を受けるが、このような構成とすることにより、リングギヤ６１２の径方向寸法による制約を受けることなく、モータ６０３と入力軸６１３の間の減速比を決定する事ができる。
　図６では、変速機６０２の入力軸６１３に補助遊星歯車６１７が固定され、この補助遊星歯車６１７にモータ６０３が組み込まれており、モータ６０３のトルクが、前後進切替機構６０１の出力側であるリングギヤ６１２に入力される。補助遊星歯車６１７は、サンギヤ６１８と、サンギヤ６１８と噛み合う複数のピニオンギヤ６１９と、ピニオンギヤ６１９と噛み合うリングギヤ６２７とで構成されている。複数のピニオンギヤ６１９のピニオンキャリア６２１には、摩擦ブレーキ６２２の入力側部材６２２ａが連結されている。摩擦ブレーキ６２２は、入力側部材６２２ａがピニオンギヤ６１９に接続され、出力側部材６２２ｂがハイブリッド駆動装置６２０のケース６１４に固定されている。リングギヤ６２７の外周面にはモータ６０３の回転子６０３ａが固定され、固定子６０３ｂに対して回転してモータ６０３を構成する。このような構成では、モータ６０３と変速機６０２との間に補助遊星歯車６１７を追加する事により、さらにモータ６０３を高回転化して小型化する事ができる。また、走行中にモータ６０３が不要な場面では、ピニオンキャリア６２１の摩擦ブレーキ６２２を開放する事により、モータ６０３の回転を停止させ、モータ回転による損失を無くすことが可能である。
　なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
　　本発明は、添付図面を参照しながら実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　本発明にかかるハイブリッド駆動装置は、限られたスペースであっても、ハイブリッドシステムを構成することが可能であり、小型自動車を始めとする各種車両に有用である。
６００　入力経路
６０１　前後進切替機構（Ｆ／Ｒ）
６０２　変速機（ＣＶＴなど）
６０３　モータ
６０３ａ　回転子
６０３ｂ　固定子
６０４　発進装置
６０５　摩擦クラッチ
６０５ａ　摩擦クラッチの出力側部材
６０５ｂ　摩擦クラッチの入力側部材
６０６　摩擦ブレーキ
６０６ａ　摩擦ブレーキの出力側部材
６０６ｂ　摩擦ブレーキの入力側部材
６０７　遊星歯車
６０８　エンジン（Ｅ／Ｇ）
６０９　ピニオンキャリア
６１０　サンギヤ
６１１　ピニオンギヤ
６１２　リングギヤ
６１２ａ　歯車
６１２ｂ　スプロケット
６１２ｃ　歯車
６１３　入力軸
６１４　ハイブリッド駆動装置のケース
６１５　チェーン
６１６　歯車
６１７　補助遊星歯車
６１８　サンギヤ
６１９　ピニオンギヤ
６２１　ピニオンキャリア
６２２　摩擦ブレーキ
６２２ａ　摩擦ブレーキの出力側部材
６２２ｂ　摩擦ブレーキの入力側部材
６２０　ハイブリッド駆動装置
６２７　リングギヤ
６３０　出力軸
６５０　差動装置（Ｄｉｆｆ）
６５１　出力軸
６５２　歯車
６５３　歯車
６５４　ドライブシャフト

Claims (9)

  1. 　前後進切替機構と、変速機と、前記前後進切替機構の出力側に配置された入力経路と、前記入力経路に接続されるモータとで構成される、ハイブリッド駆動装置。
  2. 　前記前後進切替機構は、摩擦クラッチと、摩擦ブレーキと、遊星歯車とで構成され、
    　前記遊星歯車は、サンギヤと、前記サンギヤと噛み合うピニオンギヤと、前記ピニオンギヤと噛み合うリングギヤとで構成され、
    　エンジン入力は、発進装置を経由して前記遊星歯車の前記サンギヤに入力され、
    　前記摩擦クラッチは、前記サンギヤと前記ピニオンギヤとに接続され、
    　前記摩擦ブレーキは、前記ピニオンギヤに接続され、前記リングギヤは前記変速機の入力軸に接続される、請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
  3. 　前記発進装置はトルクコンバータである、請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
  4. 　前記遊星歯車の前記リングギヤの外周面に歯車を形成し、前記入力経路とする、請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
  5. 　前記入力経路に対して、前記リングギヤの前記外周面の前記歯車と噛み合う歯車を経由して、前記モータの出力軸が接続される、請求項４に記載のハイブリッド駆動装置。
  6. 　前記入力経路は、前記リングギヤの外周面がスプロケットで形成され、チェーンを介して前記モータの出力軸が接続されている、請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
  7. 　前記入力経路は、前記リングギヤの側面に配置されている、請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
  8. 　前記入力経路は、前記変速機の入力軸に配置されている、請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
  9. 　前記入力経路は、前記変速機の入力軸に配置され、前記入力経路と前記モータの間に補助遊星歯車と、摩擦ブレーキとが配置され、
    　前記補助遊星歯車は、サンギヤと、前記サンギヤと噛み合うピニオンギヤと、前記ピニオンギヤと噛み合うリングギヤとで構成され、
    　モータ入力は、前記補助遊星歯車の前記リングギヤに入力され、
    　前記摩擦ブレーキは、前記ピニオンギヤに接続され、前記サンギヤは、前記変速機の前記入力軸に接続される、請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
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