JP6156632B2 - 車両のトランスアクスル装置 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1の図1に記載されたトランスアクスル装置は、エンジンとモータとの間に配置され、エンジンの駆動軸とモータの駆動軸とドライブシャフトに差動装置を介して接続される出力軸(アイドラー軸3)とが互いに平行に配置されている。
したがって、エンジンとモータの両方を駆動したときに、エンジンの駆動軸及びモータの駆動軸が同一方向に回転する。これにより、エンジンの作動により車体が受ける反動トルクとモータの作動により車体が受ける反動トルクとが合成されて車体の振動を増加させる虞がある。
また、請求項3の発明は、請求項1または2において、第1の電動機は、車両に搭載されたバッテリから電力を供給されて駆動する電動モータとして作動し、第2の電動機は、発電機として作動することを特徴とする。
また、第3のギヤ組のギヤの噛み合い数が奇数であるので、第1の駆動軸と第3の駆動軸とが逆方向に回転する。これにより、エンジンと第2の電動機が同時に作動したときに、エンジンにより車体が受ける反動トルクと、第2の電動機により車体が受ける反動トルクとが相殺され、車体(パワープラント)の揺れを更に軽減することができる。
本発明の請求項2の車両のトランスアクスル装置では、第3のギヤ組を構成する第3のギヤとファイナルギヤとが第1の駆動軸の軸線方向でオーバーラップして配置されるので、トランスアクスル装置のギヤ列数を抑制して軸線方向の寸法を低減させることができる。
図1は、本発明の第1の実施形態のトランスアクスル装置の模式図である。図2は、第1の実施形態のトランスアクスル装置におけるギヤの噛み合い状態を示す説明図である。なお、図2は、トランスアクスル装置の側方から見た図である。
本発明の第1の実施形態に係るトランスアクスル装置1は、走行駆動源としてエンジン2と電動モータ3(第1の電動機)を横置きに搭載したハイブリッド車(以下、車両という)に採用される。本実施形態の車両は、車両の前部にエンジン2と電動モータ3を搭載し、前車軸であるドライブシャフト4(走行駆動軸)を駆動するFF車である。
エンジン軸11、モータ軸12、発電機軸13、及び出力軸14は、互いに平行に車両左右方向に延びるように配置されている。
モータ軸12は、中空状に形成され、その内部に発電機軸13が同軸上に配置されている。発電機軸13は、モータ軸12よりも長く形成され、両端部が夫々モータ軸12よりも外方に突出している。モータ軸12の両端部内部には、モータ軸12と発電機軸13との間に夫々ベアリング15(軸受け手段)が備えられている。ベアリング15は、モータ軸12と発電機軸13とを互いに回転可能に支持している。モータ軸12及び発電機軸13は、夫々車両左方端部がトランスアクスル装置1から突出しており、モータ軸12の車両左方端部近傍が電動モータ3に接続され、発電機軸13の車両左方端部近傍が発電機5に接続されている。
出力軸14は、その車両右方端部近傍に設けられたファイナルギヤ20を介して差動装置16に動力を伝達可能に構成されている。
エンジン軸11には、車両右方(エンジン2側)から順番に、エンジン軸固定ギヤ21(第3のギヤ)及びアイドラギヤ22が配置されている。
また、出力軸14の車両左方端部近傍には、出力軸固定ギヤ27(第1のギヤ)が備えられている。出力軸固定ギヤ27は、出力軸14に固定されており、出力軸14とともに回転する構成になっている。更に、出力軸固定ギヤ27とアイドラギヤ22とは噛み合うように、エンジン軸11の軸方向で一致するように配置されている。なお、アイドラギヤ22と出力軸固定ギヤ27とは、第1のギヤ組28を構成している。即ちエンジン軸11と出力軸14とは、図1、2に示すように、2つのギヤ22、27からなり噛み合い数が1つである第1のギヤ組28を介して動力伝達可能に構成されている。ここで、噛み合い数とは、複数のギヤが動力を伝達することによって、ギヤの回転方向が切り換わる回数のことを表しており、ギヤ同士の歯と歯が接触する回数を表しているのではない。
発電機軸13の車両右方端部近傍には、発電機軸固定ギヤ31が備えられている。発電機軸固定ギヤ31は、発電機軸13に固定されており、発電機軸13とともに回転する構成になっている。更に、発電機軸固定ギヤ31とエンジン軸固定ギヤ21とは噛み合うように、エンジン軸11の軸方向で一致するように配置されている。なお、エンジン軸固定ギヤ21と発電機軸固定ギヤ31は、第3のギヤ組32を構成している。即ちエンジン軸11と発電機軸13とは、2つのギヤ21、31からなり噛み合い数が1つである第3のギヤ組32を介して常に動力伝達可能に構成されている。
以上のような構成により、本実施形態のトランスアクスル装置1では、エンジン軸11と発電機軸13とは第3のギヤ組32を介して常に動力伝達可能に構成され、モータ軸12と出力軸14とは第2のギヤ組29を介して常に動力伝達可能に構成されている。そして、エンジン軸11とアイドラギヤ22とが接続されないようにシンクロナイザ23を作動制御し、車両に搭載された図示しないバッテリから電力を供給して電動モータ3を駆動することで、当該電動モータ3により走行駆動するEV走行モードが可能となっている。なお、このとき電動モータ3の要求電力の増加やバッテリの充電率の低下に応じてエンジン2を駆動することで、エンジン2により発電機5を駆動して発電することができ、電動モータ3への電力供給やバッテリの充電が可能となり、よってシリーズ走行モードが可能となる。
図3は、パラレル走行モードで車両を前進させる場合での、各軸の回転方向を示している。なお、以下、車両に前進させる場合でのドライブシャフト4の回転方向と同一の回転方向を正転、この正転と逆方向の回転方向を逆転という。
そして、モータ軸12と出力軸14との間で動力を伝達する第2のギヤ組29が3枚のギヤ26、22、27から構成されてその噛み合い数が2つであることから、モータ軸12は出力軸14と同方向の回転に、即ち逆転となる。また、エンジン軸11と出力軸14との間で動力を伝達する第1のギヤ組28が2枚のギヤ22、27から構成されて噛み合い数が1つであることから、エンジン軸11は出力軸14と逆方向の回転に、即ち正転となる。また、発電機軸13とエンジン軸11との間で動力を伝達する第3のギヤ組32が2枚のギヤ21、31から構成されて噛み合い数が1つであることから、発電機軸13はエンジン軸11と逆方向の回転に、即ち逆転となる。
更には、動力断接手段としてシンクロナイザ23を用いているので、動力の断接に広く利用される湿式多板クラッチを用いた場合と比較して、コンパクトに構成することができるとともに、非接続時でのフリクションを抑制することができ、よってEV走行モード時における燃費の向上を図ることができる。また、シンクロナイザ23を例えば電動アクチュエータで駆動する場合、断接切換え時のみ電動アクチュエータを作動すればよく、保持のために電動アクチュエータを作動させる必要がないので、エネルギー消費を抑えることができる。
図4に示す参考形態のトランスアクスル装置40は、第1の実施形態のトランスアクスル装置1に対して、モータ軸12と発電機軸13とが同軸上に配置されていない点が異なる。このような構成においても、第1のギヤ組28、第2のギヤ組29及び第3のギヤ組32の夫々のギヤの噛み合い数が第1の実施形態におけるギヤの噛み合い数と同一であるので、エンジン軸11に対してモータ軸12及び発電機軸13を反対方向に回転させる構成である。よって、エンジン2の回転速度の変化により車体が受ける反動トルクと、電動モータ3及び発電機5の回転速度の変化により車体が受ける反動トルクとが相殺されて、車体(パワープラント)の振動を低減させることができるとともに、ジャイロモーメントを打ち消し合って車両の旋回性能を向上させることができるといった効果を少なくとも得ることができる。
2 エンジン
3 電動モータ(第1の電動機)
5 発電機(第2の電動機)
11 エンジン軸(第1の駆動軸)
12 モータ軸(第2の駆動軸)
13 発電機軸(第3の駆動軸)
14 出力軸
15 ベアリング(軸受け手段)
20 ファイナルギヤ
21 エンジン軸固定ギヤ(第3のギヤ)
22 アイドラギヤ
23 シンクロナイザ(同期噛み合い装置、動力断接手段)
26 モータ軸固定ギヤ(第2のギヤ)
27 出力軸固定ギヤ(第1のギヤ)
28 第1のギヤ組
29 第2のギヤ組
32 第3のギヤ組
55 動力断接装置(動力断接手段)
Claims (3)
- 車両に搭載されたエンジンの駆動軸と同軸配置され、前記駆動軸に接続される第1の駆動軸と、
前記第1の駆動軸と平行に配置され、前記車両の走行駆動軸に差動装置を介して動力を伝達する出力軸と、
前記出力軸と平行に配置され、前記車両に搭載された第1の電動機に接続される第2の駆動軸と、
第2の電動機に接続された第3の駆動軸と、
複数のギヤを噛み合わせて構成され前記第1の駆動軸と前記出力軸との間で動力を伝達する第1のギヤ組と、
複数のギヤを噛み合わせて構成され前記第2の駆動軸と前記出力軸との間で動力を伝達する第2のギヤ組と、
複数のギヤを噛み合わせて構成され前記第1の駆動軸と前記第3の駆動軸との間で動力を伝達する第3のギヤ組と、
を備えた車両のトランスアクスル装置であって、
前記第3の駆動軸は、前記第2の駆動軸と軸受け手段を介して相互回転可能に同軸上に配置されるとともに、
前記第1のギヤ組を構成するギヤの噛み合い数は奇数であり、前記第2のギヤ組を構成するギヤの噛み合い数は偶数であり、前記第3のギヤ組を構成するギヤの噛み合い数は奇数であることを特徴とする車両のトランスアクスル装置。 - 前記出力軸には、前記差動装置に動力を伝達するファイナルギヤが備えられ、
前記第3のギヤ組に含まれる第3のギヤと前記ファイナルギヤとが前記第1の駆動軸の軸線方向でオーバーラップして配置されることを特徴とする請求項1に記載の車両のトランスアクスル装置。 - 前記第1の電動機は、前記車両に搭載されたバッテリから電力を供給されて駆動する電動モータとして作動し、
前記第2の電動機は、発電機として作動することを特徴とする請求項1または2に記載の車両のトランスアクスル装置。
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