四轮驱动车的动力传递装置的制作方法

文档序号:20785908发布日期:2020-05-19 21:42阅读:212来源:国知局
四轮驱动车的动力传递装置的制作方法

本公开涉及一种四轮驱动车的动力传递装置,其具有支撑于齿轮箱并且将来自动力源的动力向主驱动轮和副驱动轮分配的分动器。



背景技术:

以往,已知一种具有经由变速器(变速器7)与1个动力源(发动机13)机械连结的分动器(动力分配机构1)的四轮驱动车的动力传递构造(例如,参照专利文献1)。

专利文献1:日本特开2008-110748号公报



技术实现要素:

在上述现有装置中,分动器(动力分配机构1)配置于变速箱的两个侧表面中的与设置动力源(发动机13)的侧面相同的侧面位置。通过该布局配置,分动器(动力分配机构1)的分动器输出轴在车宽方向上配置于大致中心位置,能够将传动轴配置于地板通道内。

但是,近年来,车辆的电动化在发展,考虑追加电动机作为动力源。而且,如果选择将电动机相对于变速箱配置于与发动机“相反侧”的布局,则发动机、变速箱和电动机的车宽方向的中心位置从追加电动机之前移动。因此,如果将分动器设为与现有装置相同的配置,则会产生分动器输出轴在车宽方向上从中心向车宽方向偏移,从而不能将传动轴配置于地板通道内的问题。

本公开是着眼于上述问题而提出的,其目的在于,能够将分动器输出轴设于车宽方向上大致中央位置,防止不能将传动轴配置于地板通道内的情况。

为了达成上述目的,本公开具有支撑于齿轮箱并且将来自动力源的动力向主驱动轮和副驱动轮分配的分动器。

在该四轮驱动车的动力传递装置中,具有:发动机,其支撑于齿轮箱的两个侧面中的一个侧面;电动机,其支撑于齿轮箱的两个侧面中的另一个侧面。

分动器从上方观察从齿轮箱的侧面绕向背面,从齿轮箱的背面侧向副驱动轮输出动力。

发明的效果

这样,在从上方观察时,通过从齿轮箱的侧面绕向背面而将分动器输出设为齿轮箱的背面侧,由此,能够将分动器输出轴设于车宽方向上大致中央位置,能够防止不能将传动轴配置于地板通道内的情况。

附图说明

图1是表示应用了实施例1的动力传递装置的基于ff的四轮驱动电动车辆(四轮驱动车的一例)的整体系统图。

图2是表示实施例1的前侧动力传递系统的布局结构的概略图。

图3是表示在实施例1的动力传递装置中内置于齿轮箱的减速齿轮机构以及前差速器的结构的齿轮箱剖面图。

图4是表示在实施例1的动力传递装置中支撑于齿轮箱的分动器的齿轮箱以及分动器侧视图。

图5是表示在实施例1的动力传递装置中支撑于齿轮箱的分动器的详细结构的分动器剖面图。

图6是表示现有例的四轮驱动发动机车中的发动机/变速器/分动器的车载布局的布局结构图。

图7是表示对比例的四轮驱动混合动力车中的发动机/电动机/齿轮箱/分动器的车载布局的布局结构图。

图8是表示实施例1的四轮驱动电动车辆中的横置发动机/电机/发电机/齿轮箱/分动器的车载布局的布局结构图。

图9是表示在实施例1的分动器中通过在分动器平行轴设置的环形齿轮进行的分动器输出轴的左右方向位置的调整作用的作用说明图。

图10是表示在实施例1的分动器中的通过分动器惰轮轴的追加设定进行的分动器输出轴的前后方向/上下方向位置的调整作用的作用说明图。

图11是表示实施例2的前侧动力传递系统的布局结构的概略图。

图12是表示实施例2的动力传递装置中的支撑于齿轮箱的分动器的详细结构的分动器剖面图。

图13是表示对比例的四轮驱动混合动力车的车载布局与实施例2的四轮驱动电动车辆的车载布局的对比的布局对比结构图。

具体实施方式

下面,基于附图所示的实施例1以及实施例2,说明实现本公开的四轮驱动车的动力传递装置的最佳方式。

实施例1

首先,说明结构。

实施例1的动力传递装置应用于以发动机为发电用动力源、以电机为行驶用动力源、利用由发动机发电的电力通过电机进行行驶的基于ff的四轮驱动电动车辆(四轮驱动电动车的一例)。下面,将实施例1的结构分为“整体系统结构”、“前侧动力传递系统的布局结构”、“齿轮箱的详细结构”、“分动器的详细结构”进行说明。

[整体系统结构]

图1表示应用了实施例1的动力传递装置的基于ff的四轮驱动电动车辆的整体系统。下面,基于图1说明四轮驱动电动车辆的整体系统结构。

如图1所示,四轮驱动电动车辆的前轮驱动系统具有横置发动机1(第1动力源)、电机2(第2动力源)、发电机3、齿轮箱4、前差速器5、和左右前轮6l、6r(主驱动轮)。如图1所示,后轮驱动系统具有分动器7、电子控制联轴器8、后差速器9、和左右后轮10l、10r(副驱动轮)。

横置发动机1支撑于齿轮箱4,发动机曲轴11在车宽方向上横置配置。该横置发动机1作为对发电机3进行驱动的发电用动力源而搭载。

电机2支撑于齿轮箱4,并且电机轴12在车宽方向上横置配置。该电机2是主要发挥行驶用动力源功能的三相交流的永磁同步电动机。

逆变器单元14的电机用逆变器14a经由ac线束15与电机2的定子线圈连接。锂离子电池17经由dc线束16与电机用逆变器14a连接。在电机2的动力运行时,电机用逆变器15a将来自锂离子电池14的直流转换为三相交流的电力,输出驱动扭矩,进行起步行驶、定速行驶、加速行驶(行驶用动力源功能)。在电机2的再生时,电机用逆变器15a将由电机2产生的三相交流的电力转换为向锂离子电池14的直流,一边对锂离子电池14充电,一边通过负的再生扭矩赋予负载阻力而减速(减速发电功能)。

发电机3支撑于齿轮箱4,发电机轴13在车宽方向上横置配置。该发电机3是主要发挥发电功能的三相交流的永磁同步电动机。

逆变器单元14的发电机用逆变器14b经由ac线束18与发电机3的定子线圈连接。锂离子电池17经由dc线束19与发电机用逆变器14b连接。在通过横置发动机1的运转进行发电机再生时,发电机用逆变器14b将由发电机3产生的三相交流的电力转换为直流,对锂离子电池17充电(发电功能)。在发电机3的动力运行时,发电机用逆变器14b将来自锂离子电池14的直流转换为三相交流的电力,输出驱动扭矩而使横置发动机1起动(发动机起动功能)。

这里,逆变器单元14配置于电机2和发电机3的上部的空置空间区域。锂离子电池17配置于乘员空间的底板面板中的设置乘员座椅的座椅区域的底板面板背面位置。

齿轮箱4具有前差速器5。前差速器5具有:左侧齿轮5d,其与向左前轮6l的左前驱动轴20l连结;以及右侧齿轮5e,其与向右前轮6r的右前驱动轴20r连结(参照图3)。

分动器7支撑于与横置发动机1支撑于齿轮箱4的侧面相同的侧面(右侧面)。分动器7的分动器输入轴71与前差速器5的差速器箱5a连结(参照图3)。在车宽方向的大致中央向车辆后方延伸的第1后传动轴21与分动器7的分动器输出轴74连结。

电子控制联轴器8配置于第1后传动轴21与第2后传动轴22之间,且配置于靠近后差速器9的位置。该电子控制联轴器8内置有多片摩擦离合器8a,将电子控制的离合器接合扭矩作为最大传递扭矩,将来自电机2的动力向左后轮10l和右后轮10r传递。此外,电子控制联轴器8与后差速器9内置于共通壳体23。

后差速器9具有差速器箱9a、小齿轮轴9b、小齿轮9c、左侧齿轮9d和右侧齿轮9e。在差速器箱9a固定有与在第2后传动轴22的端部设置的输入齿轮24啮合的环形齿轮25。小齿轮9c可旋转地支撑于小齿轮轴9b,该小齿轮轴9b支撑于差速器箱9a。左侧齿轮9d和右侧齿轮9e从左右两侧与小齿轮9c啮合。左后驱动轴26l与左侧齿轮9d连结,右后驱动轴26r与右侧齿轮9e连结。此外,图1的标号27表示在各轴20l、20r、21、26l、26r设置的接头。

如图1所示,四轮驱动电动车辆的电子控制系统具有车辆控制模块31、锂离子电池控制器32、发动机控制模块33和4wd控制模块34。此外,上述控制设备31、32、33、34通过能够双向交换信息的can通信线35(can是“controllerareanetwork”的简称)连接。

车辆控制模块31(简称:“vcm”)是承担适当地对整个车辆的消耗能量进行管理的功能的集中控制单元。例如,输入加速器开度、车速等。而且,在加速器开度超过规定开度时,与加速器开度相应地将进行电机2的动力运行控制的指令向逆变器15输出。在加速器开度小于或等于规定开度时,与加速器开度相应地将进行电机2的再生控制的指令向逆变器15输出。另外,如果从锂离子电池控制器32输入充电请求,则在通过发电机3起动了横置发动机1后,将向发电转换的控制指令向逆变器15输出。如果从锂离子电池控制器32输入充电停止请求,则将停止发电机3的发电的控制指令向逆变器15输出。

锂离子电池控制器32(简称:“lbc”)管理锂离子电池14的电池soc、电池温度等。例如,如果电池soc低于阈值,则对车辆控制模块31和发动机控制模块33输出充电请求。如果电池soc大于或等于阈值,则对车辆控制模块31和发动机控制模块33输出充电停止请求。

发动机控制模块33(简称:“ecm”)通过针对横置发动机1的控制指令,控制发动机起动/发动机停止等。例如,如果从锂离子电池控制器32输入充电请求,则在通过发电机3进行的起动中,将发动机起动指令向横置发动机1输出。如果从锂离子电池控制器32输入充电停止请求,则将发动机停止指令向横置发动机1输出。

4wd控制模块34(简称:“4wdcm”)通过针对电子控制联轴器8的控制指令,控制向左右前轮6l、6r和左右后轮10l、10r的驱动力分配比。例如,4wd控制模块34接收来自4wd模式开关、车轮速度传感器、转向角传感器、偏航率传感器、g传感器、制动开关等的信号的输入。然后,在进行了规定的运算处理之后,对电子控制联轴器8的电磁致动器等输出传递扭矩指令值。例如,如果通过4wd模式开关选择自动(auto),则计算基于初始扭矩处理的扭矩指令值、基于转速差扭矩处理的扭矩指令值、和基于驱动力分配扭矩处理的扭矩指令值。然后,在计算出的扭矩指令值中,通过选择高指令值而选择最终的传递扭矩指令值,对驱动力分配比进行控制。在电子控制联轴器8的多片摩擦离合器8a断开时,受控制的前后轮驱动力分配比成为基于前轮分配比为100%:后轮分配比为0%的前轮驱动分配的2wd模式。在电子控制联轴器8的多片式摩擦离合器8a完全接合时,成为基于前轮分配比为50%:后轮分配比为50%的前后轮等驱动分配的完全4wd模式。即,通过多片摩擦离合器8a的离合器结合容量控制,实现通过(前轮分配比为100%~50%):(后轮分配比为0%~50%)的无级方式进行的前后轮驱动力分配比。

[前侧动力传递系统的布局结构]

图2表示实施例1中的前侧动力传递系统的布局结构。下面,基于图2说明前侧动力传递系统的布局结构。

如图2所示,在前动力单元室a中配置有横置发动机1、电机2、发电机3、齿轮箱4、前差速器5、和分动器7,作为前侧动力传递系统。

横置发动机1支撑于齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的右侧面4a,在前动力单元室a中的右侧空间区域,发动机曲轴11在车宽方向上横置配置。

电机2支撑于齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的左侧面4b,在前动力单元室a中的左侧空间区域,电机轴12在车宽方向上横置配置。该电机2与横置发动机1相比在车宽方向上为小型(发动机车宽方向尺寸>电机车宽方向尺寸)。

发电机3支撑于齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的左侧面4b的、电机2的车辆前下方的相邻位置,在前动力单元室a中的左侧空间区域,发电机轴13在车宽方向上横置配置。该发电机3与电机2相比更小型(电机车宽方向尺寸>发电机车宽方向尺寸)。

齿轮箱4以从两个侧面4a、4b被横置发动机1、电机2以及发电机3夹持的状态设置,配置于前动力单元室a中的中央部空间区域。如图2所示,在俯视观察时,齿轮箱4是在车宽方向上尺寸较短、在车辆前后方向上尺寸较长的矩形形状。在该齿轮箱4中,具有前差速器5的后侧箱部分与横置发动机1以及电机2的车辆后端面1a、2a相比更向车辆后侧凸出。在该齿轮箱4向车辆后方凸出的露出部分具有配置分动器7的右侧面4a、左侧面4b和背面4c(车辆后方侧面)。

在从上方观察时,分动器7从齿轮箱4的露出部分所具有的两个侧面4a、4b中的与设置横置发动机1的右侧面4a相同的右侧面4a绕向背面4c,由此,分动器7支撑于齿轮箱4。而且,分动器输出轴74从齿轮箱4的背面4c侧经由车辆前后方向的第1传动轴21向左右后轮10l、10r输出动力。

这样,由于设为通过从上方观察时相对于齿轮箱4从右侧面4a绕向背面4c而对分动器7进行支撑的前侧动力传递系统的布局,因此确保了下述的空间。

(a)确保了通过横置发动机1的车辆后端面1a、前围板36、图外的右侧的车身面板包围的右侧空间rs。

(b)确保了通过电机2的车辆后端面2a、前围板36、图外的左侧的车身面板包围的左侧空间ls。

(c)在车宽方向的大致中央部在车辆前后方向上延伸的地板通道37内,确保了配置第1传动轴21的轴空间ss。

[齿轮箱的详细结构]

图3表示内置于齿轮箱4的减速齿轮机构42以及前差速器5的结构。下面,基于图2以及图3说明齿轮箱4的详细结构。

如图2以及图3所示,齿轮箱4具有增速齿轮机构41、减速齿轮机构42和前差速器5。

增速齿轮机构41是将横置发动机1与发电机3连结的分动器齿轮系统,如图2所示,通过相互啮合的发动机齿轮41a、惰轮齿轮41b和发电机齿轮41c构成。

发动机齿轮41a设置于发动机曲轴11的端部位置。惰轮齿轮41b设置于两端可旋转地支撑于齿轮箱4的惰轮轴43。发电机齿轮41c设置于发电机轴13的端部位置。发动机曲轴11、惰轮轴43和发电机轴13这3个轴相互平行配置。

这里,在基于平面展开的图2中,发动机曲轴11、惰轮轴43和发电机轴13这3个轴图示为配置于相同的高度位置。但是,如图4所示,发动机曲轴11配置于齿轮箱4的中央部位置。如图4所示,惰轮轴43和发电机轴13配置于与发动机曲轴11相比靠车辆前方的下侧位置。

增速齿轮机构41的齿轮直径的关系是发动机齿轮直径>发电机齿轮直径,在通过横置发动机1的运转而利用发电机3发电时,成为增速齿轮比。另一方面,在通过发电机3对横置发动机1进行起动时,成为减速齿轮比。

减速齿轮机构42是将电机2与前差速器5连结的分动器齿轮系统,如图2及图3所示,通过相互啮合的电机齿轮42a和第1惰轮齿轮42b、以及相互啮合的第2惰轮齿轮42c和环形齿轮42d构成。

电机齿轮42a设置于两端可旋转地支撑于齿轮箱4的电机轴12的端部位置。第1惰轮齿轮42b以及第2惰轮齿轮42c与两端可旋转地支撑于齿轮箱4的惰轮轴44相邻设置。环形齿轮42d与前差速器5的差速器箱5a的外周位置连结。电机轴12、惰轮轴44和前差速器5的旋转轴45这3个轴相互平行配置。此外,如图3所示,在第1惰轮齿轮42b的侧部一体地设置有在选择停车挡位置时与停车杆啮合的停车齿轮42e。

减速齿轮机构42的齿轮直径的关系是电机齿轮直径<环形齿轮直径,在使电机2旋转驱动的动力运行时为减速齿轮比。另一方面,在通过电机2发电的再生时成为增速齿轮比。

这里,在基于平面展开的图3中,电机轴12、惰轮轴44和前差速器5的旋转轴45这3个轴图示为配置于相同的高度位置。但是,如图4所示,电机轴12和惰轮轴44与发动机曲轴11相比配置于车辆后侧、且配置于齿轮箱4的上部位置。如图4所示,前差速器5的旋转轴45配置于惰轮轴44的车辆后方下侧、且配置于齿轮箱4的下部位置。

如图3所示,前差速器5具有差速器箱5a、小齿轮轴5b、小齿轮5c、左侧齿轮5d和右侧齿轮5e。在差速器箱5a的外周位置固定有与在惰轮轴44设置的第2惰轮齿轮42c啮合的环形齿轮42d。小齿轮5c可旋转地支撑于小齿轮轴5b,该小齿轮轴5b支撑于差速器箱5a。左侧齿轮5d和右侧齿轮5e从左右两侧与小齿轮9c啮合。左前驱动轴20l与左侧齿轮5d连结,右前驱动轴20r与右侧齿轮5e连结。

如图3所示,在前差速器5的差速器箱5a的右侧端部位置,通过花键连结等一体地设置分动器7的分动器输入轴71。即,将前差速器5的差速器箱5a作为向左右前轮6l、6r和左右后轮10l、10r分配电机动力时的分支部件。

[分动器的详细结构]

图4示出了在实施例1的动力传递装置中支撑于齿轮箱4的分动器7。图5示出了分动器7的详细结构。下面,基于图2、图4以及图5说明分动器7的详细结构。

如图4所示,在从右侧观察齿轮箱4时,分动器7支撑于齿轮箱4的车辆后方下侧位置,并且分动器输出轴74以向车辆后方凸出的状态配置。此外,如图4所示,停车致动器38配置于齿轮箱4的最上部位置。

如图2以及图5所示,分动器7在分动箱77内具有分动器输入轴71、分动器惰轮轴72、分动器平行轴73、分动器输出轴74、分动器齿轮系统75(动力传递机构)、锥齿轮对76(动力传递机构)。

如图5所示,分动器输入轴71是中空轴,与前差速器5的差速器箱5a连结,配置于前差速器5的旋转轴45上的位置。该分动器输入轴71以油封状态且两端支撑状态设置于分动箱77。在分动器输入轴71的外周位置一体地设置与惰轮轴齿轮75b啮合的输入轴齿轮75a。

如图5所示,分动器惰轮轴72位于分动器输入轴71与分动器平行轴73之间的位置,相对于两个轴71、73平行地配置。该分动器惰轮轴72以两端支撑状态设置于分动箱77。在分动器惰轮轴72的外周位置一体地设置与输入轴齿轮75a和平行轴齿轮75c啮合的惰轮轴齿轮75b。如图4所示,在侧视观察时,分动器惰轮轴72配置于与分动器输入轴71相比靠下侧的车辆后方位置,且配置于前差速器5的径向外侧的位置。

如图5所示,分动器平行轴73位于分动器惰轮轴72的后方位置,与分动器输入轴71以及分动器惰轮轴72平行地配置。该分动器平行轴73以两端支撑状态设置于分动箱77。在分动器平行轴73的外周位置,在远离齿轮箱4的一侧一体地设置与惰轮轴齿轮75b啮合的平行轴齿轮75c。在此基础上,与小齿轮76b啮合的环形齿轮76a以能够调整轴向的固定位置的方式设置于靠近齿轮箱4的一侧。如图4所示,在侧视观察时,分动器平行轴73配置于分动器惰轮轴72的上侧的车辆后方位置,且配置于前差速器5的径向外侧的位置。另外,如图4所示,在侧视观察时,分动器平行轴73配置于与分动器惰轮轴72相比靠上侧位置,且配置于与分动器输入轴71相比稍靠上侧位置。

分动器输出轴74朝向与在车宽方向上配置的分动器平行轴73大致垂直的车辆后方,前端部配置于接近分动器平行轴73的位置。该分动器输出轴74以两端支撑状态设置于分动箱77。在分动器输出轴74的前端部设置与环形齿轮76a啮合的小齿轮76b。在分动器输出轴74的后端部一体地设置与第1后传动轴21连结的凸缘部74a。如图4所示,在侧视观察时,分动器输出轴74配置成具有朝向车辆后方逐渐变低的下方倾斜角度。

分动器齿轮系统75是通过齿轮啮合将相互平行配置的分动器输入轴71、分动器惰轮轴72和分动器平行轴73可传递动力地连结的动力传递机构。该分动器齿轮系统75由相互啮合的分动器输入轴71的输入轴齿轮75a、分动器惰轮轴72的惰轮轴齿轮75b、和分动器平行轴73的平行轴齿轮75c构成。

锥齿轮对76是通过齿轮啮合将相互正交配置的分动器平行轴73与分动器输出轴74可传递动力地连结的动力传递机构。该锥齿轮对76由以相互正交的状态啮合的小齿轮76b和准双曲面齿轮构造的环形齿轮76a构成。锥齿轮对76中的环形齿轮76a设置于分动器平行轴73。而且,环形齿轮76a向分动器平行轴73的设定位置能够在沿着分动器平行轴73的车宽方向轴线上进行调整。

锥齿轮对76中的小齿轮76b设置于分动器输出轴74的端部。而且,小齿轮76b配置于在车宽方向上与齿轮箱4重叠的位置。

这里,如图5所示,将把齿轮箱4的右侧面4a在车辆前后方向上延伸而得到的线设为延长线l1,将把小齿轮76b的齿轮箱侧外周端在车辆前后方向上延长而得到的线设为延长线l2。此时,小齿轮76b在延长线l1与延长线l2之间确保在车宽方向上与齿轮箱4重合的重叠余量ol。

下面,说明作用。

将实施例1的作用分为“后传动轴的地板通道配置作用”、“重叠余量的调整作用”、“分动器输出轴的前后方向/上下方向位置调整作用”进行说明。

[后传动轴的地板通道配置作用]

图6示出了现有例的四轮驱动发动机车中的发动机/变速器/分动器的车载布局,图7示出了对比例的四轮驱动混合动力车中的发动机/电动机/齿轮箱/分动器的车载布局。图8示出了实施例1的四轮驱动电动车辆中的横置发动机1/电机2/发电机3/齿轮箱4/分动器7的车载布局。下面,基于图6~图8说明后传动轴的地板通道配置作用。

在现有例的情况下,如图6所示,分动器配置于变速箱的两个侧面中的与设置发动机的侧面相同的侧面位置。通过该布局配置,分动器的分动器输出轴的位置tl成为与发动机和变速箱的车宽方向的中心位置cl大致一致的配置。因此,能够将与分动器输出轴连结的传动轴配置于地板通道内。

但是,近年来,车辆的电动化在发展,考虑在发动机中追加电动机作为动力源。因此,如图7所示,将电动机相对于齿轮箱配置于与发动机相反侧,将分动器与现有例相同地配置于齿轮箱的两个侧面中与设置发动机的侧面相同的侧面位置,将这样的布局作为对比例。

在该对比例的情况下,如图7的箭头所示,分动器输出轴的位置tl’从发动机、齿轮箱和电动机的车宽方向的中心位置cl向车宽方向的发动机侧偏移。其理由是,关于动力单元相对于前动力单元室的布局配置,在现有例的情况下,将变速器的端面位置作为基准位置rl,在对比例的情况下也同样地,使电动机的端面位置与该基准位置rl一致而进行。因此,在现有例的情况下,在车宽方向上配置发动机和变速器,车宽方向的中心位置cl与发动机重叠。与此相对,在对比例的情况下,在车宽方向上配置发动机、齿轮箱和电动机,将齿轮箱和电动机合在一起的车宽方向尺寸比基于变速器的车宽方向尺寸大,因此车宽方向的中心位置cl与齿轮箱重叠。

因此,在将分动器设为与现有例相同的布局结构的对比例的情况下,产生了下述列举的课题。

(a’)分动器输出轴的位置tl’在车宽方向上从中心位置cl向车宽方向偏移,不能将传动轴配置于地板通道内。

(b’)在对比例的带电动机的动力系的情况下,需要重新进行投资、开发用于搭载带电动机的动力系的专用平台。

(c’)在将对比例的带电动机的动力系搭载于现有例的车身构造的情况下,需要开发专用发动机、专用齿轮箱等新构造。

与此相对,在实施例1的情况下,如图8所示,采用了如下结构,即,将在分动器输出轴74的端部设置的小齿轮76b配置于在车宽方向上与齿轮箱4重叠的位置。

即,在实施例1的情况下,横置发动机1、齿轮箱4和电机2在车宽方向上配置,基于齿轮箱4和电机2的车辆宽度尺寸大于基于变速器的车宽方向尺寸,因此,车宽方向的中心位置cl与齿轮箱4重叠。但是,通过将在分动器输出轴74的端部设置的小齿轮76b配置于在车宽方向上与齿轮箱4重叠的位置,由此,分动器输出轴74的位置tl与齿轮箱4重叠。即,设为以使得分动器输出轴74与齿轮箱4重叠的方式绕过的分动器7的配置结构。因此,能够使得与对比例相同地设为在车宽方向上配置横置发动机1、齿轮箱4和电机2的布局结构,并且与现有例相同地使车宽方向的中心位置cl与分动器输出轴74的位置tl一致。

因此,将实施例1的分动器输出轴74在车宽方向上与齿轮箱4重叠的布局结构得到下述列举的优点。

(a)通过使分动器输出轴74的位置tl与车宽方向的中央位置cl一致,能够将第1后传动轴21配置于现有例的四轮驱动发动机车的车身构造的地板通道37内。

(b)在实施例1的情况下,由于能够共用现有例的四轮驱动发动机车辆的平台,因此不需要重新进行投资、开发用于带电动机的动力系的专用平台。

(c)在实施例1的情况下,由于能够搭载于现有例的四轮驱动发动机车的车身构造,因此不需要开发专用发动机、专用齿轮箱等的新构造。

[重叠余量的调整作用]

图9表示在实施例1的分动器7中通过在分动器平行轴73设置的环形齿轮76a产生的分动器输出轴74的左右方向位置的调整作用。下面,基于图10说明重叠余量ol的调整作用。

在实施例1中,锥齿轮对76中的环形齿轮76a设置于分动器平行轴73,环形齿轮76a向分动器平行轴73的设定位置能够在沿着分动器平行轴73的车宽方向轴线上进行调整。

因此,如果使环形齿轮76a向分动器平行轴73的设定位置例如向图9的左方移动而设于环形齿轮76a’的位置,则延长线l2移动至延长线l2’的位置。因此,环形齿轮76b在车宽方向上与齿轮箱4重合的重叠余量ol(l1~l2)成为重叠余量ol’(l1~l2’),重叠余量扩大。

另一方面,如果使环形齿轮76a向分动器平行轴73的设定位置例如向图9的右方移动而设于环形齿轮76a”的位置,则延长线l2移动至延长线l2”的位置。因此,环形齿轮76b在车宽方向上与齿轮箱4重合的重叠余量ol(l1~l2)成为重叠余量ol”(l1~l2”),重叠余量缩小。

这样,通过使环形齿轮76a向分动器平行轴73的设定位置在允许的富余范围移动,能够调整环形齿轮76b在车宽方向上与齿轮箱4重合的重叠余量ol的大小。

其结果,在搭载于现有例的四轮驱动发动机车的车身构造的情况下,通过分动器输出轴74的左右方向位置的调整功能,能够将分动器输出轴74以及第1后传动轴21设定于避免与周边部件的干扰的位置。特别是,通过重叠余量ol的调整功能,能够使与分动器输出轴74连结的第1后传动轴21可靠地与既有的地板通道37的车辆宽度方向位置相符合而设定。

[分动器输出轴的前后方向/上下方向位置调整作用]

图10示出了通过在实施例1的分动器7中分动器惰轮轴72的追加设定而产生的分动器输出轴74在前后方向/上下方向位置的调整作用。下面,基于图10说明分动器输出轴74的前后方向/上下方向位置调整作用。

在实施例1中,在分动器输入轴71与分动器平行轴73之间追加设定有分动器惰轮轴72,使分动器惰轮轴72的惰轮轴齿轮75b与输入轴齿轮75a啮合。

因此,分动器惰轮轴72通过沿着以前差速器5的旋转轴45为中心的图10的半圆弧箭头对惰轮轴齿轮75b相对于输入轴齿轮75a的啮合位置进行变更,能够变更分动器惰轮轴72的轴位置。通过该轴位置变更,使分动器惰轮轴72的上下方向的最高位置变成分动器惰轮轴72high,使分动器惰轮轴72的上下方向的最低位置变成分动器惰轮轴72low。因此,能够得到基于分动器惰轮轴72high~分动器惰轮轴72low的上下方向调整余量hl,作为分动器惰轮轴72的上下方向调整余量。能够使分动器惰轮轴72的上下方向调整余量hl反映于通过齿轮啮合连结的分动器输出轴74的上下方向调整。

另一方面,由于分动器惰轮轴72的轴位置变更,分动器惰轮轴72的前后方向的车辆最后方位置成为分动器惰轮轴72back。因此,能够得到基于分动器惰轮轴72back~分动器惰轮轴72high、72low的前后方向调整余量fr,作为分动器惰轮轴72的前后方向调整余量。该分动器惰轮轴72的前后方向调整余量fr能够反映于通过齿轮啮合连结的分动器输出轴74的前后方向调整。

其结果,在搭载于现有例的四轮驱动发动机车的车身构造的情况下,通过分动器输出轴74的上下方向/前后方向位置的调整功能,能够将分动器输出轴74以及第1后传动轴21设定于避免与周边部件的干扰的位置。

下面,说明效果。

实施例1的四轮驱动电动车辆的动力传递装置能够得到下述列举的效果。

(1)具有支撑于齿轮箱4并且将来自动力源(横置发动机1、电机2)的动力向主驱动轮(左右前轮6l、6r)和副驱动轮(左右后轮10l、10r)分配的分动器7。

在该四轮驱动车(四轮驱动电动车辆)的动力传递装置中,具有:发动机(横置发动机1),其支撑于齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的一个侧面(右侧面4a);以及电动机(电机2),其支撑于齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的另一个侧面(左侧面4b)。

分动器7从上方观察时从齿轮箱4的侧面(右侧面4a)绕向背面4c,将动力从齿轮箱4的背面4c侧向副驱动轮(左右后轮10l、10r)输出(图2)。

因此,能够使分动器输出轴74在车宽方向上位于大致中央位置,能够防止不能将传动轴(第1后传动轴21)配置于地板通道37内的情况。在此基础上,本发明能够应用于隔着齿轮箱4搭载发动机(横置发动机1)和电动机(电机2)的四轮驱动混合动力车的动力单元布局配置。

(2)电动机是电机2和发电机3。

齿轮箱4具有将发动机(横置发动机1)与发电机3连结的增速齿轮机构41、和将电机2与差速器(前差速器5)连结的减速齿轮机构42(图2)。

因此,在(1)的效果的基础上,还能够应用于利用由发动机(横置发动机1)发电的电力而通过电机2进行行驶的四轮驱动电动车辆的动力单元布局配置。

(3)分动器7具有分动器输入轴71、分动器输出轴74、和动力传递机构(分动器齿轮系统75、锥齿轮对76)。

分动器输入轴71与向主驱动轮(左右前轮6l、6r)的差速器(前差速器5)连结,在车宽方向上配置。

分动器输出轴74与向副驱动轮(左右后轮10l、10r)的传动轴(第1后传动轴21)连结,在车辆前后方向上配置。

动力传递机构(分动器齿轮系统75、锥齿轮对76)在分动器输入轴71与分动器输出轴74之间将旋转轴方向变更为大致直角方向而传递动力。

将动力传递机构(分动器齿轮系统75、锥齿轮对76)中的在分动器输出轴74设置的被旋转部件(小齿轮76b)配置于在车宽方向上与齿轮箱4重叠的位置(图5)。

因此,在(1)或(2)的效果的基础上,通过在分动器输出轴74设置的被旋转部件(小齿轮76b)的重叠配置,能够构成绕向齿轮箱4的背面4c的分动器7。

(4)分动器7从上方观察时从齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的与支撑发动机(横置发动机1)的侧面相同的侧面(右侧面4a)绕向背面4c,从齿轮箱4的背面4c侧向副驱动轮(左右后轮10l、10r)输出动力(图5)。

因此,在(1)~(3)的效果的基础上,还能够实现与右侧驾驶车和左侧驾驶车均对应的四轮驱动车(四轮驱动电动车辆)的动力单元布局配置。即,在右侧驾驶车的情况下,图2的右侧空间rs成为设置右转向系统结构部件的空间。而且,在左侧驾驶车的情况下,图2的左侧空间ls成为设置左转向系统结构部件的空间。

实施例2

实施例2是将分动器设为如下结构的例子,即,从上方观察时,从齿轮箱的两个侧面中与支撑发动机的侧面相反的侧面绕向背面,从齿轮箱的背面侧向副驱动轮输出动力。

首先,说明结构。

由于仅支撑分动器的齿轮箱的侧面与实施例1相反,而“整体系统结构”、“齿轮箱的详细结构”是与实施例1相同的结构,因此省略图示以及说明。下面,说明实施例2的“前侧动力传递系统的布局结构”、“分动器的详细结构”。

[前侧动力传递系统的布局结构]

图11表示实施例2中的前侧动力传递系统的布局结构。下面,基于图11说明前侧动力传递系统的布局结构。

如图11所示,在前动力单元室a中配置有横置发动机1、电机2、发电机3、齿轮箱4、前差速器5、和分动器7’,作为前侧动力传递系统。

横置发动机1支撑于齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的右侧面4a,在前动力单元室a中的右侧空间区域,发动机曲轴11在车宽方向上横置配置。

电机2支撑于齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的左侧面4b,在前动力单元室a中的左侧空间区域,电机轴12在车宽方向上横置配置。该电机2与横置发动机1相比在车宽方向上为小型(发动机车宽方向尺寸>电机车宽方向尺寸)。

发电机3支撑于齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的左侧面4b的、电机2的车辆前下方的相邻位置,在前动力单元室a中的左侧空间区域,发电机轴13在车宽方向上横置设置。该发电机3与电机2相比更小型(电机车宽方向尺寸>发电机车宽方向尺寸)。

齿轮箱4以从两个侧面4a、4b被横置发动机1、电机2以及发电机3夹持的状态设置,配置于前动力单元室a中的中央部空间区域。如图11所示,在俯视观察时,齿轮箱4设为在车宽方向上尺寸较短且在车辆前后方向上尺寸较长的矩形形状。在该齿轮箱4中,具有前差速器5的后侧箱部分与横置发动机1以及电机2的车辆后端面1a、2a相比更向车辆后侧凸出。在该齿轮箱4向车辆后侧凸出的露出部分具有配置分动器7’的右侧面4a、左侧面4b和背面4c。

从上方观察时,通过从在齿轮箱4的露出部分具有的两个侧面4a、4b中的与设置电机2以及发电机3的左侧面4b相同的左侧面4b绕向背面4c的结构,使分动器7’支撑于齿轮箱4。而且,分动器输出轴74从齿轮箱4的背面4c侧经由车辆前后方向的第1传动轴21向左右后轮10l、10r输出动力。

这样,由于设为通过从上方观察时,相对于齿轮箱4从左侧面4b绕向背面4c而对分动器7’进行支撑的前侧动力传递系统的结构,因此确保了下述的空间。

(a)确保了通过横置发动机1的车辆后端面1a、前围板36、图外的右侧的车身面板包围的右侧空间rs。

(b)在车宽方向的大致中央部在车辆前后方向上延伸的地板通道37内,确保了配置第1传动轴21的轴空间ss。

[分动器的详细结构]

图12示出了实施例2的分动器7’的详细结构。下面,基于图12说明分动器7’的详细结构。

如图12所示,分动器7’在分动箱77内具有分动器输入轴71、分动器中间轴78、分动器输出轴74、锥齿轮对76(动力传递机构)、和分动器齿轮对79(动力传递机构)。

这里,通过锥齿轮对76和分动器齿轮对79构成在分动器输入轴71与分动器输出轴74之间将旋转轴方向变更为大致直角方向而传递动力的动力传递机构。

如图12所示,分动器输入轴71是中空轴,与前差速器5的差速器箱5a连结,配置于前差速器5的旋转轴45上的位置。该分动器输入轴71以油封状态并且两端支撑状态设置于分动箱77。在分动器输入轴71的外周位置一体地设置与小齿轮76b啮合的环形齿轮76a。

如图12所示,分动器中间轴78朝向与在车宽方向上配置的分动器输入轴71大致垂直的车辆后方,前端部配置于接近分动器输入轴71的位置。该分动器中间轴78以两端支撑状态设置于分动箱77。在分动器中间轴78的前端部设置与环形齿轮76a啮合的小齿轮76b。在分动器中间轴78的后部一体地设置中间轴齿轮79a。

分动器输出轴74与在车辆前后方向上配置的分动器中间轴78平行配置。该分动器输出轴74以两端支撑状态设置于分动箱77。在分动器输出轴74的前部设置与中间轴齿轮79a啮合的输出轴齿轮79b。在分动器输出轴74的后端部一体地设置与第1后传动轴21连结的凸缘部74a。

锥齿轮对76是通过齿轮啮合将相互正交配置的分动器输入轴71与分动器中间轴78可传递动力地连结的动力传递机构。锥齿轮对76通过在相互正交状态下啮合的小齿轮76b和准双曲面齿轮构造的环形齿轮76a构成。锥齿轮对76中的环形齿轮76a设置于分动器输入轴71。而且,环形齿轮76a向分动器输入轴71的设定位置,能够在沿着分动器输入轴71的车宽方向轴线上进行调整。

分动器齿轮对79是通过齿轮啮合将相互平行配置的分动器中间轴78与分动器输出轴74可传递动力地连结的动力传递机构。该分动器齿轮对79通过相互啮合的分动器中间轴78的中间轴齿轮79a和分动器输出轴74的输出轴齿轮79b构成。

在分动器齿轮对79中,输出轴齿轮79b(在分动器输出轴设置的被旋转部件)配置于在车宽方向上与齿轮箱4重叠的位置。

这里,如图12所示,将把齿轮箱4的左侧面4b在车辆前后方向上延长而得到的线设为延长线l1,将把输出轴齿轮79b的发动机侧外周端在车辆前后方向上延长而得到的线设为延长线l2。此时,输出轴齿轮79b在延长线l1与延长线l2之间确保在车辆宽度方向上与齿轮箱4重合的重叠余量ol。

此外,重叠余量ol设为环形齿轮76a向分动器输入轴71的设定位置能够在沿着分动器输入轴71的车宽方向轴线上进行调整。并且,通过齿轮啮合将分动器中间轴78与分动器输出轴74可传递动力地连结。因此,通过在允许的富余范围移动环形齿轮76a,和/或变更中间轴齿轮79a和输出轴齿轮79b的齿轮直径,从而能够调整重叠余量ol的大小。

下面,说明作用。

图13表示对比例的四轮驱动混合动力车的车载布局与实施例2的四轮驱动电动车辆的车载布局的对比。下面,基于图13说明后传动轴的地板通道配置作用。

在该对比例的情况下,如图13的箭头所示,分动器输出轴的位置tl’从发动机、齿轮箱和电动机的车宽方向的中心位置cl向车宽方向的发动机侧偏移。

与此相对,在实施例2的情况下,如图13所示,采用了如下的结构,即,将分动器7’支撑于齿轮箱4的左侧面4b,将在分动器输出轴74的端部设置的输出轴齿轮76b配置于在车宽方向上与齿轮箱4重叠的位置。

即,在实施例2的情况下,在车宽方向上配置横置发动机1、齿轮箱4和电机2,基于齿轮箱4和电机2的车宽方向尺寸大于基于变速器的车宽方向尺寸,因此,车宽方向的中心位置cl与齿轮箱4重叠。但是,通过将在分动器输出轴74的端部设置的输出轴齿轮76b配置于在车宽方向上与齿轮箱4重叠的位置,由此,分动器输出轴74的位置tl与齿轮箱4重叠。即,设为以分动器输出轴74与齿轮箱4重叠的方式绕过的分动器7’的配置结构。因此,能够设为在车宽方向上配置横向发动机1、齿轮箱4和电机2的布局结构,并且使车宽方向的中心位置cl与分动器输出轴74的位置tl一致。

因此,使实施例2的分动器输出轴74在车宽方向上与齿轮箱4重叠的布局结构具有下述列举的优点。

(a)通过使分动器输出轴74的位置tl与车宽方向的中心位置cl一致,能够将第1后传动轴21配置于现有例的四轮驱动发动机车中的车身构造的地板通道37内。

(b)在实施例2的情况下,由于能够共用现有例的四轮驱动发动机车的平台,因此不需要重新进行投资、开发用于带电动机的动力系的专用平台。

(c)在实施例2的情况下,由于能够搭载于现有例的四轮驱动发动机车的车身构造,因此不需要开发专用发动机、专用齿轮箱等的新构造。

接着,说明效果。

实施例2中的四轮驱动电动车辆的动力传递装置能够得到下述效果。

(5)分动器7’从上方观察时从齿轮箱4的两个侧面4a、4b中的与支撑电动机(电机2)的侧面相同的侧面(左侧面4b)绕向背面4c,从齿轮箱4的背面4c侧向副驱动轮(左右后轮10l、10r)输出动力(图12)。

因此,在上述(1)~(3)的效果的基础上,还能够设为针对右侧驾驶车确保了转向结构的空间的四轮驱动车(四轮驱动电动车辆)的动力单元布局配置。即,在右侧驾驶车的情况下,通过分动器7’使不受空间限制的图11中的右侧空间rs成为对右转向系统结构部件进行设置的空间。因此,例如,也能够在转向系统中设置具有反力式电机、离合器、转向致动器的线控转向构造的右转向系统结构部件。

以上,基于实施例1以及实施例2对本公开的四轮驱动车的动力传递装置进行了说明。但是,关于具体的结构,并不限于这些实施例,只要不脱离权利要求书的各权利要求所涉及的发明的主旨,则允许设计的变更、追加等。

在实施例1中,作为动力传递机构,示出了使用分动器齿轮系统75和锥齿轮对76的例子。另外,在实施例2中,作为动力传递机构,示出了使用锥齿轮对76和分动器齿轮对79的例子。但是,作为动力传递机构,也可以是取代分动器齿轮系统、分动器齿轮对而使用分动器带的例子。并且,也可以是使用传动带和齿轮的组合机构的例子。

在实施例1、2中,作为齿轮箱4,示出了具有将横置发动机1与发电机3连结的增速齿轮机构41、和将电机2与前差速器5连结的减速齿轮机构42的例子。但是,作为齿轮箱,也可以在增速齿轮机构和减速齿轮机构上增加能够将发动机与前差速器连结的离合器机构等。并且,作为齿轮箱,也可以是具有有级变速齿轮机构、无级变速齿轮机构、动力分割齿轮机构的例子。

在实施例1、2中,示出了将本公开的动力传递装置应用于以发动机为发电用动力源、以电机为行驶用动力源、利用由发动机发电的电力而通过电机进行行驶的基于ff的四轮驱动电动车辆的例子。但是,本公开的动力传递装置也能够应用于基于fr的四轮驱动电动车辆。并且,不限于四轮驱动电动车辆,也能够应用于四轮驱动发动机车、四轮驱动电动汽车、四轮驱动混合动力车。

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