ПРИВОД ДЛЯ ГИБРИДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2013 года по МПК B60K6/42 B60K17/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Это изобретение относится к приводу для гибридного транспортного средства и, более конкретно, к приводу для гибридного транспортного средства, содержащему двигатель, электродвигатель и электрогенератор.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известен привод для гибридного транспортного средства, содержащий двигатель, электродвигатель и электрогенератор, раскрытый, например, в патентной ссылке 1. В этом приводе для гибридного транспортного средства, рассматривая его с позиции нагрузочной способности, двигатель и электрогенератор расположены на одном и том же валу, в то время как электрогенератор и электродвигатель расположены параллельно, так что полная длина системы силовой передачи является короткой.

Патентная ссылка 1: JP-A-8-91065

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ РЕШЕНЫ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Однако, если двигатель и электрогенератор расположены на одном и том же валу, как описано в патентной ссылке 1, то внешний диаметр электрогенератора не может быть увеличен из-за ограничений поверхности, занимаемой двигателем. Поэтому для получения необходимого крутящего момента и мощности необходимо увеличить осевые размеры, что приводит к возрастанию длины в осевом направлении и ухудшению характеристик грузоподъемности транспортного средства. Кроме того, поскольку электрогенератор и электродвигатель расположены параллельно, то внешние габариты в боковой плоскости становятся большими, что также ухудшает грузоподъемность.

Предлагаемое изобретение выполнено с позиции описанных выше проблем, а целью данного изобретения является предоставление привода для гибридного транспортного средства, который позволяет использовать электрогенератор с большим внешним диаметром при отсутствии ограничений поверхности, занимаемой двигателем, обеспечив тем самым возможность сокращения длины в осевом направлении.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

Для достижения описанной выше цели в соответствии с первой особенностью настоящего изобретения предлагается привод для гибридного транспортного средства (например, привод гибридного транспортного средства 100 в соответствии с описанным далее примером осуществления), содержащий:

двигатель (например, двигатель 50 в описанном далее примере осуществления);

первый вал (например, вал двигателя 1 в описанном далее примере осуществления), который размещен коаксиально с выходным валом (например, коленчатый вал 51 в описанном далее примере осуществления) двигателя и передает мощность от двигателя;

второй вал (например, вал электрогенератора 2 в описанном далее примере осуществления), расположенный параллельно первому валу и содержащий:

внутренний вал (например, внутренний вал 2а в описанном далее примере осуществления), подсоединенный к первому валу через первую трансмиссию (например, ведущую шестерню электрогенератора 10 в описанном далее примере осуществления) и

первый внешний вал (например, внешний вал электродвигателя 2b в описанном далее примере осуществления), расположенный вокруг внутреннего вала с возможностью вращения относительно внутреннего вала;

первый электродвигатель (например, электрогенератор 60 в описанном далее примере осуществления), подсоединенный к внутреннему валу;

второй электродвигатель (например, электродвигатель 70 в описанном далее примере осуществления), расположенный коаксиально с первым электродвигателем и подсоединенный к первому внешнему валу;

третий вал (например, промежуточный вал 3 в описанном далее примере осуществления), расположенный параллельно второму валу и подсоединенный к первому внешнему валу через вторую трансмиссию (например, шестерню передачи движущей силы электродвигателя 20 в описанном далее примере осуществления);

дифференциальный механизм (например, дифференциальный механизм 45 в описанном далее примере осуществления), подсоединенный к третьему валу; и

механизм сцепления (например, сцепление 80 в описанном далее примере осуществления), который расположен на первом валу, и вводит в зацепление или выводит из зацепления первый вал и третий вал через третью трансмиссию (например, шестерня передачи движущей силы электродвигателя 30 в описанном далее примере осуществления).

В соответствии с другой особенностью настоящего изобретения принимается, что в приводе для гибридного транспортного средства

первый электродвигатель подсоединен к внутреннему валу через второй внешний вал (например, внешний вал электрогенератора 2с в описанном далее примере осуществления), расположенный вокруг внутреннего вала и вращаемый вместе с внутренним валом; при этом

первый электродвигатель и второй электродвигатель установлены на втором внешнем валу и первом внешнем валу соответственно через подшипники (например, подшипники 61, 62; 71, 72 в описанном далее примере осуществления), имеющиеся на обоих концах валов соответственно.

В соответствии с еще одной особенностью настоящего изобретения принимается, что в приводе для гибридного транспортного средства

третья трансмиссия содержит передающую часть (например, выходная шестерня 31а в описанном далее примере осуществления), подсоединенную к механизму сцепления, и передаваемую часть (например, выходная шестерня 31b в описанном далее примере осуществления), подсоединенную к дифференциальному механизму; при этом

механизм сцепления расположен на внутренней стороне передающей части.

В соответствии с еще одной особенностью настоящего изобретения принимается, что в приводе для гибридного транспортного средства

последовательность трансмиссий, состоящая из первой, второй и третьей трансмиссии и механизма сцепления, размещена в осевом направлении в области шириной Ld дифференциального механизма.

В соответствии с другой особенностью настоящего изобретения принимается, что в приводе для гибридного транспортного средства

первый электродвигатель и второй электродвигатель размещены смежно с последовательностью трансмиссий; и

внешний диаметр первого электродвигателя и второго электродвигателя меньше, чем максимальный внешний диаметр Dt последовательности трансмиссий вокруг второго вала.

В соответствии со следующей особенностью настоящего изобретения принимается, что привод гибридного транспортного средства, кроме того, содержит

первый кожух (например, первый кожух 52а в описанном далее примере осуществления) для размещения последовательности трансмиссий и одного конца второго электродвигателя;

второй кожух (например, второй кожух 52b в описанном далее примере осуществления), установленный смежно с первым кожухом и в котором находится один конец первого электродвигателя и другой конец второго электродвигателя;

третий кожух (например, третий кожух 52с в описанном далее примере осуществления), установленный смежно со вторым кожухом и в котором находится другой конец первого электродвигателя, при этом

статор (например, статор 75 в описанном далее примере осуществления) второго электродвигателя закреплен в первом кожухе, и

статор (например, статор 65 в описанном далее примере осуществления) первого электродвигателя закреплен во втором кожухе.

В соответствии со следующей особенностью настоящего изобретения принимается, что

второй кожух содержит по меньшей мере два подшипника (например, подшипники 61, 72 в описанном далее примере осуществления) для крепления первого внешнего вала и второго внешнего вала.

В соответствии со следующей особенностью настоящего изобретения принимается, что привод для гибридного транспортного средства содержит также

четвертый вал (например, вал масляного насоса 4 в описанном далее примере осуществления), расположенный параллельно первому валу и соединенный с ним через четвертую трансмиссию (например, ведущую шестерню масляного насоса 90 в описанном далее примере осуществления), при этом

масляный насос (например, масляный насос 95 в описанном далее примере осуществления) подсоединен к четвертому валу.

В соответствии с еще одной особенностью настоящего изобретения предлагается привод для гибридного транспортного средства (например, привод для гибридного транспортного средства 200 в описанном далее примере осуществления), содержащий

двигатель (например, двигатель 50 в описанном далее примере осуществления);

первый вал (например, вал двигателя 1 в описанном далее примере осуществления), который расположен коаксиально с выходным валом (например, коленчатый вал 51 в описанном далее примере осуществления) двигателя и который передает мощность от двигателя;

второй вал (например, вал электрогенератора 2 в описанном далее примере осуществления), расположенный параллельно первому валу и содержащий

внутренний вал (например, внутренний вал 2а в описанном далее примере осуществления), подсоединенный к первому валу через первую трансмиссию (например, через ведущую шестерню электрогенератора 10 в описанном далее примере осуществления) и

внешний вал (например, внешний вал электродвигателя 2b в описанном далее примере осуществления), расположенный вокруг внутреннего вала;

первый электродвигатель (например, электрогенератор 60 в описанном далее примере осуществления), подсоединенный к внутреннему валу;

второй электродвигатель (например, электродвигатель 70 в описанном далее примере осуществления), расположенный по той же самой осевой линии, что и первый электродвигатель, и подсоединенный к внешнему валу;

третий вал (например, промежуточный вал 3 в описанном далее примере осуществления), расположенный параллельно второму валу и подсоединенный к внешнему валу через вторую, трансмиссию (например, шестерню передачи движущей силы электродвигателя 20 в описанном далее примере осуществления); и

дифференциальный механизм (например, дифференциальный механизм 45 в описанном далее примере осуществления), подсоединенный к третьему валу.

В соответствии с другой особенностью настоящего изобретения принимается, что передающая часть третьей трансмиссии крепится в первом кожухе шарикоподшипником с четырехточечным контактом шариков (например, подшипником 88 в описанном далее примере осуществления).

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первой особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения привод от двигателя и привод от электродвигателя могут использоваться по выбору или одновременно. Кроме того, поскольку первый электродвигатель установлен параллельно с выходным валом двигателя, то отсутствуют ограничения на поверхность, занимаемую двигателем, так что внешний диаметр первого электродвигателя может быть увеличен. Таким образом, нет необходимости увеличивать длину вала для снятия момента или выходной мощности первого электродвигателя, и за счет сокращения длины вала может быть повышена мощность нагрузки. Далее соединением двигателя с первым электродвигателем через первую трансмиссию можно произвольно задавать отношение скоростей двигателя и первого электродвигателя, и поэтому становится возможным согласовывать области с наилучшим кпд первого электродвигателя и двигателя при использовании первого электродвигателя и двигателя в качестве электрогенератора, улучшая тем самым кпд генерации мощности. Кроме того, первый электродвигатель и второй электродвигатель расположены соосно друг с другом, тем самым габариты в боковой плоскости могут быть уменьшены, и можно повысить нагрузочную мощность.

Кроме того, в соответствии со второй особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения первый электродвигатель и второй электродвигатель могут быть установлены на отдельных валах. При такой раздельной установке можно предотвратить взаимное влияние вибраций этих электродвигателей.

Кроме того, в соответствии с третьей особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения механизм сцепления расположен на внутренней стороне передающей части третьей трансмиссии, тем самым может эффективно использоваться пространство с внутренней стороны третьей трансмиссии, что позволяет уменьшить длину в аксиальном направлении.

Кроме того, в соответствии с четвертой особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения шестерни, образующие последовательность трансмиссий, и механизм сцепления, проходят по ширине Ld дифференциального механизма, который является концевым выходным валом. Поэтому длина в осевом направлении может быть уменьшена.

Кроме того, в соответствии с пятой особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения внешний диаметр первого электродвигателя и второго электродвигателя меньше, чем максимальный внешний диаметр Dt последовательности трансмиссий вокруг второго вала, так что радиальная длина всей конструкции может быть уменьшена.

В соответствии с шестой особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения статоры зафиксированы в соответствующих кожухах, так что первый электродвигатель и второй электродвигатель могут быть надежно закреплены и защищены, а также может быть улучшена производительность сборки. Кроме того, поскольку второй кожух обычно используется как кожух для первого электродвигателя и второго электродвигателя, то может быть уменьшено число компонентов.

Кроме того, в соответствии с седьмой особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения во втором кожухе, расположенном между первым кожухом и третьим кожухом, находятся по меньшей мере два подшипника, которые являются подшипником крепления первого внешнего вала и подшипником крепления второго вала. Таким образом, подшипники могут быть жестко закреплены.

Кроме того, в соответствии с восьмой особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения вал масляного насоса расположен отдельно от вала двигателя, так что осевая длина всей конструкции может быть ограничена.

Кроме того, в соответствии с девятой особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения, поскольку первый электродвигатель расположен параллельно выходному валу двигателя, то не существует ограничений поверхности, занимаемой двигателем, так что внешний диаметр первого электродвигателя может быть увеличен. Таким образом, нет необходимости увеличивать длину вала для получения момента или выходной мощности первого электродвигателя. При уменьшении длины вала может быть улучшена мощность нагрузки. Кроме того, соединением первого двигателя с первым электродвигателем через первую трансмиссию может быть по выбору установлено соотношение скоростей между двигателем и первым электродвигателем. Таким образом, возможно согласование относительных эффективных диапазонов кпд первого электродвигателя и двигателя во время использования первого электродвигателя и двигателя совместно с электрогенератором, тем самым улучшая кпд генерации мощности. Более того, первый электродвигатель и второй электродвигатель установлены коаксиально. Таким образом, габариты в боковой плоскости могут быть уменьшены. Это приводит к улучшению мощности нагрузки.

Кроме того, в соответствии с десятой особенностью привода для гибридного транспортного средства этого изобретения отсутствует необходимость крепления передающей части третьей трансмиссии по двум концам двумя шарикоподшипниками с глубокими канавками. Передающую часть можно крепить на одном конце, используя для этого единственный подшипник в виде шарикоподшипника с четырехточечным контактом шариков, так что число компонентов может быть уменьшено, и тем самым уменьшена длина вала привода для гибридного транспортного средства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - схематичное изображение первого примера осуществления привода для гибридного транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.2 - изображение разреза привода для гибридного транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением; изображение дано по стрелкам В-В на Фиг.4;

Фиг.3 - увеличенное изображение части А на Фиг.2;

Фиг.4 - изображение, объясняющее взаимосвязи в трансмиссиях привода для гибридного транспортного средства, показанного на Фиг.2; и

Фиг.5 - схематичное изображение второго примера осуществления привода для гибридного транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением.

ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ЧИСЕЛ И ЗНАКОВ

1 - вал двигателя (первый вал); 2 - вал электрогенератора (второй вал); 2а - внутренний вал; 2b - внешний вал электродвигателя (первый внешний вал); 2с - внешний вал электрогенератора (второй внешний вал); 3 - промежуточный вал (третий вал); 4 - вал масляного насоса (четвертый вал); 10 - ведущая шестерня электрогенератора (первая трансмиссия); 11а - выходная шестерня; 11b - входная шестерня; 12 - подшипник; 13 - подшипник; 20 - шестерня передачи движущей силы электродвигателя (вторая трансмиссия); 21а - выходная шестерня; 21b - входная шестерня; 30 - шестерня передачи движущей силы двигателя (третья трансмиссия); 31а - передающая шестерня (передающая часть); 31b - входная шестерня (передаваемая часть); 40 - концевая шестерня; 41а - выходная шестерня; 41b - входная шестерня, 45 - дифференциальный механизм (дифференциальная шестерня); 46 - полуось; 47 - ведущее колесо, 50 - двигатель, 51 - коленчатый вал, 52 - кожух привода, 52а - первый кожух, 52b - второй кожух, 52с - третий кожух, 53 - корпус демпфера, 54 - болт, 55 - ведущая тарелка, 56 - демпфер, 57 - подшипник, 59а - подшипник, 59b - подшипник, 60 - электрогенератор (первый электродвигатель), 61 - подшипник, 62 - подшипник, 63 - датчик положения, 63а - ротор датчика положения, 63b - статор датчика положения, 64 - ротор, 65 - статор, 70 - электродвигатель (второй электродвигатель), 71 - подшипник, 72 - подшипник, 73 - датчик положения, 73а - ротор датчика положения, 73b - статор датчика положения, 80 - сцепление (механизм сцепления), 81 - диск сцепления, 82 - тарелка сцепления, 83 - поршень сцепления, 84 - первая деталь крепления сцепления, 85 - внешняя ступица, 86 - вторая деталь крепления сцепления, 87 - внутренняя ступица, 88 - подшипник (шарикоподшипник с четырьмя точками контакта шариков), 89 - ограничитель, 90 - ведущая шестерня масляного насоса, 91а - выходная шестерня, 91b - входная шестерня, 95 - масляный насос, 97 - рабочая камера, и 100, 200 - привод для гибридного транспортного средства.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее со ссылками на чертежи будет дано подробное объяснение привода для гибридного транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг.1 представлено схематичное изображение первого примера осуществления привода для гибридного транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг.2 показано сечение привода для гибридного транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг.3 показано увеличенное изображение части А, показанной на Фиг.2. На Фиг.4 показано изображение, объясняющее взаимосвязи в трансмиссии привода для гибридного транспортного средства, показанного на Фиг.2.

Как показано на Фиг.1, привод для гибридного транспортного средства 100, в соответствии с настоящим изобретением, содержит параллельно расположенные между собой вал двигателя 1 (первый вал), вал электрогенератора 2 (второй вал) и промежуточный вал 3 (третий вал).

Вал электрогенератора 2 содержит по меньшей мере внутренний вал 2а и полый внешний вал 2b (первый внешний вал), который установлен с возможностью вращения относительно внешнего вала 2а.

Вал двигателя 1, подсоединенный к коленчатому валу 51 двигателя 50, зацепляется через ведущую шестерню электрогенератора 10 (первая трансмиссия) с внутренним валом 2а вала электрогенератора 2, который установлен вместе с электрогенератором 60 (первый электродвигатель) по осевой линии вала двигателя 1. Внешний вал 2b вала электрогенератора 2, который установлен по осевой линии вала электродвигателя 70 (второй электродвигатель), соединяется с промежуточным валом 3 через шестерню передачи движущей силы электродвигателя 20 (вторая трансмиссия). Вал двигателя 1 и промежуточный вал 3 соединяются друг с другом через шестерню передачи движущей силы двигателя 30 (третья трансмиссия).

Промежуточный вал 3 и дифференциальный механизм 45 (дифференциальная шестерня) соединяются друг с другом через концевую шестерню 40. Дифференциальный механизм 45 подсоединяется к приводным колесам 47, 47 через полуось 46.

На валу двигателя 1 установлено сцепление 80 (средство соединения - разъединения), которое соединяет или разъединяет передачу движущей силы между валом двигателя 1 и промежуточным валом 3 через шестерню передачи движущей силы двигателя 30.

Привод для гибридного транспортного средства 100, содержащий такие основные компоненты, имеет тракт передачи, который передает движущую силу электродвигателя 70 на ведущие колеса 47, 47 для передвижения транспортного средства, и другой тракт передачи, который передает движущую силу двигателя 50 на ведущие колеса 47, 47 для передвижения транспортного средства, и использует по выбору или одновременно эти два тракта передачи для передвижения транспортного средства.

Сначала, обращаясь к Фиг.1, будет дано объяснение тракта передачи, который передает движущую силу электродвигателя 70 на ведущие колеса 47, 47 для передвижения транспортного средства.

Движущая сила двигателя, приложенная к внутреннему валу 2а вала электрогенератора 2 от вала двигателя 1 через ведущую шестерню электрогенератора 10, вращает внутренний вал 2а вала электрогенератора 2. Тем самым, электрогенератор 60, подсоединенный к внутреннему валу 2а электрогенератора 2, вращается вместе с валом электрогенератора 2 и генерирует электрическую мощность. Использованием электрической мощности, генерируемой электрогенератором 60, электродвигатель 70, подсоединенный к внешнему валу 2b, который расположен с возможностью вращения относительно внутреннего вала 2а вала электрогенератора 2, вращает внешний вал 2b вала электрогенератора 2. Затем электродвигатель 70 передает свою движущую силу на промежуточный вал 3 через шестерню передачи движущей силы электродвигателя 20. Переданная таким образом движущая сила через концевую шестерню 40, дифференциальный механизм 45 и полуось 46 передается на ведущие колеса 47, 47. Таким образом, полная движущая сила двигателя 50 преобразуется в электрическую мощность электрогенератором 60, реализуя тем самым "последовательную работу".

С другой стороны, в тракте передачи, который передает движущую силу двигателя 50 на ведущие колеса 47, 47 и обеспечивает передвижение транспортного средства подсоединением сцепления 80, которое установлено на валу двигателя 50, движущая сила вала двигателя 1 передается на промежуточный вал 3 через шестерню передачи движущей силы двигателя 30. Переданная таким образом движущая сила через концевую шестерню 40, дифференциальный механизм 45 и полуось 46 передается на ведущие колеса 47, 47.

В этом случае вал двигателя 1 и внутренний вал 2а вала электрогенератора 2 всегда будут сцеплены друг с другом через ведущую шестерню электрогенератора 10, так что электрогенератор 60 будет генерировать электрическую мощность, которой приводит во вращение электродвигатель 70. Это реализует "параллельную работу", при которой используется как механическая, так и электрическая энергия. Кроме того, посредством исполнения "управления с нулевым моментом" на электродвигателе 70 и электрогенераторе 60 минимизируются потери неполного сцепления, так что становится возможным передвижение транспортного средства с использованием только двигателя 50.

Обращаясь теперь к Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4, будет дано конкретное объяснение конструкции привода для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения.

Привод для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения помещен, со стороны двигателя 50, в кожух привода 52, состоящий из первого, второго и третьего кожухов 52а, 52b и 52с. Первый кожух 52а прикреплен к корпусу демпфера 53, в котором находится демпфер 56. Первый, второй и третий кожухи 52а, 52b и 52с подсоединены один к другому несколькими болтами 54. В кожухе привода 52 расположены параллельно друг другу вал двигателя 1, вал электрогенератора 2 и промежуточный вал 3.

Вал двигателя 1 расположен коаксиально с коленчатым валом 51 двигателя 50, со стороны двигателя 50 вал двигателя 1 посредством подшипника 12 подсоединен к корпусу демпфера 53, а с противоположной стороны крепится в первом кожухе 52а подшипником 13. Движущая сила коленчатого вала 51 передается на вал двигателя 1 через ведущую тарелку 55 и демпфер 56. На валу двигателя 1, на его центральной части в осевом направлении, находится выходная шестерня 11а, образующая ведущую шестерню электрогенератора 10; а на стороне, противоположной двигателю 50 относительно выходной шестерни 11а, находится сцепление 80. Вблизи от выходной шестерни 11а, со стороны двигателя 50 выходной шестерни 11а, непосредственно находится выходная шестерня 91a, образующая ведущую шестерню масляного насоса 90.

Сцепление 80 является "многотарелочным сцеплением", которое содержит несколько дисков сцепления 81 дискообразной формы, тарелки сцепления 82 и поршень сцепления 83 для поджимания этих дисков сцепления 81 и тарелок сцепления 82. Несколько дисков сцепления 81 держатся по их периферийной внешней части цилиндрической внешней ступицей 85, расположенной на внешнем краю первой детали крепления сцепления 84 и перемещаемой в аксиальном направлении. Несколько тарелок сцепления 82 крепятся по их внутренней периферийной части цилиндрической внутренней ступицей 87, прикрепленной ко второй детали крепления сцепления 86 и перемещаемой в аксиальном направлении. Далее диски сцепления 81 и тарелки сцепления 82 расположены параллельно друг другу и попеременно совмещаются в промежутке между собой в аксиальном направлении.

Выходная шестерня 31а, образующая шестерню передачи движущей силы двигателя 30, неразъемно подсоединена с возможностью вращения к внешнему краю второй детали крепления сцепления 86. Кроме того, опорная внутренняя поверхность второй детали крепления сцепления 86 крепится подшипником 88 в первом кожухе 52а. Здесь подшипник 88 представляет собой шарикоподшипник с четырехточечным контактом шариков и этот подшипник 88 фиксирует только один конец второй детали крепления сцепления 86 в первом кожухе 52а.

Сцепление 80, имеющее такую конструкцию, служит для контактного сцепления между собой дисков сцепления 81 и тарелок сцепления 82 или расцепления их друг от друга, используя для этого управление давлением масла в рабочей камере 97. В частности, когда давление в рабочей камере 97 уменьшается до заранее заданной величины, то поршень сцепления 83 перемещается в сторону двигателя 50. Смежные диск сцепления 81 и тарелка сцепления 82 отделяются друг от друга, тем самым сцепление 80 расцепляется. В это время движущая сила на валу двигателя 1 не будет передаваться через сцепление 80 на шестерню передачи движущей силы двигателя 30.

С другой стороны, когда давление в рабочей камере 97 возрастет так, что оно будет выше, чем заранее заданная величина, поршень сцепления 83 передвинется к противоположной стороне двигателя 50. При этом поршень сцепления 83 вынудит диски сцепления 81 и тарелки сцепления 82 передвинуться в сторону, противоположную двигателю 50, установив тем самым эти диски сцепления 81 и тарелки сцепления 82 между собой и ограничителем 89, прикрепленным к внешней ступице 85. Тем самым смежные диск сцепления 81 и тарелка сцепления 82 войдут во фрикционное сцепление и включат сцепление 80 так, что вторая деталь крепления сцепления 86 будет непосредственно подсоединена к валу двигателя 1. В это время, поскольку выходная шестерня 31а, образующая ведущую шестерню электрогенератора 10, подсоединяется ко второй детали крепления сцепления 86, движущая сила на валу двигателя 1 будет передаваться сцеплением 80 на промежуточный вал 3 через шестерню передачи движущей силы двигателя 30. Необходимо отметить, что движущая сила на валу двигателя 1 передается также на вал электрогенератора 2 через ведущую шестерню электрогенератора 10.

Вал электрогенератора 2 расположен параллельно валу двигателя 1 и содержит внутренний вал 2а, а также внешний вал электродвигателя 2b (первый внешний вал) и внешний вал двигателя 2с (второй внешний вал), которые расположены вокруг внутреннего вала 2а. В частности, на внутреннем валу 2а, на его конце со стороны двигателя, имеется входная шестерня 11b, зубья которой сцеплены с зубьями выходной шестерни 11а ведущей шестерни электрогенератора 10 вала двигателя 1. Кроме того, на внутреннем валу 2а, около центральной части внутреннего вала 2а, установлен внешний вал электродвигателя 2b с возможностью вращения относительно внутреннего вала 2а. Кроме того, на внутреннем валу 2а прикреплен смежно с внешним валом электродвигателя 2b внешний вал электрогенератора 2с, который подсоединен шлицами к противоположному относительно двигателя 50 концу внутреннего вала 2а и вращается вместе с внутренним валом 2а.

Внешний вал электрогенератора 2с соединен с электрогенератором 60, который может вращаться вместе с ним как единое целое, и крепится во втором кожухе 52b на подшипнике 61 на конце со стороны 50 двигателя, и крепится в третьем кожухе 52с подшипником 62 на конце со стороны, противоположной двигателю 50. Кроме того, между подшипником 62 и электрогенератором 60 к внешнему валу электрогенератора 2с прикреплен ротор 63а датчика положения 63 для определения угла вращения внешнего вала электрогенератора 2с, а на противоположной стороне прикреплен статор 63b датчика положения.

Электрогенератор 60 содержит ротор 64, внутренний конец которого прикреплен к внешнему валу электрогенератора 2с, а статор 65 зафиксирован во втором кожухе 52с и установлен противоположно к ротору 64. При такой конструкции движущая сила на валу двигателя 1 передается на внутренний вал 2а вала электрогенератора 2 через ведущую шестерню электрогенератора 10 так, что ротор 64 электрогенератора 60 вращается через внешний вал электрогенератора 2с от внутреннего вала 2а. Таким образом, движущая сила на валу двигателя 1 может быть преобразована в электрическую мощность.

На внешнем валу электродвигателя 2b неразъемно установлен с возможностью вращения электродвигатель 70, а выходная шестерня 2la, образующая шестерню передачи движущей силы электродвигателя 20, установлена на конце со стороны двигателя 50. Кроме того, внешний вал электродвигателя 2b находится между электродвигателем 70 и выходной шестерней 21а и крепится в первом кожухе 52а подшипником 71 и во втором кожухе 52b - подшипником 72 на конце с противоположной стороны двигателя 50. Кроме того, между подшипником 71 и электродвигателем 70 к внешнему валу электродвигателя 2b подсоединен ротор 73а датчика положения 73 для определения угла вращения внешнего вала электродвигателя 2b, а статор датчика положения 73b подсоединен к противоположной стороне.

Электродвигатель 70 содержит ротор 74, конец которого с внутренней стороны прикреплен к внешнему валу электродвигателя 2b, и статор 75, установленный в первом кожухе 52а и расположенный противоположно ротору 74.

Промежуточный вал 3 расположен параллельно валу электрогенератора 2 и содержит, последовательно со стороны двигателя 50, выходную шестерню 41a, образующую концевую шестерню 40, входную шестерню 31b, сцепленную с зубьями выходной шестерни 31а и образующую шестерню передачи движущей силы двигателя 30, и входную шестерню 21b, сцепленную с зубьями выходной шестерни 21а внешнего вала электродвигателя 2b, установленной с возможностью вращения относительно вала электрогенератора 2 и образующей шестерню передачи движущей силы электродвигателя 20. Промежуточный вал 3 крепится в корпусе демпфера 53 подшипником 57 на конце со стороны двигателя 50 и крепится в первом кожухе 52а подшипником 58 на конце с противоположной стороны двигателя 50.

В описанной выше конструкции двигатель 70 вращается электрической мощностью, подаваемой от электрогенератора 60, так что при этом вращается внешний вал электродвигателя 2b. Кроме того, выходная шестерня 21а внешнего вала электродвигателя 2b сцеплена с зубьями входной шестерни 21b промежуточного вала 3, так что движущая сила электродвигателя 70 передается на промежуточный вал 3.

Кроме того, выходная шестерня 31а вала двигателя 1, образующая шестерню передачи движущей силы двигателя 30, сцеплена с зубьями входной шестерни 31b промежуточного вала 3, так что при включенном состоянии сцепления 80 движущая сила на валу двигателя 1 передается на промежуточный вал 3.

Дифференциальный механизм 45 имеет полуось 46, расположенную параллельно промежуточному валу 3, и крепится в корпусе демпфера 53 подшипником 59а на конце со стороны двигателя 50, и крепится в первом кожухе 52а подшипником 59b на конце со стороны, противоположной двигателю 50. Дифференциальный механизм 45 имеет входную шестерню 41b, образующую концевую шестерню 40, которая сцеплена с зубьями выходной шестерни 41а промежуточного вала 3, так что движущая сила электродвигателя 70, переданная на промежуточный вал 3, и/или движущая сила двигателя 50 передается на полуось 46, а затем через полуось 46 передается на ведущие колеса 47, 47.

В приводе для гибридного транспортного средства 100, построенном как было описано выше, последовательность трансмиссий, состоящая из шестерни передачи движущей силы электрогенератора 10, шестерни передачи движущей силы электродвигателя 20 и шестерни передачи движущей силы двигателя 30, как это видно из Фиг.2, размещена внутри области, имеющей длину в осевом направлении (ширину) Ld дифференциального механизма 45. Кроме того, внешний диаметр D1 электрогенератора 60 и электродвигателя 70, коаксиально установленного на валу электрогенератора 2, меньше, как это видно из Фиг.4, чем максимальный внешний диаметр Dt последовательности трансмиссий вокруг вала электрогенератора 2.

Кроме того, выходная шестерня 9la, образующая ведущую шестерню масляного насоса 90 (четвертая трансмиссия), установленную на валу двигателя 1, сцеплена с зубьями входной шестерни 91b вала масляного насоса (четвертый вал), расположенный параллельно валу двигателя 1, передавая тем самым движущую силу вала двигателя 1 на масляный насос 95. Масляный насос 95 подает под давлением масло для создания рабочего давления масла в сцеплении 80, а также для смазывания и охлаждения соответствующих компонентов.

Третий кожух 52с, покрывающий сверху электрогенератор 60, подсоединенный ко второму кожуху 52b, соединен со статором датчика положения 63b в месте, противоположном ротору датчика положения 63а, прикрепленного к внешнему валу электрогенератора 2с. Датчик положения 63 расположен так, что намотан на внутренней стороне обмотки, на противоположном конце относительно двигателя 50 статора 65 электрогенератора 60.

Как понятно из представленного здесь описания, в соответствии с приводом для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения, сцеплением или расцеплением сцепления 80 движение транспортного средства может осуществляться выборочным или одновременным использованием тракта передачи от двигателя 50 и тракта передачи от электродвигателя 70. Кроме того, поскольку электрогенератор 60 расположен параллельно коленчатому валу 51 двигателя 50, то не существует ограничений на поверхность, занимаемую двигателем 50, тем самым внутренний диаметр электрогенератора 60 может быть уменьшен в соответствии со спецификацией требований. Кроме того, нет необходимости увеличивать длину вала для получения момента или выходной мощности электрогенератора 60. Таким образом, может быть уменьшена длина в осевом направлении всей конструкции привода для гибридного транспортного средства 100, что приведет к улучшению нагрузочной способности. Кроме того, соединением двигателя 50 с электрогенератором 60 через ведущую шестерню электрогенератора 10 соотношение скоростей между двигателем 50 и электрогенератором 60 может быть задано по выбору, так что диапазон эффективной работы двигателя будет согласован с диапазоном эффективной работы электрогенератора 60, что приведет к улучшению кпд генерации мощности. Кроме того, поскольку электрогенератор 60 и двигатель 70 расположены по одной и той же осевой линии, то электрогенератор 60, который имеет относительно большую длину в радиальном направлении, и электродвигатель 70 могут быть совмещены в осевом направлении, и габариты в боковой плоскости становятся небольшими. Это приводит к улучшению нагрузочной способности.

Кроме того, в соответствии с приводом для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения при полом исполнении вала электрогенератора 2 внешний вал электродвигателя 2b и внешний вал электрогенератора 2с будут располагаться на внешней стороне внутреннего вала 2а и они будут крепиться по концам соответственно подшипниками 71, 72; 61, 62. По этой причине электродвигатель 70 и электрогенератор 60 могут крепиться по отдельности, что тем самым предотвращает вибрации, которые могут возникнуть из-за их воздействия друг на друга.

Кроме того, в соответствии с приводом для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения шестерня передачи движущей силы двигателя 30 зацепляется с сцеплением 80 на одной стороне и зацепляется с дифференциальным механизмом 45 на другой стороне, а сцепление 80 расположено на внутренней стороне выходной шестерни 31а. По этой причине может быть эффективно использовано пространство между валом двигателя 1 и выходной шестерней 31а, уменьшая тем самым длину в аксиальном направлении.

Кроме того, в соответствии с приводом для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения последовательность трансмиссий, состоящая из шестерни передачи движущей силы электрогенератора 10, шестерни передачи движущей силы электродвигателя 20 и шестерни передачи движущей силы двигателя 30, расположена в области шириной (аксиальная длина) Ld дифференциального механизма 45, так что она находится в пределах ширины дифференциального механизма 45, имеющего концевой выходной вал последовательности трансмиссий, тем самым сокращая длину последовательности трансмиссий в осевом направлении. Таким образом, длина вала всего привода для гибридного транспортного средства 100 может быть уменьшена, и также могут быть снижены потери на трансмиссию.

Кроме того, в соответствии с приводом для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения внешний диаметр D1 электрогенератора 60 и электродвигателя 70, коаксиально расположенного на валу электрогенератора 2, меньше, чем максимальный внешний диаметр Dt последовательности трансмиссий вокруг вала электрогенератора 2, так что весь целиком привод для гибридного транспортного средства 100 может быть уменьшен по габаритам.

В соответствии с приводом для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения статор 75 электродвигателя 70 закреплен в первом кожухе 52а, а статор 65 электрогенератора 60 закреплен во втором кожухе 52b. Таким образом, креплением статоров 75, 65 в кожухах 52а, 52b могут быть надежно закреплены и защищены электрогенератор 60 и электродвигатель 70, а также может быть улучшена производительность сборочного процесса. Кроме того, поскольку второй кожух 52b используется как общий кожух для электрогенератора 60 и электродвигателя 70, то может быть уменьшено число компонентов.

В соответствии с приводом для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения во втором кожухе 52b находятся по меньшей мере два подшипника 72, 61, из которых подшипник 72 крепит внешний вал электродвигателя 2b на противоположной стороне двигателя 50, а подшипник 61 крепит внешний вал электрогенератора 2с со стороны двигателя 50. По этой причине, эти подшипники 72, 61 могут быть неподвижно закреплены во втором кожухе 52b, плотно расположенном между первым и вторым кожухами 52а и 52с.

В соответствии с приводом для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения вал масляного насоса 4 расположен отдельно от вала двигателя 1 и поэтому его длина в осевом направлении может быть ограничена.

В соответствии с приводом для гибридного транспортного средства 100 настоящего изобретения только один конец второй детали крепления сцепления 86, имеющего выходную шестерню 31а шестерни передачи движущей силы двигателя 30, крепится в первом кожухе 52а посредством подшипника 88 шарикоподшипника с четырехточечным контактом шариков. Таким образом, по сравнению с кожухом, в котором оба конца второй детали крепления сцепления 86 крепятся двумя шарикоподшипниками с глубокими дорожками качения, число компонентов может быть уменьшено и длина в осевом направлении привода для гибридного транспортного средства 100 может быть сокращена.

Дополнительно, привод для гибридного транспортного средства 100, описанный выше, который является первым примером осуществления настоящего изобретения, имеет тракт передачи, который передает движущую силу электродвигателя 70 на ведущие колеса 47, 47 и передвигает транспортное средство, и второй тракт передачи, который передает движущую силу двигателя 50 на ведущие колеса 47, 47 и передвигает транспортное средство, и по выбору или одновременно использует эти два тракта передачи для передвижения транспортного средства. Однако привод для гибридного транспортного средства настоящего изобретения не следует ограничивать описанным выше примером осуществления, и он может быть надлежащим образом модифицирован или улучшен. Например, настоящее изобретение может быть также применено к приводу для гибридного транспортного средства, допускающего только "последовательную работу".

Привод для гибридного транспортного средства 200 второго примера осуществления настоящего изобретения имеет, как показано на Фиг.5, такую же конструкцию, что и привод для гибридного транспортного средства 100 в соответствии с описанным выше примером осуществления, за исключением сцепления 80 и шестерни передачи движущей силы двигателя 30, допускающую тем самым только "последовательную работу". На Фиг.5 одинаковые ссылочные символы относятся к одинаковым составляющим элементам в первом примере осуществления.

Эта заявка базируется на патентной заявке Японии (заявка на патент №2008-104670), зарегистрированной 14 апреля 2008 г., а ее содержание введено здесь ссылкой.

Изобретение относится к приводу для гибридного транспортного средства. Привод для гибридного транспортного средства (100) содержит вал двигателя (1), вал электрогенератора (2) и промежуточный вал (3), расположенные параллельно. Вал электрогенератора (2) содержит внутренний вал (2а) и полый внешний вал (2b), который установлен с возможностью вращения относительно внутреннего вала (2а). Вал двигателя (1), подсоединенный к коленчатому валу (51) двигателя (50), зацепляется через ведущую шестерню электрогенератора (10) с внутренним валом (2а), расположенным коаксиально с электрогенератором (60). Внешний вал (2b), расположенный коаксиально с электродвигателем (70), зацепляется с промежуточным валом (3) через шестеренку передачи движущей силы электродвигателя (20). Вал двигателя (1) и промежуточный вал (3) соединяются друг с другом через шестерню передачи движущей силы двигателя (30). Промежуточный вал (3) и дифференциальный механизм (45) соединяются друг с другом через концевую шестерню (40). Дифференциальный механизм (45) подсоединяется к ведущим колесам (47) через полуось (46). Вал двигателя (1) имеет сцепление (80) для передачи или отсоединения мощности между валом двигателя (1) и промежуточным валом (3) через шестерню передачи движущей силы двигателя (30). Достигаются возможность повышения крутящего момента, мощности и грузоподъемности без увеличения габаритов привода. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Привод для гибридного транспортного средства, отличающийся тем, что содержит: двигатель, первый вал, который расположен по одной осевой линии с выходным валом упомянутого двигателя и передает мощность упомянутого двигателя, второй вал, который расположен параллельно упомянутому первому валу и содержит: внутренний вал, подсоединенный к упомянутому первому валу посредством первой трансмиссии, и первый внешний вал, расположенный вокруг упомянутого внутреннего вала с возможностью вращения относительно упомянутого внутреннего вала, и первый электродвигатель, подсоединенный к упомянутому внутреннему валу, и второй электродвигатель, расположенный по одной осевой линии с упомянутым первым электродвигателем и подсоединенный к упомянутому первому внешнему валу, и третий вал, расположенный параллельно упомянутому второму валу и подсоединенный к упомянутому первому внешнему валу посредством второй трансмиссии, дифференциальный механизм, подсоединенный к упомянутому третьему валу, и механизм сцепления, который расположен на упомянутом первом валу и соединяет или разъединяет упомянутый первый вал и упомянутый третий вал посредством третьей трансмиссии.

2. Привод для гибридного транспортного средства в соответствии с п.1, отличающийся тем, что упомянутый первый электродвигатель подсоединен к упомянутому внутреннему валу посредством второго внешнего вала, расположенного вокруг упомянутого внутреннего вала с возможностью вращения как единое целое с упомянутым внутренним валом, и упомянутый первый электродвигатель и упомянутый второй электродвигатель закреплены в осевом направлении соответственно на упомянутом втором внешнем валу и упомянутом первом внешнем валу подшипниками, установленными на обоих их концах соответственно.

3. Привод для гибридного транспортного средства в соответствии с п.1, отличающийся тем, что упомянутая третья трансмиссия содержит передающую часть, подсоединенную к упомянутому механизму сцепления, и передаваемую часть, подсоединенную к упомянутому дифференциальному механизму, и упомянутый механизм сцепления находится на внутренней стороне упомянутой передающей части.

4. Привод для гибридного транспортного средства в соответствии с п.1, отличающийся тем, что последовательность трансмиссий, состоящая из упомянутых трансмиссий от первой до третьей и упомянутого механизма сцепления, находится в осевом направлении в области ширины упомянутого дифференциального механизма.

5. Привод для гибридного транспортного средства в соответствии с п.4, отличающийся тем, что упомянутый первый электродвигатель и упомянутый второй электродвигатель расположены параллельно и смежно с упомянутой последовательностью трансмиссий, и внешние диаметры упомянутого первого электродвигателя и упомянутого второго электродвигателя меньше, чем максимальный внешний диаметр упомянутой последовательности трансмиссий, центром которого является упомянутый второй вал.

6. Привод для гибридного транспортного средства в соответствии с п.4, отличающийся тем, что содержит первый кожух, в который помещена упомянутая последовательность трансмиссий и один конец упомянутого второго электродвигателя, и второй кожух, который прикреплен смежно к упомянутому первому кожуху и в который помещен один из концов упомянутого первого электродвигателя и другой конец упомянутого второго электродвигателя, и третий кожух, который прикреплен смежно к упомянутому второму кожуху и в который помещен другой конец упомянутого первого электродвигателя; при этом статор упомянутого второго электродвигателя закреплен в упомянутом первом кожухе, и статор упомянутого первого электродвигателя закреплен в упомянутом втором кожухе.

7. Привод для гибридного транспортного средства в соответствии с п.6, отличающийся тем, что упомянутый второй кожух имеет по меньшей мере два подшипника для крепления упомянутого первого внешнего вала и упомянутого второго внешнего вала.

8. Привод для гибридного транспортного средства в соответствии с п.6, отличающийся тем, что упомянутая передающая часть упомянутой третьей трансмиссии закреплена в упомянутом первом кожухе посредством шарикоподшипника с четырехточечным контактом шариков.

9. Привод для гибридного транспортного средства в соответствии с любым из пп.1-8, отличающийся тем, что содержит четвертый вал, расположенный параллельно упомянутому первому валу и подсоединенный к первому валу посредством четвертой трансмиссии, и к упомянутому четвертому валу подсоединен масляный насос.