ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2018 года по МПК B60K6/40 B60K6/46 F02B61/00 F02B67/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к транспортному средству, которое работает с использованием движущей силы, выводимой от электродвигателя, причем электродвигатель приводится в действие с использованием электрической энергии, генерируемой с использованием движущей силы, выводимой от двигателя, или электрической энергии, накапливаемой в аккумуляторе.

Уровень техники

Из прошлого известно последовательное гибридное транспортное средство, которое приводит в действие электродвигатель-генератор с помощью двигателя, накапливает таким образом сгенерированную электрическую энергию в высокоэнергетическом аккумуляторе, приводит в действие приводной электродвигатель с помощью этой электрической энергии и работает с использованием только приводного электродвигателя в качестве первичного привода (см., например, патент Японии № 6008051). В гибридном транспортном средстве, описанном в патенте Японии № 6008051, двигатель и электродвигатель-генератор, конфигурирующие генераторную установку, расположены в непосредственной близости в состоянии, в котором коленчатый вал и вращающийся вал электродвигателя-генератора соосно соединены. Более того, генераторная установка имеет коленчатый вал, расположенный в направлении, ортогональном направлению вперед-назад транспортного средства. В дополнение, электродвигатель расположен ближе к задней стороне транспортного средства, чем генераторная установка и таким образом, что выходной вал электродвигателя параллелен вращающемуся валу электродвигателя-генератора.

Однако в транспортном средстве, описанном в патенте Японии № 6008051, поскольку вращающийся вал электродвигателя-генератора и выходной вал электродвигателя параллельны направлению ширины транспортного средства, и генераторная установка и электродвигатель выровнены в направлении вперед-назад транспортного средства, существует риск того, что моторный отсек с установленной генераторной установкой или электродвигателем, удлинится в направлении вперед-назад транспортного средства, и того, что вследствие этого транспортное средство в конечном итоге увеличится в размерах в направлении вперед-назад.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение было создано с учетом вышеописанных технических проблем, и задача настоящего изобретения заключается в обеспечении транспортного средства, которое обеспечивает уменьшение размера в направлении вперед-назад.

Вариант выполнения настоящего изобретения применяется к транспортному средству, содержащему: двигатель, который сжигает газообразную смесь в цилиндре для создания движущей силы; генератор, который вращается движущей силой для выработки электричества; и электродвигатель, который приводится в действие электрической энергией, генерируемой генератором, или электрической энергией, генерируемой генератором, накапливаемой в аккумуляторе, для создания движущей силы для приведения в движение транспортного средства. Для решения вышеописанной задачи по меньшей мере часть корпуса привода, закрывающего электродвигатель, расположена так, чтобы перекрываться двигателем или генератором.

В неограничивающем варианте выполнения двигатель может включать в себя горизонтальный двигатель, включающий в себя канал цилиндра, который образован в цилиндре, и поршень, который совершает возвратно-поступательное движение в канале цилиндра. В дополнение, двигатель может быть установлен на транспортном средстве таким образом, что направление возвратно-поступательного движения поршня в канале цилиндра пересекает вертикальную линию под заданным углом.

В неограничивающем варианте выполнения двигатель может включать в себя коленчатый вал, выдающий движущую силу, и установлен в положении с продольным расположением, в котором коленчатый вал расположен параллельно направлению вперед-назад транспортного средства.

В неограничивающем варианте выполнения двигатель может включать в себя: поршень, который совершает возвратно-поступательное движение в канале цилиндра, образованном в цилиндре; и коленчатый вал, который выдает движущую силу посредством возвратно-поступательного движения поршня. Генератор может включать в себя вращающийся вал, который проходит соосно с коленчатым валом, и на который передается движущая сила. Двигатель может включать в себя выходной вал, который выдает движущую силу для приведения в движение транспортного средства. Транспортное средство может дополнительно содержать: ось, которая передает движущую силу на ведущие колеса для приведения в движение транспортного средства; дифференциал, имеющий ось, расположенную соосно с выходным валом; первый кожух, закрывающий дифференциал; и второй кожух, закрывающий электродвигатель. Первый кожух может иметь диаметр, который меньше диаметра второго кожуха. Второй кожух может быть расположен так, что по меньшей мере часть второго кожуха перекрывает первый кожух. Электродвигатель может быть расположен на стороне верхней мертвой точки поршни относительно дифференциала.

В неограничивающем варианте выполнения транспортное средство может дополнительно содержать: салон, обеспеченный в транспортном средстве; центральный туннель, расположенный проходящим в направлении вперед-назад транспортного средства в салоне; редуктор скорости, который передает на дифференциал движущую силу для приведения в движение транспортного средства, передаваемую от выходного вала; и третий кожух, закрывающий редуктор скорости, при этом проходящий по меньшей мере частично внутрь центрального туннеля.

В неограничивающем варианте выполнения выходной вал электродвигателя может быть расположен параллельно направлению ширины транспортного средства.

В неограничивающем варианте выполнения транспортное средство может дополнительно содержать зарядное устройство, которое заряжает аккумулятор, принимая электрическую энергию от внешнего источника питания, и зарядное устройство может быть расположено над двигателем.

В неограничивающем варианте выполнения двигатель, форма которого упрощена так, чтобы включать в себя внешнюю форму контура, который может представлять собой прямоугольный параллелепипед в положении, расположенном вдоль длинной стороны в направлении ширины транспортного средства, и генератор, форма которого упрощена так, чтобы включать в себя внешнюю форму контура, который может представлять собой цилиндр в положении, расположенном вдоль оси цилиндра в направлении вперед-назад транспортного средства, могут иметь объединенный внешний контур, который имеет L-образную форму, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства. Транспортное средство может иметь инвертор, который преобразует электрическую энергию постоянного тока, выводимую из аккумулятора, в электрическую энергию переменного тока для электродвигателя. Инвертор может быть расположен в пространстве L-образной формы, образованном внешним контуром двигателя и генератора.

В неограничивающем варианте выполнения двигатель может быть расположен спереди генератора в направлении вперед-назад транспортного средства.

В результате осуществления настоящего изобретения по меньшей мере часть корпуса привода, закрывающего электродвигатель, расположена так, чтобы перекрываться двигателем или генератором, следовательно, например, может быть уменьшен размер моторного отсека в направлении вперед-назад транспортного средства, посредством чего может быть достигнуто уменьшение размера в направление вперед-назад транспортного средства.

В результате осуществления изобретения, в котором установлен двигатель горизонтального типа, например, может быть достигнуто уменьшение размера моторного отсека в направлении высоты транспортного средства. В дополнение, ход поршня может быть выполнен более длинным, чем ход поршня, совершающего возвратно-поступательное движение в вертикальном направлении, и, вследствие этого, длина двигателя в направлении вперед назад (длина в направлении коленчатого вала) может быть уменьшена. Более того, поскольку становится возможным выполнение увеличения хода поршня, может быть достигнуто увеличение скорости впуска, следовательно, увеличивается скорость распространения пламени (время сгорания сокращается), повышается эффективность сгорания, и увеличивается крутящий момент двигателя, благодаря повышению эффективности сгорания. В связи с этим может быть достигнута компактификация камеры сгорания, следовательно, площадь поверхности камеры сгорания может быть уменьшена, благодаря чему тепловая эффективность может быть улучшена за счет уменьшения потерь на охлаждение.

В результате осуществления изобретения, в котором двигатель установлен в продольном направлении, на поршень трудно повлиять колебанием двигателя в направлении вперед-назад транспортного средства или ускорением в направлении вперед-назад транспортного средства. Более того, например, может быть уменьшен размер моторного отсека в направлении высоты транспортного средства.

В результате осуществления изобретения, в котором вращающийся вал генератора расположен соосно с коленчатым валом, по меньшей мере часть дифференциала расположена так, чтобы перекрываться генератором, и электродвигатель расположен на стороне верхней мертвой точки поршня относительно дифференциала, следовательно, могут быть уменьшены размеры в направлении вперед-назад и в направлении высоты транспортного средства блока, включающего в себя двигатель, генератор, электродвигатель и дифференциал.

В результате осуществления изобретения, включающего в себя корпус, который закрывает редуктор скорости, по меньшей мере часть корпуса проходит в центральный туннель, следовательно, пространство, например, моторный отсек, в котором установлен блок, включающий в себя двигатель, генератор, электродвигатель, дифференциал и редуктор скорости, может уменьшить свой размер в направлении вперед-назад транспортного средства.

В результате осуществления изобретения, в котором выходной вал электродвигателя расположен параллельно направлению ширины транспортного средства, возможно получить транспортное средство, относящееся к системе FF (с передним расположением двигателя, с передним приводом), где, например, приводное устройство установлено на передней стороне транспортного средства, а передние колеса выполнены как ведущие колеса. В связи с этим по сравнению с системой FR (с передним расположением двигателя, с задним приводом), где приводное устройство установлено на задней стороне транспортного средства, а задние колеса выполнены как ведущие колеса, или с так называемой системой среднего расположения, где приводное устройство расположено в центре кузова транспортного средства, приводной вал для приведения в движение задних колес может быть исключен, следовательно, может быть достигнуто уменьшение веса транспортного средства.

В результате осуществления изобретения, включающего в себя зарядное устройство, зарядное устройство может быть расположено вверху моторного отсека, следовательно, например, становится возможным уменьшение размера моторного отсека в направлении вперед-назад в большей степени по сравнению со случаем, когда, например, зарядное устройство расположено на передней стороне транспортного средства относительно моторного отсека.

В результате осуществления изобретения, включающего в себя инвертор, инвертор расположен в пространстве L-образной формы, образованном внешним контуром двигателя и генератора, следовательно, инвертор может быть расположен вблизи генератора и электродвигателя. В результате длины жгута проводов, соединяющего между собой генератор и инвертор, или жгута проводов, соединяющего между собой электродвигатель и инвертор, могут быть укорочены, и, более того, обслуживание каждого из жгутов проводов становится легко выполнимым. Более того, поскольку инвертор расположен вверху двигателя, рассеивание тепла инвертора может быть легко выполнено.

В результате осуществления изобретения, в котором двигатель расположен спереди генератора в направлении вперед-назад транспортного средства, охлаждение двигателя может быть легко выполнено.

Краткое описание чертежей

Признаки, аспекты и преимущества примерных вариантов выполнения настоящего изобретения станут лучше понятны со ссылкой на следующее далее описание и сопровождающие чертежи, которые не должны ограничивать изобретение каким-либо образом. На чертежах:

Фиг. 1 - вид в перспективе, показывающий пример транспортного средства, используемого в настоящем изобретении;

Фиг. 2 - структурную схему, показывающую электрическую конфигурацию транспортного средства;

Фиг. 3 - вид в перспективе, показывающий пример генераторной установки;

Фиг. 4 - пояснительный вид, схематично показывающий приводной блок;

Фиг. 5 - вид в перспективе, показывающий генераторную установку и приводной блок;

Фиг. 6 - вид сбоку, показывающий генераторную установку и приводной блок;

Фиг. 7 - вид в перспективе, показывающий зарядное устройство и инверторный блок;

Фиг. 8 - вид сверху, показывающий генераторную установку и инверторный блок;

Фиг. 9 - вид сверху, показывающий вариант выполнения, в котором генератор смещен в левую сторону в направлении ширины транспортного средства относительно двигателя;

Фиг. 10 - вид сверху, показывающий вариант выполнения, в котором используется двигатель, имеющий несколько цилиндров;

Фиг. 11 - вид сзади, показывающий двигатель, описанный на Фиг. 10;

Фиг. 12 - вид в перспективе, показывающий транспортное средство в варианте выполнения, в котором двигатель вертикального типа установлен в поперечном направлении;

Фиг. 13 - вид сбоку, показывающий транспортное средство с Фиг. 12;

Фиг. 14 - вид в перспективе, показывающий транспортное средство в варианте выполнения, в котором двигатель горизонтального типа установлен в поперечном направлении;

Фиг. 15 - вид сбоку, показывающий транспортное средство с Фиг. 14;

Фиг. 16 - вид в перспективе, показывающий транспортное средство в варианте выполнения, в котором двигатель вертикального типа установлен в продольном направлении; и

Фиг. 17 - вид сбоку, показывающий транспортное средство на Фиг. 16.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения

Фиг. 1 показывает пример транспортного средства 10 в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на Фиг. 1, транспортное средство 10 имеет устройства, такие как генераторная установка 11, приводной блок 12, охлаждающий блок 13, зарядное устройство 14 и инверторный блок 15, установленные в моторном отсеке 17. Моторный отсек 17 обеспечен спереди салона 18 транспортного средства 10.

Генераторная установка 11 включает в себя двигатель 19 и генератор 20. Двигатель 19 выводит движущую силу для вращения генератора 20. Генератор 20 генерирует электричество путем вращения посредством движущей силы, выводимой от двигателя 19. Транспортное средство 10 включает в себя теплообменник (не проиллюстрирован), который выполняет теплообмен между охлаждающей водой двигателя 19, инверторного блока 15 и зарядного устройства 14 и охлаждающим ветром (воздухом). Охлаждающий блок 13 охлаждает теплообменник.

Приводной блок 12 включает в себя электродвигатель 22, дифференциал 23 и редуктор 24 скорости. Электродвигатель 22 приводится в действие посредством по меньшей мере одной из электрической энергии, сохраненной в аккумуляторе 16, и электрической энергии, генерируемой генератором 20, таким образом, создавая движущую силу для приведения в движение транспортного средства. Редуктор 24 скорости увеличивает крутящий момент электродвигателя 22 и передает крутящий момент на дифференциал 23. Дифференциал 23 распределяет крутящий момент, подаваемый от электродвигателя 22, на переднее правое ведущее колесо 25 и переднее левое ведущее колесо 26 через правую ось 27a и левую ось 27b (далее называемые «осью 27»). Дифференциал 23 может иметь конфигурацию, подобную конфигурации традиционно известного дифференциала транспортного средства.

Аккумулятор 16 выполнен в виде аккумуляторного блока, выполненного из множества вторичных аккумуляторных батарей, и расположен в другом месте, чем моторный отсек 17, например, под салоном 18, в состоянии закрытия крышкой аккумулятора в целях обеспечения гидроизоляции и электромагнитного экрана.

Панель 29 пола расположена в нижней части в салоне 18. Панель 29 пола обеспечена центральным туннелем 31, проходящим в направлении вперед-назад транспортного средства 10. Передний концевой участок 32 центрального туннеля 31, который находится на передней стороне транспортного средства 10, соединен с моторным отсеком 17, а задний концевой участок центрального туннеля 31 обеспечен проходящим между сиденьями, расположенными на линии в направлении ширины транспортного средства в салоне 18. Передний концевой участок 32 центрального туннеля 31 обеспечен расширенными открытыми участками 33, 34, которые расширяются с внутренней стороны к обеим сторонам в направлении ширины транспортного средства, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства 10.

Следует отметить, что на каждом из чертежей, описанных ниже, включая Фиг. 1, направление продвижения вперед в направление вперед-назад транспортного средства 10 обозначено как передняя сторона. Более того, на каждом из чертежей, описанных ниже, включая Фиг. 1, каждая секция описывается контуром, который упрощен, чтобы включать в себя внешнюю форму (упрощенный контур). Другими словами, чтобы облегчить понимание вариантов выполнения настоящего изобретения, и, чтобы упростить описание чертежей, фактический размер, масштаб, форма и т.д. каждой секции описаны упрощенно.

Фиг. 2 показывает электрическую конфигурацию транспортного средства 10. Как показано на Фиг. 2, транспортное средство 10 включает в себя блок 36 управления. Блок 36 управления осуществляет интегральное управление устройствами, такими как зарядное устройство 14, аккумулятор 16, инвертор 37 и преобразователь 38, которые встроены в инверторный блок 15, электродвигатель 22, генератор 20 и двигатель 19. Инвертор 37 имеет инвертор 37a, который обеспечен для генератора 20, и инвертор 37b, который обеспечен для электродвигателя 22. Генератор 20 и электродвигатель 22 представляют собой, например, трехфазные вращающиеся электрические машины переменного тока. Блок 36 управления выполняет управление, обеспечивающее соответствующее использование электрической энергии, генерируемой генератором 20, в соответствии с состоянием движения транспортного средства 10 или уровнем состояния заряда (далее будет сокращенно упоминаться как «SOC») аккумулятора 16 и т.д. Например, при обычной эксплуатации транспортное средство 10 приводится в движение движущей силой, генерируемой электродвигателем 22, который приводится в действие электрической энергией, подаваемой от аккумулятора 16 при остановке двигателя 19 и генератора 20. Когда уровень SOC аккумулятора 16 ниже заданного уровня, часть электрической энергии, генерируемой генератором 20, подается к электродвигателю 22 через инвертор 37a и инвертор 37b. Оставшаяся электрическая энергия, генерируемая генератором 20, преобразуется из электрической энергии переменного тока в электрическую энергию постоянного тока с помощью инвертора 37a, и преобразованная электрическая энергия постоянного тока имеет собственное напряжение, регулируемое преобразователем 38 для накопления в аккумуляторе 16. Преобразователь 38 встроен в тот же корпус, что и инверторный блок 15.

Зарядное устройство 14 соединено с аккумулятором 16. Зарядное устройство 14 заряжает аккумулятор 16 с помощью электрической энергии, подаваемой через электрический силовой кабель от внешнего источника питания. Другими словами, зарядное устройство 14 преобразует в напряжение постоянного тока определенного напряжения электрическую энергию переменного тока от внешнего источника электроэнергии, принимаемую зарядным входом 39, а затем подает преобразованную электрическую энергию в аккумулятор 16.

Фиг. 3 показывает пример генераторной установки 11. Как показано на Фиг. 3, двигатель 19 представляет собой поршневой двигатель горизонтального типа, в котором направление, в котором поршень 40 совершает возвратно-поступательное движение в канале 51 цилиндра, проходит горизонтально в установленном на транспортном средстве состоянии. Отметим, что термин «горизонтальный», упомянутый в настоящем раскрытии, включает в себя не только полностью горизонтальное направление, но также, например, направление, пересекающее вертикальную линию под определенным углом. Более того, двигатель 19, например, представляет собой одноцилиндровый двигатель и устанавливается в так называемом положении с продольным расположением, в котором коленчатый вал 41 параллелен направлению вперед-назад транспортного средства 10. Отметим, что термин «параллельный», упомянутый в настоящем раскрытии, включает в себя не только полностью параллельное направление, но также, например, направление, пересекающее полностью параллельное направление под определенным углом.

Система 43 впуска обеспечена над двигателем 19, и, более того, выхлопная система 44 обеспечена под двигателем 19. Система 43 впуска включает в себя устройства, такие как впускная труба 45 и очиститель 46 воздуха. Дальняя по ходу сторона в направлении впуска впускной трубы 45 соединена с впускным отверстием цилиндра 42. Очиститель 46 воздуха обеспечен на ближней по ходу стороне в направлении впуска впускной трубы 45 и очищает входящий воздух. Выхлопная система 44 включает в себя: выхлопную трубу 47, в которую поступает выхлопной газ, выпускаемый из двигателя 19; и катализатор 48 очистки выхлопных газов, встроенный в выхлопную трубу 47, например, трехкомпонентный катализатор. Двигатель 19 сжигает газообразную смесь в цилиндре 42 для создания движущей силы.

Генератор 20 имеет вращающийся вал 49, соосный с коленчатым валом 41, и расположен близко к двигателю 19 сзади двигателя 19 в направлении вперед-назад транспортного средства 10. Отметим, что генератор 20 может быть расположен отделено от двигателя 19.

Фиг. 4 схематически показывает приводной блок 12. Как показано на Фиг. 4, приводной блок 12 включает в себя электродвигатель 22, редуктор 24 скорости и дифференциал 23. Выходной вал (или вал ротора) 50 электродвигателя 22 расположен параллельно оси 27 и в направлении, ортогональном коленчатому валу 41. Дифференциал 23 расположен так, что ось 27 соосна с выходным валом 50. Другими словами, электродвигатель 22 имеет конструкцию, в которой ось 27 проходит внутри ротора 52. Выходной вал 50 электродвигателя 22 расположен параллельно направлению ширины транспортного средства.

Редуктор 24 скорости увеличивает движущую силу, генерируемую электродвигателем 22, и передает увеличенную движущую силу на дифференциал 23, и имеет первую шестерню 53, вторую шестерню 54 и промежуточный вал 55. Промежуточный вал 55 соединяет за одно целое первую шестерню 53 и вторую шестерню 54. Первая шестерня 53 диаметрально больше второй шестерни 54 и входит в зацепление с шестерней 56 редуктора, образованной на выходном валу 50. Вторая шестерня 54 входит в зацепление с кольцевой шестерней 57 дифференциала 23. Электродвигатель 22 расположен в направлении верхней мертвой точки A поршня 40 относительно дифференциала 23. Отметим, что символ B, показанный на том же чертеже, указывает нижнюю мертвую точку. Промежуточный вал 55 расположен параллельно выходному валу 50 или оси 27 в положении, смещенном в радиальном направлении шестерни 56 редуктора относительно выходного вала 50. Отметим, что на Фиг. 4, чтобы объяснить верхнюю мертвую точку A поршня 40, положение двигателя 19 относительно приводного блока 12 описано смещенным в положение, отличающееся от реального, другими словами, вперед в направление вперед-назад транспортного средства 10.

Такой приводной блок 12 закрыт корпусом 60 привода, который вмещает электродвигатель 22, редуктор 24 скорости и дифференциал 23. Корпус 60 привода имеет первую секцию 61, закрывающую электродвигатель 22, и первая секция 61 принимает цилиндрическую форму, которая диаметрально больше внешнего контура генераторной крышки 66 (см. Фиг. 5) генератора 20. Корпус 60 привода включает в себя вторую секцию 62 в положении, смещенном в направлении ширины транспортного средства от первой секции 61. Вторая секция 62 имеет форму, объединяющую форму секции 63 основного корпуса, закрывающей шестерню 56 редуктора, и форму выступающей секции 64, закрывающей редуктор 24 скорости. Секция 63 основного корпуса имеет внешнюю окружность с центром на оси 27 и имеет цилиндрическую форму, которая диаметрально меньше первой секции 61. Более того, выступающая секция 64 выполнена по существу в форме полукруглого корпуса, выступающего к задней стороне и верхней стороне транспортного средства 10 относительно секции 63 основного корпуса. Корпус 60 привода включает в себя третью секцию 65 с противоположной стороны от первой секции 61 относительно второй секции 62 в направлении ширины транспортного средства. Третья секция 65 закрывает дифференциал 23, и ее внешняя окружность с центром на оси 27 диаметрально меньше первой секции 61 и секции 63 основного корпуса. Другими словами, корпус 60 привода имеет контурную форму, диаметр которой постепенно сужается (сужается поэтапно) с последовательным переходом от первой секции 61 к секции 63 основного корпуса к третьей секции 65. Отметим, что корпус 60 привода может быть выполнен разделенным на первую секцию 61, вторую секцию 62 и третью секцию 65, например. Более того, планетарная передача, например, может быть принята в качестве редуктора 24 скорости. В этом случае планетарная передача может быть расположена соосно с выходным валом 50 между выходным валом 50 и дифференциалом 23. Третья секция 65 служит в качестве первого кожуха в варианте выполнения настоящего изобретения. Генераторная крышка 66 служит в качестве второго кожуха в варианте выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 5 представляет собой вид в перспективе, показывающий генераторную установку 11 и приводной блок 12. Как показано на Фиг. 5, по меньшей мере часть выступающей секции 64 корпуса 60 привода, например, задняя секция 64a, выступающая к задней стороне транспортного средства 10, выступающей секции 64 корпуса 60 привода, проходит в расширенные открытые участки 33, 34. Другими словами, по меньшей мере задняя секция 64a приводного блока 12 расположена так, чтобы находиться в центральном туннеле 31. В результате приводной блок 12 может быть расположен смещенным к задней стороне транспортного средства 10 внутри моторного отсека 17, следовательно, может быть достигнуто уменьшение размера моторного отсека 17 в направлении вперед-назад транспортного средства 10. Отметим, что выступающая секция 64 служит в качестве третьего кожуха в варианте выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 6 представляет собой вид сбоку, показывающий генераторную установку 11 и приводной блок 12. Как показано на Фиг. 6, в приводном блоке 12 первая секция 61, закрывающая электродвигатель 22, диаметрально больше третьей секции 65, закрывающей дифференциал 23. По меньшей мере часть третьей секции 65 приводного блока 12, например, верхняя секция 65а в направлении высоты транспортного средства 10 третьей секции 65 приводного блока 12, расположена так, чтобы перекрываться генераторной крышкой 66. Другими словами, в направлении высоты транспортного средства 10 часть генератора 20 расположена перекрывающей электродвигатель 22. В связи с этим приводной блок 12 может быть расположен смещенным к нижней стороне транспортного средства 10 внутри моторного отсека 17, следовательно, может быть достигнуто уменьшение размера высоты моторного отсека 17 в направлении вперед-назад транспортного средства 10. Более того, поскольку диаметр третьей секции 65 меньше диаметра первой секции 61, двигатель 19 может быть расположен в нижнем положении внутри моторного отсека 17.

Фиг. 7 показывает зарядное устройство 14 и инверторный блок 15. Как показано на Фиг. 7, в моторном отсеке 17 расположен двигатель 19 горизонтального типа, следовательно, между двигателем 19 и капотом 68 остается свободное пространство (см. Фиг. 6). В настоящем варианте выполнения зарядное устройство 14 расположено в пространстве между двигателем 19 и капотом 68. Зарядное устройство 14 включает в себя крышку 70 зарядного устройства, выполненную, например, в виде прямоугольного параллелепипеда, толщина которого в направлении высоты транспортного средства 10 является небольшой. Крышка 70 зарядного устройства имеет коробчатую форму, проходящую в направлении вперед-назад транспортного средства 10, и расположена так, чтобы закрывать генератор 20 сверху из положения над двигателем 19, исключая систему 43 впуска.

Множество теплорассеивающих пластин 72 обеспечены на верхней поверхности крышки 70 зарядного устройства. Зарядное устройство 14 генерирует тепло во время зарядки, и отходящее тепло, генерируемое от зарядного устройства 14, подается на теплорассеивающие пластины 72 через верхнюю поверхность крышки 70 зарядного устройства и тем самым рассеивается. Поскольку зарядное устройство 14 расположено вверху внутри моторного отсека 17, эффект рассеивания тепла теплорассеивающих пластин 72 улучшается. Более того, моторный отсек 17 может нагреваться отходящим теплом. Отметим, что может быть принята конфигурация, в соответствии с которой отходящее тепло используется для нагрева катализатора очистки. В этом случае, например, выхлопная система 44 может быть расположена на периферии зарядного устройства 14, например, над двигателем 19.

Зарядный вход 39 обеспечен на боковой поверхности моторного отсека 17. Зарядный кабель (не проиллюстрирован) для соединения с внешним источником питания соединен с зарядным входом 39. Зарядное устройство 14 соединено с зарядным входом 39 через линию 73 подачи питания переменного тока. В настоящем варианте выполнения, поскольку зарядное устройство 14 расположено вверху в моторном отсеке 17, проводка может быть выполнена с помощью короткой линии 73 подачи питания переменного тока, и, более того, упрощается выполнение обслуживания проводки.

Фиг. 8 показывает генераторную установку 11 и инверторный блок 15. Как показано на Фиг. 8, инверторный блок 15 включает в себя крышку 74 инвертора, выполненную, например, в виде прямоугольного параллелепипеда в целях обеспечения гидроизоляции и электромагнитного экрана. Более того, инверторный блок 15 внутри включает в себя элементы, такие как теплорассеивающие пластины 75 (см. Фиг. 7), для охлаждения инвертора 37 или преобразователя 38. В связи с этим размер инверторного блока 15 увеличивается. Другими словами, инверторный блок 15 имеет внешний контур прямоугольного параллелепипеда, толщина которого больше, чем у зарядного устройства 14.

Контур, упрощенный таким образом, чтобы включать в себя внешнюю форму двигателя 19, представляет собой прямоугольный параллелепипед с длиной в направлении ширины транспортного средства, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства 10. Внешний контур генератора 20 представляет собой цилиндрический корпус, цилиндрическая ось которого выровнена вдоль направления вперед-назад транспортного средства 10. Другими словами, в результате двигатель 19 и генератор 20 имеют, например, внешний контур, лежащий вдоль одной штрихпунктирной линии C, которая соединяет центр 41a вала коленчатого вала 41 и центр 49a вала вращающегося вала 49 для образования L-образной формы, если смотреть сверху транспортного средства 10. Более того, двигатель 19 расположен ближе к передней стороне транспортного средства 10, чем генератор 20. В связи с этим инверторный блок 15 расположен на внутренней стороне L-образной формы, образованной внешней формой контура двигателя 19 и генератора 20, в положении, в котором продольное направление инверторного блока 15 выровнено вдоль направления ширины транспортного средства. Крышка 74 инвертора соединена с элементами, такими как жгут проводов, соединяющий инверторный блок 15 и аккумулятор 16, жгут проводов, соединяющий инверторный блок 15 и двигатель 19, и жгут проводов, соединяющий инверторный блок 15 и генератор 20 (ни один из которых не проиллюстрирован). Инверторный блок 15 расположен вблизи генератора 20 и электродвигателя 22. В связи с этим в настоящем варианте выполнения могут использоваться короткие жгуты проводов, и, более того, упрощается выполнение обслуживания проводки.

Отметим, что на Фиг. 8 генератор 20 расположен смещенным в правую сторону в направлении ширины транспортного средства относительно двигателя 19 для получения L-образной формы, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства 10. Однако генератор 20 может быть расположен смещенным в левую сторону в направлении ширины транспортного средства относительно двигателя 19 для получения L-образной формы, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства 10.

Фиг. 9 показывает вариант выполнения, в котором генератор 20 расположен смещенным в левую сторону в направлении ширины транспортного средства относительно двигателя 19. Как показано на Фиг. 9, контур, упрощенный таким образом, чтобы включать в себя внешнюю форму двигателя 19, представляет собой длинный прямоугольный параллелепипед в положении, в котором его длинная сторона выровнена вдоль направления ширины транспортного средства, если смотреть сверху транспортного средства 10. Генератор 20 расположен смещенным в левую сторону в направлении ширины транспортного средства относительно двигателя 19. Генератор 20 расположен с вращающимся валом 49, соосным с коленчатым валом 41, и расположен вблизи двигателя 19 сзади двигателя 19 в направлении вперед-назад транспортного средства 10. В настоящем варианте выполнения по меньшей мере часть электродвигателя 22, например, по существу верхняя секция 22а, расположенная с верхней стороны и передней стороны внешней периферии с центром на оси 27, электродвигателя 22 расположена так, чтобы перекрываться генератором 20. Более того, в настоящем варианте выполнения создается пространство под двигателем 19 и с правой стороны в направлении ширины транспортного средства приводного блока 12. В связи с этим выхлопная труба 87 выхлопной системы 44 может быть расположена по направлению к задней стороне транспортного средства 10, используя пространство, созданное с правой стороны. Отметим, что на Фиг. 9 элементы, которые являются теми же или подобны элементам, описанным на Фиг. 1-8, обозначены теми же символами, что и на Фиг. 1-8, и их подробные описания в данном документе опущены.

Более того, в варианте выполнения, описанном на Фиг. 9, двигатель 19 расположен спереди генератора 20 в направление вперед-назад транспортного средства 10, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства 10. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим, и двигатель 19 может быть расположен ближе к задней части, чем генератор 20.

Каждый из вышеописанных вариантов выполнения представляет собой пример настоящего изобретения и не ограничивается вышеописанными вариантами выполнения. Каждый из вышеописанных вариантов выполнения может быть соответствующим образом изменен в определенном диапазоне, не выходя за пределы задачи настоящего изобретения.

Например, в каждом из вышеописанных вариантов выполнения моторный отсек 17 расположен спереди салона 18. Однако моторный отсек 17 может быть расположен сзади салона 18. В этом случае задние колеса транспортного средства 10 становятся ведущими колесами.

Более того, в каждом из вышеописанных вариантов выполнения двигатель описан как одноцилиндровый двигатель 19. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим, и двигатель может иметь несколько цилиндров.

Фиг. 10 представляет собой вид сверху, показывающий вариант выполнения, в котором используется двигатель 89, имеющий несколько цилиндров. Как показано на Фиг. 10, двигатель 89 представляет собой двухцилиндровый поршневой двигатель, имеющий первый поршень 91 и второй поршень 92. Первый поршень 91 и второй поршень 92 расположены выровненными в направление вперед-назад транспортного средства 10. Двигатель 89 в установленном на транспортном средстве состоянии имеет: первый цилиндр 93, в котором первый поршень 91 совершает возвратно-поступательное движение; и второй цилиндр 94, в котором второй поршень 92 совершает возвратно-поступательное движение. Первый цилиндр 93 и второй цилиндр 94 расположены слева в направлении ширины транспортного средства, заключая между собой коленчатый вал 41. Двигатель 89 установлен в положении с продольным расположением. По меньшей мере часть электродвигателя 22, например, по существу верхняя секция 22а электродвигателя 22, расположена так, чтобы перекрываться двигателем 89, например, блоком 95, в который встроены первый цилиндр 93 и второй цилиндр 94 двигателя 89. В дополнение, по меньшей мере часть третьей секции 65, например, верхняя секция 65а третьей секции 65, расположена так, чтобы перекрываться генератором 20.

Фиг. 11 показывает двигатель 89, описанный на Фиг. 10. Фиг. 11 схематически показывает внутреннюю часть блока 95 двигателя 89. Как показано на Фиг. 11, двигатель 89 представляет собой V-образный двигатель с малым углом развала цилиндров, в котором угол развала первого цилиндра 93 и второго цилиндра 94 выполнен как угол, меньший 90 градусов, например, если смотреть с задней стороны транспортного средства 90. В этом двигателе 89 направление, в котором первый поршень 91 совершает возвратно-поступательное движение в первом цилиндре 93, представляет собой горизонтальное направление в установленном на транспортном средстве состоянии. Более того, направление, в котором второй поршень 92 совершает возвратно-поступательное движение во втором цилиндре 94, представляет собой направление первого цилиндра 93, повернутое вверх на величину угла развала вокруг коленчатого вала 41. Другими словами, в двигателе 89 нижняя секция 95a блока 95, закрывающая первый цилиндр 93 и второй цилиндр 94, выполнена плоской в горизонтальном направлении. Это делает возможным расположение по меньшей мере части электродвигателя 22, например, по существу верхней секции 22а электродвигателя 22, с перекрыванием нижней секцией 95a блока 95. Более того, чтобы уменьшить размер двигателя 89 в направлении вперед-назад транспортного средства 90, первый цилиндр 93 и второй цилиндр 94 расположены так, что часть 94a второго цилиндра 94 перекрывает часть 93a первого цилиндра 93, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства 90 (см. Фиг. 10).

В каждом из вышеописанных вариантов выполнения двигатель 19 относится к горизонтальному типу и установлен в положении с продольным расположением. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим, и двигатель может представлять собой поршневой двигатель вертикального типа, в котором направление, в котором поршень 40 совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре, представляет собой вертикальное направление в установленном на транспортном средстве состоянии. Более того, двигатель 19 может быть расположен в положении с поперечным расположением, когда коленчатый вал 41 параллелен направлению ширины транспортного средства.

Фиг. 12 показывает транспортное средство 76 в варианте выполнения, в котором двигатель 77 вертикального типа установлен в поперечном направлении. Фиг. 13 представляет собой вид сбоку, показывающий транспортное средство 76 на Фиг. 12. Как показано на Фиг. 12 и 13, двигатель 77 выполнен в виде поршневого двигателя вертикального типа и установлен в моторном отсеке 17 в положении с поперечным расположением, в котором коленчатый вал 41 параллелен направлению ширины транспортного средства. Генератор 20 расположен с вращающимся валом 49, соосным с коленчатым валом 41, и расположен вблизи двигателя 77. Электродвигатель 22 расположен так, что выходной вал 50 расположен соосно с осью 27, и, более того, так, что выходной вал 50 расположен в направлении, параллельном или близком к параллельному вращающемуся валу 49 генератора 20. Более того, по меньшей мере часть электродвигателя 22, например, по существу верхняя секция 22а электродвигателя 22, расположена так, чтобы перекрываться двигателем 77. Другими словами, длина r в радиальном направлении от наружного диаметра генераторной крышки 66 до центра вала вращающегося вала 49 генератора 20 больше длины h в направлении высоты транспортного средства от нижней секции (исключая выхлопную систему 44) двигателя 77 до центра вала коленчатого вала 41. В дополнение, длина R1 в радиальном направлении от центра вала оси 27 до наружного диаметра первой секции 61 больше длины R2 в радиальном направлении от центра вала оси 27 до наружного диаметра третьей секции 65. В связи с этим двигатель 77 может быть расположен в нижнем положении в моторном отсеке 17. В дополнение, по меньшей мере часть третьей секции 65, закрывающей дифференциал 23, например, верхняя секция 65а третьей секции 65, расположена так, чтобы перекрываться генератором 20. Более того, по меньшей мере часть выступающей секции 64, закрывающей редуктор 24 скорости, например, задняя секция 64a выступающей секции 64, проходит внутрь центрального туннеля 31. Отметим, что на Фиг. 12 и 13 элементы, которые являются теми же или подобны элементам, описанным на Фиг. 1-8, обозначены теми же символами, что и на Фиг. 1-8, и их подробные описания в данном документе опущены.

Фиг. 14 представляет собой вид в перспективе, показывающий транспортное средство 80 в варианте выполнения, в котором двигатель 79 горизонтального типа установлен в поперечном направлении. Фиг. 15 представляет собой вид сбоку, показывающий транспортное средство 80 на Фиг. 14. Как показано на Фиг. 14 и 15, двигатель 79 выполнен в виде поршневого двигателя горизонтального типа и установлен в моторном отсеке 17 в положении с поперечным расположением. Генератор 20 расположен с вращающимся валом 49, соосным с коленчатым валом 41, и расположен вблизи двигателя 79. По меньшей мере часть электродвигателя 22, например, по существу верхняя секция 22а электродвигателя 22, расположена так, чтобы перекрываться двигателем 79. В дополнение, по меньшей мере часть третьей секции 65, например, верхняя секция 65а третьей секции 65, расположена так, чтобы перекрываться генератором 20. Более того, по меньшей мере часть выступающей секции 64, например, задняя секция 64a выступающей секции 64, проходит внутрь центрального туннеля 31. В настоящем варианте выполнения таким же образом или подобно тому, как описано на Фиг. 12, длина в радиальном направлении от наружного диаметра генераторной крышки 66 до центра вала вращающегося вала 49 генератора 20 больше длины в направлении высоты транспортного средства от нижней секции (исключая выхлопную систему 44) двигателя 79 до центра вала коленчатого вала 41. В дополнение, длина в радиальном направлении от центра вала оси 27 до наружного диаметра первой секции 61 больше длины в радиальном направлении от центра вала оси 27 до наружного диаметра третьей секции 65. В связи с этим двигатель 79 может быть расположен в нижнем положении в моторном отсеке 17. Отметим, что на Фиг. 14 и 15 элементы, которые являются теми же или подобны элементам, описанным на Фиг. 1-8, обозначены теми же символами, что и на Фиг. 1-8, и их подробные описания в данном документе опущены.

Фиг. 16 представляет собой вид в перспективе, показывающий транспортное средство 83 в варианте выполнения, в котором двигатель 82 вертикального типа установлен в продольном направлении. Фиг. 17 представляет собой вид сбоку, показывающий транспортное средство 83 на Фиг. 16. Как показано на Фиг. 16 и 17, двигатель 82 выполнен в виде поршневого двигателя вертикального типа и установлен в моторном отсеке 17 в положении с продольным расположением, в котором коленчатый вал 41 параллелен направлению вперед-назад транспортного средства 83. Генератор 20 расположен с вращающимся валом 49, соосным с коленчатым валом 41, и расположен вблизи двигателя 82 сзади двигателя 82 в направлении вперед-назад транспортного средства 10. По меньшей мере часть третьей секции 65 корпуса 60 привода, например, верхняя секция 65а третьей секции 65 корпуса 60 привода, расположена так, чтобы перекрываться генератором 20. Более того, по меньшей мере часть выступающей секции 64, например, задняя секция 64a выступающей секции 64, проходит в центральный туннель 31. Отметим, что на Фиг. 16 и 17 элементы, которые являются теми же или подобны элементам, описанным на Фиг. 1-8, обозначены теми же символами, что и на Фиг. 1-8, и их подробные описания в данном документе опущены.

Каждый из вышеописанных вариантов выполнения представляет собой пример настоящего изобретения, и конструкции и функции, характерные для определенного варианта выполнения, также могут быть применены к другому варианту выполнения. В дополнение, настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами выполнения, и изменения могут быть соответствующим образом выполнены в определенном диапазоне, не выходя за пределы задачи настоящего изобретения. Например, в каждом из вышеописанных вариантов выполнения выходной вал 50 электродвигателя 22 расположен параллельно направлению ширины транспортного средства, но настоящее изобретение не ограничивается этим, и может быть принята система FR, в которой выходной вал 50 электродвигателя 22 расположен ортогонально направлению ширины транспортного средства.

Изобретение относится к транспортным средствам. Транспортное средство содержит двигатель, генератор, инвертор и приводной электродвигатель. Вал генератора расположен параллельно направлению вперед-назад транспортного средства в задней стороне двигателя, а вал электродвигателя расположен параллельно направлению ширины транспортного средства. Транспортное средство содержит корпус привода, который закрывает электродвигатель и генераторную крышку. Часть корпуса привода перекрывается генераторной крышкой. Форма двигателя представляет собой прямоугольный параллелепипед в положении, расположенном вдоль длинной стороны в направлении ширины транспортного средства. Генератор представляет собой цилиндр в положении, расположенном вдоль оси цилиндра в направлении вперед-назад транспортного средства. Двигатель и генератор имеют объединенный внешний контур, который имеет L-образную форму, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства. Инвертор расположен в пространстве упомянутой L-образной формы. Решение позволяет уменьшить моторный отсек. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Транспортное средство, содержащее:

двигатель, который сжигает газообразную смесь в цилиндре для создания крутящего момента;

генератор, который вращается за счет крутящего момента для выработки электричества; и

электродвигатель, который приводится в действие электрической энергией, генерируемой генератором, или электрической энергией, генерируемой генератором и накапливаемой в аккумуляторе, для создания крутящего момента привода для приведения в движение транспортного средства,

отличающееся тем, что:

генератор имеет вращающийся вал, на который передается крутящий момент,

вращающийся вал расположен параллельно направлению вперед-назад транспортного средства в задней стороне двигателя,

электродвигатель имеет выходной вал, который выводит крутящий момент привода для приведения в движение транспортного средства и который расположен параллельно направлению ширины транспортного средства,

транспортное средство дополнительно содержит корпус привода, который закрывает электродвигатель, и генераторную крышку, которая закрывает генератор,

по меньшей мере часть корпуса привода расположена так, чтобы перекрываться генераторной крышкой,

транспортное средство дополнительно содержит инвертор, который преобразует электрическую энергию постоянного тока, выводимую из аккумулятора, в электрическую энергию переменного тока для электродвигателя,

двигатель, форма которого упрощена так, чтобы включать в себя внешнюю форму контура, и представляет собой прямоугольный параллелепипед в положении, расположенном вдоль длинной стороны в направлении ширины транспортного средства, и генератор, форма которого упрощена так, чтобы включать в себя внешнюю форму контура, и представляет собой цилиндр в положении, расположенном вдоль оси цилиндра в направлении вперед-назад транспортного средства, имеют объединенный внешний контур, который имеет L-образную форму, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства, и

инвертор расположен в пространстве L-образной формы, образованном внешним контуром двигателя и генератора.

2. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что

двигатель включает в себя коленчатый вал, который выдает крутящий момент и который расположен параллельно направлению вперед-назад транспортного средства соосно с вращающимся валом генератора,

транспортное средство дополнительно содержит: ось, которая передает крутящий момент привода на ведущие колеса для приведения в движение транспортного средства и которая расположена соосно с выходным валом; и дифференциал, который передает крутящий момент привода на ось для приведения в движение транспортного средства,

корпус привода включает в себя первый кожух, закрывающий электродвигатель, и второй кожух, расположенный смежно первому кожуху в направлении ширины транспортного средства для закрытия дифференциала,

второй кожух имеет наружный диаметр вокруг оси, который меньше, чем у первого кожуха, и второй кожух расположен так, что по меньшей мере часть второго кожуха перекрывается генераторной крышкой, и

нижний участок генераторной крышки перекрывает первый кожух, если смотреть со стороны транспортного средства.

3. Транспортное средство по п. 2, отличающееся тем, что

двигатель включает в себя горизонтальный двигатель, включающий в себя канал цилиндра, который образован в цилиндре, и поршень, который совершает возвратно-поступательное движение в канале цилиндра,

двигатель установлен на транспортном средстве таким образом, что направление возвратно-поступательного движения поршня в канале цилиндра пересекает вертикальную линию под заданным углом, и

электродвигатель расположен на стороне верхней мертвой точки поршня относительно дифференциала.

4. Транспортное средство по п. 3, отличающееся тем, что система впуска расположена над двигателем, а выхлопная система расположена под двигателем.

5. Транспортное средство по любому из пп. 2-4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит:

салон, расположенный в транспортном средстве;

центральный туннель, расположенный проходящим в направлении вперед-назад транспортного средства в салоне;

редуктор скорости, который передает на дифференциал крутящий момент привода для приведения в движение транспортного средства, передаваемый от выходного вала; и

третий кожух, закрывающий редуктор скорости, при этом выступающий вверх к задней стороне транспортного средства между первым кожухом и вторым кожухом, и

третий кожух по меньшей мере частично проходит в центральный туннель.

6. Транспортное средство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит:

зарядное устройство, которое заряжает аккумулятор, принимая электрическую энергию от внешнего источника питания,

причем зарядное устройство расположено над двигателем.

7. Транспортное средство, содержащее:

двигатель, который сжигает газообразную смесь в цилиндре для создания крутящего момента;

генератор, который вращается за счет крутящего момента для выработки электричества; и

электродвигатель, который приводится в действие электрической энергией, генерируемой генератором, или электрической энергией, генерируемой генератором и накапливаемой в аккумуляторе, для создания крутящего момента привода для приведения в движение транспортного средства,

отличающееся тем, что:

двигатель включает в себя поршень, который совершает возвратно-поступательное движение в канале цилиндра, образованном в цилиндре, и коленчатый вал, который выдает крутящий момент в ответ на возвратно-поступательное движение поршня,

генератор имеет вращающийся вал, на который передается крутящий момент,

вращающийся вал расположен соосно с коленчатым валом,

электродвигатель имеет выходной вал, который выводит крутящий момент привода для приведения в движение транспортного средства,

транспортное средство дополнительно содержит:

дифференциал, имеющий ось, которая передает крутящий момент привода на ведущие колеса для приведения в движение транспортного средства и которая расположена соосно с выходным валом;

генераторную крышку, которая закрывает генератор;

первый кожух, который закрывает электродвигатель;

второй кожух, который расположен смежно первому кожуху в направлении ширины транспортного средства для закрытия дифференциала; и

инвертор, который преобразует электрическую энергию постоянного тока, выводимую из аккумулятора, в электрическую энергию переменного тока для электродвигателя,

причем второй кожух имеет наружный диаметр вокруг оси, который меньше, чем у первого кожуха,

второй кожух расположен так, что по меньшей мере часть второго кожуха перекрывается генераторной крышкой,

электродвигатель расположен на стороне верхней мертвой точки поршня относительно дифференциала,

двигатель, форма которого упрощена так, чтобы включать в себя внешнюю форму контура, и представляет собой прямоугольный параллелепипед в положении, расположенном вдоль длинной стороны в направлении ширины транспортного средства, и генератор, форма которого упрощена так, чтобы включать в себя внешнюю форму контура, и представляет собой цилиндр в положении, расположенном вдоль оси цилиндра в направлении вперед-назад транспортного средства, имеют объединенный внешний контур, который имеет L-образную форму, если смотреть с верхней поверхности транспортного средства, и

инвертор расположен в пространстве L-образной формы, образованном внешним контуром двигателя и генератора.

8. Транспортное средство по п. 7, отличающееся тем, что двигатель расположен спереди генератора в направлении вперед-назад транспортного средства.