BR102019013131A2 - Veículo híbrido - Google Patents

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BR102019013131A2
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Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
engine
combustion engine
axis
motor
torque
Prior art date
Application number
BR102019013131-4A
Other languages
English (en)
Inventor
Yohei Habata
Seiji Kuwahara
Akira Ijichi
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha filed Critical Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/06—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with chains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
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Abstract

a presente invenção refere-se a um veículo híbrido (ve) que inclui: um motor de combustão (1) longitudinalmente posicionado em uma parte frontal de uma carroceria de veículo; um primeiro motor (2); uma roda traseira (4) para a qual o torque do motor de combustão (1) e do primeiro motor (2) é transmitido para gerar força motriz; um segundo motor (3); e uma roda dianteira (5) para a qual o torque do segundo motor (3) é transmitido para gerar força motriz. tanto o primeiro motor (2) quanto o segundo motor (3) são dispostos entre o motor de combustão (1) e uma transmissão automática (6), coaxialmente com o motor de combustão (1) e a transmissão automática (6). um mecanismo de transmissão de força (11) que aumenta ou diminui a força motriz da roda dianteira (5) também é provido. o segundo motor (3) é acoplado ao mecanismo de transmissão de força (11), mas não ao motor de combustão (1) nem à transmissão automática (6).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VEÍCULO HÍBRIDO".
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção [001 ] A presente invenção refere-se a um veículo híbrido equipado com um motor de combustão e um motor que possui uma função geradora de eletricidade como fontes de força motriz, e que pode ser acionado para se deslocar por meio das rodas dianteiras e das rodas traseiras. 2. Descrição da Técnica Relacionada [002] A Publicação do Pedido de Patente Japonês, número 2016-2772 (JP 2016-2772 A), descreve uma invenção referente a um veículo híbrido equipado com um motor de combustão e outros motores como fontes de força motriz. O veículo híbrido descrito em JP 2016-2772 A inclui: um motor de combustão e um motor de acionamento traseiro que aciona as rodas traseiras; um motor de acionamento frontal que aciona as rodas dianteiras; um motor de geração de eletricidade, que gera eletricidade usando a força do motor; e uma transmissão automática acoplada às rodas traseiras através de um eixo propulsor, uma engrenagem diferencial, etc. O motor de combustão está disposto em uma parte frontal do veículo, em uma assim chamada posição longitudinal com a direção do eixo geométrico rotacional de um eixo de manivela orientada ao longo de uma direção frontal-traseira do veículo. O motor de acionamento traseiro e a transmissão automática são dispostos coaxialmente com o motor de combustão. O motor de acionamento frontal está disposto em um lado de admissão do motor, paralelo ao motor em uma direção de largura do veículo, e é acoplado às rodas dianteiras através de um mecanismo de transmissão de força de saída.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[003] Conforme descrito acima, no veículo híbrido descrito em JP 2016-2772 A, as rodas traseiras são acionadas pelo motor de combustão longitudinalmente posicionado e pelo motor de acionamento traseiro disposto coaxialmente com o motor de combustão, enquanto as rodas dianteiras são acionadas pelo motor de acionamento frontal disposto paralelo ao motor de combustão. Desse modo, o veículo híbrido descrito em JP 2016-2772 A é um veículo elétrico com tração nas quatro rodas (4WD) ou um veículo com tração em todas as rodas (AWD) baseado em um veículo com tração nas rodas traseiras (FR) que possui um motor de combustão longitudinalmente posicionado na parte frontal do veículo e um motor de acionamento traseiro, com um motor de acionamento frontal para acionar as rodas dianteiras incorporadas ao veículo FR. O veículo híbrido descrito em JP 2016-2772 A tem seu motor de acionamento frontal acoplado a um eixo de acionamento frontal através do mecanismo de transmissão de força de saída (transeixo) e, portanto, não precisa de uma caixa de transferência nem de um eixo propulsor para transmitir força para as rodas dianteiras, como é o caso com um veículo 4WD híbrido convencional eletricamente acionado que é mostrado na figura 2 de JP 2016-2772 A. Desse modo, o documento JP 2016-2772 A descreve que o veículo híbrido (mostrado na figura 1 de JP 2016-2772 A) é capaz de reduzir o impacto que a adição de um motor de acionamento frontal exerce na configuração embaixo do assoalho do veículo ou na configuração do cano de escapamento do motor.
[004] Embora o veículo híbrido descrito em JP 2016-2772 A possa eliminar a necessidade de uma caixa de transferência e de um eixo propulsor para as rodas dianteiras conforme descrito acima, é necessário prover adicionalmente um transeixo em uma parte de conexão entre o motor de acionamento frontal e o eixo de acionamento frontal. Além disso, é preciso reservar um espaço para acomodar o motor de acionamento frontal entre o motor de combustão e as rodas dianteiras. Desse modo, a fim de configurar o veículo híbrido descrito em JP 2016-2772 A baseado em um veículo FR existente, a estrutura e a configuração da carroceria do veículo existente precisam ser modificadas consideravelmente. Isso envolve mudanças no design, investimento em instalações adicionais etc., o que causaria um aumento nos custos.
[005] No veículo híbrido descrito em JP 2016-2772 A, o motor de acionamento frontal e o mecanismo de transmissão de força são dispostos adjacentes ao motor de combustão na direção de largura do veículo. E com isso torna a parte frontal do veículo mais pesada do que a parte traseira, a posição do centro de gravidade do veículo é desviada em direção à parte frontal a partir de uma região central na direção frontal-traseira do veículo. Como resultado disso, a estabilidade da condução, as características de viragem, etc. do veículo podem ser afetadas de uma maneira adversa.
[006] A presente invenção é um veículo híbrido compreendendo: um motor de combustão disposto em uma parte frontal de uma carroceria de veículo, em posição longitudinal com a direção do eixo geométrico rotacional de um eixo de manivela orientada ao longo de uma direção frontal-traseira da carroceria do veículo; uma transmissão automática disposta coaxialmente com o motor de combustão, e que aumenta e diminui o torque do motor de combustão; um primeiro motor que funciona para gerar eletricidade ao ser acionado pelo torque do motor; uma roda traseira para a qual pelo menos um dentre o torque do motor e o torque de primeiro motor enviado pelo primeiro motor é transmitido para gerar força motriz; um segundo motor que envia o segundo torque do motor; e uma roda dianteira para a qual o segundo torque do motor é transmitido para gerar força motriz; e um mecanismo de transmissão de força que aumenta e diminui a força motriz da roda dianteira, no qual tanto o primeiro motor quanto o segundo motor são dispostos entre o motor de combustão e a transmissão automática, coaxialmente com o motor de combustão e a transmissão automática, o primeiro motor é acoplado ao motor de combustão, e o segundo motor é acoplado ao mecanismo de transmissão de força, sem estar acoplado ao motor de combustão e nem à transmissão automática.
[007] A presente invenção é um veículo híbrido que inclui: um motor de combustão disposto em uma parte frontal de uma carroceria de veículo, em posição longitudinal com a direção do eixo geométrico rotacional de um eixo de manivela orientada ao longo de uma direção frontal-traseira da carroceria do veículo; uma transmissão automática que está disposta coaxialmente com o motor de combustão e aumenta ou diminui o torque enviado pelo motor de combustão; um primeiro motor que funciona para gerar eletricidade ao ser acionado pelo torque do motor; uma roda traseira para a qual pelo menos um dentre o torque do motor e o torque de primeiro motor enviado pelo primeiro motor é transmitido para gerar força motriz; um segundo motor que envia o segundo torque do motor; e uma roda dianteira para a qual o segundo torque do motor é transmitido para gerar força motriz. Tanto o primeiro motor quanto o segundo motor são dispostos entre o motor de combustão e a transmissão automática, ou seja, coaxialmente com o motor de combustão e a transmissão automática. O primeiro motor está acoplado ao motor. Um mecanismo de transmissão de força que aumenta ou diminui a força motriz da roda dianteira é provido. O segundo motor é acoplado ao mecanismo de transmissão de força, mas não ao motor nem à transmissão automática.
[008] Na presente invenção, uma embreagem de arranque que permite ou interrompe a transmissão de torque entre o motor de combustão e a transmissão automática pode ser provida entre o motor de combustão e a transmissão automática.
[009] Na presente invenção, a transmissão automática pode ter um mecanismo de embreagem que permite ou interrompe a transmissão de torque entre um eixo de entrada e um eixo de saída da transmissão automática.
[0010] Na presente invenção, a ordem do primeiro motor e do segundo motor pode ser primeiramente o segundo motor e depois o primeiro motor a partir de um lado mais próximo do motor na direção frontal-traseira.
[0011] Na presente invenção, um mecanismo de transmissão que varia o segundo torque do motor e em seguida transmite o segundo torque do motor para o lado da roda dianteira pode ser provido entre o segundo motor de um sistema de acionamento do lado da roda dianteira e a roda dianteira.
[0012] Na presente invenção, o primeiro motor e o segundo motor podem ser diferentes um do outro quanto ao diâmetro externo máximo. A ordem do primeiro motor e do segundo motor podem ser primeiramente o motor que possui o diâmetro externo máximo maior e depois o outro motor que possui o diâmetro externo máximo menor, a partir de um lado mais próximo do motor na direção frontal-traseira. [0013] Na presente invenção, o mecanismo de transmissão de força pode ter um mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente que amplifica o segundo torque do motor em dois estágios. O mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente pode ter um primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente que gira integralmente com um eixo rotacional do segundo motor, um segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente e um terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente. O segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente e o terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente podem ser dispostos em lados opostos do eixo geométrico rotacional do eixo de manivela em uma direção de largura da carroceria do veículo. [0014] Na presente invenção, o mecanismo de transmissão de força pode ter um mecanismo redutor de velocidade que amplifica o segundo torque do motor em dois estágios. O mecanismo redutor de velocidade pode ter um primeiro eixo redutor de velocidade que gira integralmente com um eixo rotacional do segundo motor, um segundo eixo redutor de velocidade que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o primeiro eixo redutor de velocidade e um terceiro eixo redutor de velocidade que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o segundo eixo redutor de velocidade. O terceiro eixo redutor de velocidade pode ser acoplado, para que possa efetuar a transmissão de força, a um quarto eixo redutor de velocidade que transmite torque para a roda dianteira através de uma engrenagem diferencial do lado da roda dianteira que está acoplada à roda dianteira.
[0015] Na presente invenção, o motor pode ser um motor em linha que possui uma pluralidade de cilindros dispostos em fila na direção do eixo geométrico rotacional do eixo de manivela. O motor pode ter um lado de admissão ao qual um sistema de admissão está conectado, e um lado de exaustão que é o lado oposto ao lado de admissão em uma direção de largura da carroceria do veículo e ao qual um sistema de exaustão está conectado. O mecanismo de transmissão de força pode ter uma engrenagem diferencial do lado da roda dianteira acoplada à roda dianteira, e um eixo propulsor do lado da roda dianteira que transmite torque entre o segundo motor e a engrenagem diferencial do lado da roda dianteira. O eixo propulsor do lado da roda dianteira pode ser disposto no lado de admissão na direção de largura, com a direção de um eixo geométrico rotacional do eixo propulsor do lado da roda dianteira orientada ao longo da direção frontal-traseira.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0016] As características, vantagens, bem como a significância técnica e industrial das modalidades exemplares da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos em anexo, em que numerais iguais denotam elementos semelhantes e nos quais: figura 1 é uma vista que mostra um exemplo (uma configuração na qual um segundo motor está disposto em uma parte frontal e um primeiro motor está disposto em uma parte traseira) de um veículo híbrido que é o assunto da presente invenção; figura 2 é uma vista que mostra outro exemplo (uma configuração com um motor em linha instalado) do veículo híbrido que é o assunto da presente invenção; figura 3 é uma vista que mostra outro exemplo (uma configuração na qual o segundo motor está disposto na parte frontal e o primeiro motor está disposto na parte traseira e uma embreagem de arranque está disposta em uma parte radialmente interna do primeiro motor) do veículo híbrido que é o assunto da presente invenção; figura 4 é uma vista que mostra outro exemplo (uma configuração na qual o segundo motor está disposto na parte frontal e o primeiro motor está disposto na parte traseira, e um mecanismo de transmissão de força entre o segundo motor e as rodas dianteiras está disposto mais próximo das rodas dianteiras) do veículo híbrido que é o assunto da presente invenção; figura 5 é uma vista que mostra outro exemplo (uma configuração na qual um primeiro motor de diâmetro grande está disposto na parte frontal e um segundo motor de diâmetro pequeno está disposto na parte traseira e uma embreagem de arranque está disposta em uma parte radialmente interna do primeiro motor) do veículo híbrido que é o assunto da presente invenção; figura 6 é uma vista que mostra outro exemplo (uma configuração na qual o primeiro motor está disposto na parte frontal e o segundo motor está disposto na parte traseira, e um mecanismo de embreagem de uma transmissão automática disposto em um lado de saída do segundo motor funciona como uma embreagem de arranque) do veículo híbrido que é o assunto da presente invenção; figura 7 é uma vista que mostra outro exemplo (uma configuração na qual o primeiro motor está disposto na parte frontal e o segundo motor está disposto na parte traseira, e um mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente com dois estágios é provido entre o segundo motor e as rodas dianteiras) do veículo híbrido que é o assunto da presente invenção; figura 8 é uma vista da configuração mostrada na figura 7, conforme visualizada a partir do lado frontal do veículo, que mostra a relação posicionai entre os eixos rotacionais do mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente; figura 9 é uma vista que mostra outro exemplo (uma configuração na qual o primeiro motor está disposto na parte frontal e o segundo motor está disposto na parte traseira, e um mecanismo redutor de velocidade com quatro eixos é provido entre o segundo motor e as rodas dianteiras) do veículo híbrido que é o assunto da presente invenção; e figura 10 é uma vista da configuração mostrada na figura 9, conforme visualizada a partir do lado frontal do veículo, que mostra a relação posicionai entre os eixos rotacionais do mecanismo redutor de velocidade com quatro eixos.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES
[0017] Uma modalidade da presente invenção será descrita com referência aos desenhos em anexo, modalidade essa que é meramente um exemplo de concretização da presente invenção e, portanto, não limita a mesma.
[0018] Um veículo, assunto da modalidade da presente invenção, é um veículo híbrido que possui um motor de combustão e primeiro e segundos motores como fontes de força motriz. O motor de combustão e o primeiro motor são acoplados às rodas traseiras para que possam efetuar a transmissão de força. O primeiro motor está disposto em um lado de saída do motor e funciona para gerar eletricidade ao ser acionado pelo recebimento do torque do motor de combustão. O segundo motor é acoplado às rodas dianteiras para que possa efetuar a transmissão de força. Desse modo, o veículo híbrido na modalidade da presente invenção é um veículo com tração nas quatro rodas (4WD) ou um veículo com tração em todas as rodas (AWD) que capaz de gerar força motriz tanto por meio das rodas dianteiras quanto das rodas traseiras. O segundo motor não está acoplado ao motor de combustão, ao primeiro motor e às rodas traseiras, e também não transmite torque para o motor de combustão, o primeiro motor e as rodas traseiras. [0019] Todas as fontes de força motriz, ou seja, o motor de combustão, o primeiro motor e o segundo motor, do veículo híbrido na modalidade da presente invenção são dispostas coaxialmente. O motor de combustão está disposto em uma parte frontal do veículo, em uma assim chamada posição longitudinal com a direção do eixo geométrico rotacional de um eixo de manivela orientada ao longo de uma direção frontal-traseira do veículo. Desse modo, o veículo híbrido na modalidade da presente invenção pode ser configurado por meio da conversão ou modificação da estrutura ou configuração existente da carroceria do veículo de um veículo com tração nas rodas traseiras (veículo FR) que possui um motor de combustão disposto em posição longitudinal na parte frontal do veículo e cujas rodas traseiras são acionadas, um veículo com tração nas quatro rodas baseado nesse veículo FR ou em outros veículos.
[0020] A figura 1 mostra um exemplo específico do veículo híbrido da modalidade da presente invenção. Um veículo híbrido Ve (a seguir referido como o veículo) mostrado na figura 1 possui um motor de combustão (ENG) 1, um primeiro motor (MG1) 2 e um segundo motor (MG2) 3 como fontes de força motriz. O veículo Ve possui, como outros componentes principais, rodas traseiras (rodas motrizes) 4, rodas dianteiras (rodas motrizes) 5, uma transmissão automática (AT) 6 e uma embreagem de arranque 7.
[0021] Por exemplo, o motor de combustão 1 é um motor de combustão interna, tal como um motor à gasolina ou um motor a diesel, e é configurado para que seu ajuste de força e o estado operacional que inclui arranque e pausa sejam eletricamente controlados. No caso de um motor à gasolina, o grau de abertura da válvula do acelerador, a quantidade de suprimento de combustível ou a quantidade de injeção de combustível, a execução e pausa da ignição, a duração da ignição, etc. são eletricamente controlados. No caso de um motor a diesel, a quantidade de injeção de combustível, a duração da injeção de combustível, o grau de abertura da válvula do acelerador em um sistema de recirculação de gás de exaustão (EGR), etc. são eletricamente controlados. Conforme descrito acima, o motor de combustão 1 está disposto em uma assim chamada posição longitudinal com a direção de um eixo geométrico rotacional AL de um eixo de manivela (ou um eixo de saída) 1a orientada ao longo da direção frontal-traseira do veículo Ve (a direção da direita para a esquerda na figura 1).
[0022] Vários tipos de motores com diferentes arranjos de cilindros, por exemplo, um motor em linha, um motor em forma de V e um motor horizontalmente oposto, podem ser adotados como o motor de combustão 1 .Afigura 1 mostra um exemplo no qual um motor em forma de V é usado como o motor de combustão 1. A figura 2 mostra um exemplo no qual um motor em linha é usado como o motor de combustão 1. No exemplo mostrado na figura 2, o motor de combustão 1 possui uma pluralidade de cilindros 1b. Os cilindros 1b são dispostos em fila na direção do eixo geométrico rotacional AL do eixo de manivela 1a. Em particular, quando um motor em linha é usado como o motor de combustão 1, o motor de combustão 1 inclui um sistema de admissão 1c que fornece ar junto com combustível para a câmara de combustão (não mostrada) do motor de combustão 1, e um sistema de exaustão 1 d que descarrega o gás de exaustão resultante da combustão, conforme mostrado na figura 2. O sistema de admissão 1c está conectado a um lado de admissão 1e do motor de combustão 1 que é uma parte lateral do motor de combustão 1 em um lado da direção de largura da carroceria do veículo (o lado inferior na figura 2). O sistema de exaustão 1d está conectado a um lado de exaustão 1f do motor de combustão 1 que é uma parte lateral do motor de combustão 1 no outro lado da direção de largura da carroceria do veículo (o lado superior na figura 2). Desse modo, no exemplo do motor em linha mostrado na figura 2, o motor de combustão 1 possui um lado de admissão 1e ao qual o sistema de admissão 1c está conectado e um lado de exaustão 1f que é o lado oposto ao lado de admissão 1e na direção de largura da carroceria do veículo e ao qual o sistema de exaustão 1d está conectado.
[0023] O primeiro motor 2 está disposto no lado de saída do motor de combustão 1 (o lado direito na figura 1 e na figura 2), coaxialmente com o motor de combustão 1. O primeiro motor 2 funciona pelo menos como um gerador de eletricidade que gera eletricidade ao ser acionado pelo recebimento do torque do motor de combustão 1. No veículo Ve descrito na modalidade da presente invenção, o primeiro motor 2 funciona também como o impulsionador principal que envia o torque do motor (torque do primeiro motor) ao ser acionado pela eletricidade suprida. Desse modo, o primeiro motor 2 é um motor que possui uma função geradora de eletricidade (assim chamado motor gerador) e é composto, por exemplo, por um motor síncrono com ímã permanente ou um motor de indução. Uma bateria (não mostrada) é conectada ao primeiro motor 2 através de um inversor (não mostrado). Portanto, é possível acionar o primeiro motor 2 como um gerador de eletricidade e armazenar a eletricidade gerada durante esse período na bateria. Também é possível suprir a eletricidade armazenada na bateria para o primeiro motor 2 e acionar o primeiro motor 2 como o impulsionador principal para o envio do torque do motor.
[0024] O segundo motor 3 está disposto no lado de saída do motor de combustão 1, coaxialmente com o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2. Nos exemplos mostrados na figura 1 e na figura 2, o segundo motor 3 e o primeiro motor 2 são dispostos nessa ordem a partir do lado mais próximo do motor de combustão 1 (o lado esquerdo na figura 1 e na figura 2) em um eixo geométrico rotacional do motor de combustão 1, ou seja, o eixo geométrico rotacional AL. O segundo motor 3 funciona pelo menos como o impulsionador principal que envia o torque do motor (segundo torque do motor) ao ser acionado pela eletricidade suprida. No veículo Ve descrito na modalidade da presente invenção, o segundo motor 3 também funciona como um gerador de eletricidade que gera eletricidade ao ser acionado pelo recebimento de torque externo. Desse modo, assim como o primeiro motor 2, o segundo motor 3 é um motor que possui uma função geradora de eletricidade (assim chamado motor gerador) e é composto, por exemplo, por um motor síncrono com ímã permanente ou um motor de indução. Uma bateria (não mostrada) é conectada ao segundo motor 3 através de um inversor (não mostrado). Portanto, é possível suprir a eletricidade armazenada na bateria para o segundo motor 3 e acionar o segundo motor 3 como o impulsionador principal para o envio do torque do motor. Conforme será descrito posteriormente, o segundo motor 3 é acoplado às rodas dianteiras 5 para que possa efetuar a transmissão de força. Portanto, também é possível acionar o segundo motor 3 como um gerador de eletricidade por meio do torque transmitido a partir das rodas dianteiras 5 e armazenar a eletricidade gerada durante esse período na bateria. O primeiro motor 2 e o segundo motor 3 são conectados um no outro através de um inversor para que possam trocar eletricidade entre si. Também é possível, por exemplo, suprir diretamente a eletricidade gerada pelo primeiro motor 2 para o segundo motor 3 e enviar o torque proveniente do segundo motor 3.
[0025] As rodas traseiras 4 são rodas motrizes para as quais o torque de acionamento enviado por uma fonte de força motriz é transmitido para gerar força motriz para o veículo Ve. Nos exemplos mostrados na figura 1 e na figura 2, as rodas traseiras 4 são acopladas ao motor de combustão 1 e ao primeiro motor 2 por meio da transmissão automática 6 e da embreagem de arranque 7 que serão descritas aqui posteriormente, e por meio de um eixo propulsor traseiro 8, uma engrenagem diferencial traseira 9 e um eixo de acionamento traseiro 10. [0026] Assim como as rodas traseiras 4, as rodas dianteiras 5 são rodas motrizes para as quais o torque de acionamento enviado por uma fonte de força motriz é transmitido para gerar força motriz para o veículo Ve. Nos exemplos mostrados na figura 1 e na figura 2, as rodas dianteiras 5 são acopladas ao segundo motor 3 por meio do mecanismo de transmissão de força 11 que será descrito posteriormente, por um eixo propulsor frontal 12, uma engrenagem diferencial frontal 13 e um eixo de acionamento frontal 14. Desse modo, o veículo Ve é um veículo com tração nas quatro rodas ou um veículo com tração em todas as rodas para o qual o torque de acionamento é transmitido, tanto para as rodas dianteiras 5 quanto para as rodas traseiras 4, para gerar força motriz.
[0027] A transmissão automática 6 é disposta no lado de saída do motor de combustão 1, coaxialmente com o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2. Nos exemplos mostrados na figura 1 e na figura 2, a transmissão automática 6 está disposta no lado de saída do primeiro motor 2 (o lado direito na figura 1 e na figura 2), no eixo geométrico rotacional AL, e transmite torque entre o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2 em um lado e entre as rodas traseiras 4 no outro lado. Em suma, a transmissão automática 6 é um mecanismo capaz de modificar de forma apropriada a proporção entre a velocidade de rotação de entrada e a velocidade da rotação de saída, e é formado por uma transmissão automaticamente controlável, tal como uma transmissão automática convencional ou uma transmissão continuamente variável. É mais preferível que a transmissão automática 6 inclua um mecanismo de embreagem, que é engatado para permitir a transmissão de torque, desengatado para interromper a transmissão de torque e definido em um estado neutro.
[0028] A embreagem de arranque 7 é disposta no lado de saída do motor de combustão 1, coaxialmente com o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2. Nos exemplos mostrados na figura 1 e na figura 2, a embreagem de arranque 7 está disposta entre o primeiro motor 2 e a transmissão automática 6 no eixo geométrico rotacional AL. A embreagem de arranque 7 permite ou interrompe de forma seletiva a transmissão de força por meio de um sistema de acionamento do lado da roda traseira 15, localizado entre o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2, em um lado e entre as rodas traseiras 4 no outro lado. Nos exemplos mostrados na figura 1 e na figura 2, a embreagem de arranque 7 possui um disco de fricção 7a acoplado a um elemento giratório no lado do motor de combustão 1 e do primeiro motor 2, e um disco de fricção 7b acoplado a um elemento giratório no lado das rodas traseiras 4. Quando o disco de fricção 7a e o disco de fricção 7b da embreagem de arranque 7 são encaixados um no outro, o torque é transmitido pelo sistema de acionamento do lado da roda traseira 15. À medida que a embreagem de arranque 7 é desengatada, o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2 são desconectados do sistema de acionamento do lado da roda traseira 15. À medida que a embreagem de arranque 7 é engatada, o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2 são acoplados ao sistema de acionamento do lado da roda traseira 15. [0029] O disco de fricção 7a da embreagem de arranque 7 está acoplado a um eixo rotacional 2a do primeiro motor 2. O eixo rotacional 2a é acoplado ao eixo de saída (eixo de manivela) 1a do motor de combustão 1 através de um amortecedor 16. Desse modo, o eixo de saída 1a do motor de combustão 1, o eixo rotacional 2a do primeiro motor 2 e o disco de fricção 7a da embreagem de arranque 7 são acoplados uns nos outros.
[0030] Por outro lado, o disco de fricção 7b da embreagem de arranque 7 está acoplado a um eixo de entrada 6a da transmissão automática 6. Um eixo de saída 6b da transmissão automática 6 é acoplado às rodas traseiras 4 através do eixo propulsor traseiro 8, da engrenagem diferencial traseira 9 e do eixo de acionamento traseiro 10. Desse modo, o disco de fricção 7b da embreagem de arranque 7 e as rodas traseiras 4 são acoplados um no outro através da transmissão automática 6 para que possam efetuar a transmissão de força.
[0031] Embora não seja mostrado na figura 1 e na figura 2, a embreagem de arranque 7 descrita na modalidade da presente invenção também pode ser uma embreagem com múltiplos discos que possui uma pluralidade de discos de fricção 7a e uma pluralidade de discos de fricção 7b e na qual os discos de fricção 7a e os discos de fricção 7b são dispostos de forma alternada. Em suma, uma embreagem de fricção cuja capacidade de transmissão de torque pode ser continuamente variada é usada, por exemplo, como a embreagem de arranque 7 na modalidade da presente invenção. É possível transmitir com suavidade a força controlando-se o estado de engate da embreagem de arranque 7 e variando-se continuamente a capacidade de transmissão de torque da embreagem de arranque 7 durante a transmissão do torque do motor do motor de combustão 1 para as rodas traseiras 4, bem como dar partida no veículo Ve de maneira suave. [0032] No veículo Ve descrito na modalidade da presente invenção, o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2 são acoplados juntos no sistema de acionamento do lado da roda traseira 15 conforme descrito acima, o que torna possível acionar o veículo Ve por meio do torque do motor do motor de combustão 1 ou efetuar de maneira suave a transmissão de força sem o uso da embreagem de arranque 7. Por exemplo, é possível acionar o veículo Ve ou efetuar de maneira suave a transmissão de força sem o uso da embreagem de arranque 7 controlando-se o aumento ou diminuição do torque do primeiro motor durante a transmissão do torque do motor para as rodas traseiras 4. No entanto, quando o veículo se desloca de maneira constante em função do torque do motor em uma velocidade extremamente baixa, entre cerca de 1 km por hora e 3 km por hora, ocorre uma diferença nas velocidades de rotação entre a marcha lenta do motor de combustão 1 e a velocidade das rodas. Em tal caso, a embreagem de arranque 7 pode ser usada para absorver essa diferença nas velocidades de rotação e, desse modo, permitir transmissão de força mais suave. [0033] No veículo Ve descrito na modalidade da presente invenção, o segundo motor 3 está disposto entre o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2 no eixo geométrico rotacional AL das fontes de força motriz conforme descrito acima. O segundo motor 3 é acoplado a um sistema de acionamento no lado das rodas dianteiras 5 do veículo Ve para que o torque de motor de combustão enviado pelo segundo motor 3 possa ser transmitido para as rodas dianteiras 5 de modo a gerar força motriz. O segundo motor 3 não está acoplado ao motor de combustão 1, ao primeiro motor 2 e às rodas traseiras 4, e não transmite força para o motor de combustão 1, o primeiro motor 2 nem para as rodas traseiras 4. Nos exemplos mostrados na figura 1 e na figura 2, um eixo rotacional 3a do segundo motor 3 é formado como um eixo oco e o eixo de saída 1a do motor de combustão 1 é inserido em uma parte oca do eixo rotacional 3a para que seja capaz de girar em relação ao eixo rotacional 3a. Desse modo, o segundo motor 3 é disposto coaxialmente com o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2 no eixo geométrico rotacional AL. Por outro lado, o segundo motor 3 encontra-se desconectado do sistema de acionamento do lado da roda traseira 15 entre o motor de combustão 1 e o primeiro motor 2 em um lado e entre as rodas traseiras 4 no outro lado, e não transmite força para o motor de combustão 1, o primeiro motor 2 nem para as rodas traseiras 4. [0034] O eixo rotacional 3a do segundo motor 3 é acoplado às rodas dianteiras 5 por meio do mecanismo de transmissão de força 11, do eixo propulsor frontal 12, da engrenagem diferencial frontal 13 e do eixo de acionamento frontal 14. O torque de motor de combustão enviado pelo segundo motor 3 é transmitido para as rodas dianteiras 5 depois de ser amplificada pelo mecanismo de transmissão de força 11 e pela engrenagem diferencial frontal 13. Desse modo, o segundo motor 3 faz parte de um sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 que transmite força entre o segundo motor 3 e as rodas dianteiras 5, junto com o mecanismo de transmissão de força 11, o eixo propulsor frontal 12, a engrenagem diferencial frontal 13, o eixo de acionamento frontal 14 etc. O sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 é independente do sistema de acionamento do lado da roda traseira 15. [0035] É possível para o veículo Ve, com o motor de combustão 1 desligado, gerar força motriz ao transmitir o torque de motor de combustão enviado pelo segundo motor 3 para as rodas dianteiras 5. Também é possível, com a embreagem de arranque 7 desengatada, gerar eletricidade operando-se o motor de combustão 1 e acionando-se o primeiro motor 2 por meio do torque do motor, bem como gerar força motriz ao transmitir o torque do motor do segundo motor 3 para as rodas dianteiras 5. Além disso, também é possível, com a embreagem de arranque 7 engatada, gerar força motriz operando-se o motor de combustão 1 e transmitindo-se o torque do motor para as rodas traseiras 4 e o torque do motor do segundo motor 3 para as rodas dianteiras 5. [0036] O mecanismo de transmissão de força 11 é um mecanismo de transmissão que varia o torque de motor de combustão enviado pelo segundo motor 3 e em seguida transmite o torque do motor para o eixo propulsor frontal 12. Por exemplo, o mecanismo de transmissão de força 11 é formado por um par de engrenagens redutoras de velocidade. De maneira alternativa, o mecanismo de transmissão de força 11 pode ser formado por um mecanismo redutor de velocidade que combina uma pluralidade de pares de engrenagens redutoras de velocidades. Nos exemplos mostrados na figura 1 e na figura 2, um mecanismo redutor de velocidade que é composto por um mecanismo de transmissão de força do tipo corrente, uma pluralidade de pares de engrenagens redutoras de velocidades, uma embreagem de comutação, etc. e que varia a velocidade em dois estágios é usado como o mecanismo de transmissão de força 11.
[0037] Conforme descrito acima, no veículo Ve detalhado na modalidade da presente invenção, tanto o primeiro motor 2 quanto o segundo motor 3 são dispostos coaxialmente com o motor de combustão 1 que está longitudinalmente posicionado na parte frontal do veículo Ve. Desse modo, os motores podem ser instalados de forma altamente eficiente em um veículo FR existente ou em um veículo com tração nas quatro rodas baseado em um veículo FR.
[0038] No veículo Ve que utiliza um motor em linha conforme mostrado na figura 2, o sistema de admissão 1 c e o sistema de exaustão 1d do motor de combustão longitudinalmente posicionado 1 são conectados separadamente ao lado de admissão 1e e ao lado de exaustão 1f do motor de combustão 1 na direção de largura da carroceria do veículo conforme descrito acima. O eixo propulsor frontal 12 do sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 é disposto adjacente ao motor de combustão 1, no lado de admissão 1e do motor de combustão 1 na direção de largura da carroceria do veículo. Desse modo, o eixo propulsor frontal 12 e o sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 podem ser dispostos aproveitando-se efetivamente o espaço em torno do lado de admissão 1e no lado oposto a partir do sistema de exaustão 1 d, o qual inclui um cano de escapamento e um catalisador, de modo a evitar interferência no sistema de exaustão 1d. De maneira particular, é possível instalar o sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 com maior eficiência e sem grandes mudanças na estrutura da carroceria ou configuração de um veículo existente. [0039] No veículo Ve mostrado na figura 1 e na figura 2, o segundo motor 3 está disposto mais próximo do motor de combustão 1 na direção frontal-traseira do veículo Ve. O motor de combustão 1 está disposto em posição longitudinal na parte frontal do veículo Ve (o lado esquerdo na figura 1 e na figura 2). Em outras palavras, o segundo motor 3 está disposto mais próximo das rodas dianteiras 5 na direção frontal-traseira do veículo Ve do que quando o segundo motor 3 está disposto, por exemplo, no lado de saída do primeiro motor 2. Portanto, no veículo Ve mostrado na figura 1 e na figura 2, a distância entre o segundo motor 3 e as rodas dianteiras 5 no sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 pode ser reduzida. Por exemplo, o comprimento do eixo propulsor frontal 12 no sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 pode ser reduzido. Como o eixo propulsor frontal 12 é encurtado, o tamanho e o peso da unidade de acionamento podem ser reduzidos. Além disso, o encurtamento do eixo propulsor frontal 12 pode elevar a frequência natural de o sistema de rotação e vibração que inclui o eixo propulsor frontal 12. Como resultado disso, a ressonância no sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 durante uma viagem normal (durante o modo de cruzeiro ou uma viagem com velocidade constante) pode ser, por exemplo, reduzida e o desempenho NV do veículo Ve pode ser aprimorado. Além disso, a quantidade de torção do eixo propulsor frontal 12 pode ser reduzida durante a transmissão de força. Como resultado disso, a capacidade de resposta da força motriz no sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 pode ser aprimorada.
[0040] A configuração do veículo Ve descrito na modalidade da presente invenção não se limita às opções mostradas na figura 1 e na figura 2. Por exemplo, as configurações mostradas nas figuras 3 a 10 que serão descritas abaixo também podem ser adotadas. No veículo Ve mostrado nesses desenhos, os componentes com configuração ou função iguais às do veículo Ve mostrado na figura 1 ou na figura 2 ou do veículo Ve mostrado em qualquer um dos desenhos precedentes serão denotados pelos mesmos sinais de referência utilizados na figura 1 ou na figura 2 ou no desenho precedente.
[0041] No veículo Ve mostrado na figura 3, a embreagem de arranque 7 encontra-se disposta em uma parte radialmente interna do primeiro motor 2. De maneira específica, no exemplo mostrado na figura 3, um eixo rotacional 2b do primeiro motor 2 possui um formato oco e a embreagem de arranque 7 está disposta dentro de uma parte oca do eixo rotacional 2b. O disco de fricção 7a da embreagem de arranque 7 está acoplado a uma extremidade 2c do eixo rotacional 2b no lado mais próximo do segundo motor 3 (o lado esquerdo na figura 3). Ε o disco de fricção 7b da embreagem de arranque 7 está acoplado ao eixo de entrada 6a da transmissão automática 6 conforme descrito acima. O eixo de entrada 6a é inserido na parte oca do eixo rotacional 2b para que seja capaz de girar em relação ao eixo rotacional 2b. Desse modo, a embreagem de arranque 7 é disposta coaxialmente com o motor de combustão 1, o primeiro motor 2 e o segundo motor 3 no eixo geométrico rotacional AL.
[0042] Se a embreagem de arranque 7 for disposta na parte oca do eixo rotacional 2b do primeiro motor 2 assim como no exemplo mostrado na figura 3, o comprimento total do sistema de acionamento do lado da roda traseira 15 a partir do motor de combustão 1 até as rodas traseiras 4 pode ser reduzido, o que torna possível evitar interferência, por exemplo, na estrutura embaixo do assoalho da carroceria do veículo, ou aumentar a flexibilidade de instalação em uma carroceria de veículo existente, durante a conversão de uma estrutura de carroceria ou configuração existente do veículo. Como resultado disso, os motores podem ser instalados com maior eficiência em um veículo FR existente ou em um veículo com tração nas quatro rodas baseado em um veículo FR.
[0043] O veículo Ve mostrado na figura 4 é configurado para que a transmissão de força entre o segundo motor 3 e o mecanismo de transmissão de força 11 seja executada no lado do segundo motor 3 mais próximo do motor de combustão 1 (o lado esquerdo na figura 4). De maneira específica, no exemplo mostrado na figura 4, uma protuberância 3c que se projeta em direção ao motor de combustão 1 na direção do eixo geométrico rotacional AL é formada em uma extremidade 3b do eixo rotacional 3a do segundo motor 3 no lado mais próximo do motor de combustão 1. Essa protuberância 3c e o mecanismo de transmissão de força 11 são acoplados um no outro por meio de um mecanismo de transmissão de força do tipo engrenagem, um mecanismo de transmissão de força do tipo corrente, ou similares para que possam efetuar a transmissão de força. No exemplo mostrado na figura 4, a protuberância 3c e o mecanismo de transmissão de força 11 são acoplados um no outro por meio de um mecanismo de transmissão de força do tipo corrente 20. Assim como o eixo rotacional 3a, a protuberância 3c possui um formato oco.
[0044] Se o veículo Ve for configurado para que a transmissão de força entre o segundo motor 3 e o mecanismo de transmissão de força 11 seja executada no lado do segundo motor 3 mais próximo do motor de combustão 1, assim como no exemplo mostrado na figura 4, o espaço dentro do compartimento do motor pode ser efetivamente usado para acomodar o mecanismo de transmissão de força 11. Desse modo, o segundo motor 3 pode ser instalado com maior eficiência em um veículo FR existente ou em um veículo com tração nas quatro rodas baseado em um veículo FR.
[0045] No veículo Ve mostrado na figura 5, o primeiro motor 2 e o segundo motor 3 são dispostos nessa ordem a partir do lado mais próximo do motor de combustão 1 (o lado esquerdo na figura 5) no eixo geométrico rotacional AL. No exemplo mostrado na figura 5, o primeiro motor 2 possui um diâmetro externo máximo maior do que o segundo motor 3. Desse modo, no veículo Ve mostrado na figura 5, a ordem do primeiro motor 2 e do segundo motor 3 é primeiramente o motor que possui o diâmetro externo máximo maior (o primeiro motor 2 no exemplo mostrado na figura 5) e depois o outro motor que possui o diâmetro externo máximo menor (o segundo motor 3 no exemplo mostrado na figura 5), a partir do lado mais próximo do motor de combustão 1 na direção frontal-traseira do veículo Ve.
[0046] Se um dos dois motores instalados como fontes de força motriz com o diâmetro externo máximo maior for disposto no lado mais próximo do motor de combustão 1, assim como no exemplo mostrado na figura 5, o espaço dentro do compartimento do motor pode ser efetivamente usado para acomodar o motor que possui o diâmetro externo máximo maior. Além disso, os formatos externos (contornos) da unidade de acionamento híbrido que possui o motor de combustão 1, o primeiro motor 2 e o segundo motor 3 como fontes de força motriz podem ser feitos de modo a se conformarem ao formato do túnel do assoalho de uma carroceria de veículo comum. Desse modo, os motores podem ser instalados de forma altamente eficiente em um veículo FR existente ou em um veículo com tração nas quatro rodas baseado em um veículo FR. Assim como no exemplo mostrado na figura 3 e no veículo Ve mostrado na figura 5, a embreagem de arranque 7 é disposta na parte oca do eixo rotacional 2b do primeiro motor 2. Portanto, o comprimento total do sistema de acionamento do lado da roda traseira 15 pode ser reduzido.
[0047] No veículo Ve mostrado na figura 6, um mecanismo de embreagem 6c provido dentro da transmissão automática 6 funciona como uma embreagem de arranque e a embreagem de arranque 7 é omitida. De maneira específica, no exemplo mostrado na figura 6, a transmissão automática 6 possui o mecanismo de embreagem 6c que permite ou interrompe de forma seletiva a transmissão de força entre o eixo de entrada 6a e o eixo de saída 6b da transmissão automática 6. O mecanismo de embreagem 6c é engatado para permitir a transmissão de torque, desengatado para interromper a transmissão de torque e define a transmissão automática 6 em um estado neutro. A capacidade de transmissão de torque do mecanismo de embreagem 6c pode ser continuamente variada.
[0048] Se o mecanismo de embreagem 6c da transmissão automática 6 funcionar como uma embreagem de arranque, assim como no exemplo mostrado na figura 6, a embreagem de arranque 7 pode ser omitida. Desse modo, o comprimento total do sistema de acionamento do lado da roda traseira 15 a partir do motor de combustão 1 até as rodas traseiras 4 pode ser reduzido. Como resultado disso, os motores podem ser instalados com maior eficiência em um veículo FR existente ou em um veículo com tração nas quatro rodas baseado em um veículo FR.
[0049] O veículo Ve mostrado na figura 7 inclui um mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente 30 que amplifica o torque de saída do segundo motor 3 em dois estágios, ou seja, entre o motor de combustão 1 e a transmissão automática 6, entre o segundo motor 3 e as rodas dianteiras 5. De maneira específica, no exemplo mostrado na figura 7, o mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente 30 é provido entre o segundo motor 3 e o mecanismo de transmissão de força 11.0 mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente 30 possui um primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 31, um segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente 32 com uma velocidade de rotação mais baixa do que o primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 31 e um terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 33 com uma velocidade de rotação mais baixa do que o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente 32. O primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 31 é formado para girar integralmente com o eixo rotacional 3a do segundo motor 3 e possui uma roda dentada 31 a montada em uma extremidade principal (a extremidade no lado esquerdo na figura 7). O segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente 32 está disposto paralelo ao primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 31 na direção de largura do veículo e possui uma roda dentada 32a, que contém um diâmetro maior do que a roda dentada 31a, montada em uma extremidade em um lado (o lado direito na figura 7), e uma roda dentada 32b, que contém um diâmetro menor do que uma roda dentada 33a do terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 33 que será descrito posteriormente, montada em uma extremidade no outro lado (o lado esquerdo na figura 7). O terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 33 é formado para girar integralmente com um eixo de entrada 11a do mecanismo de transmissão de força 11 e tem a roda dentada 33a montada em uma extremidade principal (a extremidade no lado direito na figura 7). Uma corrente 34 é enrolada entre a roda dentada 31a e a roda dentada 32a, e uma corrente 35 é enrolada entre a roda dentada 32b e a roda dentada 33a. Consequentemente, o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente 32 possui uma velocidade de rotação mais baixa do que o primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 31. O terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 33 possui uma velocidade de rotação mais baixa do que o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente 32. Desse modo, o mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente 30 amplifica o torque de saída do segundo motor 3 em dois estágios entre o segundo motor 3 e as rodas dianteiras 5.
[0050] No veículo Ve mostrado na figura 7, o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente 32 e o terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 33 são dispostos, com o eixo geométrico rotacional AL entre os mesmos, separadamente em ambos os lados terminais na direção de largura da carroceria do veículo (a direção de cima para baixo na figura 7). Em outras palavras, o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente 32 e o terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 33 são dispostos nos lados opostos do eixo geométrico rotacional AL.
[0051] Se o mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente 30 que reduz a velocidade de rotação do segundo motor 3 em dois estágios for provido assim como no exemplo mostrado na figura 7, o torque de saída do segundo motor 3 pode ser amplificado de maneira significativa antes de ser transmitido para as rodas dianteiras 5. Consequentemente, o segundo motor 3 pode ter seu tamanho diminuído. O segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente 32 e o terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 33 no mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente 30 são dispostos separadamente na direção de largura do veículo. Desse modo, conforme mostrado na figura 8, o mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente 30 que possui os três eixos rotacionais, ou seja, o primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 31, o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente 32 e o terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente 33, pode ser disposto de modo compacto na direção de largura da carroceria do veículo. Além disso, o espaço na direção de largura da carroceria do veículo pode ser efetivamente usado para acomodar o mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente 30. Além disso, comparado com um mecanismo de transmissão de força do tipo engrenagem, por exemplo, um mecanismo de transmissão de força do tipo corrente como o mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente 30 (também o mecanismo de transmissão de força do tipo corrente 20) permite que haja uma distância maior de eixo para eixo, ou seja, entre dois eixos rotacionais que transmitem torque um para o outro, o que aumenta a flexibilidade do arranjo. Desse modo, o segundo motor 3 e o sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 podem ser instalados com maior eficiência em um veículo FR existente ou em um veículo com tração nas quatro rodas baseado em um veículo FR.
[0052] O veículo Ve mostrado na figura 9 inclui um mecanismo redutor de velocidade 40 que amplifica o torque de saída do segundo motor 3 em dois estágios, ou seja, entre o motor de combustão 1 e a transmissão automática 6, entre o segundo motor 3 e as rodas dianteiras 5. De maneira específica, no exemplo mostrado na figura 9, o mecanismo redutor de velocidade 40 é provido entre o segundo motor 3 e o mecanismo de transmissão de força 11.0 mecanismo redutor de velocidade 40 possui um primeiro eixo redutor de velocidade 41, um segundo eixo redutor de velocidade 42 que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o primeiro eixo redutor de velocidade 41 e um terceiro eixo redutor de velocidade 43 que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o segundo eixo redutor de velocidade 42. O primeiro eixo redutor de velocidade 41 é formado para girar integralmente com o eixo rotacional 3a do segundo motor 3 e possui uma roda dentada 41a montada em uma extremidade principal (a extremidade no lado esquerdo na figura 9). O segundo eixo redutor de velocidade 42 está disposto paralelo ao primeiro eixo redutor de velocidade 41 na direção de largura do veículo e possui uma roda dentada 42a, que contém um diâmetro maior do que a roda dentada 41a, com uma extremidade montada em um lado (o lado direito na figura 9). Em uma extremidade do segundo eixo redutor de velocidade 42 no outro lado (o lado esquerdo na figura 9), uma engrenagem 42b, que possui um diâmetro menor do que uma engrenagem 43a do terceiro eixo redutor de velocidade 43 que será descrito posteriormente, é montada. O terceiro eixo redutor de velocidade 43 funciona como o eixo de entrada 11a do mecanismo de transmissão de força 11 e tem sua engrenagem 43a montada em uma extremidade principal (a extremidade no lado direito na figura 9). Uma corrente 44 é enrolada entre a roda dentada 41a e a roda dentada 42a. A engrenagem 42b e a engrenagem 43a se acoplam uma na outra. Consequentemente, o segundo eixo redutor de velocidade 42 possui uma velocidade de rotação mais baixa do que o primeiro eixo redutor de velocidade 41. O terceiro eixo redutor de velocidade 43 possui uma velocidade de rotação mais baixa do que o segundo eixo redutor de velocidade 42. Desse modo, o mecanismo redutor de velocidade 40 amplifica o torque de saída do segundo motor 3 em dois estágios entre o segundo motor 3 e as rodas dianteiras 5.
[0053] No veículo Ve mostrado na figura 9, o terceiro eixo redutor de velocidade 43 é acoplado, para que possa efetuar a transmissão de força, ao eixo propulsor frontal 12 que transmite força para as rodas dianteiras 5 através da engrenagem diferencial frontal 13. A engrenagem diferencial frontal 13 é uma assim chamada engrenagem de redução final localizada no lado das rodas dianteiras 5 que reduz a velocidade de rotação do eixo propulsor frontal 12 durante a transmissão de força a partir do eixo propulsor frontal 12 até o eixo de acionamento frontal 14. Portanto, o eixo propulsor frontal 12 possui uma velocidade de rotação mais baixa do que o terceiro eixo redutor de velocidade 43 e corresponde ao quarto eixo redutor de velocidade conforme mencionado na modalidade da presente invenção. Desse modo, no veículo Ve mostrado na figura 9, o mecanismo redutor de velocidade 40, que possui quatro eixos no total, é formado conforme mostrado na figura 10.
[0054] Desse modo, no veículo Ve mostrado na figura 9, o mecanismo redutor de velocidade 40 é provido entre o segundo motor 3 e o mecanismo de transmissão de força 11 para reduzir a velocidade de rotação do segundo motor 3 em dois estágios. O mecanismo redutor de velocidade 40 possui quatro eixos rotacionais, o que inclui o eixo rotacional 3a do segundo motor 3 e o eixo propulsor frontal 12, entre o segundo motor 3 e as rodas dianteiras 5 e desses eixos rotacionais, o quarto eixo redutor de velocidade (eixo propulsor frontal 12), localizado mais próximo das rodas dianteiras, e a engrenagem diferencial frontal 13 que é a engrenagem de redução final das rodas dianteiras 5 são acoplados um no outro para que possam efetuar a transmissão de força. Desse modo, a velocidade de rotação do segundo motor 3 pode ser reduzida em três estágios entre o segundo motor 3 e as rodas dianteiras 5. Portanto, o torque de saída do segundo motor 3 pode ser amplificado de maneira significativa antes de ser transmitido para as rodas dianteiras 5. Por extensão, o segundo motor 3 pode ter seu tamanho diminuído e instalado com maior eficiência em um veículo FR existente ou em um veículo com tração nas quatro rodas baseado em um veículo FR.
[0055] Os efeitos operacionais da presente invenção serão descritos a seguir. O veículo híbrido da presente invenção é configurado como um veículo com tração nas quatro rodas ou um veículo com tração em todas as rodas que possui o motor, o primeiro motor e o segundo motor como fontes de força motriz que acionam tanto as rodas dianteiras quanto as rodas traseiras. O motor e o primeiro motor são fontes de força motriz do sistema de acionamento do lado da roda traseira e acionam as rodas traseiras. O segundo motor é a fonte de força motriz do sistema de acionamento do lado da roda dianteira e aciona as rodas dianteiras. O sistema de acionamento do lado da roda traseira e o sistema de acionamento do lado da roda dianteira são independentes um do outro e nenhum torque é transmitido entre esses dois sistemas de acionamento. Isso significa que o segundo motor não transmite torque para o sistema de acionamento do lado da roda dianteira. Por outro lado, o segundo motor está disposto no eixo geométrico rotacional do eixo de manivela do motor junto com o primeiro motor. Portanto, de acordo com a presente invenção, um veículo híbrido com tração nas quatro rodas ou um veículo com tração em todas as rodas é configurado, de modo que seu primeiro motor e seu segundo motor são dispostos coaxialmente com o motor de combustão longitudinalmente posicionado, com esse motor de combustão e os dois motores servindo como fontes de força motriz. Desse modo, é possível configurar um veículo híbrido com tração nas quatro rodas ou um veículo com tração em todas as rodas sem efetuar grandes modificações na estrutura da carroceria ou configuração de um veículo existente, tal como um assim chamado veículo FR cujas rodas traseiras são acionadas por um motor de combustão longitudinalmente posicionado na parte frontal do veículo, ou um veículo com tração nas quatro rodas baseado em tal veículo FR.
[0056] O veículo híbrido da presente invenção inclui a embreagem de arranque entre o primeiro motor e as rodas traseiras. De maneira específica, a embreagem de arranque é provida no lado de saída do motor do sistema de acionamento do lado da roda traseira. É possível acionar com suavidade o veículo híbrido da presente invenção controlando-se o estado de engate dessa embreagem de arranque durante a transmissão do torque do motor para as rodas traseiras para acionar o veículo, o que elimina a necessidade de um conversor de torque que é tipicamente usado. O desengate da embreagem de arranque desconecta o motor de combustão e o primeiro motor do sistema de acionamento do lado da roda traseira. Em tal estado, o veículo híbrido pode viajar por o torque de motor de combustão enviado pelo segundo motor no sistema de acionamento do lado da roda dianteira. Isso significa que o veículo híbrido também é capaz de funcionar como um veículo elétrico usando o segundo motor como a fonte de força motriz.
[0057] O veículo híbrido da presente invenção inclui a transmissão automática entre o primeiro motor e as rodas traseiras. De maneira específica, a transmissão automática é provida no lado de saída do motor no sistema de acionamento do lado da roda traseira. É possível variar de forma apropriada o motor velocidade por meio de tal transmissão automática e transmitir o torque do motor para as rodas traseiras para gerar a força motriz apropriada. Além disso, no veículo híbrido da presente invenção, o mecanismo de embreagem da transmissão automática pode funcionar como a embreagem de arranque, conforme descrito acima, o que elimina a necessidade de uma embreagem de arranque conforme descrita acima e de um conversor de torque.
[0058] No veículo híbrido da presente invenção, tanto o primeiro motor quanto o segundo motor são dispostos coaxialmente com o motor de combustão, e o segundo motor desses motores é disposto mais próximo do motor na direção frontal-traseira do veículo. O motor é disposto em posição longitudinal na parte frontal do veículo. Desse modo, o segundo motor encontra-se disposto mais próximo das rodas dianteiras na direção frontal-traseira do veículo do que quando o segundo motor está disposto no lado de saída do primeiro motor. Portanto, no veículo híbrido da presente invenção, a distância entre o segundo motor e as rodas dianteiras do sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 pode ser reduzida, se comparada com o caso em que o segundo motor é disposto no lado de saída do primeiro motor. Por exemplo, o comprimento do eixo propulsor no sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 pode ser reduzido. E como o eixo propulsor é encurtado, o tamanho e o peso podem ser reduzidos. Além disso, a frequência natural do sistema de rotação e vibração que inclui o eixo propulsor pode ser elevada para que seja possível reduzir a ressonância do sistema de acionamento do lado da roda dianteira durante uma viagem normal (durante o modo de cruzeiro ou viagem com velocidade constante) e aprimorar o desempenho NV do veículo híbrido. Além disso, a quantidade de torção do eixo propulsor durante a transmissão de força pode ser reduzida e, consequentemente, a capacidade de resposta da força motriz no sistema de acionamento do lado da roda dianteira 17 pode ser aprimorada.
[0059] No veículo híbrido da presente invenção, tanto o primeiro motor quanto o segundo motor são dispostos coaxialmente com o motor de combustão, e um dentre o primeiro motor e o segundo motor que possui um diâmetro externo maior é disposto mais próximo do motor na direção frontal-traseira do veículo. Portanto, no veículo híbrido da presente invenção, os motores são dispostos de modo a diminuir o diâmetro externo no lado de saída do motor, que possui em geral o maior diâmetro externo na unidade de acionamento. Desse modo, o espaço em torno do lado de saída do motor pode ser efetivamente usado. Visto que os diâmetros externos dos motores podem ser diminuídos na direção distante do motor e rumo às rodas traseiras, sua interferência em uma estrutura existente em um espaço embaixo do assoalho do veículo pode ser evitada ou reduzida, e o espaço para os ocupantes dentro da cabine do veículo pode ser reservado. Desse modo, os motores podem ser instalados de forma altamente eficiente em um veículo FR existente ou em um veículo com tração nas quatro rodas baseado em um veículo FR para configurar o veículo híbrido.
[0060] O veículo híbrido da presente invenção inclui o mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente entre o segundo motor e as rodas dianteiras. O mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente possui os três eixos rotacionais, ou seja, o primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente, o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente e o terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente, entre o segundo motor e as rodas dianteiras. A corrente é enrolada em torno da roda dentada montada em cada eixo rotacional para formar o mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente. De maneira específica, o mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente que reduz a velocidade de rotação do segundo motor em dois estágios é composto pelo mecanismo de transmissão de força do tipo corrente, no qual a corrente é enrolada entre o primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente e o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente e por um mecanismo de transmissão de força do tipo corrente, no qual a corrente é enrolada entre o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente e o terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente. Desse modo, no veículo híbrido da presente invenção, o torque de saída do segundo motor pode ser amplificado de maneira significativa antes de ser transmitido para as rodas dianteiras. Por extensão, o segundo motor pode ter seu tamanho diminuído. No veículo híbrido da presente invenção, o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente e o terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente são dispostos separadamente na direção de largura da carroceria do veículo. Desse modo, o espaço na direção de largura da carroceria do veículo pode ser efetivamente usado, e o segundo motor e o sistema de acionamento do lado da roda dianteira podem ser instalados de forma altamente eficiente para configurar o veículo híbrido.
[0061] O veículo híbrido da presente invenção também inclui o mecanismo redutor de velocidade entre o segundo motor e as rodas dianteiras. Esse mecanismo redutor de velocidade é composto, por exemplo, por um par de engrenagens redutoras de velocidade e um mecanismo de transmissão de força do tipo corrente, e reduz a velocidade de rotação do segundo motor em dois estágios. O mecanismo redutor de velocidade possui quatro eixos rotacionais, o que inclui o eixo rotacional do segundo motor, entre o segundo motor e as rodas dianteiras, e desses eixos rotacionais, o quarto eixo redutor de velocidade localizado mais próximo das rodas dianteiras e a engrenagem diferencial do lado da roda dianteira que é a engrenagem de redução final das rodas dianteiras são acoplados um no outro para que possam efetuar a transmissão de força. Desse modo, a velocidade de rotação do segundo motor pode ser reduzida em três estágios entre o segundo motor e as rodas dianteiras. Portanto, no veículo híbrido da presente invenção, o torque de saída do segundo motor pode ser amplificado de maneira significativa antes de ser transmitido para as rodas dianteiras. Por extensão, o segundo motor pode ter seu tamanho diminuído.
[0062] Quando o veículo híbrido da presente invenção emprega um motor em linha como o motor que serve como a fonte de força motriz, o sistema de admissão e o sistema de exaustão do motor de combustão longitudinalmente posicionado são respectivamente conectados a duas partes laterais do motor na direção de largura da carroceria do veículo, ou seja, eles são separadamente conectados ao lado de admissão e ao lado de exaustão do motor, conforme descrito acima. O eixo propulsor do sistema de acionamento do lado da roda dianteira é disposto adjacente ao motor, no lado de admissão do motor na direção de largura da carroceria do veículo. Desse modo, é possível acomodar o eixo propulsor do lado da roda dianteira e o sistema de acionamento do lado da roda dianteira aproveitando-se efetivamente o espaço em torno do lado de admissão no lado oposto a partir do sistema de exaustão, o que inclui o cano de escapamento e o catalisador, de modo a evitar interferência no sistema de exaustão. Portanto, é particularmente possível instalar o sistema de acionamento do lado da roda dianteira de forma altamente eficiente para configurar o veículo híbrido, sem efetuar grandes modificações na estrutura da carroceria ou configuração de um veículo existente.
REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Veículo híbrido caracterizado por compreender: um motor de combustão (1) disposto em uma parte frontal de uma carroceria de veículo, em posição longitudinal com a direção do eixo geométrico rotacional de um eixo de manivela (1a) orientada ao longo de uma direção frontal-traseira da carroceria do veículo; uma transmissão automática (6) disposta coaxialmente com o motor de combustão (1), e que aumenta e diminui o torque do motor de combustão (1); um primeiro motor (2) que funciona para gerar eletricidade ao ser acionado pelo torque do motor; uma roda traseira (4) para a qual pelo menos um dentre o torque do motor e o torque de primeiro motor enviado pelo primeiro motor (2) é transmitido para gerar força motriz; um segundo motor (3) que envia o segundo torque do motor; uma roda dianteira (5) para a qual o segundo torque do motor é transmitido para gerar força motriz; e um mecanismo de transmissão de força (11) que aumenta e diminui a força motriz da roda dianteira (5), no qual tanto o primeiro motor (2) quanto o segundo motor (3) são dispostos entre o motor de combustão (1) e a transmissão automática (6), coaxialmente com o motor de combustão (1) e a transmissão automática (6), o primeiro motor (2) é acoplado ao motor de combustão (1), e o segundo motor (3) é acoplado ao mecanismo de transmissão de força (11), sem estar acoplado ao motor de combustão (1) e nem à transmissão automática (6).
2. Veículo híbrido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma embreagem de arranque (7), que permite ou interrompe a transmissão de torque entre o motor de combustão (1) e a transmissão automática (6), é provida entre o motor de combustão (1) e a transmissão automática (6).
3. Veículo híbrido de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a transmissão automática (6) possui um mecanismo de embreagem que permite ou interrompe a transmissão de torque entre um eixo de entrada (6a) e um eixo de saída (6b) da transmissão automática (6).
4. Veículo híbrido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro motor (2) e o segundo motor (3) são dispostos nessa ordem a partir de um lado mais próximo do motor de combustão (1) na direção frontal-traseira.
5. Veículo híbrido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro motor (2) e o segundo motor (3) são diferentes um do outro quanto ao diâmetro externo máximo, e primeiro o primeiro motor (2) e o segundo motor (3) são dispostos em ordem de um motor dentre o primeiro motor (2) e o segundo motor (3) que possui o diâmetro externo máximo maior e depois o outro motor que possui o diâmetro externo máximo menor, a partir de um lado mais próximo do motor de combustão (1) na direção frontal-traseira.
6. Veículo híbrido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de transmissão de força (11) possui um mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente (30) que amplifica o segundo torque do motor em dois estágios, o dito mecanismo redutor de velocidade do tipo corrente (30) possui um primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente (31) que gira integralmente com um eixo rotacional (3a) do segundo motor (3), um segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente (32) que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o primeiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente (31) e um terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente (33) que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente (32), e o segundo eixo redutor de velocidade do tipo corrente (32) e o terceiro eixo redutor de velocidade do tipo corrente (33) são dispostos em lados opostos do eixo geométrico rotacional do eixo de manivela (1a) em uma direção de largura da carroceria do veículo.
7. Veículo híbrido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de transmissão de força (11) possui um mecanismo redutor de velocidade (40) que amplifica o segundo torque do motor em dois estágios, o dito mecanismo redutor de velocidade (40) possui um primeiro eixo redutor de velocidade (41) que gira integralmente com um eixo rotacional (3a) do segundo motor (3), um segundo eixo redutor de velocidade (42) que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o primeiro eixo redutor de velocidade (41) e um terceiro eixo redutor de velocidade (43) que apresenta uma velocidade de rotação mais baixa do que o segundo eixo redutor de velocidade (42), e o terceiro eixo redutor de velocidade (43) é acoplado, para que possa efetuar a transmissão de força, para um quarto eixo redutor de velocidade (12), o quarto eixo redutor de velocidade (12) transmite torque para a roda dianteira (5) através de uma engrenagem diferencial do lado da roda dianteira (13) acoplado à roda dianteira (5).
8. Veículo híbrido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5 e 7, caracterizado pelo fato de que o motor de combustão (1) é um motor em linha que possui uma pluralidade de cilindros (1b) dispostos em fila na direção do eixo geométrico rotacional do eixo de manivela (1a), o motor de combustão (1) possui um lado de admissão (1e) ao qual um sistema de admissão (1c) está conectado e um lado de exaustão (1f) que é o lado oposto ao lado de admissão (1e) em uma direção de largura da carroceria do veículo e ao qual um sistema de exaustão (1d) está conectado, o mecanismo de transmissão de força (11) possui uma engrenagem diferencial do lado da roda dianteira (13) acoplada à roda dianteira (5) e um eixo propulsor do lado da roda dianteira (12) que transmite torque entre o segundo motor (3) e a engrenagem diferencial do lado da roda dianteira (13), e o eixo propulsor do lado da roda dianteira (12) está disposto no lado de admissão (1e) do motor de combustão (1) na direção de largura, com a direção de um eixo geométrico rotacional do eixo propulsor do lado da roda dianteira (12) orientada ao longo da direção frontal-traseira.
9. Veículo híbrido de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o motor de combustão (1) é um motor em linha que possui uma pluralidade de cilindros (1b) dispostos em fila na direção do eixo geométrico rotacional do eixo de manivela (1a), o motor de combustão (1) possui um lado de admissão (1e) ao qual um sistema de admissão (1c) está conectado e um lado de exaustão (1f) que é o lado oposto ao lado de admissão (1e) na direção de largura da carroceria do veículo e ao qual um sistema de exaustão (1d) está conectado, o mecanismo de transmissão de força (11) possui uma engrenagem diferencial do lado da roda dianteira (13) acoplada à roda dianteira (5) e um eixo propulsor do lado da roda dianteira (12) que transmite torque entre o segundo motor (3) e a engrenagem diferencial do lado da roda dianteira (13), e o eixo propulsor do lado da roda dianteira (12) está disposto no lado de admissão (1e) do motor de combustão (1) na direção de largura, com a direção de um eixo geométrico rotacional do eixo propulsor do lado da roda dianteira (12) orientada ao longo da direção frontal-traseira.
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