CN109555853A

CN109555853A - 电动车

Info

Publication number: CN109555853A
Application number: CN201811107071.6A
Authority: CN
Inventors: 关口匡史; 关优志
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2038-09-21
Also published as: US10744862B2; US20190092157A1; JP2019059412A; JP6338003B1; CN109555853B

Abstract

一种电动车，该电动车以电动机为驱动源，不具备对利用来自所述电动机的动力驱动的驱动轮传递动力的内燃机，该电动车具备：变矩器，其与所述电动机的输出轴配置在同一轴线上，被从所述电动机传递动力；自动变速器，其设置于所述电动机与所述驱动轮之间的动力传递路径上，能够形成切断动力的变速档；以及机械式油泵，其设置于所述动力传递路径上的比所述自动变速器靠从所述电动机向所述驱动轮的动力传递方向上游侧，利用来自所述电动机的动力来驱动。所述机械式油泵配置在所述电动机内。

Description

电动车

技术领域

本发明涉及一种电动车。

背景技术

在日本特开2016-033374所公开的电动车中，电动发电机与自动变速器的输入轴连结。从电动发电机经由输入轴传递到自动变速器的转矩按预定的传动比变更，变更后的转矩从自动变速器的输出轴输出。然后，从所述输出轴输出的转矩经由差速器(differential)和驱动轴向驱动轮传递。

发明内容

然而，日本特开2016-033374所公开的电动车在以下的方面有改善的余地。详细而言，当为了能够进一步增大从电动发电机输出的转矩并将其向驱动轮传递而将自动变速器的传动比的范围设定为更高的传动比的范围时，需要使自动变速器的轴数增加且/或使自动变速器的齿轮大型化，从而导致设置空间的自由度降低。另外，当不将自动变速器的传动比的范围设定为更高的传动比的范围，而是使电动发电机大型化来增大输出转矩时，会导致成本上升。

本发明提供一种电动车，该电动车构成为，能够不引起以将自动变速器的传动比的范围设定为更高的传动比的范围为起因的设置空间的自由度的降低、以电动机的大型化为起因的成本上升地使从电动机向驱动轮传递的转矩增大。

本发明的一技术方案涉及的电动车以电动机为驱动源，不具备对利用来自所述电动机的动力驱动的驱动轮传递动力的内燃机。所述电动车具备变矩器、自动变速器以及机械式油泵。所述变矩器与所述电动机的输出轴配置在同一轴线上，被从所述电动机传递动力。所述自动变速器设置于所述电动机与所述驱动轮之间的动力传递路径上，能够形成切断动力的变速档。所述机械式油泵设置于所述动力传递路径上的比所述自动变速器靠从所述电动机向所述驱动轮的动力传递方向上游侧，利用来自所述电动机的动力来驱动。所述机械式油泵配置在所述电动机内。

根据该构成，与将油泵和电动机排列地设置于同一轴线上的情况相比，能够缩短电动车的电动机的转子轴的轴线方向上的宽度。

在本发明的上述技术方案涉及的电动车中，可以在所述变矩器的输出轴具备与末端从动齿轮啮合的锥齿轮。

根据该构成，不需要中间轴(counter shaft)，能够实现成本的降低、设置空间的自由度的提高、轻量化等。

在本发明的上述技术方案涉及的电动车中，可以在所述电动机内具备所述自动变速器。

根据该构成，与将自动变速器和电动机排列地设置于同一轴线上的情况相比，能够进一步缩短电动车的电动机的转子轴的轴线方向上的宽度。

在本发明的上述技术方案涉及的电动车中，所述自动变速器可以包括彼此平行地配置的变速器输入轴和变速器输出轴、低速档侧变速机构、高速档侧变速机构、同步式啮合离合器以及摩擦离合器。所述低速档侧变速机构设置于所述变速器输入轴与所述变速器输出轴之间的动力传递路径上、并且与所述变速器输出轴设置于同一轴线上，形成低速档。所述高速档侧变速机构设置于所述变速器输入轴与所述变速器输出轴之间的动力传递路径上、并且与所述变速器输入轴设置于同一轴线上，形成高速档。所述同步式啮合离合器切断/接通所述变速器输出轴与所述低速档侧变速机构之间的动力传递。所述摩擦离合器切断/接通所述变速器输入轴与所述高速档侧变速机构之间的动力传递。

根据该构成，能够确保降档变速时的响应性。

在本发明的上述技术方案涉及的电动车中，在与电动机的输出轴相同的轴线上配置变矩器，由此能够通过变矩器使得用于驱动驱动轮的电动机的动力增大。由此，能够不引起以将自动变速器的传动比的范围设定为更高的传动比的范围为起因的设置空间的自由度的降低、以电动机的大型化为起因的成本上升地使从电动机向驱动轮传递的转矩增大。另外，在自动变速器为空档的状态下，即使在停车时等也能够利用电动机的动力来驱动油泵。

附图说明

以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是示出实施方式1涉及的电动车的大致构成的骨架图。

图2是示出实施方式2涉及的电动车的大致构成的骨架图。

图3示出图2所示的实施方式2的变形例涉及的电动车的大致构成，并且是将机械式油泵和自动变速器设置于电动发电机外的情况下的骨架图。

图4示出图3所示的电动车的变形例，并且是示出将机械式油泵与电动发电机配置在同一轴线上的电动车的大致构成的一个例子的骨架图。

图5示出图3所示的电动车的变形例，并且是示出将自动变速器与电动发电机不同轴地配置的情况下的大致构成的一个例子的骨架图。

图6示出图4所示的电动车的变形例，并且是示出将自动变速器与电动发电机不同轴地配置的情况下的大致构成的一个例子的骨架图。

图7是示出实施方式3涉及的电动车的大致构成的骨架图。

图8示出图7所示的电动车的变形例，并且是示出将自动变速器设置于电动发电机外的情况下的大致构成的一个例子的骨架图。

图9示出图8所示的电动车的变形例，并且是示出将机械式油泵设置于电动发电机外的情况下的大致构成的一个例子的骨架图。

具体实施方式

以下，对应用了本发明的FF(Front engine Front drive：前置前驱)方式的电动车的实施方式进行说明。此外，本发明的技术范围不被下述的实施方式所限定。例如，也能够将本发明应用于采用了RR(Rear engine Rear drive：后置后驱)方式的电动车。进而，也能够将本发明应用于燃料电池车、具有发电用的内燃机的增程器(Range-Extender)型的车辆。

[实施方式1]

图1是示出实施方式1涉及的电动车1的大致构成的骨架图。如图1所示，电动车1具备作为驱动系统构成要素的、电动发电机2、机械式油泵3、变矩器4、自动变速器5、差速器10、驱动轴11A、11B以及驱动轮12A、12B等。

作为电动机的一个例子的电动发电机2具备转子轴2a、定子2b以及转子2c，电动发电机2有时作为产生电动车1的行驶用的动力的驱动源发挥作用。所述电动发电机2构成为使用来自未图示的蓄电池的电力来产生动力从而驱动驱动轮12A、12B。另外，电动发电机2构成为将来自驱动轮12A、12B的旋转能量变换为电能而充入所述蓄电池。

在电动发电机2中，转子2c可旋转地设置于定子2b的径向内侧。另外，在电动发电机2内具备机械式油泵3，机械式油泵3在转子2c的径向内侧的位置连结于转子轴2a的一端部。机械式油泵3伴随转子轴2a的旋转而被驱动，向包括电动发电机2的需要冷却和/或润滑的部分供给油。在机械式油泵3配置在电动发电机2内的转子2c的径向内侧的情况下，与在与输出轴4f相同的轴线上排列地配置机械式油泵3和电动发电机2的情况相比，能够进一步缩短电动车1的轴线方向(以下，在本发明的实施方式中，只要没有特别明示，“轴线方向”就是指转子轴2a的轴线方向)的宽度。

变矩器4包括泵轮(pump impeller)4a、涡轮4b、定子4c、未图示的单向离合器、罩4d、锁止离合器4e以及输出轴4f等。变矩器4与电动发电机2配置在同一轴线上。电动发电机2的转子轴2a经由罩4d连接于泵轮4a。泵轮4a经由工作流体向涡轮4b传递转矩。定子4c构成为使从泵轮4a向涡轮4b传递的转矩增大。所述单向离合器构成为将定子4c的旋转方向限制为一个方向。锁止离合器4e构成为能够通过接合而从罩4d向输出轴4f直接传递动力。输出轴4f的电动发电机2侧的一端部与涡轮4b连接，另一端部与自动变速器5的输入轴6连接。

自动变速器5包括输入轴6、输出轴7、低速档侧变速机构8以及高速档侧变速机构9等。输入轴6与输出轴7不同轴地配置。

低速档侧变速机构8包括结合于输入轴6的齿轮8a、被输出轴7支承为旋转自如且与齿轮8a啮合的齿轮8b、以及啮合离合器8c等。啮合离合器8c是同步式啮合离合器。啮合离合器8c包括一体且可旋转地设置于齿轮8b的离合器齿轮8d、结合于输出轴7的离合器毂(clutch hub)8e以及连接套(coupling sleeve)8f。

通过使配置在离合器齿轮8d和离合器毂8e的外周的外齿与配置在连接套8f的内周的内齿啮合，啮合离合器8c成为接合状态。通过使连接套8f的内齿不与离合器齿轮8d的外齿和离合器毂8e的外齿接合、或者使连接套8f的内齿不与离合器齿轮8d的外齿或离合器毂8e的外齿接合，啮合离合器8c成为分离状态。通过未图示的致动器使连接套8f移动，使啮合离合器8c成为接合状态，由此经由啮合离合器8c连结齿轮8b与输出轴7。另外，通过未图示的致动器使连接套8f移动，使啮合离合器8c成为分离状态，由此解除齿轮8b与输出轴7的连结。

高速档侧变速机构9由被输入轴6支承为旋转自如的齿轮9a、结合于输出轴7的与齿轮9a啮合的齿轮9b、以及摩擦离合器9c等构成。摩擦离合器9c包括一体且可旋转地设置于齿轮9a的从动板(driven plate)9d、和结合于输入轴6的传动板(drive plate)9e。

通过未图示的致动器按压从动板9d和传动板9e，由此摩擦离合器9c成为接合状态，经由摩擦离合器9c连结齿轮9a与输入轴6。另外，通过解除未图示的致动器对从动板9d和传动板9e的按压，摩擦离合器9c成为分离状态，解除齿轮9a与输入轴6的连结。

在自动变速器5中，通过使啮合离合器8c成为接合状态，使摩擦离合器9c成为分离状态，由此，从变矩器4的输出轴4f向输入轴6输入的转矩通过低速档侧变速机构8按低速档的传动比变更，变更后的转矩向输出轴7传递。在自动变速器5中，通过使啮合离合器8c成为分离状态，使摩擦离合器9c成为接合状态，由此，从变矩器4的输出轴4f向输入轴6输入的转矩通过高速档侧变速机构9按高速档的传动比变更，变更后的转矩向输出轴7传递。通过使啮合离合器8c和摩擦离合器9c均成为分离状态，自动变速器5形成能够切断动力传递的变速档，从而成为从变矩器4的输出轴4f向输入轴6输入的动力不向输出轴7传递的空档状态。

在从自动变速器5的低速档向高速档切换的升档变速时，使接合状态的啮合离合器8c分离，并且使开放状态的摩擦离合器9c接合。在从自动变速器5的高速档向低速档切换的降档变速时，使接合状态的摩擦离合器9c一边滑动一边分离，并且使分离状态的啮合离合器8c接合。由此，确保了降档变速时的响应性。

结合于输出轴7的齿轮9b也与设置于差速器10的末端从动齿轮即差速器环齿轮(differential ring gear)10a啮合。齿轮9b和差速器环齿轮10a构成用于在自动变速器5与差速器10之间进行动力传递的末端齿轮副。从齿轮9b向差速器环齿轮10a传递的动力经由差速器10向连结于驱动轮12A、12B的驱动轴11A、11B传递从而驱动驱动轮12A、12B。

在实施方式1涉及的电动车1中，变矩器4与电动发电机2配置在同一轴线上、并且配置在电动发电机2与自动变速器5之间的动力传递路径上。由此，能够通过变矩器4使从电动发电机2输出的转矩增大并向自动变速器5输入增大后的转矩。

因此，在实施方式1涉及的电动车1中，即使减小电动发电机2的尺寸，也能够向自动变速器5输入与在电动发电机2与自动变速器5之间的动力传递路径上未设置变矩器4的构成同等大小的转矩。由此，通过使电动发电机2小型化，能够实现相应的成本削减、设置空间的自由度的提高等。另外，能够不引起以将自动变速器5的传动比的范围设定为更高的传动比的范围为起因的设置空间的自由度的降低、以电动发电机2的大型化为起因的成本上升地使从电动发电机2向驱动轮12A、12B传递的转矩增大。

在实施方式1涉及的电动车1中，在电动发电机2与自动变速器5之间的动力传递路径上配置变矩器4。由此，能够缓和由变矩器4向电动发电机2传递来自路面的干扰的情况。由此，能够进一步提高电动发电机2的控制精度，能够进一步提高效率。

另外，在实施方式1涉及的电动车1中，在向驱动轴11A、11B传递电动发电机2的动力的动力传递路径上的比自动变速器5靠上游侧的位置配置机械式油泵3。由此，能够在通过使自动变速器5成为空档状态而没有进行从自动变速器5向驱动轴11A、11B的动力传递的状态下，利用电动发电机2的动力来驱动机械式油泵3。由此，即使在停车时等，也能够通过机械式油泵3向包括电动发电机2的需要冷却和/或润滑的部分供给油。

[实施方式2]

以下，对应用了本发明的电动车1的实施方式2进行说明。图2是示出实施方式2涉及的电动车的大致构成的骨架图。此外，针对与在实施方式1涉及的电动车1的说明中使用的图1相同的标号，省略详细的说明。

如图2所示，在实施方式2涉及的电动车1中，电动发电机2、机械式油泵3、变矩器4以及自动变速器5设置于同一轴线上。机械式油泵3在电动发电机2内的转子2c的径向内侧的位置配置成连结于转子轴2a的一端部。自动变速器5配置在位于电动发电机2内的转子2c的径向内侧、并且位于比机械式油泵3接近变矩器4的位置。自动变速器5按预定的传动比变更从电动发电机2的转子轴2a传递来的转矩，并将变更后的转矩从输出轴7向变矩器4的罩4d传递。此外，作为自动变速器5的构成，不限定于在实施方式1中使用图1所说明的构成，例如也可以是具备带式的无级变速器的构成等其他构成。

另外，在实施方式2涉及的电动车1中，与变矩器4的输出轴4f不同轴地配置有中间轴24，在该中间轴24设置有中间从动齿轮22和末端传动齿轮23。中间从动齿轮22与设置于变矩器4的输出轴4f的中间传动齿轮21啮合。另外，末端传动齿轮23与差速器环齿轮10a啮合。

从自动变速器5的输出轴7向变矩器4的罩4d输入且通过变矩器4增大了的转矩从变矩器4的输出轴4f依次向中间传动齿轮21、中间从动齿轮22、中间轴24以及末端传动齿轮23传递。从末端传动齿轮23向差速器环齿轮10a传递的转矩经由差速器10向连结于驱动轮12A、12B的驱动轴11A、11B传递从而驱动驱动轮12A、12B。

在实施方式2涉及的电动车1中，自动变速器5配置在电动发电机2的转子2c的径向内侧。由此，与将自动变速器5和电动发电机2排列地配置在同一轴线上的情况相比，能够进一步缩短电动车1的轴线方向的宽度。

实施方式2涉及的图2所示的电动车1的构成也可以如图3所示那样变更，即，将机械式油泵3和自动变速器5设置于电动发电机2外。

在图3所示的电动车1中，自动变速器5配置在与电动发电机2和变矩器4相同的轴线上、并且配置在相对于变矩器4与电动发电机2相反的一侧。自动变速器5按预定的传动比变更从变矩器4的输出轴4f传递来的转矩，将变更后的转矩从输出轴7向中间传动齿轮21传递。

在图3所示的电动车1中，与电动发电机2和变矩器4不同轴地配置机械式油泵3。机械式油泵3具备与随变矩器4的定子4c一起旋转的输出齿轮32啮合而进行动力传递的输入齿轮31、和设置所述输入齿轮31的输入轴33。机械式油泵3利用伴随变矩器4的定子4c的旋转而经由输出齿轮32、输入齿轮31以及输入轴33传递的动力来驱动。机械式油泵3向包括电动发电机2的需要冷却和/或润滑的部分供给油。

在图3所示的电动车1中，能够利用电动发电机2的动力使变矩器4的定子4c旋转而驱动机械式油泵3。此外，在图3所示的电动车1中，还能够利用驱动轮12A、12B的旋转力来驱动机械式油泵3。即，在使电动发电机2停止而电动车1进行惯性行驶时，使变矩器4的锁止离合器4e成为分离状态，使驱动轮12A、12B的旋转力经过动力传递路径向定子4c传递。由此，能够驱动机械式油泵3直到电动车1为即将停车的低车速为止。

实施方式2的变形例涉及的图3所示的电动车1的构成也可以如图4所示那样变更，即，将机械式油泵3配置在与电动发电机2、变矩器4以及自动变速器5相同的直线上、并且配置在比变矩器4靠从电动发电机2向驱动轮12A、12B的动力传递方向的下游侧的位置。

在图4所示的电动车1中，在变矩器4与自动变速器5之间的动力传递路径上配置能够与变矩器4的定子4c一起旋转的机械式油泵3。机械式油泵3伴随变矩器4的定子4c的旋转而被驱动，向包括电动发电机2的需要冷却和/或润滑的部分供给油。

在图4所示的电动车1中也是，在进行所述惯性行驶时，使变矩器4的锁止离合器4e成为分离状态，使驱动轮12A、12B的旋转力经过动力传递路径向定子4c传递。由此，能够驱动机械式油泵3直到电动车1为即将停车的低车速为止。

实施方式2的变形例涉及的图3所示的电动车1的构造也可以如图5所示那样变更，即，将自动变速器5和与电动发电机2不同轴地设置的中间轴24配置在同一轴线上。实施方式2的变形例涉及的图4所示的电动车1的构造也可以如图6所示那样变更，即，将自动变速器5和与电动发电机2不同轴地设置的中间轴24配置在同一轴线上。由此，与将自动变速器5配置在电动发电机2外并且与电动发电机2配置在同一轴线上的情况相比，能够进一步缩短电动车1的轴线方向的宽度。

[实施方式3]

以下对应用了本发明的电动车1的实施方式3进行说明。图7是示出实施方式3涉及的电动车的大致构成的骨架图。此外，针对与在实施方式1和实施方式2涉及的电动车1的说明中使用的图1～图6相同的标号，省略详细的说明。

如图7所示，在实施方式3涉及的电动车1中，电动发电机2、机械式油泵3、变矩器4以及自动变速器5设置于同一轴线上。机械式油泵3在电动发电机2内的转子2c的径向内侧的位置配置成连结于转子轴2a的一端部。自动变速器5配置在位于电动发电机2的转子2c的径向内侧、并且比机械式油泵3靠变矩器4侧的位置。自动变速器5按预定的传动比变更从电动发电机2的转子轴2a传递来的转矩，并将变更后的转矩从输出轴7向变矩器4的罩4d传递。此外，作为自动变速器5的构成，不限定于在实施方式1中使用图1所说明的构成，例如也可以是具备带式的无级变速器的构成等其他构成。

另外，在实施方式3涉及的电动车1中，在与变矩器4的输出轴4f正交的轴线上配置差速器10，在输出轴4f的与电动发电机2侧端部相反的一侧的端部设置有锥齿轮41。差速器环齿轮10a具有与锥齿轮41啮合的锥齿。从变矩器4的输出轴4f输出的动力从锥齿轮41向差速器环齿轮10a传递。所述动力经由差速器10向连结于驱动轮12A、12B的驱动轴11A、11B传递从而驱动驱动轮12A、12B。

如上所述，在实施方式3涉及的电动车1中，使用锥齿轮41和具有锥齿的差速器环齿轮10a进行从变矩器4向差速器10的动力传递。由此，因为不需要在变矩器4与差速器10之间的动力传递路径上设置中间轴等，能够实现相应的成本降低、设置空间的自由度的提高、轻量化等。

实施方式3涉及的图7所示的电动车1的构成也可以如图8所示那样变更，即，将自动变速器5配置在与电动发电机2和变矩器4相同的轴线上、并且配置在相对于变矩器4与电动发电机2相反的一侧。在图8所示的电动车1中，自动变速器5按预定的传动比变更从变矩器4的输出轴4f传递来的转矩，并将变更后的转矩从输出轴7向锥齿轮41传递。

实施方式3的变形例涉及的图8所示的电动车1的构造也可以如图9所示那样变更，即，将机械式油泵3设置于电动发电机2外。在图9所示的电动车1中，与电动发电机2和变矩器4不同轴地配置机械式油泵3。机械式油泵3具备与随变矩器4的定子4c一起旋转的输出齿轮32啮合而进行动力传递的输入齿轮31、和设置所述输入齿轮31的输入轴33。机械式油泵3利用伴随变矩器4的定子4c的旋转而经由输出齿轮32、输入齿轮31以及输入轴33传递的动力来驱动，向包括电动发电机2的需要冷却和/或润滑的部分供给油。

Claims

1.一种电动车，该电动车以电动机为驱动源，不具备对利用来自所述电动机的动力驱动的驱动轮传递动力的内燃机，

该电动车的特征在于，具备：

变矩器，其与所述电动机的输出轴配置在同一轴线上，被从所述电动机传递动力；

自动变速器，其设置于所述电动机与所述驱动轮之间的动力传递路径上，能够形成切断动力的变速档；以及

机械式油泵，其设置于所述动力传递路径上的比所述自动变速器靠从所述电动机向所述驱动轮的动力传递方向上游侧，利用来自所述电动机的动力来驱动，

在所述电动机内具备所述机械式油泵。

2.根据权利要求1所述的电动车，其特征在于，

在所述变矩器的输出轴具备与末端从动齿轮啮合的锥齿轮。

3.根据权利要求1或2所述的电动车，其特征在于，

在所述电动机内具备所述自动变速器。

4.根据权利要求1或2所述的电动车，其特征在于，

所述自动变速器具备：

彼此平行地配置的变速器输入轴和变速器输出轴；

形成低速档的低速档侧变速机构，该低速档侧变速机构设置于所述变速器输入轴与所述变速器输出轴之间的动力传递路径上、并且与所述变速器输出轴设置于同一轴线上；

形成高速档的高速档侧变速机构，该高速档侧变速机构设置于所述变速器输入轴与所述变速器输出轴之间的动力传递路径上、并且与所述变速器输入轴设置于同一轴线上；

同步式啮合离合器，其用于切断/接通所述变速器输出轴与所述低速档侧变速机构之间的动力传递；以及

摩擦离合器，其用于切断/接通所述变速器输入轴与所述高速档侧变速机构之间的动力传递。