CN1262439C - 混合驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供小型、低造价的2离合器机构。在混合驱动装置(1)中，通过第1离合器(C₁)把引擎E与电动发动机M连接，通过第2离合器(C₂)把该电动发动机(M)与变速机(T/M)连接，使第1离合器(C₁)和第2离合器(C₂)相互邻接，它们的离合器壳体(11)是共用的。电动发动机(M)最好配置在离合器壳体(11)的径方向外侧。与引擎(E)连接的输入轴(4)、与变速机(T/M)连接的输出轴(5)同轴地对接配置，第1离合器(C₁)和第2离合器(C₂)以其对接位置(P)为界对称。

Description

混合驱动装置

技术领域

本发明涉及用于混合型汽车的混合(hybrid)驱动装置，上述混合型汽车装有引擎和电动发动机(motor generator)二个驱动源。

背景技术

近年来，考虑到环境污染和节能，开发出使用引擎(内燃机)和电动发电机二个驱动源的混合型汽车。这时，因设定了发动、起动、电动机驱动、引擎驱动、再生制动、充电等各种运转模式，所以，在引擎、电动发动机及变速机间，要适当变更动力传递途径。为此，通常是采用二个离合器(见日本特开平9-193676号公报等)。

但是，在混合型汽车的设计中，要求把引擎、电动发动机和二个离合器紧凑地收容在有限的空间内。已往的构造并没有满足该要求，所以整体比较大。

发明内容

本发明的目的是提供用紧凑的构造、实现双离合器机构的混合驱动装置。

本发明的混合驱动装置，通过第1离合器把引擎与电动发动机连接，通过第2离合器把该电动发动机与变速机连接，其特征在于，这些离合器是用油压进行离合动作的湿式多片离合器，离合器壳体是共用的，两个轴是同轴的并且被相互对接配置，使上述第1离合器和第2离合器相互邻接并沿轴向对称，离合器壳体上设置着各离合器共用的板承接部，并且，将上述湿式多片离合器的工作油还用于离合动作的动力输入。

上述电动发动机最好配置在离合器壳体的径方向外侧。

另外，具有与上述引擎连接的输入轴，与上述变速机连接的输出轴，该输入轴和输出轴同轴地对接配置，上述第1离合器和第2离合器以其对接位置为界对称。

附图说明

图1是表示本发明实施例的纵断面图。

图2是图1的要部放大图。

图3是本发明实施例的概略构造图。

图4是另一实施例的概略构造图。

图5是另一实施例的概略构造图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

本实施例的混合驱动装置，装载在车辆上，特别是混合型汽车上。如图1和图3所示，混合驱动装置1串联地配置在作为第1驱动源的引擎E与变速机T/M之间，备有壳体2，在该壳体2内的稍靠前方处(图中左侧为前)，备有作为第2驱动源的电动发动机M。引擎E是燃烧燃料而产生驱动力的内燃机，这里是柴油发动机。变速机T/M是通常的手动变速器，其输出轴(图未示)通过传动轴、差速器与驱动轮连接。电动发动机M与图未示的蓄电装置连接，从蓄电装置接受电力而产生驱动力，并且，在制动时被变速机T/M及驱动轮侧驱动而发电，具有发电机的功能。

图1中，壳体2的前端部(图中左侧为前)用螺栓连接在引擎E的气缸体(图未示)上，壳体2的后端部用螺栓连接在变速机T/M的壳体3上。在壳体2内的稍靠后处，设有二个离合器、即第1离合器C₁和第2离合器C₂，在中心位置设有输入轴4和输出轴5。

输入轴4通过飞轮7和阻尼装置8同轴地与引擎的曲柄轴6连接。输入轴4的前端部，由安装在飞轮7中心部的轴承7a可旋转地支承着。输出轴5同轴地与变速机T/M的输入轴(图未示)连接。输入轴4和输出轴5也相互同轴地配置着，这样，曲柄轴6、输入轴4、输出轴5和变速机T/M的输入轴，全部串联地配置在一个基准轴C上。

如图2的放大图所示，输入轴4的后端与输出轴5的前端相互对接，并采用凹窝嵌合，可相对旋转地连接着。即，在输入轴4的后端设有嵌合孔4a，设在输出轴5前端中心的凸轮5b，夹装着滚针轴承9嵌合在该嵌合孔4a内。在该对接连接部，输入轴4和输出轴5是相同直径，在它们的外周部分别刻有花键10。

第1离合器C₁和第2离合器C₂相邻地配置着，具有共同的离合器壳11，所以可实现小型化，并且，以输入轴4和输出轴5的对接位置为界彼此对称，可实现部件的共同化。即，第1离合器C₁和第2离合器C₂是湿式多片离合器，各自的构成部件有内板轮毂12₁、12₂、内板13₁、13₂、外板14₁、14₂、离合器活塞15₁、15₂、离合器弹簧16₁、16₂、以及弹簧座17₁、17₂，这些构成部件在第1离合器C₁和第2离合器C₂中是同一的，并且，一侧的部件相对于另一侧的部件反转地对称配置，收容在共同的离合器壳11内。

例如，第1离合器C₁的内板轮毂12₁和第2离合器C₂的内板轮毂12₂是完全相同的部件，一方的12₁相对于另一方12₂反转，它们以对接位置P为界对称地配置着。其它构成部件也同样。

内板轮毂12₁、12₂，在内周部具有花键，分别与输入轴4和输出轴5的花键10嵌合，在旋转方向固定，并且借助图未示的固定机构在轴方向也固定。内板轮毂12₁、12₂的断面是コ字形，整体形成为环状，相互留有小间隙地相邻配置。弹簧座17₁、17₂形成为环板状，被输入外筒轴18或输出外筒轴19挟持地支承在内板轮毂12₁、12₂的コ字内。输入外筒轴18和输出外筒轴19分别是离合器壳11的一部分，可相对旋转地嵌合在输入轴4和输出轴5的外周侧，形成为双重轴。在输入轴4和输入外筒轴18之间，设有滚针轴承20。

内板13₁、13₂和外板14₁、14₂，分别是用于传递动力的环状离合器板，各设有若干个，交互重叠着，并且，分别通过花键安装在内板轮毂12₁、12₂的外周部和离合器壳11的内周部。离合器活塞15₁、15₂是コ字形断面，整体成环状，可相对旋转地嵌合在输入外筒轴18和输出外筒轴19的径方向外侧，并且，从轴方向两外侧挟入内板13₁、13₂和外板14₁、14₂地相向配置着。

在对接位置P，设有从离合器壳11向径方向内方突出的板承接座21，该板承接座21是第1离合器C₁和第2离合器C₂共同的离合器板承接座。在离合器活塞15₁、15₂与弹簧座17₁、17₂之间，各设有若干离合器弹簧16₁、16₂，这样，第1离合器C₁的离合器活塞15₁，被推向前方的返回侧，第2离合器C₂的离合器活塞15₂被推向后方的返回侧。

离合器壳11，划分出第1离合器C₁和第2离合器C₂共同的离合器室22，在离合器室22内充满共同的油。离合器壳11一体地具有输入外筒轴18和输出外筒轴19，这些输入外筒轴18和输出外筒轴19，通过一对轴承23、23由壳体2从外周侧支承，可旋转地支承着。设有与轴承23、23邻接的一对密封部件24、24，可防止油泄漏。在壳体2和输入外筒轴18及输出外筒轴19上，设有向离合器活塞15₁、15₂供给作动油压的第1及第2油通路25₁、25₂，该油通路25₁、25₂朝离合器活塞15₁、15₂的动作面开口。这些油通路25₁、25₂借助第1及第2配管26₁、26₂相互分别地与外部的油压供给装置连接。这样，可以单独地、有选择地使离合器活塞15₁、15₂动作。

在壳体2和输入外筒轴18上，设有向离合器室22补给油的供油通路27，该供油通路27朝离合器活塞15₁的非作动面侧开口。供油通路27也通过第3配管26₃与外部的油压供给装置连接，可适当补给从离合器室22泄漏的油。

输入外筒轴18向前方一直延伸到阻尼装置8的紧后面，壳体2的一部分即输入侧筒状部2a位于其径方向外侧，另外，电动发动机M位于其径方向外侧。电动发动机M由固定部m₁和旋转部m₂构成，固定部m₁固定在壳体2的内周壁上，旋转部m₂通过安装法兰28固定在外筒轴18的前端部。这样，旋转部m₂和离合器壳11一体地旋转。

在壳体2内部，设有围绕电动发动机M的冷却水套30，冷却水从下方的入口31导入水套30，从上方的出口32排出。在输入侧筒状部2a与安装法兰28之间，设有用于电动发动机M的旋转检测的解析器29。输出外筒轴19向后方一直延伸到后端附近，壳体2的一部分即输出侧筒状部2b位于其径方向外侧。

下面，说明该混合驱动装置1的动作。

先说明第1离合器C₁的动作。油压从油压供给装置通过第1配管26₁和第1油通路25₁供给到离合器活塞15₁时，离合器活塞15₁被驱动到后方，在与板承接座21之间，将内板13₁和外板14₁相互压接。于是，在板之间产生摩擦力，第1离合器C₁成为接合状态，可传递驱动力。另一方面，当该油压排出时，离合器活塞15₁被离合器弹簧16₁推回到前方，这样，离合器接合力解除，第1离合器C₁成为分离状态。

第2离合器C₂的动作，与第1离合器C₁完全相同，只是在接合、分离时离合器活塞C₂的动作方向与前面的方向相反。因此其详细说明从略。第1离合器C₁和第2离合器C₂的油压系统是分别的油压系统，所以，这些离合器可分别地单独动作。向这些离合器的供油和排油由图未示电子控制装置控制，第1离合器C₁和第2离合器C₂被分别地离合控制。

下面，说明本装置的具体动作。

(1)从引擎停止状态发动车辆时

将第1离合器C₁断开，第2离合器C₂合上，向电动发动机M供给电力。于是，电动发动机M被驱动，其驱动力传给离合器壳11、第2离合器C₂、输出轴5，车辆仅由电动发动机M发动。当电动发动机M的旋转部m₂的旋转，与引擎的怠速旋转相当时，将第1离合器C₁接合。这样，引擎起动。这时的车速通常在5km/h以下。

加速时，一边增加引擎的驱动力，一边减少电动发动机M的驱动力，最后，使电动发动机M的驱动力减至零，只用引擎驱动力加速。

(2)引擎发动后车辆起动时

将第1离合器C₁合上，第2离合器C₂断开，向电动发动机M供给电力。于是，电动发动机M的旋转驱动力，通过离合器壳11、第1离合器C₁、输入轴4，最后传到引擎的曲柄轴6。最初，不喷射燃料，使引擎空转，当引擎的旋转达到怠速旋转以上时，喷射燃料，将引擎发动。这样可防止排出黑烟。然后将第2离合器C₂接合，起动车辆。

(3)只用电动发动机M行驶时

将第1离合器C₁断开，第2离合器C₂合上，停止引擎的燃料喷射，只驱动电动发动机M。于是，电动发动机M的驱动力传递给离合器壳11、第2离合器C₂、输出轴5，车辆行驶。另一方面，由于电动发动机M的驱动力被第1离合器C₁阻断，所以不传给引擎。这样，不用电动发动机M驱动引擎，使引擎成为完全停止状态，可防止驱动损失。

(4)通常行驶时

将第1离合器C₁、第2离合器C₂都合上，驱动引擎，并且不向电动发动机M提供电力。于是，引擎驱动力传给输入轴4、将第1离合器C₁、离合器壳11、第2离合器C₂、输出轴5，车辆仅靠引擎行驶，电动发动机M中仅旋转部m2旋转。

(5)高负荷行驶(全加速时等)时

将第1离合器C₁、第2离合器C₂都合上，驱动引擎及电动发动机M双方。于是，引擎驱动力传给输入轴4、将第1离合器C₁、离合器壳11、第2离合器C₂、输出轴5，同时，电动发动机M的驱动力传到离合器壳11、第2离合器C₂、输出轴5。这样，两者的驱动力都传递给驱动轮，可高速行驶。

(6)轻减速、轻制动时

将第1离合器C₁断开，第2离合器C₂合上。于是，变速机T/M侧的驱动力传给输出轴5、第2离合器C₂、离合器壳11、电动发动机M，电动发动机M被反驱动。这样，电动发动机M发电，减速能量被再生，蓄电装置充电，实现再生制动。这时，由于第1离合器C₁断开，所以，驱动力不传给引擎，可防止因引擎的旋转而引起的摩擦损失。另外，这时可停止引擎的燃料喷射，这样，可避免怠转的燃料消费，节省燃料费。

(7)急减速、急制动时

将第1离合器C₁、第2离合器C₂都合上，用变速机T/M侧的驱动力将电动发动机M和引擎两者反驱动。这样，除了再生制动外还可利用引擎的摩擦损失，更提高减速力、制动力。

(8)通常的车辆停止时

停止引擎的燃料喷射，将引擎停止。

(9)伴随发电的车辆停止时

将第1离合器C₁合上，第2离合器C₂断开，驱动引擎。于是，引擎的驱动力传给输入轴4、第1离合器C₁、离合器壳11、电动发动机M，电动发动机M被反驱动。这样，电动发动机M发电，可对蓄电装置充电。

如上所述，本装置可实现各种运转模式，提高燃料利用率和排气。

本装置中，使第1离合器C₁和第2离合器C₂相互邻接，采用共同的离合器壳11，所以，与各自单独时相比，可以使离合器小型化，也可以减少零部件数目。离合器小型化的结果，装置全体也可实现小型化。另外，离合器室22的容积和离合器油的需要量也可减少，可实现油压供给装置的小规模化。另外，由于密封部位也减少，所以可减少密封部件，密封更加容易。

另外，由于使输入轴4和输出轴5对接，以其对接位置P为界对称地构成第1离合器C₁和第2离合器C₂，所以，如前所述，离合器构成部件可采用同样的部件，可大幅度削减部件成本。另外，由于各部件密集在对接位置P附近，所以，离合器整体可显著小型化。

图1装置的构造如图3所示。但是作为其它实施例，也可以如图4和图5所示。图4例中，电动发动机M不是配置在输入外筒轴18的径方向外侧，而是配置在输出外筒轴19的径方向外侧。图5例中，电动发动机M配置在离合器壳体11的径方向外侧。图4例中，装置全长和半径距离与上述实施例基本相同。图5例中，半径距离比上述实施例大，但装置全长缩短，所以整体的大小与上述实施例基本上相同。因此，也具有上述实施例的优点和特征。另外，由于输入外筒轴18和输出外筒轴19是离合器壳11的一部分，所以，无论哪个实施例中，电动发动机M都配置在离合器壳11的径方向外侧。

本发明的实施例也可考虑为其它各种。例如，引擎是汽油发动机等。本发明可用于F R车、F F车等一切引擎构造、驱动方式的车辆。本实施例中，引擎的曲柄轴和变速机输入轴与本装置的输入轴及输出轴是同轴，但并不限于此。上述说明所述的：“前”、“后”等词，是为了便于说明而采用的词，并没有限定朝向或方向的意思。

本发明有以下效果。

(1)能实现小型的2离合器机构。

(2)可削减部件成本。

Claims (2)

1.一种混合驱动装置，通过第1离合器把引擎与电动发动机连接，通过第2离合器把该电动发动机与变速机连接，其特征在于，这些离合器是用油压进行离合动作的湿式多片离合器，离合器壳体是共用的，两个轴是同轴的并且被相互对接配置，使上述第1离合器和第2离合器相互邻接并沿轴向对称，离合器壳体上设置着各离合器共用的板承接部，并且，将上述湿式多片离合器的工作油还用于离合动作的动力输入。

2.如权利要求1所述的混合驱动装置，其特征在于，上述电动发动机配置在离合器壳体的径方向外侧。

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