-
Verwandte Anmeldung
-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-085248 , die am 04. April 2012 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch Querverweis in die vorliegende Anmeldung einbezogen ist.
-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Triebwerk für ein Hybridfahrzeug und insbesondere ein Triebwerk für ein Hybridfahrzeug, das eine Brennkraftmaschine, einen Generator und einen Traktionsmotor (Fahrmotor) umfasst und dafür ausgebildet ist, unter Verwendung von Lagern an der Fahrzeugkarosserie befestigt zu werden.
-
Stand der Technik
-
Die meisten serienmäßigen Hybridautomobile weisen einen Generator auf, der von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, um eine Batterieeinheit wieder aufzuladen. Die Batterieeinheit versorgt einen elektrischen Traktionsmotor mit Energie. Der Traktionsmotor treibt mindestens ein Antriebsrad eines serienmäßigen Hybridautomobils an. Einige Antriebseinheiten, die in solchen Hybridautomobilen eingebaut sind und Hybridautomobil-Antriebseinheiten genannt werden, weisen eine Brennkraftmaschine mit einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle auf, die entlang einer Querrichtung (von Seite zu Seite) eines Automobils verläuft, einen Generator, der an einem jener zwei Enden der Brennkraftmaschine befestigt ist, welche entlang der Querachse voneinander beabstandet sind, und einen elektrischen Traktionsmotor, der in Bezug auf eine (von vorn nach hinten verlaufende) Längsachse des Automobils an der hinteren Seite des Generators angeordnet ist. Es ist ein Beispiel von Strukturen zum Befestigen einer Antriebseinheit an dem Fahrzeugfahrgestell bekannt, in welchem die Antriebseinheit durch Lager an dem Fahrzeugfahrgestell befestigt ist (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). Die Lager weisen einen zylindrischen Innenring auf, ein schwingungsdämpfendes Gummielement, welches den zylindrischen Innenring umgibt, und einen zylindrischen Außenring, welcher das schwingungsdämpfende Gummielement umgibt.
-
Bei einer solchen bekannten Struktur ist das Lager für eine Generatorseite der Antriebseinheit an einer Seitenelement-Seite des Fahrzeugfahrgestells befestigt, die in Bezug auf dem Generator in einer seitlichen Position angeordnet ist. Genauer, dieses Lager ist so positioniert, dass eine Achse seines zylindrischen Innenringes entlang einer Querrichtung eines Automobils verläuft und an vertikalen Wänden eines Wechselrichter-Tragarmes oder vertikalen Wänden eines Seitenelements durch einen Bolzen befestigt ist, der in den zylindrischen Innenring eingesetzt ist. Der zylindrische Außenring dieses Lagers ist mit einem Tragarm verbunden, der für die Generatorseite der Antriebseinheit vorgesehen ist. Dieser Tragarm ist an mehreren Punkten auf derjenigen Stirnseite des Generators befestigt, welche entlang der Querrichtung des Automobils ausgerichtet ist.
-
Dokument des Standes der Technik
-
Patentliteratur
-
- Patentliteratur 1: JP-A 2011-068229
-
Bei der oben erwähnten Struktur zum Befestigen der Antriebseinheit ist ein zwischen dem zylindrischen Innenring des Lagers und dem Generator definierter Zwischenraum klein, da dieses Lager in Bezug auf den Generator in einer seitlichen Position angeordnet ist (oder in einer Position, die von dem Generator entlang der Querrichtung des Automobils beabstandet ist). Dies kann dazu führen, dass es einem Arbeiter einige Schwierigkeiten bereitet, ein Werkzeug, das dafür ausgebildet ist, einen Bolzen festzuziehen (oder zu lösen), in den Zwischenraum entlang der Achse des zylindrischen Innenringes einzusetzen, um die Antriebseinheit während der Ausführung der Arbeiten zur Wartung der Antriebseinheit aus der Fahrzeugkarosserie auszubauen und danach wieder einzubauen. Andererseits kann es dem Arbeiter einige Schwierigkeiten bereiten, das Werkzeug in einen Zwischenraum einzusetzen, der die Stelle umgibt, wo der Tragarm an dem Generator befestigt ist, da es erforderlich ist, eine störende Seitenwand des Tragarmes zu umgehen. Die oben erwähnten Schwierigkeiten, die bei der Struktur vorgefunden werden, können zu einer erschwerten Durchführbarkeit des Zusammenbaus des Tragarmes mit dem Generator und dem Lager führen.
-
Wenn eine Antriebseinheit von unten aus einem Automobil ausgebaut werden muss, werden zuerst sämtliche Strukturelemente des Fahrzeugs unter der Antriebseinheit (zum Beispiel eine Bodenplatte, Seitenelemente, ein Stabilisator und Ähnliches), welche große Abmessungen aufweisen, ausgebaut, nachdem das Fahrzeug hochgehoben wurde. Anschließend werden mehrere Anschlussstellen (Bolzen), welche einen Tragarm für die Generatorseite der Antriebseinheit an dem benachbarten Lager befestigen, ausgebaut, bevor die Antriebseinheit ausgebaut wird. Die bekannte Struktur zum Befestigen der Antriebseinheit an dem Fahrzeugfahrgestell erhöht die Arbeitsbelastung des Arbeiters aufgrund der schweren und anspruchsvollen Arbeit, die zum Trennen und erneuten Verbinden der Fahrzeugkarosserie und der Strukturelemente des Fahrzeugs (insbesondere der Seitenelemente) erforderlich ist und durch die Schwierigkeit des Einsetzens des Werkzeugs aufgrund des Vorhandenseins einer störenden Seitenwand des Tragarmes verursacht wird, wie in der obigen Beschreibung dargelegt wurde.
-
Bei der bekannten Struktur zum Befestigen der Antriebseinheit besteht die Möglichkeit, dass eine der Anschlussstellen, die verwendet werden, um den Tragarm an der Generatorseite der Antriebseinheit zu befestigen, sich näher an der Verbindungsstelle zwischen dem Generator und dem Traktionsmotor befindet als die anderen Anschlussstellen. Dies verursacht eine konzentrierte Übertragung von Belastungen auf die Anschlussstelle, die sich nahe der Verbindungsstelle zwischen dem Generator und dem Traktionsmotor befindet, wenn beim Starten des Fahrzeugs starke Schwingungen des Traktionsmotors auf den Generator übertragen werden. Dies kann eine kurze Lebensdauer der Anschlussstellen zwischen dem Tragarm und dem Generator zur Folge haben, da die Konzentration von Beanspruchungen auf diejenige Anschlussstelle, die den Tragarm an der Generatorseite der Antriebseinheit befestigt, einen Verschleiß der Anschlussstellen auf der Generatorseite der Antriebseinheit zur Folge hat.
-
Kurzdarstellung der Erfindung
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welche eine lange Lebensdauer und eine verbesserte Durchführbarkeit von Arbeiten gewährleistet.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, wobei das Hybridfahrzeug eine Fahrzeugkarosserie mit einem Brennkraftmaschinenraum und einem Paar Seitenelemente innerhalb des Brennkraftmaschinenraums, die in einer Querrichtung zu beiden Seiten des Fahrzeugs hin beabstandet sind und sich entlang einer Längsachse des Fahrzeugs erstrecken, aufweist,
wobei die Antriebseinheit umfasst:
eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, wobei die Kurbelwellenachse entlang der Querrichtung des Fahrzeugs verläuft;
einen Generator, der mit einem Ende der Brennkraftmaschine in Bezug auf die Kurbelwellenachse verbunden ist;
einen Traktionsmotor, der in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs hinter dem Generator angeordnet ist und mit dem Generator in einer Richtung entlang einer Linie, welche die Kurbelwellenachse rechtwinklig schneidet, verbunden ist;
einen Tragarm, der von demjenigen Ende von den entlang der Querrichtung des Fahrzeugs axial beabstandeten Enden des Generators vorsteht, welches der Brennkraftmaschine nicht benachbart ist, wobei der Tragarm einen Basisabschnitt aufweist, der sich mit dem Ende des Generators in Kontakt befindet,
wobei der Basisabschnitt des Tragarmes eine Kontur aufweist, die sich entlang eines Außenrandes des Endes des Generators erstreckt, und mehrere Anschlussstellen, die entlang des Außenrandes des Endes an mehreren Punkten, die Abstände aufweisen, angeordnet sind, um den Basisabschnitt an dem Ende des Generators zu befestigen,
wobei die mehreren Anschlussstellen derart angeordnet sind, dass, wenn man das Ende des Generators durch eine imaginäre vertikale Ebene, welche eine Rotorachse des Generators enthält, in einen vorderen Bereich und einen hinteren Bereich in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs aufteilt, die Anzahl einiger von den mehreren Anschlussstellen, die sich im hinteren Bereich befinden, größer als die Anzahl der restlichen von den mehreren Anschlussstellen ist, die sich in dem vorderen Bereich befinden; und
ein Generatorlager, das zwischen einem Endabschnitt des Tragarmes und einem von dem Paar von Seitenelementen und in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs vor der imaginären vertikalen Ebene angeordnet ist.
-
Bei dem ersten Aspekt sind vorzugsweise innerhalb eines Bereiches, wo der Generator und der Traktionsmotor zusammentreffen, mehrere Verbindungsstellen entlang des Umfangs eines imaginären Kreises um eine Rotorachse des Traktionsmotors in einer Seitenansicht, die den Bereich in einer Betrachtungsrichtung entlang der Rotorachse zeigt, beabstandet, und
die Anschlussstellen und die Verbindungsstellen sind abwechselnd entlang des Umfangs des Generators in der Nähe des Bereiches angeordnet, wo der Generator und der Traktionsmotor zusammentreffen.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, wobei das Hybridfahrzeug eine Fahrzeugkarosserie mit einem Brennkraftmaschinenraum und einem Paar Seitenelemente innerhalb des Brennkraftmaschinenraums, die in einer Querrichtung zu beiden Seiten des Fahrzeugs hin beabstandet sind und sich entlang einer Längsachse des Fahrzeugs erstrecken, aufweist,
wobei die Antriebseinheit umfasst:
eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, wobei die Kurbelwellenachse entlang der Querrichtung des Fahrzeugs verläuft;
einen Generator, der mit einem Ende der Brennkraftmaschine in Bezug auf die Kurbelwellenachse verbunden ist;
einen Traktionsmotor, der in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs hinter dem Generator angeordnet ist und mit dem Generator in einer Richtung entlang einer Linie, welche die Kurbelwellenachse rechtwinklig schneidet, verbunden ist;
einen Tragarm, der von demjenigen Ende von den entlang der Querrichtung des Fahrzeugs axial beabstandeten Enden des Generators vorsteht, welches der Brennkraftmaschine nicht benachbart ist, wobei der Tragarm einen Basisabschnitt aufweist, der sich mit dem Ende des Generators in Kontakt befindet,
wobei der Basisabschnitt des Tragarmes eine Kontur aufweist, die sich entlang eines Außenrandes des Endes des Generators erstreckt, und mehrere Anschlussstellen, die entlang des Außenrandes des Endes an mehreren Punkten, die Abstände aufweisen, angeordnet sind, um den Basisabschnitt an dem Ende des Generators zu befestigen,
wobei die mehreren Anschlussstellen derart angeordnet sind, dass, wenn man das Ende des Generators durch eine imaginäre vertikale Ebene, welche eine Rotorachse des Generators enthält, in einen vorderen Bereich und einen hinteren Bereich in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs aufteilt, die Anzahl einiger von den mehreren Anschlussstellen, die sich in dem hinteren Bereich befinden, größer als die Anzahl der restlichen von den mehreren Anschlussstellen ist, die sich in dem vorderen Bereich befinden; und
ein Generatorlager, das zwischen einem Endabschnitt des Tragarmes und einem von dem Paar von Seitenelementen und in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs vor der imaginären vertikalen Ebene angeordnet ist,
wobei das Generatorlager einen zylindrischen Außenring, einen zylindrischen Innenring innerhalb des Außenringes, ein schwingungsdämpfendes Gummielement zwischen dem zylindrischen Außenring und dem zylindrischen Innenring und eine Stützwelle, welche durch den zylindrischen Innenring hindurch verläuft, aufweist,
wobei der zylindrische Innenring eine Achse aufweist, die entlang der Querrichtung des Fahrzeugs verläuft, wobei ein Ende und das gegenüberliegende Ende der Stützwelle an dem Seitenelement gelagert sind, wobei der zylindrische Außenring einen Boden aufweist, der an einer Oberseite des einen Endabschnitts des Tragarmes durch Anschlussstellen an mehreren Punkten befestigt ist.
-
Bei dem zweiten Aspekt sind vorzugsweise das eine und das gegenüberliegende Ende der Stützwelle an einem Wechselrichter-Tragarm befestigt, der an dem Seitenelement angebracht ist.
-
Bei dem zweiten Aspekt weist vorzugsweise der zylindrische Innenring des Generatorlagers eine Achse auf, die in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs vor dem Vorderseitenabschnitt des Generators angeordnet ist.
-
Bei dem zweiten Aspekt sind vorzugsweise innerhalb eines Bereiches, wo der Generator und der Traktionsmotor zusammentreffen, mehrere Verbindungsstellen entlang des Umfangs eines imaginären Kreises um eine Rotorachse des Traktionsmotors in einer Seitenansicht, die den Bereich in einer Betrachtungsrichtung entlang der Rotorachse zeigt, beabstandet, und
die Anschlussstellen und die Verbindungsstellen sind abwechselnd entlang des Umfangs des Generators in der Nähe des Bereiches angeordnet, wo der Generator und der Traktionsmotor zusammentreffen.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, welche eine lange Lebensdauer und eine verbesserte Durchführbarkeit von Arbeiten gewährleistet.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Draufsicht, die einen Vorderteil eines Hybridfahrzeugs zeigt, welches eine Implementierung einer Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung trägt.
-
2 ist eine Vorderansicht, welche den in 1 dargestellten Vorderteil des Hybridfahrzeugs zeigt.
-
3 ist eine Unteransicht, welche den in 1 dargestellten Vorderteil des Hybridfahrzeugs zeigt.
-
4 ist eine Draufsicht der in 1 dargestellten Antriebseinheit.
-
5 ist eine Seitenansicht der in 4 dargestellten Antriebseinheit.
-
6 ist eine Seitenansicht, die ein Generatorlager bei Betrachtung innerhalb eines Brennkraftmaschinenraums entlang einer Querrichtung des Hybridfahrzeugs zeigt.
-
7 ist eine Draufsicht, welche zeigt, wie ein Werkzeug verwendet wird, das heißt eine Ansicht der Umgebung des Generatorlagers, von oberhalb des Hybridfahrzeugs aus gesehen.
-
8 ist ein Blockschaltbild eines Hybridfahrzeugs, welches die eine Implementierung einer Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Beschreibung einer Implementierung (von Implementierungen)
-
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung nachfolgend anhand einer Implementierung einer Antriebseinheit (im Weiteren ”Antriebseinheit” genannt) für ein Hybridfahrzeug ausführlicher erläutert. In allen Figuren in den Zeichnungen werden durchgehend dieselben Bezugszeichen für identische oder im Wesentlichen identische Elemente verwendet. 1 ist eine Draufsicht des Vorderteils eines Hybridfahrzeugs (im Weiteren ”Fahrzeug” genannt) 100. 2 ist eine Vorderansicht des Vorderteils des Fahrzeugs 100. 3 ist eine Unteransicht des Vorderteils des Fahrzeugs 100, wobei eine Bodenplatte entfernt wurde. In den Figuren werden zur Vereinfachung der Erläuterung Pfeile verwendet, um eine Längsachse des Fahrzeugs (von vorn nach hinten), eine Querrichtung des Fahrzeugs (von Seite zu Seite) und eine vertikale Richtung des Fahrzeugs (von oben nach unten) anzugeben.
-
(Überblick über das Fahrzeug)
-
Es wird auf 1 bis 3 Bezug genommen; eine Implementierung einer Antriebseinheit 1 ist im Inneren eines Brennkraftmaschinenraums 101 eines Vorderteils des Fahrzeugs 100 eingebaut. Das Fahrzeug 100 weist innerhalb eines Brennkraftmaschinenraums 101 ein Paar Seitenelemente 102R und 102L auf, die zu einer Längsachse des Fahrzeugs (von vorn nach hinten) in zwei entgegengesetzten Richtungen entlang einer Querrichtung des Fahrzeugs (von Seite zu Seite) zu den beiden Seiten des Fahrzeugs hin versetzt sind und sich entlang der Längsachse erstrecken. Im hinteren unteren Abschnitt des Brennkraftmaschinenraums 101 ist ein Hilfsrahmen 103 vorgesehen, der sich entlang der Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Über dem Hilfsrahmen 103 ist ein Stabilisator 104 vorgesehen, der sich entlang der Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt. An beiden Enden, die zu der Längsachse des Fahrzeugs in zwei entgegengesetzten Richtungen entlang der Querrichtung des Fahrzeugs versetzt sind, sind sowohl der Hilfsrahmen 103 als auch der Stabilisator 104 mit Antriebsrädern auf beiden Seiten des Fahrzeugs verbunden. Im vorderen unteren Abschnitt des Brennkraftmaschinenraums 101 ist ein unteres Element 106 vorgesehen, das sich entlang der Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
-
(Konstruktion der Antriebseinheit)
-
Wie in 1 und 3 dargestellt, weist die Antriebseinheit 1 eine Brennkraftmaschine 2 auf, einen Generator 3, welcher mit einem Endabschnitt einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 2, die eine Kurbelwellenachse 2A aufweist, einstückig verbunden ist, und einen Traktionsmotor 4, der mit dem Generator 3 an seiner Befestigungsfläche einstückig verbunden ist, die entlang einer Linie ausgerichtet ist, welche die Kurbelwellenachse 2A rechtwinklig schneidet. Gemäß der vorliegenden Implementierung erstrecken sich die Kurbelwellenachse 2A der Brennkraftmaschine 2, eine Rotorachse 3A des Generators 3 und eine Achse des Traktionsmotors 4 in derselben Richtung entlang der Querrichtung (von Seite zu Seite) des Fahrzeugs 100. Wie in 1 und 4 dargestellt, ist die Antriebseinheit 1 an dem Fahrzeug 100 durch ein Brennkraftmaschinenlager 5, ein Generatorlager 6 und ein Traktionsmotorlager 7 verbunden.
-
(Brennkraftmaschine)
-
Wie in 1 dargestellt, ist die Brennkraftmaschine 2 mit dem benachbarten Generator 3 auf eine solche Weise verbunden, dass die von der Kurbelwelle (nicht dargestellt) ausgeführte Umdrehung auf einen Rotor (nicht dargestellt) des Generators 3 übertragen wird. Die Brennkraftmaschine 2 und der Generator 3 sind mit ihren Stirnseiten verbunden, die aneinander anliegen und durch Bolzen 8 an mehreren in Umfangsrichtung beabstandeten Befestigungspunkten entlang eines Außenrandes der Anschlussstelle zusammengehalten werden. Die Brennkraftmaschine 2 weist einen Tragarm 22 auf, welcher von demjenigen Ende 21 (auf der rechten Seite des Fahrzeugs) von seinen entlang der Querrichtung des Fahrzeugs 100 axial beabstandeten Enden, welches dem Generator 3 nicht benachbart ist, nach rechts vorsteht. Der Tragarm 22 ist an dem Seitenelement 102R über das oben erwähnte Brennkraftmaschinenlager 5 verbunden.
-
(Brennkraftmaschinenlager)
-
Wie in 4 dargestellt, weist das Brennkraftmaschinenlager 5 einen zylindrischen Außenring 51, ein schwingungsdämpfendes Gummielement 52, das innerhalb des Außenringes 51 angeordnet ist, und einen zylindrischen Innenring (nicht dargestellt), der innerhalb des schwingungsdämpfenden Gummielements 52 angeordnet ist, auf. Dieses Brennkraftmaschinenlager 5 ist derart eingestellt, dass die Achse des zylindrischen Außenringes 51 und die Achse des zylindrischen Innenringes entlang der vertikalen Richtung des Fahrzeugs 100 verlaufen. Der zylindrische Außenring 51 ist an dem oberen Wandabschnitt des Seitenelements 102R befestigt. Das Kopfstück des an dem Ende 21 der Brennkraftmaschine 2 vorgesehenen Tragarmes 22 ist an der Seite des zylindrischen Innenringes (nicht dargestellt) des Brennkraftmaschinenlagers 5 befestigt. Bei diesem Brennkraftmaschinenlager 5 wird die Last von der der Brennkraftmaschine 2 zugewandten Seite der Antriebseinheit 1 über den Tragarm 22 auf den zylindrischen Innenring übertragen, und Schwingungen, die von der der Brennkraftmaschine 2 zugewandten Seite der Antriebseinheit 1 übertragen werden, werden aufgrund der Dämpfungsfunktion des schwingungsdämpfenden Gummielements 52 absorbiert. Bei der vorliegenden Implementierung wird die Arbeit unter Verwendung des Werkzeugs, das dafür ausgebildet ist, einen Bolzen festzuziehen (oder zu lösen), einfach, da das Brennkraftmaschinenlager 5 an dem oberen Wandabschnitt des Seitenelements 102R befestigt ist. Schlagschrauber oder Steckschlüssel sind Beispiele eines solchen Werkzeugs.
-
Wie in 1 dargestellt, sind mehrere obere Verbindungsstellen 9A an einem oberen Abschnitt der Anlagefläche zwischen dem Generator 3 und dem Traktionsmotor 4 auf eine solche Weise angeordnet, dass sie eine Reihe entlang der Querrichtung des Fahrzeugs 100 bilden. Wie in 3 dargestellt, sind mehrere untere Verbindungsstellen 9B an einem unteren Abschnitt der Anlagefläche zwischen dem Generator 3 und dem Traktionsmotor 4 auf eine solche Weise angeordnet, dass sie eine Reihe entlang der Querrichtung des Fahrzeugs 100 bilden. Wie in 5 dargestellt, umfassen die oberen Verbindungsstellen 9A einen Verbindungsarm 41A und Bolzen 42A, wobei der Verbindungsarm 41A durch die Bolzen 42A an der dem Generator 3 zugewandten Seite der Antriebseinheit 1 befestigt ist. In ähnlicher Weise umfassen die unteren Verbindungsstellen 9B einen Verbindungsarm 41B und Bolzen 42B, wobei der Verbindungsarm 41B durch die Bolzen 42B an der dem Generator 3 zugewandten Seite der Antriebseinheit 1 befestigt ist. Wie in 5 dargestellt, ist innerhalb eines Bereiches, wo sich der Generator 3 und der Traktionsmotor 4 miteinander in Kontakt befinden, eine Vielzahl von (zwei) Verbindungsstellen (jede der oberen Verbindungsstellen 9A und die entsprechende von den unteren Verbindungsstellen 9B) entlang des Umfangs eines imaginären Kreises um eine Rotorachse 4A des Traktionsmotors 4 in einer Seitenansicht, die den oben erwähnten Bereich in der Querrichtung des Fahrzeugs 100 zeigt, beabstandet.
-
(Traktionsmotor)
-
Wie in 1 dargestellt, ist der Traktionsmotor 4 dafür eingerichtet, Antriebsräder 105 zu drehen. Wie in 8 dargestellt, ist ein Differential 44 zwischen dem Traktionsmotor 4 und den Antriebsrädern 105 angeordnet. Wie aus 1, 4 und 5 ersichtlich ist, weist der Traktionsmotor 4 einen in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs 100 hinteren Abschnitt auf, der über das Traktionsmotorlager 7 an dem Hilfsrahmen 103 befestigt ist. Es ist anzumerken, dass ein Tragarm 43 an dem hinteren Abschnitt des Traktionsmotors 4 vorgesehen ist. Wie in 5 dargestellt, weist das Traktionsmotorlager 7 einen zylindrischen Außenring 71, einen zylindrischen Innenring (nicht dargestellt) innerhalb des Außenringes 71 und ein schwingungsdämpfendes Gummielement 72 zwischen dem Außenring 71 und dem Innenring auf. Der Boden des zylindrischen Außenringes 71 ist an der Oberfläche des Hilfsrahmens 103 befestigt. Eine Stützwelle (Bolzen) 73 erstreckt sich durch den zylindrischen Innenring hindurch. Die Stützwelle 73 ist durch den Tragarm 43 schwenkbar gelagert.
-
(Generator)
-
Wie in 1, 4 und 5 dargestellt, weist der Generator 3 einen Tragarm 32 auf, welcher von demjenigen Ende 31 (dem Lagerseiten-Ende auf der linken Seite des Fahrzeugs) von seinen entlang der Querrichtung des Fahrzeugs 100 axial beabstandeten Enden, welches der Brennkraftmaschine 2 nicht benachbart ist, vorsteht. Wie in 5 dargestellt, ist das Ende 31 des Generators 3 im Wesentlichen kreisförmig. Dieser Tragarm 32 weist als integrale Bestandteile einen Anschlussstellen-Basisabschnitt 32A, der an dem Ende 31 des Generators 3 befestigt ist, einen Armabschnitt 32B und einen Endabschnitt oder Lagerverbindungsabschnitt 32C auf.
-
Wie in 5 dargestellt, ist der Anschlussstellen-Basisabschnitt 32A tafelförmig und erzeugt annähernd eine Fünfeckform mit fünf Eckpunkten. Dieser Anschlussstellen-Basisabschnitt 32A ist genügend breit, um nahezu die gesamte Fläche des Endes 31 zu bedecken. Der Anschlussstellen-Basisabschnitt 32A weist eine Kontur auf, die sich entlang eines Außenrandes des Endes 31 erstreckt. In der Nähe der Umgebung des Anschlussstellen-Basisabschnitts 32A ist eine Gruppe von zwei oder mehr (vier bei dieser Implementierung) Anschlussstellen 10A, 10B, 10C und 10D vorgesehen, welche entlang eines Bogens des Außenrandes des Endes 31 von einer Grenze des Bogens zur anderen in annähernd gleichen Abständen angeordnet sind. Jede dieser Anschlussstellen 10A, 10B, 10C und 10D wird realisiert, indem der Anschlussstellen-Basisabschnitts 32A durch einen der Bolzen 11 an dem Ende 31 befestigt wird.
-
Falls, wie in 5 dargestellt, das Ende 31 durch eine imaginäre vertikale Ebene 3B, welche die Achse 3A des Generators 3 enthält, in einen vorderen Bereich und einen hinteren Bereich in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs 100 aufgeteilt wird, ist die Anordnung der Anschlussstellen 10A, 10B, 10C und 10D so beschaffen, dass die Anzahl einiger von den mehreren Anschlussstellen, die sich im hinteren Bereich befinden, größer als die Anzahl der restlichen von den mehreren Anschlussstellen ist, die sich im vorderen Bereich befinden. In der Nähe eines Bereiches, wo der Generator 3 und der Traktionsmotor 4 zusammentreffen (miteinander in Kontakt kommen), sind die Anschlussstellen 10A, 10B, 10C, 10D und die Verbindungsstellen 9A, 9B abwechselnd entlang des Umfangs des Generators 3 angeordnet. Somit ist, wie aus 5 ersichtlich, die Reihe von oberen Verbindungsstellen 9A zwischen der Anschlussstelle 10A und der Anschlussstelle 10B angeordnet, und die Reihe von unteren Verbindungsstellen 9B ist zwischen der Anschlussstelle 10B und der Anschlussstelle 10C angeordnet. Insbesondere sind, wie 5 zeigt, die Länge des kürzesten Liniensegments L1, welches die Anschlussstelle 10A und die benachbarte Verbindungsstelle aus der Reihe von oberen Verbindungsstellen 9A verbindet, und die Länge des kürzesten Liniensegments L2, welches die Anschlussstelle 10B und die obere Verbindungsstelle 9A verbindet, annähernd gleich. Ebenso sind die Länge des kürzesten Liniensegments L3, welches die Anschlussstelle 10B und die benachbarte Verbindungsstelle aus der Reihe von unteren Verbindungsstellen 9B verbindet, und die Länge des kürzesten Liniensegments L4, welches die Anschlussstelle 10C und die untere Verbindungsstelle 9B verbindet, annähernd gleich.
-
Der Armabschnitt 32B an dem Verbindungsstellen-Basisabschnitt 32A des Tragarmes 32 erstreckt sich in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs 100 diagonal nach vorn und nach außen. Der Armabschnitt 32B endet an dem Ende, an welchem er mit dem Lagerverbindungsabschnitt 32C verbunden ist, welcher eine annähernd horizontale Oberseite aufweist. An der Oberseite des Lagerverbindungsabschnitts 32C ist das Generatorlager 6 befestigt. Wie in 6 dargestellt, weist das Generatorlager 6 einen zylindrischen Außenring 61, einen zylindrischen Innenring 62 innerhalb des Außenringes 61, ein schwingungsdämpfendes Gummielement 63 zwischen dem Außenring 61 und dem Innenring 62 und eine Stützwelle (Bolzen) 64, welche sich durch den zylindrischen Innenring 62 hindurch erstreckt, auf. Der zylindrische Außenring 61 ist an der Oberseite des Lagerverbindungsabschnitts 32C befestigt. Ein Ende und das gegenüberliegende Ende der Stützwelle 64 sind durch ein Paar vertikaler Wände 12A eines Wechselrichter-Tragarmes 12 schwenkbar gelagert. Die vorliegende Implementierung sieht eine Anordnung vor, bei welcher das Generatorlager 6 vor der Achse 3A angeordnet ist (imaginäre vertikale Ebene 3B). Gemäß der vorliegenden Implementierung ist, wie in 4 dargestellt, eine Achse 64A der Stützwelle 64 des Generatorlagers 6 in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs 100 vor dem Vorderseitenabschnitt des Generators 3 angeordnet.
-
Wie in 1 und 3 dargestellt, ist der Wechselrichter-Tragarm 12 an einem oberen Wandabschnitt des Seitenelements 102L befestigt. Die vertikalen Wände 12A des oben erwähnten Paares stehen parallel zueinander von der Unterseite des Wechselrichter-Tragarmes 12 vor. Wie in 2 dargestellt, ist ein Wechselrichter 13 an der Oberseite des Wechselrichter-Tragarmes 12 befestigt. Wie in 8 dargestellt, ist der Wechselrichter 13 mit dem Traktionsmotor 4 und der Batterieeinheit 15 verbunden. Die Batterieeinheit 15 und die Brennkraftmaschine 2 sind mit einer Steuereinrichtung 16 verbunden. Die Steuereinrichtung 16 steuert die Brennkraftmaschine 2 auf der Basis von Daten des Ladezustands in der Batterieeinheit 15.
-
(Funktionsweise und Wirkung der Antriebseinheit)
-
Als Nächstes werden die Funktionsweise und die Wirkung der Antriebseinheit 1 erläutert. In dem Fahrzeug 100 wird die Batterieeinheit 15 wieder aufgeladen, indem der Generator 3 durch die Brennkraftmaschine 2 angetrieben wird. Die wieder aufgeladene Batterieeinheit 15 liefert elektrische Energie und bewirkt damit, dass der Traktionsmotor 4 läuft und die Antriebsräder 105 dreht. Das Brennkraftmaschinenlager 5 absorbiert leichte Schwingungen, die von der Brennkraftmaschine 2 ausgeführt werden, wenn sich das Fahrzeug 100 in Bewegung befindet, wobei die leichten Schwingungen hauptsächlich mit infolge der Rotation verursachten Stößen zusammenhängen, die am Umfang der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 2 auftreten. Bei der vorliegenden Implementierung ist das Brennkraftmaschinenlager 5 an dem oberen Wandabschnitt des Seitenelements 102R befestigt, wobei die Achse des zylindrischen Innenringes (nicht dargestellt) des Brennkraftmaschinenlagers 5 in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs 100 verläuft. Dies ermöglicht einen leichten Zugang zu dem Brennkraftmaschinenlager 5 (oder dessen Befestigungsbolzen) von einer Position über den Fahrzeug 100 aus unter Verwendung des Werkzeugs, das dafür ausgebildet ist, einen Bolzen festzuziehen (oder zu lösen).
-
Was die Funktionsweise des Traktionsmotors 4 beim Starten des Fahrzeugs 100 aus einem Ruhezustand anbelangt, erfolgt im Allgemeinen eine beträchtliche Änderung der Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) (eines inneren Rotors) des Traktionsmotors 4, die durch Zuführung von elektrischem Strom von der Batterieeinheit 15 verursacht wird. Hierbei erfolgt eine augenblickliche Übertragung von Schwingungen, die eine größere Amplitude aufweisen als diejenigen der Brennkraftmaschine 2, oder von Reaktionskräften von dem Traktionsmotor 4 auf den Generator 3 (von hinten nach vorn) aufgrund eines überhöhten Drehmoments des Traktionsmotors 4. Diese Schwingungen oder Reaktionskräfte, die vom hinteren zum vorderen Teil des Fahrzeugs 100 übertragen werden bzw. wird, werden bzw. wird wirksam absorbiert, da bei der vorliegenden Implementierung die Achse 64A der Stützwelle 64 des Generatorlagers 6 entlang der Querrichtung (von Seite zu Seite) des Fahrzeugs 100 verläuft.
-
Beim Anhalten des Fahrzeugs 100 kommt die Rotation des Traktionsmotors 4 infolge der Unterbrechung der Zuführung von elektrischem Strom von der Batterieeinheit 15 zu dem Traktionsmotor 4 zum Stillstand. Es werden keine Schwingungen von dem Traktionsmotor 4 selbst erzeugt, wenn das Fahrzeug 100 angehalten hat. Als Nächstes erfolgt beim Starten des Fahrzeugs 100 eine beträchtliche Änderung der Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) des Traktionsmotors 4 zum Zeitpunkt des Beginns der Zuführung von elektrischem Strom von der Batterieeinheit 15 zu dem Traktionsmotor 4, welche zur Folge hat, dass der Traktionsmotor 4 ein überhöhtes Drehmoment erzeugt. Wenn auf diese Weise der Traktionsmotor 4 ein überhöhtes Drehmoment erzeugt, schwingt der Traktionsmotor beträchtlich in Richtungen (von hinten nach vorn und von vorn nach hinten) entlang der Längsachse des Fahrzeugs 100. Die beträchtlichen Schwingungen dieser Art werden mittels des Generatorlagers 6 mit dem oben beschriebenen Aufbau zur Abstützung der Antriebseinheit 1, die bei der vorliegenden Implementierung verwendet wird, wirksam absorbiert.
-
Vergleicht man die Anzahl der Anschlussstellen, die sich im vorderen Bereich des Endes 31 des Generators, in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs 100 vor der imaginären vertikalen Ebene 3B befinden, mit der Anzahl der Anschlussstelle(n), die sich im hinteren Bereich des Endes 31 hinter der imaginären vertikalen Ebene 3B befinden, so ist die Anordnung der Anschlussstellen 10A, 10B, 10C und 10D so beschaffen, dass die Anzahl einiger der mehreren Anschlussstellen, die sich im hinteren Bereich befinden, größer als die Anzahl der restlichen von den mehreren Anschlussstellen im vorderen Bereich. Derjenige Bereich des Anschlussstellen-Basisabschnitts 32A des Tragarmes 32, welcher sich in der Nähe der Stelle befindet, wo der Generator 3 und der Traktionsmotor 4 zusammentreffen (miteinander in Kontakt kommen), ist mit vielen Anschlussstellen 10A, 10B und 10C an dem Ende 31 befestigt. Sogar dann, wenn infolge eines überhöhten Drehmoments des Traktionsmotors 4 beim Starten des Fahrzeugs 100 aus einem Ruhezustand eine augenblickliche Übertragung sehr großer Schwingungen oder Reaktionskräfte von dem Traktionsmotor 4 auf den Generator 3 erfolgt, werden die Schwingungen oder Reaktionskräfte, die von dem Traktionsmotor 4 auf den Generator 3 übertragen werden, auf die mehreren Anschlussstellen 10A, 10B, 10C und 10D verteilt, wodurch eine konzentrierte Einwirkung von Schwingungen (Last) auf nur eine Anschlussstelle vermieden wird. Dies verlängert die Lebensdauer (Ermüdungslebensdauer) jeder der Anschlussstellen 10A, 10B, 10C und 10D und stabilisiert die Verbindung zwischen dem Tragarm 32 und dem Generator 3, da Beanspruchungen auf die Anschlussstellen 10A, 10B, 10C und 10D verteilt werden.
-
Außerdem ist bei der Antriebseinheit 1, die bei der vorliegenden Implementierung verwendet wird, in der Nähe der Stelle, wo der Generator 3 und der Traktionsmotor 4 zusammentreffen (miteinander in Kontakt kommen), die Reihe von oberen Verbindungsstellen 9A zwischen der Anschlussstelle 10A und der Anschlussstelle 10B angeordnet, und die Reihe von unteren Verbindungsstellen 9B ist zwischen der Anschlussstelle 10B und der Anschlussstelle 10C angeordnet. Bei der Antriebseinheit 1, die bei der vorliegenden Implementierung verwendet wird, sind die Anschlussstellen (10A, 10B, 10C) und die Verbindungsstellen (9A, 9B) abwechselnd entlang des Umfangs des Generators 3 angeordnet und verhindern somit eine ungleichmäßige Verteilung von Last auf die einzelnen Verbindungsstellen (9A, 9B) und Anschlussstellen (10A, 10B, 10C). Somit gewährleistet die Antriebseinheit 1, die bei der vorliegenden Implementierung verwendet wird, eine verbesserte Haltbarkeit jeder der Verbindungsstellen (9A, 9B) und Anschlussstellen (10A, 10B, 10C) selbst dann, wenn ein überhöhtes Drehmoment von dem Traktionsmotor 4 erzeugt werden kann.
-
Bei der Antriebseinheit 1, die bei der vorliegenden Implementierung verwendet wird, kann die Kontaktfläche zwischen dem Tragarm 32 und dem Generator 3 bis zu einer maximal möglichen Größe vergrößert werden, da der Basisabschnitt 32A des Tragarmes 32, welcher an dem Generator 3 zu befestigen ist, so gestaltet ist, dass er dem Außenrand des Endes 31 auf eine solche Weise folgt, dass die Kontur des Basisabschnitts 32A im Wesentlichen entlang des Außenrandes des Endes 31 verläuft. Dies bewirkt, dass die Antriebseinheit 1, die bei der vorliegenden Implementierung verwendet wird, den Tragarm 32 stabil an das Ende 31 hält.
-
Ferner wird bei Betrachtung des Fahrzeugs 100 in der Querrichtung ein Raum, welcher die dem Traktionsmotor 4 zugewandte Seite des Generators 3 umgibt, vergrößert, da das Generatorlager 6 an einer Position angeordnet ist, in der es von der Achse 3A (von der vertikalen imaginären Ebene 3B) des Generators 3 aus in einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs 100 vorsteht. Dadurch werden die Anschlussstellen 10A, 10B, 10C, 10D freigelegt, die sich, wenn die Antriebseinheit 1 in der Querrichtung des Fahrzeugs 100 betrachtet wird, auf der dem Traktionsmotor 4 zugewandten Seite befinden, und somit wird eine leichte visuelle Kontrolle derselben ermöglicht. Dies gestattet die Annäherung eines Werkzeugs, das dafür ausgebildet ist, einen Bolzen festzuziehen (oder zu lösen)(Schlagschrauber oder Steckschlüssel), an jede der Anschlussstellen 10A, 10B, 10C, 10D ohne irgendeine Behinderung durch den Tragarm 32 (oder Seitenwände des Tragarmes), was eine leichte Verwendung des Werkzeugs während der Arbeiten zur Befestigung des Tragarmes 32 an dem Generator 3 durch Bolzen 11 ermöglicht. Infolgedessen erhöht sich aufgrund einer Verringerung der Arbeitsbelastung die Arbeitsproduktivität der Arbeiter. Da es einfach ist, eine visuelle Kontrolle des Basisabschnitts 32A des Tragarmes 32 durchzuführen, wenn die Antriebseinheit 1 in der Querrichtung des Fahrzeugs 100 betrachtet wird, ist es möglich, die Verbindung zwischen dem Tragarm 32 und dem Generator 3 zu verstärken, indem die Anzahl der Anschlussstellen 10A, 10B, 10C, 10D vergrößert wird.
-
Wie in 7 dargestellt, kann das Werkzeug 17 bei der Arbeit leicht verwendet werden, um die Stützwelle (Bolzen) 64 festzuziehen oder zu lösen, da es einfach ist, wenn das Fahrzeug 100 entlang der Querrichtung von einer Position im Inneren des Brennkraftmaschinenraums 101 aus betrachtet wird, eine visuelle Kontrolle der Stützwelle (Bolzen) 64 durchzuführen, wie in 6 dargestellt. Daher kann der Arbeiter leicht eine Wartung des Generatorlagers 6 und einen Ausbau oder eine Befestigung der Antriebseinheit 1 durchführen. Die vorliegende Implementierung gewährleistet eine beträchtliche Verringerung der Arbeitsbelastung, da es insbesondere einfach geworden ist, die Antriebseinheit 1 nach oben aus dem Brennkraftmaschinenraum des Fahrzeugs 100 auszubauen.
-
(Weitere Implementierungen)
-
Die vorstehende Beschreibung der Implementierung ist nicht dahingehend zu verstehen, dass die Darlegung und die Zeichnungen, welche Bestandteil der Offenbarung der Implementierung sind, die vorliegende Erfindung einschränken. Aus dieser Offenbarung können verschiedene Formen von alternativen Implementierungen, Ausführungsformen und Betriebsverfahren für den Fachmann ersichtlich sein.
-
Bei der obigen Implementierung wird die vorliegende Erfindung auf ein Beispiel von Antriebseinheiten für Hybridfahrzeuge angewendet; sie kann jedoch auch auf andere Beispiele angewendet werden, in welchen zum Beispiel die Anordnung einer Brennkraftmaschine 2, eines Generators 3 und eines Traktionsmotors 4 den Erfordernissen entsprechend modifiziert ist. Außerdem sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Anschlussstellen 10A bis 10D und diejenige der Verbindungsstellen 9A, 9B nicht auf die Anzahlen in der obigen Implementierung beschränkt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebseinheit (Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug)
- 2
- Brennkraftmaschine
- 2A
- Kurbelwellenachse
- 3
- Generator
- 3A
- Rotorachse
- 3B
- imaginäre Ebene
- 4
- Traktionsmotor
- 4A
- Rotorachse
- 5
- Brennkraftmaschinenlager
- 6
- Generatorlager
- 7
- Traktionsmotorlager
- 9A
- obere Verbindungsstelle
- 9B
- untere Verbindungsstelle
- 10A, 10B, 10C, 10D
- Anschlussstellen
- 11
- Bolzen
- 12
- Wechselrichter-Tragarm
- 12A
- vertikale Wände
- 13
- Wechselrichter
- 15
- Batterieeinheit
- 17
- Werkzeug
- 31
- Ende (Ende in der Nähe des Lagers)
- 32
- Tragarm
- 32A
- Anschlussstellen-Basisabschnitt
- 32B
- Armabschnitt
- 32C
- Lagerverbindungsabschnitt
- 42A, 42B
- Bolzen
- 61
- zylindrischer Außenring
- 62
- zylindrischer Innenring
- 63
- schwingungsdämpfendes Gummielement
- 64
- Stützwelle
- 100
- Fahrzeug (Hybridfahrzeug)
- 101
- Brennkraftmaschinenraum
- 102R, 102L
- Seitenelemente
- 103
- Hilfsrahmen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
