DE102014218933B4 - Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug, umfassend eine Eingangswelle (15) in einem Gehäuse (6), einen Motorgenerator (8) mit einem Rotor (8R) in dem Gehäuse, der koaxial mit der Eingangswelle (15) angeordnet ist, eine Pumpe (10) in einer Trennwand (6A) des Gehäuses, die durch die Eingangswelle (15) angetrieben wird, wobei die Trennwand (6A) an einer Position neben einem axialen Ende des Motorgenerators (8) angeordnet ist, und ein Überdruckventil (27) zur Abgabe von überschüssigem Öl von der Pumpe (10), wobei das Überdruckventil (27) eine Ölauslassöffnung (34) in einen durch den Motorgenerator (8) definierten Innenraum (28) aufweist, wobei die Trennwand (6A) mit einem Ansatz (23) ausgeführt ist, der in den durch den Rotor (8R) des Motorgenerators (8) definierten Innenraum (28) vorspringt, dadurch gekennzeichnet, dassdas Überdruckventil (27) in dem Ansatz (23) derart angeordnet ist, dass es mit diesem in den Innenraum (28) vorspringt, wobei seine Ölauslassöffnung (34) nach radial innen beabstandet zum Rotor (8R) angeordnet und zu dem Rotor (8R) nach radial außen hin offen ist.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug und genauer eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug mit einem Überdruckventil in einem Schmiermittelkreis.
  • Einige herkömmliche Antriebseinheiten für ein Hybridfahrzeug umfassen ein Überdruckventil. Was derartige Antriebseinheiten für ein Hybridfahrzeug betrifft, ist zum Beispiel in dem Patentliteraturbeispiel 1 (= JP 2011-208679 A ) offenbart, den Systemwiderstand einer Ölpumpe zu verringern, indem ein Rückführungsdurchgang, in den Öl aus dem Überdruckventil strömt, zu einem ansaugseitigen Kreis der Ölpumpe zurückgeführt wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • Patentliteraturbeispiel 1: JP 2011-208679 A
  • Die in JP 2011-208679 A offenbarte obige Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug verringert den Systemwiderstand der Ölpumpe, versäumt es aber, das aus dem Überdruckventil strömende Öl zur Schmierung und Kühlung zu verwenden. Während einer Fahrt mit hohen Geschwindigkeiten nehmen die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Motors und jene eines Motorgenerators zu. Ein solcher Anstieg der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motorgenerators verursacht eine Zunahme der erwarteten Durchflussmenge des Öls zum Schmieren der einzelnen Lager für einen Motorrotor des Motorgenerators und eine Zunahme der erwarteten Durchflussmenge des Öls zum Kühlen des Motorrotors. Somit benötigen die Antriebseinheiten für ein Hybridfahrzeug einen gesonderten Fluiddurchgang zur Lieferung des Öls für die Schmierung und einen gesonderten Öldurchgang zur Lieferung des Öls für die Kühlung.
  • Aus der JP 2013-177030 A ist eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bekannt, das ein Überdruckventil zur Abgabe von Öl umfasst. Das Überdruckventil weist eine Ölauslassöffnung auf, die axial in einen durch einen Rotor definierten Innenraum mündet. Das Überdruckventil ist hierbei außerhalb des Innenraumes angeordnet.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Daher zielt die vorliegende Erfindung, die angesichts des oben angeführten Problems erfolgte, auf eine verbesserte Kühlleistungsfähigkeit ab, während sie einen vereinfachten Aufbau für die Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bereitstellt.
  • Um die Aufgabe durch Lösen des oben angeführten Problems zu erfüllen, wird nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, die eine Eingangswelle in einem Gehäuse, einen Motorgenerator mit einem Rotor in dem Gehäuse, der koaxial mit der Eingangswelle angeordnet ist, eine Pumpe in einer Trennwand des Gehäuses, die durch die Eingangswelle angetrieben wird, wobei die Trennwand an einer Position neben einem axialen Ende des Motorgenerators angeordnet ist, und ein Überdruckventil zur Abgabe von überschüssigem Öl von der Pumpe umfasst, wobei das Überdruckventil eine Ölauslassöffnung in einen durch den Motorgenerator definierten Innenraum aufweist, und wobei die Trennwand mit einem Ansatz ausgeführt ist, der in den durch den Rotor des Motorgenerators definierten Innenraum vorspringt, wobei die Antriebseinheit dadurch gekennzeichnet ist, dass das Überdruckventil in dem Ansatz derart angeordnet ist, dass es mit diesem in den Innenraum vorspringt, wobei seine Ölauslassöffnung nach radial innen beabstandet zum Rotor angeordnet und zu dem Rotor nach radial außen hin offen ist.
  • Im Hinblick auf den oben angeführten Gesichtspunkt ist erwünscht, dass der Motorgenerator einen Rotor aufweist, an dem Ansatz ein Lager vorhanden ist, das den Rotor drehbar hält, und sich die Ölauslassöffnung an einer Position öffnet, die in einer senkrechten Richtung höher als das Lager liegt.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine verbesserte Kühlung eines Motorgenerators, während sie einen vereinfachten Aufbau für die Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bereitstellt.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform einer Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug nach der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine bruchstückhafte Schnittansicht der Ausführungsform der Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug nach der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist eine bruchstückhafte Seitenansicht, in der 2 in der Richtung eines Pfeils A gesehen ist.
    • 4 ist eine Schnittansicht entlang von IV-IV in 3.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden auf Basis der Zeichnungen Ausführungsformen einer Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug beschrieben.
  • AUFBAU DER ANTRIEBSEINHEIT FÜR EIN HYBRIDFAHRZEUG: Unter Bezugnahme auf 1 umfasst eine Ausführungsform einer Antriebseinheit 1 für ein Hybridfahrzeug einen Motor 2 und einen Hauptkörper 3. Der Hauptkörper 3 ist über Antriebsachsen 4 drehbar mit angetriebenen Rädern 5 verbunden.
  • Wie in 1 gezeigt umfasst der Hauptkörper 3 in einem Gehäuse 6 einen ersten Motorgenerator 7, einen zweiten Motorgenerator 8, ein aus mehreren Teilen bestehendes Umlaufgetriebe 9, eine Ölpumpe 10 und ein Differential 12, das über ein Untersetzungsgetriebe 11 mit dem aus mehreren Teilen bestehenden Umlaufgetriebe 9 gekoppelt ist. Das aus mehreren Teilen bestehende Umlaufgetriebe 9 umfasst ein erstes Planetengetriebe 13 und ein zweites Planetengetriebe 14. Eine Ausgangswelle 2A des Motors 2 ist zur Übertragung einer Drehung mit einer Eingangswelle 15 gekoppelt, die durch eine Einwegkupplung 22 drehbar in dem Gehäuse 6 gehalten wird.
  • Das erste Planetengetriebe 13 umfasst ein Sonnenrad 16, einen Träger 17 und ein Hohlrad 18. Das zweite Planetengetriebe 14 umfasst ein Sonnenrad 19, einen Träger 20 und ein Hohlrad 21. Der Träger 17 des ersten Planetengetriebes 13 ist mit der Eingangswelle 15 gekoppelt. Zudem ist das Sonnenrad 16 fest mit einer Drehwelle 7A des ersten Motorgenerators 7 gekoppelt.
  • Das Sonnenrad 19 des zweiten Planetengetriebes 14 ist koaxial mit der Eingangswelle 15 gekoppelt. Das Hohlrad 21 des zweiten Planetengetriebes 21 ist mit dem zweiten Motorgenerator 8 gekoppelt. Ein Ausgangsrad 18A ist mit dem Hohlrad 18 des ersten Planetengetriebes 13 und dem Träger 20 des zweiten Planetengetriebes 14 gekoppelt. Dieses Ausgangsrad 18A ist über das Untersetzungsgetriebe 11 mit dem Differential 12 verbunden. Durch diesen Aufbau gestattet die Antriebseinheit 1 für ein Hybridfahrzeug eine Ausgabe der Leistung von dem Motor 2, der Leistung von dem ersten Motorgenerator 7, und der Leistung von dem zweiten Motorgenerator 8 über das aus mehreren Teilen bestehende Umlaufgetriebe 9.
  • Unter fortdauernder Bezugnahme auf 1 ist das distale Ende der Eingangswelle 15 mit der Seite der Pumpe 10 verbunden. Die Pumpe 10 ist so gestaltet, dass sie durch die Eingangswelle 15 angetrieben wird. Die Pumpe 10 wird an einer Trennwand 6A, welche an einer Position neben einem axialen Ende des zweiten Motorgenerators 8 angeordnet ist, gehalten. Diese Trennwand 6A definiert eine von entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 6, während der Motor 2 nahe der anderen angeordnet ist.
  • 2 ist ein Schnitt des Hauptkörpers 3 entlang einer senkrechten Ebene, die durch die Mittelachse der Eingangswelle 15 verläuft. Die Pumpe 10 umfasst zusätzlich zu der Trennwand 6A eine Pumpenabdeckung 24, einen zahnradförmigen Innenrotor 25, mit dem das distale Ende der Eingangswelle 15 fest gekoppelt ist, und einen Außenrotor 26 mit einer größeren Anzahl von Zähnen als jener des Innenrotors 25. Der Innenrotor 25 und der Außenrotor 26 sind in einem runden Hohlraum 6B, der von der äußeren Seitenfläche der Trennwand 6A einwärts vertieft ist, angeordnet. Zudem ist die Eingangswelle 15 mit einem axialen Fluiddurchgang 15A ausgeführt, der sich durch sie hindurch erstreckt.
  • 3 ist eine Seitenansicht, in der 2 in einer Richtung eines Pfeils A gesehen ist, wobei die Pumpenabdeckung 24 entfernt ist. 4 ist eine Schnittansicht entlang von IV-IV in 3 mit angebrachter Pumpenabdeckung 24. Diese Pumpe 10 ist eine Verdrängungspumpe vom ringförmigen Typ. Eine Drehung der Eingangswelle 15 bringt den Innenrotor 25 dazu, sich zu drehen. Während sich der Innenrotor 25 dreht, dreht sich der Außenrotor 26, der an dem Umfang des Innenrotors 25 mit diesem eingreift, synchron, wobei sich die Volumina der Zahnzwischenräume S, die zwischen der äußeren Umfangsfläche des Innenrotors 25 und der inneren Umfangsfläche des Außenrotors 26 erzeugt werden, auf eine solche Weise verändern, dass sie sich in der Umfangsrichtung bewegen. Dies drückt Öl, welches nacheinander in die Zahnzwischenräume S eingelassen wird, aus diesen heraus.
  • Wie in 4 gezeigt, ist die Pumpenabdeckung 24 mit einem ersten Auslassdurchgang 24A ausgeführt, der sich parallel zu der Eingangswelle 15 erstreckt und an der Position öffnet, an der das Öl aus jedem der Zahnzwischenräume S gedrückt wird. Zudem ist die Pumpenabdeckung 24 mit einem zweiten Auslassdurchgang 24B ausgeführt, der mit dem ersten Auslassdurchgang 24A in Verbindung steht. Überdies ist die Pumpenabdeckung 24 mit einem dritten Auslassdurchgang 24C ausgeführt, der mit dem zweiten Auslassdurchgang 24B wie auch mit dem Fluiddurchgang 15A der Eingangswelle 15 in Verbindung steht. Darüber hinaus ist die Pumpenabdeckung 24 mit einem vierten Auslassdurchgang 24D ausgeführt, der mit dem zweiten Auslassdurchgang 24B in Verbindung steht und sich parallel zu der Eingangswelle 15 erstreckt.
  • Unter Bezugnahme auf 2 und 4 springt der zylinderförmige Ansatz 23, der an der Innenfläche der Trennwand 6A gebildet ist, nach innen vor und umgibt die Eingangswelle 15. Dieser Ansatz 23 ist mit einem Überdruckventil 27 versehen, das mit dem vierten Auslassdurchgang 24D in Verbindung steht. Das Überdruckventil 27 arbeitet so, dass es überschüssiges Öl aus der Ölpumpe 10 abgibt. Überdies umfasst der zweite Motorgenerator 8 einen ringförmigen Motorstator 8S, der auf Seiten des Gehäuses 6 fixiert ist, und einen Motorrotor 8R, der koaxial und drehbar im Inneren dieses Motorstators 8S angeordnet ist. Wie in 2 gezeigt, springt der oben genannte Ansatz 23 von der Innenfläche der Trennwand 6A in einen durch den Motorrotor 8R definierten Innenraum 28 vor. An der inneren Umfangsfläche des distalen Endabschnitts des Ansatzes 23 wird eine Rotorwelle 30 über ein Lager 29 drehbar gehalten. Unter fortdauernder Bezugnahme auf 2 erstreckt sich die Eingangswelle 15 koaxial durch die Rotorwelle 30.
  • Unter Bezugnahme auf 4 ist im Hinblick auf das Überdruckventil 27 eine zylinderförmige Gleitbohrung 31, mit der die Trennwand 6A ausgeführt ist, so gebildet, dass sie mit dem oben genannten vierten Auslassdurchgang 24D in Verbindung steht. In dieser Gleitbohrung 31 ist ein Kugelventil 32 aufgenommen. Dieses Kugelventil 32 wird durch eine Spiralfeder 33 in eine Position vorgespannt, in der es den vierten Auslassdurchgang 24D schließt. Jener Wandabschnitt der Trennwand 6A, der die Gleitbohrung 31 definiert, ist mit einer Ölauslassöffnung 34 ausgeführt. Diese Ölauslassöffnung 34 ist so angeordnet, dass sie eine derartige Verbindung bereitstellt, dass eine Lieferung von Öl in der Gleitbohrung 31 zu dem durch den zweiten Motorgenerator 14 definierten Innenraum 28 gestattet wird. Die Ölauslassöffnung 34 öffnet sich an einer Position, die in einer senkrechten Richtung höher als das Lager 29 liegt.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 4 ist eine Dichtung 35 so zwischen die Außenfläche der Trennwand 6A und eine Fügefläche der Pumpenabdeckung 24 eingefügt, dass sie den vierten Auslassdurchgang 24D umgibt. Wie in 3 gezeigt, ist die Trennwand 6A an ihrer Außenfläche mit Schraubenlöchern 36 ausgeführt, um die Pumpenabdeckung 24 durch nicht gezeigte Schrauben zu fixieren.
  • BETRIEB UND WIRKUNG: Bei der wie oben aufgebauten Antriebseinheit 1 für ein Hybridfahrzeug steigt der Fluiddruck im Inneren der Pumpe 10 an, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Pumpe 10 aufgrund hoher Umdrehungsgeschwindigkeiten des Motors 2 während der Fahrt des Fahrzeugs mit hohen Geschwindigkeiten zunimmt. Im Besonderen verursacht eine Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit des Innenrotors 25 eine Erhöhung des Ausflusses von Öl von den Zahnzwischenräumen S in den ersten Auslassdurchgang 24A. Dies verursacht eine Zunahme des Flusses von Öl in den zweiten Auslassdurchgang 24B, wodurch die Zufuhr von Öl zu dem dritten Auslassdurchgang 24C bereitgestellt wird. Öl in dem dritten Auslassdurchgang 24C wird über den Fluiddurchgang 15A zu nicht gezeigten Ölzufuhröffnungen geführt, die durch passende Stellen der Eingangswelle 15 hindurch gebildet sind.
  • Im Hinblick auf das Überdruckventil 27 bewegt sich das Kugelventil 32 mit dem Anstieg des Fluiddrucks in dem vierten Auslassdurchgang 24D in eine die Spiralfeder 33 verkürzende Richtung gegen die Spiralfeder 33, wenn ein vorherbestimmter Fluiddruckpegel überschritten wird. Unter Bezugnahme auf 2 und 4 wird dem vierten Auslassdurchgang 24D mit der Bewegung des Kugelventils 32 in die Richtung, in der die Spiralfeder 33 verkürzt wird, gestattet, mit der Gleitöffnung 31 in Verbindung zu treten. Dies verursacht eine Abgabe von Öl von der Ölauslassöffnung 34 entlang des durch einen Pfeil F angegebenen Flusses in den Innenraum 28.
  • Wie am besten in 2 ersichtlich ist, öffnet sich die Ölauslassöffnung 34 an einer Position, die in einer senkrechten Richtung höher als das Lager 29 liegt, und lässt sie Öl fallen bzw. abtropfen, um die Lieferung von Öl zu dem Lager 29 und dem Rotor 8R des zweiten Motorgenerators 8 bereitzustellen. Dies ermöglicht eine Schmierung des Lagers 29 und eine Kühlung des Rotors 8R. Die vorliegende Ausführungsform benötigt keinerlei speziellen Fluiddurchgang und keinerlei spezielle Öldüse, um den zweiten Motorgenerator 8 und dergleichen zu kühlen. Dies verbessert die Kühlleistungsfähigkeit des zweiten Motorgenerators 8 und dergleichen, während ein vereinfachter Aufbau der Antriebseinheit 1 für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt wird. Überdies wird das aus der Ölauslassöffnung 34 abgegebene Öl durch einen nicht gezeigten Ölbehälter gesammelt und zu der Pumpe 10 und dergleichen umgewälzt.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 1 nehmen im Hinblick auf die Antriebseinheit 1 für ein Hybridfahrzeug die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 2 und die Umdrehungsgeschwindigkeit des zweiten Motorgenerators 8 zu, wenn sich das Fahrzeug mit hohen Geschwindigkeiten fortbewegt. Unter besonderer Bezugnahme auf 2 verursacht dies eine Zunahme der erwarteten Durchflussmenge des Öls zur Schmierung des Lagers 29 und einer Zunahme der erwarteten Durchflussmenge des Öls zur Kühlung des Rotors 8R. Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht in Verbindung mit einer Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 2 eine Zunahme der Durchflussmenge des Öls, das aus der Ölauslassöffnung 34 des Überdruckventils 27 abgegeben wird, wodurch die erforderliche Ölzufuhr möglich gemacht wird. Somit benötigt die Antriebseinheit 1 für ein Hybridfahrzeug nicht länger irgendein gesondertes Schmiermittelzufuhrsystem, was eine Verkleinerung des Hauptkörpers 3 ermöglicht.
  • Überdies nimmt dann, wenn Öl stets von dem Überdruckventil 27 zu dem Rotor 8R des zweiten Motorgenerators 8 geliefert wird, ein Pumpenleistungsverlust zu, was die Kraftstoffeinsparung verringert. Daher ist die vorliegende Ausführungsform so eingerichtet, dass der Rotor durch Spritzöl, welches durch ein nicht gezeigten Zahnrad hochgeschleudert wird, geschmiert wird, wenn sich das Fahrzeug mit niedrigen oder mittleren Geschwindigkeiten fortbewegt, und nur dann durch Öl, das von dem Überdruckventil 27 geliefert wird, geschmiert wird, wenn sich das Fahrzeug mit hohen Geschwindigkeiten fortbewegt.
  • Bei der Antriebseinheit 1 für ein Hybridfahrzeug, die die vorliegende Erfindung betrifft, springt der Ansatz 23 mit dem Überdruckventil 27 in den Innenraum 28, der sich im Inneren des zweiten Motorgenerators 8 befindet und durch diesen definiert ist, vor. Somit benötigt die vorliegende Ausführungsform nicht länger irgendeinen Vorsprung, der sich von der Trennwand 6A des Gehäuses 6 nach außen erstreckt. Daraus folgt, dass die vorliegende Ausführungsform das Ausmaß, um das die Ölpumpe 10 in der Antriebseinheit 1 für ein Hybridfahrzeug nach außen vorspringt, verringert, so dass sie von diesem Gesichtspunkt her zu einer Verkleinerung des Hauptkörpers 3 beiträgt.
  • ANDERE AUSFÜHRUNGSFORM: Die vorliegende Ausführungsform wurde beschrieben, doch sollte sich verstehen, dass sie die vorliegende Erfindung nicht beschränkt. Zum Beispiel wird bei der obigen Ausführungsform eine Verdrängungspumpe vom ringförmigen Typ als Beispiel für die Pumpe 10 verwendet, doch besteht keine Beschränkung darauf.
  • Überdies bilden bei der obigen Ausführungsform das erste Planetengetriebe 13 und das zweite Planetengetriebe 14 das aus mehreren Teilen bestehende Umlaufgetriebe 9, doch sollte sich verstehen, dass die vorliegende Erfindung auch auf eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug mit einem Umlaufgetriebe, das durch ein einzelnes Planetengetriebe gebildet ist, angewendet werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1 Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug, 2 Motor, 2A Ausgangswelle, 6 Gehäuse, 6A Trennwand, 7 erster Motorgenerator, 8 zweiter Motorgenerator, 8S Motorstator, 8R Motorrotor, 10 Ölpumpe, 13 erstes Planetengetriebe, 14 zweites Planetengetriebe, 15 Eingangswelle, 15A Fluiddurchgang, 23 Ansatz, 24 Ölpumpenabdeckung, 25 Innenrotor, 26 Außenrotor, 27 Überdruckventil, 28 Innenraum, 29 Lager, 34 Ölauslassöffnung.

Claims (2)

  1. Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug, umfassend eine Eingangswelle (15) in einem Gehäuse (6), einen Motorgenerator (8) mit einem Rotor (8R) in dem Gehäuse, der koaxial mit der Eingangswelle (15) angeordnet ist, eine Pumpe (10) in einer Trennwand (6A) des Gehäuses, die durch die Eingangswelle (15) angetrieben wird, wobei die Trennwand (6A) an einer Position neben einem axialen Ende des Motorgenerators (8) angeordnet ist, und ein Überdruckventil (27) zur Abgabe von überschüssigem Öl von der Pumpe (10), wobei das Überdruckventil (27) eine Ölauslassöffnung (34) in einen durch den Motorgenerator (8) definierten Innenraum (28) aufweist, wobei die Trennwand (6A) mit einem Ansatz (23) ausgeführt ist, der in den durch den Rotor (8R) des Motorgenerators (8) definierten Innenraum (28) vorspringt, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (27) in dem Ansatz (23) derart angeordnet ist, dass es mit diesem in den Innenraum (28) vorspringt, wobei seine Ölauslassöffnung (34) nach radial innen beabstandet zum Rotor (8R) angeordnet und zu dem Rotor (8R) nach radial außen hin offen ist.
  2. Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ansatz (23) ein Lager (29) vorhanden ist, das den Rotor (8R) drehbar hält, und sich die Ölauslassöffnung (34) an einer Position öffnet, die in einer senkrechten Richtung höher als das Lager (29) liegt.
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