JP2019528210A - ハイブリッド駆動モジュールのチェーンテンショニング - Google Patents

Abstract

ハイブリッド駆動モジュールの定期保守を行う方法であって、前記ハイブリッド駆動モジュールは、連続状部材駆動（１２０）を囲むハウジング（１７０）を備え、前記連続状部材駆動（１２０）は、少なくとも１つのカップリング（１３０，１４０）を介して関連する内燃機関（２０）のクランクシャフト（２２）に電気モーター（１１０）を連結するチェーンまたはベルト（１２６）を備え、前記電気モーター（１１０）は、固定要素（１１１）を介してクランクシャフト（２２）に関して固定され、前記方法は、電気モーター（１１０）を前記モーター（１１０）の固定要素（１１１）から緩めること；クランクシャフト（２２）が電気モーター（１１０）からある距離（ｄ）にあるように、および、チェーンまたはベルト（１２６）の張力が、予め特定されたレベル以上であるように、電気モーターを位置決めすること；電気モーター（１１０）が、クランクシャフト（２２）からその距離（ｄ）に保たれるように、固定要素（１１１）を再固定すること、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド駆動モジュールに、特にそのようなハイブリッド駆動モジュールの連続状部材の調整および張力付与に関する。

乗用車用のハイブリッドパワートレインは、関心を集めており、そのような用途向けの様々な解決策が近年提案されている。特に、既存のパワートレインに加えられる独立したモジュールとしてハイブリッド機能を提供することが、提案されている。既存のハイブリッド駆動モジュールの一例は、第１スプロケットを含み、第１スプロケットは、デュアルマスフライホイールおよび切断クラッチを介して間接的に内燃機関のクランクシャフトに、および第２スプロケットに駆動連結される電気モーター（好ましくは４８Ｖ電気モーター）に、接続されるように意図されている。スプロケットは、純電気駆動、回復、けん引モード、およびブーストなどの様々な駆動モードを可能にするために、ベルトによって連結され、このようにしてベルト駆動を形成する。この従来技術のシステムでは、電気モーター、フライホイール、クラッチ、およびベルト駆動は、既存のパワートレインに加えられることができるスタンドアローンモジュールとして形成される。

トルクがベルトを介して伝達されることができるように、ベルト駆動で張力を維持するために、ベルト駆動張力付与システムが通常使用される。これらのシステムは、通常複雑な油圧または機械システムであり、従って張力付与のより単純な装置および方法が望ましい。

従って、本明細書の教示の目的は、従来技術の解決策の不利な点を克服する改良されたハイブリッド駆動モジュールを、提供することである。

第１態様によると、ハイブリッド駆動モジュールの定期保守を行う方法が、提供される。ハイブリッド駆動モジュールは、チェーン駆動またはベルト駆動などの、連続状部材駆動を囲むハウジングを備え、連続状部材駆動は、少なくとも１つのカップリングを介して関連する内燃機関のクランクシャフトに電気モーターを連結するチェーンまたはベルトを備える。電気モーターは、固定要素を介してクランクシャフトに関して固定される。方法は、電気モーターを前記モーターの固定要素から緩めること；クランクシャフトが電気モーターからある距離にあるように、および、チェーンまたはベルトの張力が、予め特定されたレベル以上であるように、電気モーターを位置決めすること；電気モーターが、クランクシャフトからその距離に保たれるように、固定要素を再固定すること、を含む。方法は、複雑な張力付与機構なしに、ハイブリッド駆動モジュールの駆動で張力が維持されることを可能にする。

距離は、電気モーターに対して固定位置で配置された第１スプロケットの回転軸と、クランクシャフトに対して固定位置で配置される第２スプロケットの回転軸と、の間の直線距離であってよい。

実施形態では、力は、モーターを位置決めするように、およびチェーンまたはベルトの張力を増加させるように、加えられる。力は、再固定中に連続的に加えられてよい。モーターへの、およびスプロケットにまたはチェーン／ベルトにでない、力の適用は、取り付けを簡略化する。

第２態様では、ハイブリッド駆動モジュールが提供される。ハイブリッド駆動モジュールは、連続状部材駆動を囲むハウジングを備え、連続状部材駆動は、少なくとも１つのカップリングを介して関連する内燃機関のクランクシャフトに電気モーターを接続するチェーンまたはベルトを備える。電気モーターは、固定要素を介してクランクシャフトに関して固定され、電気モーターは、チェーンまたはベルトの張力が増加するように、再配置可能であるように構成される。

ハイブリッド駆動モジュールの実施形態では、張力は、クランクシャフトに対する電気モーターの位置決めによってのみ実現する。

第３態様では、ハイブリッド車が提供される。ハイブリッド車は、開示される実施形態のいずれかによるハイブリッド駆動モジュールを備える。

本明細書の教示の実施形態は、実施形態がどのように実行されるかについての非限定的例を示す添付図面を参照して、以下でさらに詳しく記載される。

実施形態によるハイブリッド駆動モジュールの概略図を示す。 実施形態によるハイブリッド駆動モジュールの部分の断面図である。 実施形態によるハイブリッド駆動モジュールの部分の等角図である。 実施形態によるハイブリッド駆動モジュールのハウジングを閉じるカセットの等角図である。 実施形態によるハイブリッド駆動モジュールと共に使用するための電気モーターの部分の断面図である。 実施形態による電気モーターを備えるハイブリッド駆動モジュールの部分の等角図である。 電気モーターと第１および第２スプロケットの概略図である。

図１に始まり、車両のエンジンアセンブリ１０の配置図が示されている。車両は、典型的に乗用車であり、エンジンアセンブリは、内燃機関２０および実施形態によるハイブリッド駆動モジュール１００を備える。以下で説明されるように、ハイブリッド駆動モジュール１００は、ハイブリッド駆動モジュール１００と直列に配置されるトランスミッション（図示せず）に追加の駆動トルクを提供するために、内燃機関２０のクランクシャフト２２に機械的に連結される。従って、トランスミッションは、図１からはっきり分かるようにクランクシャフト２２にも連結される。

ハイブリッド駆動モジュール１００は、電気モーター１１０と、連続状部材駆動１２０とを備え、連続状部材駆動１２０は、ここではチェーン駆動の形であり、電気モーター１１０をクランクシャフト２２に連結する。電気モーター１１０は、このため、チェーン駆動１２０の第１スプロケット１２２を駆動し、電気モーター１１０が作動すると、第１スプロケット１２２の回転運動が、チェーン１２６を介して第２スプロケット１２４に伝えられる。

第２スプロケット１２４は、１つ以上のカップリングを介してクランクシャフト２２に駆動連結される。図１に示されている実施形態では、第２スプロケット１２４は、デュアルマスフライホイール１４０から駆動トルクを受ける切断クラッチ１３０の出力に連結される。一般にハイブリッドＰ２システムで表されるパラレル２クラッチシステムについて、切断クラッチ１３０は、Ｃ０クラッチと称されることが多い。別のねじれ減衰／吸収装置に置き換えられ得るデュアルマスフライホイール１４０は、クランクシャフト２２から直接入力トルクを受ける。しかしながら、この実施形態のために、切断クラッチ１３０および／またはデュアルマスフライホイール１４０（またはその代替）は、省略され得る、または別の適切なカップリングに置き換えられ得る。

また図１に示されているのは、さらなる任意のクラッチ１５０であり、ここではローンチクラッチを表している。再びＰ２システムに関し、ローンチクラッチは、Ｃ１クラッチと称されることが多い。ローンチクラッチ１５０は、下流に、すなわち、トランスミッションの上流のハイブリッド駆動モジュール１００の出力側に、配置される。ローンチクラッチ１５０は、トルクコンバーターまたは同様のものに置き換えられ得ることが、理解されるべきである。

電気モーター１１０は、好ましくは４８Ｖモーター／オルタネーターであり、それは、従って車両の既存のパワートレインにハイブリッド機能を提供するのに使用されることができる。他の実施形態も、この出願の範囲内で可能であり、高電圧電気モーターが利用されてよい。具体的には、チェーン駆動１２０の提供は、ベルト駆動が使用される場合と比較すれば、高電圧電気モーターとのモジュール化を可能にする。ベルト駆動は、より強力な高電圧ハイブリッド電気モーターによって提供される非常に高い負荷に決して対応しない。

電気モーター１１０は、第１および第２スプロケット１２２，１２４の面内で調整可能である。張力は、電気モーター１１０の位置決めによってチェーン１２６で調整されることができる。言い換えれば、ハイブリッド駆動モジュール１００のチェーン駆動１２０の張力は、電気モーター１１０の位置決めによってのみ実現し得る。ベルト駆動システムとは対照的に、チェーン駆動１２０は、電気モーター１１０への駆動トルク伝達のために、および電気モーター１１０からの駆動トルク伝達のために、チェーン張力付与部品なしに、十分な張力を維持する。

電気モーター１１０、および従って第１スプロケット１２２は、少なくとも１つの固定要素１１１（図６参照）を介して第２スプロケット１２４に関して位置決めされることができる。固定要素は、例えば、電気モーター１１０のケーシングの穴を通るように構成された少なくとも１つのボルトであり得る。図６は、電気モーター１１０のケーシングに設けられた２つの穴に設けられた２つのボルトである、電気モーター１１０用の固定要素１１１を示す。図６では、電気モーター１１０のケーシングは、電気モーター１１０のシャフトの回転の軸に直角に延びる穴を備える。図６では、固定要素１１１は、モーターをエンジンブロック１０，２０に固定するが、その一方で、固定要素は、図３に関連して後に説明されるようにモーターがイヤー構造１８０に固定されることも可能にする。図６では、固定要素１１２の第２セットが示されている。固定要素の第２セット１１２は、電気モーター１１０のケーシングに設けられている２つのスロット１１２である。それぞれのスロットは、ボルト、または電気モーター１１０をイヤー構造１８０に固定するような他の手段を受け取るように、構成され得る。スロットの形は、イヤー構造１８０および／またはエンジンブロック１０，２０にモーター１１０を固定する間、モーター１１０が所定範囲の動きで動くことを可能にする。

第１固定要素１１１は、このために、電気モーター１１０のケーシングまたはエンジンブロック１０，２０またはイヤー構造１８０に延びるスロットも備える。電気モーター１１０は、第１スプロケット１２２と第２スプロケット１２４との間の距離が調整可能であるように、第２スプロケット１２４に対して調整可能である。これは、第１スプロケット１２２の位置が電気モーター１１０に対して固定されるという事実による。

チェーン駆動１２０と調整可能な電気モーター１１０の組み合わせを通じて、スプロケット１２２，１２４は、重くて高価であることが多い追加の張力付与システムを使用せずに、高速および高トルクでも、確実に連結されたままであることができる。

当業者に知られているように、長期動作中、チェーン１２６は、伸長することがある。伸長チェーン１２６の張力を再設定する方法は、電気モーター１１０を前記モーター１１０の固定要素１１１から緩めること、および、電気モーター１１０に、モーター１１０が再配置されるように、続いて力を適用すること、である。電気モーター１１０は、第１スプロケット１２２が、第２スプロケット１２４からより大きい距離ｄ（図７参照）であるように、および、チェーン１２６の張力が予め特定されたレベル以上であるように、ある距離で再配置されることができる。位置決めの後、固定要素１１１は、電気モーター１１０および第１スプロケット１２２が、第２スプロケット１２４から距離ｄに維持されるように、再固定されることができる。再固定中、力は、電気モーター１１０に連続的に適用され得る。

図７に示されるように、距離ｄは、第１スプロケット１２２の回転軸と第２スプロケット１２４の回転軸との間の直線距離である。固定要素１１１，１１２がスロットを備えるとき、モーターは、それがスロットの長さ軸に沿って動かされるように、移動することができる。上記の方法および構造の利点は、第１および第２スプロケット１２２，１２４が、チェーン１２６に張力を生じさせるために個々に調整される必要がないことである。さらに、チェーン自体１２６は、調整される必要がない。

ハイブリッド駆動モジュール１００の全体は、潤滑システムも備え、それは、本明細書に提示された様々な実施形態に従って、チェーン１２６がハイブリッド駆動モジュール１００の回転部分（すなわち、１つ以上のカップリング１３０，１４０）に潤滑オイルを循環させるのに役立つという原理に、基づく。さらに注目すべきは、ローンチクラッチまたはトルクコンバーター１５０も利用する場合、この部品は、ハイブリッド駆動モジュール１００内に配置されることもでき、従って同じ潤滑システムから恩恵を受けることである。

ある実施形態では、潤滑システムは、オイルポンプ１６０によって支えられ得る。

潤滑オイルは、この開示の文脈内で、あらゆるオートマティック・トランスミッション液、エンジンオイル、または特定の用途に適した他の種類の潤滑および冷却流体をカバーするように、広く解釈されるべきである。

提示された解決策の１つの主な利点は、わずかな所要パッケージ空間である。今度は図２を見ると、ハイブリッド駆動モジュール１００の部分の断面が示され、ハイブリッド駆動モジュール１００の小型化を示している。

クランクシャフト２２は、デュアルマスフライホイール１４０の１次慣性質量体１４２に入力トルクを提供する。デュアルマスフライホイール１４０の２次慣性質量体１４４は、切断クラッチ１３０の入力側に連結され、ここではリミテッドスリップカップリングの形である。切断クラッチ１３０の出力側は、チェーン１２６を支える第２スプロケット１２４に連結されている。好ましくは、１つ以上のばねが提供されてよく、慣性質量体１４２，１４４を互いに接続し、２次慣性質量体１４４が１次慣性質量体１４２に対して回転できるようになっており、ばねが変形することができ、内燃機関２０から伝えられるねじれ振動を減らす。

デュアルマスフライホイール１４０と切断クラッチ１３０とは、クランクシャフト２２の周りに同軸に配置され、それによってハイブリッド駆動モジュール１００の軸方向長さを減少させる。

図３では、エンジンアセンブリ１０が再び示されている。見られるように、ハイブリッド駆動モジュール１００は、ハウジング１７０に囲まれる。ハウジング１７０は、内燃機関２０のエンジンブロック２６の端部２４、端部２４に取り付けられてエンジンブロック２６から外側に延びるイヤー構造１８０、およびハウジング１７０を封止するカセット（図５参照）によって、形成される。イヤー構造１８０は、電気モーター１１０およびチェーンアセンブリ１２０の第１スプロケット１２２を入れるためのスペースを確保するように提供され、デュアルマスフライホイール１４０、切断クラッチ１３０、および第２スプロケット１２４は、端部２４内の円形領域内に適合するように寸法決めされる。

ハウジング１７０は、任意に端部２４内の円形領域に延びる、イヤー構造１８０内に配置されたインサート２００によってリザーバー１９０を形成する。リザーバー１９０は、動作中オイルを含むように、および動作中チェーン１２６に潤滑を提供するように、配置される。

リザーバー１９０の提供は、完全にパッシブな潤滑システムを可能にし、ハイブリッド駆動モジュール１００の回転部分に十分な潤滑を提供するのに外部オイルポンプまたはチャネルを必要としないことを、意味する。具体的には、動作中、チェーン１２６は、オイルがリザーバー１９０に流入するように、第１スプロケット１２２の上端でオイルを注ぐ。リザーバー内のオイルレベルが一定の高さに到達するとき、リザーバー１９０に設けられている出口は、オイルが、チェーン１２６が第１スプロケット１２２と接触する位置でリザーバー１９０を出ることができるようにする。そのような構成により、チェーン１２６は、それ自体の動きによって潤滑される。

リザーバーに運ばれないオイルの量は、最終的には、ハウジング１７０の底に下方に落下する。イヤー構造１８０は、端部２６の円形領域の最下点を少し超える垂直位置に配置されるので、オイルは、第２スプロケット２４、デュアルマスフライホイール１４０、チェーン１２６、および切断クラッチが回転する円形領域の最下領域に行き着く。この理由で、これらの回転部分１２４，１２６，１３０，１４０、特にデュアルマスフライホイール１４０の１次慣性質量体１４２は、オイルを拾い上げ、それを周囲に進ませる。任意に、同じオイルが、回路を通じて、向上した冷却および潤滑のために回転部分に送られてよい。そのような回路は、例えば、ハイブリッド駆動モジュール１００の様々な部品から過度の熱を取り除く熱交換器を含んでよい。

最終的には、このオイルは、リザーバー１９０に再び流入する。このため、リザーバー１９０の入口は、主にチェーンから、しかし他の回転部分１３０，１４０からも、オイルを受けるように寸法決めされる。

磁石２１６は、好ましくは、オイル内に含まれる金属粒子を引き付けるために、リザーバー１９０の底に配置される。任意に、磁石２１６は、フィルターまたは動作中潤滑流体を浄化する他の適切な手段に置き換えられてよい、またはそれと組み合わせられてよい。

今度は図４を見ると、カセット２２０が示されている。カセット２２０は、ハウジング１７０用のクロージャーを形成し、カセット２２０は、従ってハウジング１７０の全体に、すなわちエンジンブロック２６の端部２４およびそれに取り付けられたイヤー構造１８０に、適合するように寸法決めされる。カセット２２０の目的は、結果的に、ハイブリッド駆動アセンブリ１００用の封止クロージャーを提供することである。

上記で提示された実施形態は、潤滑オイルをハイブリッド駆動モジュール１００内で循環させ得るチェーン駆動１２０およびリザーバー１９０を使用して、ハイブリッド駆動モジュール１００全体のパッシブな潤滑システムを利用するという同じ技術概念を全て共有する。

図５では、電気モーター１１０の実施形態が示されている。この例では、電気モーター１１０は、電気モーター１１０の冷却および潤滑のためにリザーバー１９０からオイルを受け取るだけでなく、ハイブリッド駆動モジュール１００の潤滑システム全体のためにチェーン駆動１２０と共にポンプとしての役割も果たすように、構成される。

特に、電気モーター１１０の回転シャフト１１２には、リザーバー１９０からのオイルを受け取る軸方向入口が設けられる。回転シャフト１１２の内部の通路１１３は、オイルを、それが１つ以上の径方向ドリリング１１４に到達するまで、運び、径方向ドリリング１１４では、オイルが出てロータアセンブリ１１５を打つ。ロータアセンブリが回転するにつれて、それは、オイルをシャフト１１２から引き上げ、それをロータアセンブリ１１５を通過させ、オイルをエンドターン１１６に飛ばす。冷却オイルは、随意に、熱を取り出すためにエレクトロニクスに使用される熱交換器を通り得る。

出口穴１１４がロータアセンブリ１１５でシャフト１１２の中心線から径方向距離があり、これは、オイルを引き出すポンプ作用を作り出す。オイルは、その後、再び再循環されるためにカセット２２０にドレインバックし得る。

油冷式モーター１１０は、水冷式電気モーターと比較してはるかに高い連続パフォーマンスレベルを可能にする。これは、油性クーラントが、電気機械の高温部品、すなわち、ステータの銅エンドターンに、および磁石を冷却するためにロータアセンブリに、直接適用されるという事実による。

上記の説明は主にチェーン駆動に関連するが、当然のことながら、調整および張力の概念は、ベルト駆動などの他の連続状部材駆動に適用され得る。

改良された概念は、本明細書に記載される実施形態に決して限定されず、いくつかの変更が、添付の「特許請求の範囲」の要旨から逸脱することなく実現可能であることが、言及されるべきである。

Claims (7)

1. ハイブリッド駆動モジュールの定期保守を行う方法であって、前記ハイブリッド駆動モジュールは、連続状部材駆動（１２０）を囲むハウジング（１７０）を備え、前記連続状部材駆動（１２０）は、少なくとも１つのカップリング（１３０，１４０）を介して関連する内燃機関（２０）のクランクシャフト（２２）に電気モーター（１１０）を連結するチェーンまたはベルト（１２６）を備え、前記電気モーター（１１０）は、固定要素（１１１）を介してクランクシャフト（２２）に関して固定され、前記方法は、
   電気モーター（１１０）を前記モーター（１１０）の固定要素（１１１）から緩めること、
   クランクシャフト（２２）が電気モーター（１１０）からある距離（ｄ）にあるように、および、チェーンまたはベルト（１２６）の張力が、予め特定されたレベル以上であるように、電気モーターを位置決めすること、および、
   電気モーター（１１０）が、クランクシャフト（２２）からその距離（ｄ）に保たれるように、固定要素（１１１）を再固定すること、
   を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、距離（ｄ）は、電気モーター（１１０）に対して固定位置で配置される第１スプロケット（１２２）の回転軸と、クランクシャフト（２２）に対して固定位置で配置される第２スプロケット（１２４）の回転軸と、の間の直線距離である、方法。
3. 請求項１または２に記載の方法であって、力は、モーター（１１０）を位置決めするように、およびチェーンまたはベルト（１２６）の張力を増加させるように、加えられる、方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法であって、力は、再固定中に連続的に加えられる、方法。
5. ハイブリッド駆動モジュールであって、連続状部材駆動（１２０）を囲むハウジング（１７０）を備え、前記連続状部材駆動（１２０）は、少なくとも１つのカップリング（１３０，１４０）を介して関連する内燃機関（２０）のクランクシャフト（２２）に電気モーター（１１０）を接続するチェーンまたはベルト（１２６）を備え、前記電気モーター（１１０）は、固定要素（１１１）を介してクランクシャフト（２２）に関して固定され、前記モーター（１１０）は、チェーンまたはベルト（１２６）の張力が増加するように、再配置可能であるように構成される、ハイブリッド駆動モジュール。
6. 請求項５に記載のハイブリッド駆動モジュールであって、張力は、クランクシャフト（２２）に対する電気モーター（１１０）の位置決めによってのみ実現する、ハイブリッド駆動モジュール。
7. 請求項５または６に記載のハイブリッド駆動モジュールを備えるハイブリッド車。
   

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