JP2019535979A - 横置型デュアル動力源車両用駆動アセンブリ - Google Patents

横置型デュアル動力源車両用駆動アセンブリ Download PDF

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Abstract

【解決手段】第一の動力源と、第二の動力源と、自動変速機（１０）とを含み、動力源が、自動変速機の第一の入力軸（２１）と第二の入力軸（２２）とにそれぞれ連結されている。第一の中間軸（３１）が第一の入力軸と平行に設けられ、第二の中間軸（３２）が第一の入力軸と同軸心方向に設けられ、第三の中間軸（３３）が第一の中間軸と同軸心方向に設けられ、第一の中間軸と第三の中間軸との間に第一のクラッチ（４１）が設けられ、第一の入力軸と第二の中間軸との間に第二のクラッチ（４２）が設けられ、第一の入力軸における第一のギア（１１）が第一の中間軸における第二のギア（１２）と噛合伝動し、第二の中間軸における第三のギア（１３）が第三の中間軸における第四のギア（１４）と噛合伝動する。第三の中間軸における第五のギア（１５）が差動装置における第六のギアと噛合伝動する。第二の入力軸に、第三のギアと噛み合う第七のギア（１７）が設けられている。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のフロントアクスル又はリアアクスルに連結され、車両を駆動するための横置型デュアル動力源車両用駆動アセンブリに関する。
現在の純粋な電気自動車又はハイブリッド新エネルギー自動車は、その用いられた電動モータの動力特性と車両全体の要求とに差があるので、変速比及びモーメントの要求を満たすことができない。新エネルギー自動車がますます複雑になる運転状況や道路状況に対応する必要があるので、新エネルギー自動車の快適さ及び続航距離に対するユーザの要求が高まり続けており、単純な電動モータ直接駆動モード、電動モータに減速機を接続したモード、又は、燃料−電気ハイブリッドモードの新エネルギー自動車は、新エネルギー自動車産業の発展要求を満たすことができない。
現在の車両の動力アセンブリにおいて、動力源、クラッチ、ギアボックス又は減速機、および駆動軸は、通常縦方向に配置され、長さが比較的に大きくて、その占める車両空間も大きく、コンパクトな構造を必要とする小型車両には適していない。
なお、現在、純粋な電気自動車又はハイブリッド新エネルギー自動車の減速機は、ロータ軸と入力軸とが一体化しておらず、電動モータのロータ軸への衝撃が大きいため、従来の摩擦クラッチを使用することができなくなり、それに用いられたクラッチがハード接続という方式しか採用できず、緩衝機能を有しなく、新エネルギー自動車の要求を満たすことができない。
従来の電動モータ直接駆動モードの自動車において、動力系にはクラッチ機能がないので、従来の慣性摩擦シンクロナイザを使用することができず、変速機がシフトできず、単一の変速比しか使用できなく、車両全体の発進及び停止が電動モータの駆動、停止にしか依存できず、電動モータの性能の発揮に影響を与えてしまう。
先行技術における上記問題について、本発明は、従来の動力アセンブリが単一の変速比で伝動し複雑な道路状況や運転状況に適応できない、という問題を解決するための横置型デュアル動力源車両用駆動アセンブリを提供している。
それと同時に、従来の動力アセンブリの縦寸法が大きくてコンパクト車に使用できないこと、及び、変速機のギア数が多くて伝動構造が複雑である、という問題が解決される。
上記目的に達するように、本発明の技術案は、下記のように実現される。
アクスルハーフシャフトに連結される横置型デュアル動力源車両用駆動アセンブリは、第一の動力源と、第二の動力源と、自動変速機とを含み、前記自動変速機に第一の入力軸及び第二の入力軸が設けられ、前記動力源が２つの入力軸にそれぞれ連結されており、前記自動変速機と前記アクスルハーフシャフトとの連結箇所に差動装置が設けられており、
前記自動変速機において、第一の中間軸が第一の入力軸と平行に設けられ、第二の中間軸が第一の入力軸と同軸心方向に設けられ、第三の中間軸が第一の中間軸と同軸心方向に設けられ、前記第一の中間軸と前記第三の中間軸との間に第一のクラッチが設けられ、前記第一の入力軸と前記第二の中間軸との間に第二のクラッチが設けられており、
前記第一の入力軸に第一のギアが設けられ、前記第一の中間軸に第二のギアが設けられ、第一のギアが第二のギアと噛合伝動し、前記第二の中間軸に第三のギアが設けられ、前記第三の中間軸に第四のギアが設けられ、第三のギアが第四のギアと噛合伝動し、前記第三の中間軸に第五のギアが更に設けられ、前記差動装置に第六のギアが設けられ、第五のギアが第六のギアと噛合伝動し、
前記第二の入力軸に第七のギアが設けられ、第七のギアが第三のギアと噛合伝動する。
また、前記第二の動力源が電動モータであり、前記第二の動力源が、前記第二の入力軸、前記第七のギア、前記第三のギア、前記第四のギア、前記第三の中間軸、前記第五のギア、前記第六のギア及び前記差動装置を順次に介して、動力を前記アクスルハーフシャフトに伝達してもよい。
また、前記第一のクラッチが噛み合うと、前記第一の動力源が、前記第一の入力軸、前記第一のギア、前記第二のギア、前記第一の中間軸、前記第三の中間軸、前記第五のギア、前記第六のギア及び前記差動装置を順次に介して、動力を前記アクスルハーフシャフトに伝達してもよい。
また、前記第一のギアと前記第二のギアとの噛合伝動比をｉ1とし、前記第五のギアと前記第六のギアとの噛合伝動比をｉ3とすると、前記第一のクラッチが噛み合っている場合、前記自動変速機における噛合伝動比がｉ1×ｉ3となるようにしてもよい。
また、前記第二のクラッチが噛み合うと、前記第一の動力源が、前記第一の入力軸、前記第二の中間軸、前記第三のギア、前記第四のギア、前記第三の中間軸、前記第五のギア、前記第六のギア及び前記差動装置を順次に介して、動力を前記アクスルハーフシャフトに伝達してもよい。
また、前記第三のギアと前記第四のギアとの噛合伝動比をｉ2とし、前記第五のギアと前記第六のギアとの噛合伝動比をｉ3とすると、前記第二のクラッチが噛み合っている場合、前記自動変速機における噛合伝動比がｉ2×ｉ3となるようにしてもよい。
また、前記第七のギア、前記第三のギア、前記第四のギアの噛合伝動比をｉ4とし、前記第五のギアと前記第六のギアとの噛合伝動比をｉ3とすると、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチが共に切断された場合、前記自動変速機における噛合伝動比がｉ4×ｉ3となるようにしてもよい。
また、前記第一の動力源が、電動モータであり、又は、エンジンとＩＳＧモータとの組み合わせであってもよい。
また、前記動力源がエンジンとＩＳＧモータとの組み合わせであり、前記エンジンと前記ＩＳＧモータとの間にねじり振動ダンパーが設けられていてもよい。
また、前記アクスルハーフシャフトがフロントアクスルハーフシャフト又はリアアクスルハーフシャフトであり、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチが端面歯クラッチであってもよい。
また、前記端面歯クラッチの駆動方式が、電磁駆動式、流体駆動式、空圧駆動式、又は電気駆動式であってもよい。
上記構造を用いて配置された本発明の利点は、下記の通りになる。
本発明による車両用駆動アセンブリは、車両のリアアクスルハーフシャフト又はフロントアクスルハーフシャフトに連結され、車両用駆動アセンブリは、デュアル動力源による入力、３つの変速比での伝動を実現することができ、伝動方式が柔軟であり、さまざまな道路状況での車両全体の運転ニーズが満たされ、車両が重い負荷で坂を登っている場合、車両全体の駆動力を向上させ、車両全体の駆動力不足という欠陥を補うためには、デュアル動力入力、大きい変速比での伝動を選択することができ、車両全体が巡航している場合、車両全体の高速運転要求を満たし、エネルギーを節約し、車両の航続距離を向上させるためには、単一動力入力、小さい変速比での伝動を選択することができる。
ねじり振動ダンパーと端面歯クラッチとを組み合わせる設計モードでは、運動エネルギー損失を最小にすることが可能であり、従来の摩擦クラッチが電動モータのパワーショックに耐えることができないため、寿命が短すぎるという欠陥を埋めることができる。
本発明による横置型デュアル動力源車両用駆動アセンブリは、駆動アセンブリの縦寸法を短くして、コンパクト車に適している一方で、使用されるギア数が少ないため、伝動構造を簡素化することができる。
なお、第一のクラッチ又は第二のクラッチが噛み合い、第一の動力源及び第二の動力源が共にオンされると、駆動アセンブリの総駆動力を増大させることができ、車両の発進時に、車両の加速過程を短縮し、高速走行をより早く実現することができる。
上記の説明は、本発明の技術案の概要に過ぎず、本発明の技術手段をより明らかに理解して、それらを明細書の内容に従って実施することができるように、また、本発明の上記および他の目的、特徴および利点をより容易に理解するために、以下、特に、本発明の具体的な実施形態を例示する。
本発明の実施例１の構造模式図である。 本発明の実施例２の構造模式図である。
以下の好ましい実施形態の詳細な説明を読むことにより、様々な他の利点及びメリットが当業者にとって明らかになる。図面は、好ましい実施形態を例示するためのものだけであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。また、図面全体において、同じ部品には同じ参照符号が付されている。
以下、図面を参照して本発明の例示的な実施例をさらに詳しく説明する。本発明の例示的な実施例が図面に示されているが、本発明は、様々な形態で実現されてもよく、ここに記載の実施例によって限定されないことを理解すべきである。むしろ、これらの実施例は、本発明がよりよく理解され、本発明の範囲が当業者に完全に伝えられるように提供される。
〔実施例１〕
図１に示すように、本発明の実施例１において、横置型デュアル動力源車両用駆動アセンブリは、アクスルハーフシャフトに連結され、この車両用駆動アセンブリは、第一の動力源と、第二の動力源と、自動変速機１０とを含み、自動変速機１０に第一の入力軸２１及び第二の入力軸２２が設けられ、動力源が２つの入力軸にそれぞれ連結されており、自動変速機１０とアクスルハーフシャフトとの連結箇所に差動装置５０が設けられている。
自動変速機１０において、第一の中間軸３１が第一の入力軸２１と平行に設けられ、第二の中間軸３２が第一の入力軸２１と同軸心方向に設けられ、第三の中間軸３３が第一の中間軸３１と同軸心方向に設けられ、第一の中間軸３１と第三の中間軸３３との間に第一のクラッチ４１が設けられ、第一の入力軸２１と第二の中間軸３２との間に第二のクラッチ４２が設けられている。
第一の入力軸２１に第一のギア１１が設けられ、第一の中間軸３１に第二のギア１２が設けられ、第一のギア１１が第二のギア１２と噛合伝動し、第二の中間軸３２に第三のギア１３が設けられ、第三の中間軸３３に第四のギア１４が設けられ、第三のギア１３が第四のギア１４と噛合伝動し、第三の中間軸３３に第五のギア１５が更に設けられ、差動装置５０に第六のギア１６が設けられ、第五のギア１５が第六のギア１６と噛合伝動する。
第二の入力軸２２に第七のギア１７が設けられ、第七のギア１７が第三のギア１３と噛合伝動する。
上記から分かるように、本発明の実施例１による車両用駆動アセンブリの変速機は、従来の変速機の入力軸、中間軸及び出力軸のレイアウト方式とは異なり、駆動アセンブリの縦寸法を短くして、コンパクト車に適している一方で、使用されるギア数が少ないため、伝動過程を簡素化した。
該実施例において、第二の動力源が電動モータ６０であり、第二の動力源が、第二の入力軸２２、第七のギア１７、第三のギア１３、第四のギア１４、第三の中間軸３３、第五のギア１５、第六のギア１６及び差動装置５０を順次に介して、アクスルハーフシャフトに動力を伝達する。なお、電動モータ６０のロータ軸と第二の入力軸２２とが一体になっている。
該実施例において、第一の動力源がエンジン７１とＩＳＧモータ７２との組み合わせであり、エンジンのアイドル損失及び汚染を低減できる一方で、ＩＳＧモータが発電機として機能し、電力を回生して、エネルギーを回収し、省エネルギー効果を実現できる。
上記駆動アセンブリの動力伝達方式は、次の通りである。
第一のクラッチ４１が噛み合うと、第一の動力源が、第一の入力軸２１、第一のギア１１、第二のギア１２、第一の中間軸３１、第三の中間軸３３、第五のギア１５、第六のギア１６及び差動装置５０を順次に介して、アクスルハーフシャフトに動力を伝達する。第一のギア１１と第二のギア１２との噛合伝動比をｉ1とし、第五のギア１５と第六のギア１６との噛合伝動比をｉ3とすると、第一のクラッチ４１が噛み合っている場合、自動変速機１０における噛合伝動比がｉ1×ｉ3となり、これは、運転状況一である。
第二のクラッチ４２が噛み合うと、第一の動力源が、第一の入力軸２１、第二の中間軸３２、第三のギア１３、第四のギア１４、第三の中間軸３３、第五のギア１５、第六のギア１６及び差動装置５０を順次に介して、アクスルハーフシャフトに動力を伝達する。第三のギア１３と第四のギア１４との噛合伝動比をｉ2とし、第五のギア１５と第六のギア１６との噛合伝動比をｉ3とすると、第二のクラッチ４２が噛み合っている場合、自動変速機１０における噛合伝動比がｉ2×ｉ3となり、これは、運転状況二である。
第二の動力源が補助動力源であり、電動モータ６０の速度が任意に調整可能であるので、運転状況一又は運転状況二において第二の動力源もオンされている場合、自動変速機１０において、噛合伝動比が上述した結果のままである。
第七のギア１７、第三のギア１３（ここではアイドルギヤとする）、第四のギア１４の噛合伝動比をｉ4とすると、第一のクラッチ４１及び第二のクラッチ４２が共に切断された場合、自動変速機１０における噛合伝動比がｉ4×ｉ3となり、これは、運転状況三である。
そのうち、伝動比ｉ1、ｉ2、ｉ3及びｉ4の大きさが、ギアの寸法や歯数を変えることで変更することができ、これにより、自動変速機１０の伝動比が変更される。
上記から分かるように、本発明の実施例による駆動アセンブリでは、３つの伝動比を実現することができる。
第一の動力源がオンされ、第一のクラッチ４１が噛み合い、第二のクラッチ４２が切断されている場合は、自動変速機１０における噛合伝動比がｉ1×ｉ3となる。このとき、第二の動力源はオンにされても、オフにされてもよい。第二の動力源がオンされれば、駆動アセンブリの総駆動力を増大させることができ、車両の発進時に、車両の加速過程を短縮し、高速走行をより早く実現することができる。
第一の動力源がオンされ、第二のクラッチ４２が噛み合い、第一のクラッチ４１が切断されている場合は、自動変速機１０における噛合伝動比がｉ2×ｉ3となる。このとき、第二の動力源はオンにされても、オフにされてもよい。同様に、第二の動力源がオンされれば、駆動アセンブリの総駆動力を増大させることができる。
第二の動力源がオンされ、第一のクラッチ４１が切断され、第二のクラッチ４２も切断されている場合は、自動変速機１０における噛合伝動比がｉ4×ｉ3となる。このとき、第一の動力源はオンにされても、オフにされてもよい。第一の動力源がオンされれば、第一の動力源の動力はアクスルハーフシャフトに伝達することができないが、ＩＳＧモータのみが発電機として機能し、電力を回生することが可能となり、電力がバッテリに蓄えられるか、又は第二の動力源の稼動に使用される。
上記から分かるように、該車両用駆動アセンブリは、デュアル動力源による入力、３つの変速比での伝動を実現することができ、伝動方式が柔軟であり、さまざまな道路状況での車両全体の運転ニーズが満たされる。車両が重い負荷で坂を登っている場合、車両全体の駆動力を向上させ、車両全体の駆動力不足という欠陥を補うためには、デュアル動力入力、大きい変速比での伝動を選択することができる。車両全体が巡航している場合、車両全体の高速運転要求を満たし、エネルギーを節約し、車両の航続距離を向上させるためには、単一動力入力、小さい変速比での伝動を選択することができる。
本発明の実施例において、アクスルハーフシャフトはフロントアクスルハーフシャフト又はリアアクスルハーフシャフトであり、車両用駆動アセンブリがフロントアクスルハーフシャフトに連結された場合、車両が前輪駆動モードとなり、車両用駆動アセンブリがリアアクスルハーフシャフトに連結された場合、車両が後輪駆動モードとなる。
第一のクラッチ４１及び第二のクラッチ４２が端面歯クラッチであり、噛合伝動する可動ギアプレートと固定ギアプレートとを含み、可動ギアプレートに端面伝動歯又は端面歯溝が設けられ、それに応じて、固定ギアプレートに端面歯溝又は端面伝動歯が設けられている。端面歯クラッチは、摩擦クラッチと比較して、運動エネルギー損失を最大限に低減することが可能であり、従来の摩擦クラッチが電動モータのパワーショックに耐えることができないため、寿命が短すぎるという欠陥を埋めることができる。
端面歯クラッチの駆動方式は、電磁駆動式（電磁吸引による駆動）、流体駆動式（液圧機構による駆動）、空圧駆動式（空圧機構による駆動）、電気駆動式（電動モータによる駆動）のいずれであってもよく、可動ギアプレートが軸方向に移動して固定ギアプレートと噛み合うように駆動される。
第一のクラッチ４１及び第二のクラッチ４２が電磁ドグクラッチである場合、車両用駆動アセンブリが動力入力状態にあるとき、電磁ドグクラッチによって、動力が随時に車両全体と、瞬時に解除されたり結合されたりすることができ、動力の円滑な切換えが達成され、車両の走行安定性が向上する。
〔実施例２〕
図２に示すように、本発明の実施例２においては、第一の動力源が電動モータ７０であり、電動モータ７０のロータ軸と第一の入力軸２１とが一体になっている。
本発明の実施例２の他の内容は、実施例１と同じであり、ここで繰り返して説明はしない。
〔実施例３〕
本発明の実施例３においては、図１に示すように、エンジン７１とＩＳＧモータ７２との間にねじり振動ダンパー７３が設けられており、このねじり振動ダンパー７３は、緩衝機能を有し、エンジン７１とＩＳＧモータ７２との接合部のねじり剛性を低減することで、ねじり振動の固有振動数を低減し、ねじり振動を解消することができる。
本発明の実施例３の他の内容は、実施例１と同じであり、ここで繰り返して説明はしない。
上記したのは、あくまでも本発明の好ましい実施例であり、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神及び原則内になされたいかなる補正、均等的置換、改善等は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるものとする。
１０…自動変速機、１１…第一のギア、１２…第二のギア、１３…第三のギア、１４…第四のギア、１５…第五のギア、１６…第六のギア、１７…第七のギア、
２１…第一の入力軸、２２…第二の入力軸、
３１…第一の中間軸、３２…第二の中間軸、３３…第三の中間軸、
４１…第一のクラッチ、４２…第二のクラッチ、
５０…差動装置、６０…電動モータ、７０…電動モータ、
７１…エンジン、７２…ＩＳＧモータ、７３…ねじり振動ダンパー。

Claims (10)

  1. アクスルハーフシャフトに連結される横置型デュアル動力源車両用駆動アセンブリであって、
    第一の動力源と、第二の動力源と、自動変速機とを含み、前記自動変速機に第一の入力軸及び第二の入力軸が設けられ、前記動力源が２つの入力軸にそれぞれ連結されており、前記自動変速機と前記アクスルハーフシャフトとの連結箇所に差動装置が設けられており、
    前記自動変速機において、第一の中間軸が第一の入力軸と平行に設けられ、第二の中間軸が第一の入力軸と同軸心方向に設けられ、第三の中間軸が第一の中間軸と同軸心方向に設けられ、前記第一の中間軸と前記第三の中間軸との間に第一のクラッチが設けられ、前記第一の入力軸と前記第二の中間軸との間に第二のクラッチが設けられており、
    前記第一の入力軸に第一のギアが設けられ、前記第一の中間軸に第二のギアが設けられ、第一のギアが第二のギアと噛合伝動し、前記第二の中間軸に第三のギアが設けられ、前記第三の中間軸に第四のギアが設けられ、第三のギアが第四のギアと噛合伝動し、前記第三の中間軸に第五のギアが更に設けられ、前記差動装置に第六のギアが設けられ、第五のギアが第六のギアと噛合伝動し、
    前記第二の入力軸に第七のギアが設けられ、第七のギアが第三のギアと噛合伝動する、
    ことを特徴とする横置型デュアル動力源車両用駆動アセンブリ。
  2. 前記第二の動力源が電動モータであり、前記第二の動力源が、前記第二の入力軸、前記第七のギア、前記第三のギア、前記第四のギア、前記第三の中間軸、前記第五のギア、前記第六のギア及び前記差動装置を順次に介して、動力を前記アクスルハーフシャフトに伝達する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動アセンブリ。
  3. 前記第一のクラッチが噛み合うと、前記第一の動力源が、前記第一の入力軸、前記第一のギア、前記第二のギア、前記第一の中間軸、前記第三の中間軸、前記第五のギア、前記第六のギア及び前記差動装置を順次に介して、動力を前記アクスルハーフシャフトに伝達する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動アセンブリ。
  4. 前記第一のギアと前記第二のギアとの噛合伝動比をｉ1とし、前記第五のギアと前記第六のギアとの噛合伝動比をｉ3とすると、前記第一のクラッチが噛み合っている場合、前記自動変速機における噛合伝動比がｉ1×ｉ3となる、
    ことを特徴とする請求項３に記載の車両用駆動アセンブリ。
  5. 前記第二のクラッチが噛み合うと、前記第一の動力源が、前記第一の入力軸、前記第二の中間軸、前記第三のギア、前記第四のギア、前記第三の中間軸、前記第五のギア、前記第六のギア及び前記差動装置を順次に介して、動力を前記アクスルハーフシャフトに伝達する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動アセンブリ。
  6. 前記第三のギアと前記第四のギアとの噛合伝動比をｉ2とし、前記第五のギアと前記第六のギアとの噛合伝動比をｉ3とすると、前記第二のクラッチが噛み合っている場合、前記自動変速機における噛合伝動比がｉ2×ｉ3となる、
    ことを特徴とする請求項５に記載の車両用駆動アセンブリ。
  7. 前記第七のギア、前記第三のギア、前記第四のギアの噛合伝動比をｉ4とし、前記第五のギアと前記第六のギアとの噛合伝動比をｉ3とすると、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチが共に切断された場合、前記自動変速機における噛合伝動比がｉ4×ｉ3となる、
    ことを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動アセンブリ。
  8. 前記第一の動力源が、電動モータであり、又は、エンジンとＩＳＧモータとの組み合わせである、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動アセンブリ。
  9. 前記動力源がエンジンとＩＳＧモータとの組み合わせであり、前記エンジンと前記ＩＳＧモータとの間にねじり振動ダンパーが設けられている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動アセンブリ。
  10. 前記アクスルハーフシャフトがフロントアクスルハーフシャフト又はリアアクスルハーフシャフトであり、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチが端面歯クラッチである、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動アセンブリ。
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