JP2019535980A - 横置型単一動力源車両用駆動アセンブリ - Google Patents

横置型単一動力源車両用駆動アセンブリ Download PDF

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Abstract

横置型単一動力源車両用駆動アセンブリは、動力源と自動変速機１０とを含み、第一の中間軸３１が自動変速機の入力軸２０と平行に設けられ、第二の中間軸３２が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、入力軸と第二の中間軸との間に第二のクラッチ４２が設けられている。入力軸の第一のギア１１が第一の中間軸の第二のギア１２と噛合伝動し、第二の中間軸の第三のギア１３が第三の中間軸の第四のギア１４と噛合伝動し、第三の中間軸の第五のギア１５が差動装置の第六のギア１６と噛合伝動する。この駆動アセンブリは、２つの変速比での伝動を実現することができ、伝動方式が柔軟性を有し、駆動アセンブリの縦寸法を短くすることでコンパクト車に適していると共に使用されるギア数が少ないので伝動構造が簡素化される。【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単一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では、これらに用いられる電動モータの動力特性と車両全体の要求とに開きがあるので、変速比及びトルクの要求を満たすことができない。新エネルギー自動車は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性及び航続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では、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、及び、駆動軸は、通常、縦方向に配置されているため、前後方向に長く、車両空間の多くを占め、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では、減速機が電動モータのロータ軸に大きな影響を与え（ロータ軸と入力軸とが一体化されていない）、従来の摩擦クラッチを使用することができず、これら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、緩衝機能を有していないため、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、変速機をシフトすることができず、単一の変速比だけしか使用できない。車両全体の発進及び停止は、電動モータの始動及び停止のみに依存するため、電動モータの性能に影響を与えてしまう。
先行技術における上記問題に鑑みて、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単一動力源車両用駆動アセンブリを提供する。
同時に、従来の動力アセンブリの縦寸法が大きいためコンパクト車に使用できないという問題、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を解決する。
上記目的に達するように、本発明の技術案は、以下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単一動力源車両用駆動アセンブリは、動力源と自動変速機とを含み、前記自動変速機に入力軸が設けられ、前記動力源が入力軸に連結され、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、第一の中間軸が入力軸と平行に設けられ、第二の中間軸が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する。
また、前記第一のクラッチが噛み合うと、前記動力源は、動力を、前記入力軸、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経由させて前記アクスルハーフシャフトに伝達することができる。
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、前記動力源は、動力を、前記入力軸、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経由させて前記アクスルハーフシャフトに伝達することができる。
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、前記動力源は、電動モータであるか、又は、エンジンとＩＳＧモータとを組み合わせたものであってもよい。
また、前記動力源は、エンジンとＩＳＧモータとを組み合わせたものであり、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ってもよい。
また、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチは、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は、電磁駆動式、油圧駆動式、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、以下の通りである。
本発明による車両用動力アセンブリは、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、車両用動力アセンブリは、２つの変速比での伝動を実現することができる。伝動方式は柔軟性を有し、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には、大きい変速比での伝動を選択して、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ことができる。車両全体が巡航している場合には、小さい変速比での伝動を選択して、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、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に寿命が短すぎるという従来の摩擦クラッチの欠点を補うことができる。
本発明による横置型単一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することでコンパクト車に適すると共に、使用されるギア数が少ないので、伝動構造が簡素化される。
上記の説明は、本発明の技術案の概要に過ぎない。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、並びに、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。
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。
本発明の実施例１の概略構成図である。 本発明の実施例３の概略構成図である。
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、本発明をよりよく理解し、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供される。
図１に示すように、本発明の実施例１において、横置型単一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、動力源と自動変速機１０とを含み、自動変速機１０に入力軸２０が設けられ、動力源が入力軸２０に連結され、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。
本発明の実施例１において、動力源は、電動モータ７０であり、電動モータ７０のロータ軸と入力軸２０とが一体になっている。
自動変速機１０において、第一の中間軸３１が入力軸と平行に設けられ、第二の中間軸３２が入力軸２０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、第一のクラッチ４１が第一の中間軸３１と第三の中間軸３３との間に設けられ、第二のクラッチ４２が入力軸と第二の中間軸３２との間に設けられている。
入力軸２０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と噛合伝動する。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と噛合伝動する。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。
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することでコンパクト車に適していると共に、使用されるギア数が少ないので、伝動過程が簡素化されている。
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、動力源は、動力を、入力軸２０、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を順次経由させてアクスルハーフシャフトに伝達する。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はｉ１×ｉ３となる。これは、第１の運転状況である。
第二のクラッチ４２が噛み合うと、動力源は、動力を、入力軸２０、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を順次経由させてアクスルハーフシャフトに伝達する。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はｉ２×ｉ３となる。これは、第２の運転状況である。
第一のクラッチ４１と第二のクラッチ４２とが共に切り離されると、ニュートラル状態になる。
そのうち、伝動比ｉ１、ｉ２、ｉ３の大きさは、ギアの寸法や歯数を変えることで変更可能であり、これにより、自動変速機１０の伝動比を変更することができる。
上記から分かるように、当該車両用駆動アセンブリは、２つの変速比での伝動を実現することができる。自動変速機は、制御戦略プログラムに従って、２段速の電子制御オートシフトを実現することができる。伝動方式は柔軟性を有しており、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には、大きい変速比での伝動を選択して、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ことができる。車両全体が巡航している場合には、小さい変速比での伝動を選択して、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ことができる。
第一のクラッチ４１及び第二のクラッチ４２は、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む。可動ギアプレートには、端面伝動歯又は端面歯溝が設けられ、これに対応するように、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、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に寿命が短すぎるという従来の摩擦クラッチの欠点を補うことができる。
端面歯クラッチの駆動方式は、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ものであれば、電磁駆動式（電磁吸着による駆動）、油圧駆動式（油圧機構による駆動）、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い。
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、動力と車両全体とをいつでも瞬時に切り離したり結合したりすることができるので、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。
本発明の実施例１において、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る。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ている場合は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ている場合は車両が後輪駆動モードとなる。
本発明の実施例２において、図２に示すように、動力源は、エンジン６１とＩＳＧモータ６２とを組み合わせたものであり、エンジンのアイドル損失や公害を抑制することができると共に、ＩＳＧモータが発電機として機能するので、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することができる。
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しない。
本発明の実施例３において、図２に示すように、エンジン６１とＩＳＧモータ６２との間にねじり振動ダンパー６３が設けられている。このねじり振動ダンパー６３は、緩衝機能を有し、エンジンとＩＳＧモータとの接合部のねじり剛性を抑制することで、ねじり振動の固有振動数を低下させ、ねじり振動を低減するものである。
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
２０ 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
６１ エンジン
６２ ＩＳＧモータ
６３ ねじり振動ダンパー
７０ 電動モータ

Claims (10)

  1. アクスルハーフシャフトに連結される横置型単一動力源車両用駆動アセンブリであって、
    動力源と自動変速機とを含み、前記自動変速機に入力軸が設けられ、前記動力源が入力軸に連結され、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、第一の中間軸が入力軸と平行に設けられ、第二の中間軸が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することを特徴とする横置型単一動力源車両用駆動アセンブリ。
  2. 前記第一のクラッチが噛み合うと、前記動力源が、動力を、前記入力軸、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経由させて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２に記載の車両用駆動アセンブリ。
  4. 前記第二のクラッチが噛み合うと、前記動力源が、動力を、前記入力軸、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経由させて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。
  5. 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４に記載の車両用駆動アセンブリ。
  6. 前記動力源は、電動モータであるか、又は、エンジンとＩＳＧモータとの組み合わせたもの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。
  7. 前記動力源は、エンジンとＩＳＧモータとの組み合わせたものであり、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。
  8. 前記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. 前記第一のクラッチ及び第二のクラッチは、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。
  10. 前記端面歯クラッチの駆動方式は、電磁駆動式、油圧駆動式、空圧駆動式又は電気駆動式であることを特徴とする請求項９に記載の車両用駆動アセンブリ。
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