JP7350937B2 - ハイブリッド車両の伝動装置 - Google Patents
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- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/44—Series-parallel type
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description
本発明は、動力伝動装置に関し、具体的には、増速遊星列、減速遊星列及び２つのモータを接続及び切断することができるクラッチを有するハイブリッド車両の伝動装置に関する。
全世界及び中国国内の炭素排出のピークアウト（２０３０）及びカーボンニュートラル（２０６０）目標の提案に伴い、省エネルギー・排出削減圧力が高まり、排出規制が２０２０年の小型自動車の全国第６段階の自動車汚染物質排出規制に続いて正式に施行された後、小型商用車両の第４段階燃費規制は２０２５年に全面的に施行されることが予想され、２０３５年までに中国の省エネルギー自動車及び新エネルギー自動車の年間販売量はそれぞれ半分を占め、従来のエネルギー動力乗用車はすべてハイブリッドに変換され、それにより自動車産業の全面的な電動化転換を実現する。
近年、自動車産業の急速な発展と技術革新により、新エネルギーハイブリッド装置は変速機分野でますます広く適用され、エンジン、発電機、モータの様々な動力の組み合わせ形式を満たすことができるだけでなく、エンジン、モータのそれぞれの利点を十分に発揮することもでき、従来の燃料車と同様に航続距離の要件を満たすことができ、インフラへの要件が低く、純電気自動車と同様に経済的要件を満たすこともでき、今後数年間で、新エネルギー自動車の重要な発展方向である。
ハイブリッド自動車は、省燃費の利点を有し、ハイブリッド自動車は、純電気自動車の走行距離の不安及び極端な気候でのバッテリーの損失がなく、ユーザのあらゆるシーンでの車両に対するニーズを満たすこともでき、ハイブリッド自動車は非常に有望である。
近年、燃費を低下させ、省エネルギー・環境保護の呼び出しに応答するために、内燃機関を単一の動力源として駆動する多段自動変速機が徐々に開発され、ギア数を増やして燃費を低下させようとしているが、この方式に存在する問題は、第一に変速機の構造がますます複雑になり、開発・製造が難しくなり、メンテナンスコストが高くなること、第二に動力伝動装置のコストが上がり、構造が複雑になると開発コストも上がること、第三にギア数を増やしても燃費を低下させる効果が明らかではない場合が多いことである。これにより、投入と産出は理想的なバランス点に達することができない。
従来技術の欠点を克服するために、本発明は、省エネルギー・排出削減を実現すると同時に、８種類の動力伝動モードを実現することができる、コンパクトな構造及び軽量のハイブリッド車両の伝動装置を提供する。
本発明の目的は、以下の技術的解決手段によって達成される。
ハイブリッド車両の伝動装置であって、入力軸アセンブリ、発電モータ入力軸アセンブリ、駆動モータ入力軸アセンブリ、出力軸アセンブリ、クラッチ、増速遊星列、減速遊星列及びパーキング機構を含み、そのうち、
前記入力軸アセンブリは伝動装置の前端に位置し、発電モータ入力軸アセンブリは増速遊星列と駆動モータ入力軸アセンブリとの間に位置し、駆動モータ入力軸アセンブリは発電モータ入力軸アセンブリと減速遊星列との間に位置し、出力軸アセンブリは伝動装置の尾端に位置し、クラッチは発電モータと駆動モータとの間に位置し、
前記入力軸アセンブリは入力軸及び増速遊星列遊星枠で構成され、入力軸は動力源に接続され、入力軸に増速遊星列遊星枠が設けられ、
前記発電モータ入力軸アセンブリはモータ入力軸、増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブで構成され、モータ入力軸に増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブが設けられ、
前記駆動モータ入力軸アセンブリは駆動モータ入力軸、クラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車で構成され、駆動モータ入力軸にクラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車が設けられ、
前記出力軸アセンブリは出力軸、パーキングギア及び減速遊星列遊星枠で構成され、出力軸にパーキングギア及び減速遊星列遊星枠が設けられ、
前記クラッチはクラッチハブ及びクラッチ保持器で構成され、クラッチハブはモータ入力軸に接続され、クラッチ保持器は駆動モータ入力軸に接続され、
前記増速遊星列は、増速遊星列遊星歯車、増速遊星列外リングギア、増速遊星列遊星枠及び増速遊星列太陽歯車で構成され、そのうち、増速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠に固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列外リングギアと内噛み合い、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠と外噛み合い、
前記減速遊星列は減速遊星列遊星歯車、減速遊星列外リングギア、減速遊星列遊星枠及び減速遊星列太陽歯車で構成され、減速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列遊星枠に固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列外リングギアと内噛み合い、減速遊星列太陽歯車と外噛み合い、
前記パーキング機構はパーキングギア及びパーキング爪で構成され、パーキング爪はハウジングに固定され、パーキングギアは減速遊星列保持器に統合される。
前記入力軸アセンブリは伝動装置の前端に位置し、発電モータ入力軸アセンブリは増速遊星列と駆動モータ入力軸アセンブリとの間に位置し、駆動モータ入力軸アセンブリは発電モータ入力軸アセンブリと減速遊星列との間に位置し、出力軸アセンブリは伝動装置の尾端に位置し、クラッチは発電モータと駆動モータとの間に位置し、
前記入力軸アセンブリは入力軸及び増速遊星列遊星枠で構成され、入力軸は動力源に接続され、入力軸に増速遊星列遊星枠が設けられ、
前記発電モータ入力軸アセンブリはモータ入力軸、増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブで構成され、モータ入力軸に増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブが設けられ、
前記駆動モータ入力軸アセンブリは駆動モータ入力軸、クラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車で構成され、駆動モータ入力軸にクラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車が設けられ、
前記出力軸アセンブリは出力軸、パーキングギア及び減速遊星列遊星枠で構成され、出力軸にパーキングギア及び減速遊星列遊星枠が設けられ、
前記クラッチはクラッチハブ及びクラッチ保持器で構成され、クラッチハブはモータ入力軸に接続され、クラッチ保持器は駆動モータ入力軸に接続され、
前記増速遊星列は、増速遊星列遊星歯車、増速遊星列外リングギア、増速遊星列遊星枠及び増速遊星列太陽歯車で構成され、そのうち、増速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠に固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列外リングギアと内噛み合い、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠と外噛み合い、
前記減速遊星列は減速遊星列遊星歯車、減速遊星列外リングギア、減速遊星列遊星枠及び減速遊星列太陽歯車で構成され、減速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列遊星枠に固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列外リングギアと内噛み合い、減速遊星列太陽歯車と外噛み合い、
前記パーキング機構はパーキングギア及びパーキング爪で構成され、パーキング爪はハウジングに固定され、パーキングギアは減速遊星列保持器に統合される。
従来技術に比べて、本発明は、以下の利点を有する。
１、本発明は、増速遊星列、減速遊星列及び２つのモータを接続及び切断することができるクラッチを有するハイブリッド車両の伝動装置を提供し、そのうち、増速遊星列は入力回転数に対してより高い回転数を出力することができ、逆に、減速遊星列は、入力に対してより低い回転数を出力することができ、それにより減速とトルクアップの機能を実現し、クラッチは油圧の制御下で駆動モータと発電モータを接続及び切断することができ、モータとエンジンを組み合わせて出力装置を駆動してハイブリッド伝動動力を実現することができる。
２、本発明のハイブリッド車両の伝動装置は、構造がシンプルで、設計が合理的で、メンテナンスしやすく、部品コスト及び加工難度が低く、市場の成熟した製品のシンプルな遊星列構造及び部材に基づいて、２つのモータ及び１つのクラッチによって純電気モード、２つの直接駆動モード及び２つの並列接続モードを備えることを実現し、そのうち、並列接続モードはエンジンの動作状況を効果的に改善することができ、エンジンの直接駆動モードと組み合わせて高速での車両の燃料経済性及び動力性を効果的に解決することができるため、エンジンは終始に高効率領域にあり、完成車の優れた燃費性能を達成できる。
１、本発明は、増速遊星列、減速遊星列及び２つのモータを接続及び切断することができるクラッチを有するハイブリッド車両の伝動装置を提供し、そのうち、増速遊星列は入力回転数に対してより高い回転数を出力することができ、逆に、減速遊星列は、入力に対してより低い回転数を出力することができ、それにより減速とトルクアップの機能を実現し、クラッチは油圧の制御下で駆動モータと発電モータを接続及び切断することができ、モータとエンジンを組み合わせて出力装置を駆動してハイブリッド伝動動力を実現することができる。
２、本発明のハイブリッド車両の伝動装置は、構造がシンプルで、設計が合理的で、メンテナンスしやすく、部品コスト及び加工難度が低く、市場の成熟した製品のシンプルな遊星列構造及び部材に基づいて、２つのモータ及び１つのクラッチによって純電気モード、２つの直接駆動モード及び２つの並列接続モードを備えることを実現し、そのうち、並列接続モードはエンジンの動作状況を効果的に改善することができ、エンジンの直接駆動モードと組み合わせて高速での車両の燃料経済性及び動力性を効果的に解決することができるため、エンジンは終始に高効率領域にあり、完成車の優れた燃費性能を達成できる。
以下に図面を参照して本発明の技術的解決手段をさらに説明するが、これに限定されるものではなく、本発明の技術的解決手段の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の技術的解決手段に対して修正又は同等の置換を行うことはすべて、本発明の技術的範囲に含まれるべきである。
本発明は、フロントエンジンリアドライブ型車両での使用に適した伝動装置を提供し、図１に示すように、前記伝動装置は、入力軸アセンブリ、発電モータ入力軸アセンブリ、駆動モータ入力軸アセンブリ、出力軸アセンブリ、クラッチ、増速遊星列、減速遊星列及びパーキング機構を含み、そのうち、入力軸アセンブリは伝動装置の前端に位置し、発電モータ入力軸アセンブリは増速遊星列と駆動モータ入力軸アセンブリとの間に位置し、駆動モータ入力軸アセンブリは発電モータ入力軸アセンブリと減速遊星列との間に位置し、出力軸アセンブリは伝動装置の尾端に位置し、クラッチは発電モータと駆動モータとの間に位置する。
本発明において、前記入力軸アセンブリは、入力軸２及び増速遊星列遊星枠３．２で構成され、入力軸２は動力源に接続され、そのうち、入力軸２に増速遊星列遊星枠３．２が設けられる。入力軸アセンブリは、伝動入力を増速遊星列に入力することができる。
本発明において、前記発電モータ入力軸アセンブリは、モータ入力軸４、増速遊星列太陽歯車３．１及びクラッチハブ６．１で構成され、そのうち、モータ入力軸４に増速遊星列太陽歯車３．１及びクラッチハブ６．１が設けられる。発電モータ入力軸アセンブリは、増速遊星列入力をクラッチに入力するか、又は増速遊星列入力を発電モータに入力することができる。
本発明において、前記駆動モータ入力軸アセンブリは、駆動モータ入力軸７、クラッチ保持器６．２及び減速遊星列太陽歯車９．１で構成され、そのうち、駆動モータ入力軸７にクラッチ保持器６．２及び減速遊星列太陽歯車９．１が設けられる。駆動モータ入力軸アセンブリは、クラッチ入力を減速遊星列に入力するか、又は駆動モータ入力を減速遊星列に入力することができる。
本発明において、前記出力軸アセンブリは、出力軸１１、パーキングギア１０．１及び減速遊星列遊星枠９．２で構成され、そのうち、出力軸１１の中心線は入力軸２の軸方向と一致し、出力軸１１にパーキングギア１０．１及び減速遊星列遊星枠９．２が設けられる。出力軸アセンブリは減速遊星列入力を出力軸に入力し、最終的に車両に出力することができる。
本発明において、前記クラッチは、クラッチハブ６．１及びクラッチ保持器６．２で構成され、そのうち、クラッチハブ６．１は発電モータ入力軸４に接続され、クラッチ保持器６．２は駆動モータ入力軸に接続され、異なる動作状況モードで、クラッチは油圧に基づいて切断及び接続し、発電モータ入力軸５と駆動モータ入力軸７を切断及び接続することができる。入力軸からの動力がクラッチハブ６．２に伝達されるとき、動力流は実際の動作状況に応じて分流し、一部の動力流を発電モータに入力して、モータは発電してバッテリーを充電することができ、このときにクラッチが結合される場合、入力軸からの他の部分の動力流はクラッチを介して伝動装置末端の出力軸に伝達され、このときにクラッチが切断される場合、入力軸からの動力流はクラッチで遮断される。
本発明において、前記増速遊星列は、増速遊星列遊星歯車、増速遊星列外リングギア３．３、増速遊星列遊星枠３．２及び増速遊星列太陽歯車３．１で構成され、伝動入力を増速させることができる。そのうち、増速遊星列外リングギア３．３はハウジングに固定されて回転数が固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠３．２に固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠３．２によって回転可能に支持され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列外リングギア３．３と内噛み合い、増速遊星列遊星枠３．２と外噛み合い、増速遊星列遊星枠３．２は入力軸２と同じ回転数であり、増速遊星列によって増速された後に回転数を増速遊星列太陽歯車３．１に伝達する。このとき、増速遊星列は単一遊星歯車列で構成されるため、適切な増速比を決定する限り、エンジンの効率的な動力出力区間を容易に最適化することができ、特にエンジンは最も高い燃料経済性の動作状況で出力し続けることができる。
本発明において、前記減速遊星列は、減速遊星列遊星歯車、減速遊星列外リングギア９．３、減速遊星列遊星枠９．２及び減速遊星列太陽歯車９．１で構成され、伝動入力を増速させることができる。そのうち、減速遊星列外リングギア９．３はハウジングに固定されて回転数が固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列遊星枠９．２に固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列遊星枠９．２によって回転可能に支持され、遊星歯車は減速遊星列外リングギア９．３と内噛み合い、減速遊星列太陽歯車９．１と外噛み合い、減速遊星列太陽歯車９．１は駆動モータ入力軸７と同じ回転数であり、減速遊星列太陽歯車９．１の回転数は減速遊星列によって減速された後に回転数を減速遊星列遊星枠９．２に伝達する。このとき、減速遊星列と増速遊星列は単一遊星歯車列で構成されるため、適切な減速比を決定する限り、減速とトルクアップにより、大きなトルク出力を得ることができ、これは登坂及び加速の動作状況に非常に有益である。
本発明において、前記パーキング機構は、パーキングギア１０．１及びパーキング爪１０．２で構成され、車両を係止することができる。そのうち、パーキング爪１０．２はハウジングに固定され、パーキングギア１０．１は減速遊星列保持器９．２に統合され、パーキングギア１０．１とパーキング爪１０．２が結合されると、ハイブリッド装置の伝動部材の回転が停止し、このときに車両が係止される。
本発明において、前記入力軸アセンブリの回転は軸受によって支持され、その入力軸２は増速遊星列遊星枠３．２に剛性接続され、このとき、動力が動力源から入力軸２に伝達されると、入力軸アセンブリは伝動入力を増速遊星列に入力することができる。
本発明において、前記接続方式は溶接、リベット接合、スプライン嵌合、締まり嵌め、ヒンジ接続、一体加工等を含むがこれらに限定されない。
本発明において、前記発電モータ入力軸アセンブリの回転は軸受によって支持され、そのモータ入力軸４は、増速遊星列太陽歯車３．１及びクラッチハブ６．１に接続される。同時に発電モータ入力軸アセンブリは、発電モータ５に取り外し可能に接続される。本発明において、前記発電モータ入力軸アセンブリは発電モータ５に取り外し可能に接続され、このとき、発電モータ入力軸及び発電モータは取り外し可能に接続されるため、発電モータ入力及び発電モータが故障した場合、故障部品のみを容易にメンテナンスすることができ、メンテナンスコストを低減させる。
本発明において、前記駆動モータ入力軸アセンブリの回転は軸受によって支持され、その駆動モータ入力軸７はクラッチ保持器６．２及び減速遊星列太陽歯車９．１に剛性接続される。同時に、駆動モータ入力軸アセンブリは、駆動モータ８に取り外し可能に接続され、このとき、発電モータ入力軸と発電モータの取り外し可能な接続と同様に、駆動モータ入力軸又は駆動モータが故障した場合、故障部品のみを容易にメンテナンスすることができ、メンテナンスコストを低減させる。
本発明において、前記出力軸アセンブリの回転は軸受によって支持され、その出力軸１１は減速遊星列遊星枠９．２に剛性接続され、同時にパーキングギア１０．１は減速遊星列遊星枠９．２に統合される。
本発明において、軸方向寸法が径方向寸法よりもはるかに大きいため、ハイブリッド伝動装置はエンジンの出力軸（クランク軸）が車両の前進方向に対して縦方向に配置される車両にうまく適用することができる。
本発明において、前記クラッチは発電モータと駆動モータとの間に位置し、したがって、クラッチは２つのモータを容易に接続及び切断することができ、同時に、２つのモータを別々に配置することで、モータ間の熱場干渉を軽減することもでき、より放熱しやすい。パーキングギアは、歯形がシンプルで、加工しやすいため、パーキングギアを減速遊星列保持器９．２に統合することができ、径方向から見て、両者は軸方向に重なり、したがって、部材を互いに交差させることなく、パーキングギアと減速遊星列保持器をコンパクトに配置することができ、伝動装置全体の構造をコンパクト化することができる。
本発明において、前記出力軸１１の動力入力は、（１）動力はすべてエンジン１に由来すること、（２）動力はすべて駆動モータ８に由来すること、（３）動力は同時にエンジン１及び駆動モータ８に由来することという３種類の状況に分けられる。このとき、車両が前進、後進、登坂等の動作状況にあるとき、異なる動力供給を選択する限り、運転者のニーズを容易に満たすことができる。
本発明の伝動装置は、クラッチ、エンジン、駆動モータ及び発電モータの異なる動作状態を通じて、以下の８種類の伝動モードを実現することができる。
モード１－ＥＶ純電気：このモードでは、表１に示すように、エンジン１及び発電モータ５が動作せず、クラッチが切断され、駆動モータ８は単独で動力を出力して伝動装置の動力源とする。動力伝達経路：駆動モータ８によって駆動され、駆動モータ入力軸アセンブリと共に伝動して動力を減速遊星列太陽歯車９．１に伝達し、固定された減速遊星列外リングギア９．３の作用下で、減速遊星列太陽歯車９．１によって減速遊星列遊星枠９．２に伝達された回転数を（減速遊星列太陽歯車に対して）減速させて出力し、最終的に動力を出力軸１１に伝達する。
モード２－直列接続：このモードでは、表１に示すように、エンジン１は動力を発電モータ５に伝達し、発電モータ５はエンジンの動力エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリーに貯蔵し、クラッチが切断され、駆動モータ８は動力を発する。動力伝達経路：エンジンからの動力を入力軸２を介して増速遊星列遊星枠３．２に伝達し、固定された増速遊星列外リングギア３．３の作用下で、増速遊星列遊星枠３．２からの回転入力を（エンジン入力回転数に対して）増速遊星列太陽歯車３．１によって増速させ、同時に動力を発電モータ入力軸アセンブリに出力し、発電モータ入力軸４は発電モータ５と共に回転し、このとき、発電モータ５は動力を電気エネルギーに変換してバッテリーに貯蔵し、クラッチがこのモードで切断されるため、エンジンからの動力はクラッチハブ６．１で終了する。同時に、このモードでは、駆動モータ８によって駆動され、駆動モータ入力軸アセンブリと共に伝動して動力を減速遊星列太陽歯車９．１に伝達し、固定された減速遊星列外リングギア９．３の作用下で、減速遊星列太陽歯車９．１によって減速遊星列遊星枠９．２に伝達された回転数を（減速遊星列太陽歯車に対して）減速させて出力し、最終的に動力を出力軸１１に伝達する。
モード３－直接駆動１：このモードでは、表１に示すように、エンジン１が動作し、発電モータ５及び駆動モータ８が動作せず、クラッチが結合され、この動作状況ではバッテリー残量が十分であり、発電モータ５はバッテリーを充電する必要がない。動力伝達経路：エンジンからの動力を入力軸２を介して増速遊星列遊星枠３．２に伝達し、固定された増速遊星列外リングギア３．３の作用下で、増速遊星列遊星枠３．２からの回転入力を（エンジン入力回転数に対して）増速遊星列太陽歯車３．１によって増速させ、同時に動力を発電モータ入力軸アセンブリに出力し、このとき、クラッチは閉じられ、発電モータ入力軸アセンブリと駆動モータ入力軸アセンブリを接続し、発電モータ入力軸アセンブリからの動力は既に結合されたクラッチを介して動力を駆動モータ入力軸アセンブリにおける減速遊星列太陽歯車９．１に伝達し、固定された減速遊星列外リングギア９．３の作用下で、減速遊星列太陽歯車９．１によって減速遊星列遊星枠９．２に伝達された回転数を（減速遊星列太陽歯車に対して）減速させて出力し、最終的に動力を出力軸１１に伝達する。
モード４－直接駆動２：このモードでは、表１に示すように、エンジン１が動作し、発電モータ５が発電し、駆動モータ８が動作せず、クラッチが結合され、この動作状況ではバッテリー残量が不足し、発電モータ５はバッテリーを充電する必要がある。動力伝達経路：エンジンからの動力を入力軸２を介して増速遊星列遊星枠３．２に伝達し、固定された増速遊星列外リングギア３．３の作用下で、増速遊星列遊星枠３．２からの回転入力を（エンジン入力回転数に対して）増速遊星列太陽歯車３．１によって増速させ、同時に動力を発電モータ入力軸アセンブリに出力し、また、発電モータが動作するため、発電モータ入力軸アセンブリの動力部分を発電モータ５に伝達し、このとき、発電モータ５はバッテリーを充電し、入力軸からの別の動力部分は既に結合されたクラッチを介して動力を駆動モータ入力軸アセンブリにおける減速遊星列太陽歯車９．１に伝達し、固定された減速遊星列外リングギア９．３の作用下で、減速遊星列太陽歯車９．１によって減速遊星列遊星枠９．２に伝達された回転数を（減速遊星列太陽歯車に対して）減速させて出力し、最終的に動力を出力軸１１に伝達する。
モード５－並列接続１：このモードでは、表１に示すように、エンジン１が動作し、発電モータ５が動作せず、駆動モータ８が動作し、クラッチが結合され、この動作状況ではバッテリー残量が十分であり、発電モータ４はバッテリーを充電する必要がない。動力伝達経路：エンジンからの動力を入力軸２を介して増速遊星列遊星枠３．２に伝達し、固定された増速遊星列外リングギア３．３の作用下で、増速遊星列遊星枠３．２からの回転入力を（エンジン入力回転数に対して）増速遊星列太陽歯車３．１によって増速させ、同時に動力を発電モータ入力軸アセンブリに出力し、このとき、クラッチは閉じられ、発電モータ入力軸アセンブリと駆動モータ入力軸アセンブリを接続し、発電モータ入力軸アセンブリからの動力は既に結合されたクラッチを介して動力を駆動モータ入力軸アセンブリにおける減速遊星列太陽歯車９．１に伝達し、それと同時に、駆動モータ８は動力を駆動モータ入力軸７を介して減速遊星列太陽歯車９．１に伝達するように動作し、２つの部分の動力を減速遊星列太陽歯車９．１に結合した後、固定された減速遊星列外リングギア９．３の作用下で、減速遊星列太陽歯車９．１によって減速遊星列遊星枠９．２に伝達された回転数を（減速遊星列太陽歯車に対して）減速させ、トルクアップして出力し、最終的に動力を出力軸１１に伝達する。
モード６－並列接続２：このモードでは、表１に示すように、エンジン１が動作し、発電モータ５及び駆動モータ８が動作し、クラッチが結合され、この動作状況ではバッテリー残量が不足し、発電モータ４はバッテリーを充電する必要がある。動力伝達経路：エンジンからの動力を入力軸２を介して増速遊星列遊星枠３．２に伝達し、固定された増速遊星列外リングギア３．３の作用下で、増速遊星列遊星枠３．２からの回転入力を（エンジン入力回転数に対して）増速遊星列太陽歯車３．１によって増速させ、同時に動力を発電モータ入力軸アセンブリに出力し、また、発電モータが動作するため、発電モータ入力軸アセンブリの動力部分を発電モータ５に伝達し、このとき、発電モータ５はバッテリーを充電し、入力軸からの別の動力部分は既に結合されたクラッチを介して動力を駆動モータ入力軸アセンブリにおける減速遊星列太陽歯車９．１に伝達し、それと同時に、駆動モータ８は動力を駆動モータ入力軸７を介して減速遊星列太陽歯車９．１にも伝達するように動作し、２つの部分の動力を減速遊星列太陽歯車９．１に結合した後、固定された減速遊星列外リングギア９．３の作用下で、減速遊星列太陽歯車９．１から減速遊星列遊星枠９．２に伝達された回転数を（減速遊星列太陽歯車に対して）減速させ、トルクアップして出力し、最終的に動力を出力軸１１に伝達する。
モード７－制動回収：このモードでは、表１に示すように、エンジン１及び発電モータ５が動作せず、駆動モータ８は車両の減速制動により発生した動力を利用してバッテリーを充電し、クラッチが切断される。動力伝達経路：出力軸１１は車両制動により発生した動力を受け、動力を減速遊星列遊星枠９．２に伝達し、固定された減速遊星列外リングギア９．３の作用下で、減速遊星列遊星枠９．２によって減速遊星列太陽歯車９．１に伝達された回転数を（減速遊星列遊星枠に対して）駆動モータ入力軸アセンブリに増速させ、同時に動力を駆動モータ８に伝達し、駆動モータ８はこの部分の動力を電気エネルギーに変換してバッテリーに貯蔵する。
モード８－アイドル発電：このモードでは、表１に示すように、エンジン１及び発電モータ５が動作し、クラッチが切断され、駆動モータ８が動作しない。動力伝達経路：エンジンからの動力を入力軸２を介して増速遊星列遊星枠３．２に伝達し、固定された増速遊星列外リングギア３．３の作用下で、増速遊星列遊星枠３．２からの回転入力を（エンジン入力回転数に対して）増速遊星列太陽歯車３．１によって増速させ、同時に動力を発電モータ入力軸アセンブリに出力し、発電モータ入力軸４は発電モータ５と共に回転し、このとき、発電モータ５は動力を電気エネルギーに変換してバッテリーに貯蔵するように動作し、このモードではクラッチが切断されるため、エンジンからの動力はクラッチハブ６．１で終了する。
後退ギアモード：本発明の伝動装置に機械的後退ギアが設置されず、モード１－ＥＶ純電気で、モータの運転特性に応じて、モータ動作の正逆回転を制御して車両の後退ギア機能を実現することができる。
本発明のハイブリッド伝動装置に必要な運動学、動力学及び無視システムによって伝達されたエネルギー効率に関連する回転数、トルクの関係は以下の関係で表すことができる。
ここで、式（１）、（２）、（３）及び（４）は増速遊星列と減速遊星列に適用され、式（１）は、遊星列回転数特性方程式と呼ばれ、式（４）は、遊星列特性パラメータと呼ばれる。式中、ＺＲ及びＺＳはそれぞれ外リングギア及び太陽歯車の歯数であり、ｎＳは太陽歯車の回転数を表し、ｎＣは遊星枠の回転数を表し、ｎＲは外リングギアの回転数を表し、ＴＳは太陽歯車のトルクを表し、ＴＣは遊星枠のトルクを表し、ＴＲは外リングギアのトルクを表す。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
ハイブリッド車両の伝動装置であって、前記伝動装置は、入力軸アセンブリ、発電モータ入力軸アセンブリ、駆動モータ入力軸アセンブリ、出力軸アセンブリ、クラッチ、増速遊星列、減速遊星列及びパーキング機構を含み、そのうち、
前記入力軸アセンブリは伝動装置の前端に位置し、発電モータ入力軸アセンブリは増速遊星列と駆動モータ入力軸アセンブリとの間に位置し、駆動モータ入力軸アセンブリは発電モータ入力軸アセンブリと減速遊星列との間に位置し、出力軸アセンブリは伝動装置の尾端に位置し、クラッチは発電モータと駆動モータとの間に位置し、
前記入力軸アセンブリは、入力軸及び増速遊星列遊星枠で構成され、入力軸は動力源に接続され、入力軸に増速遊星列遊星枠が設けられ、
前記発電モータ入力軸アセンブリは、モータ入力軸、増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブで構成され、モータ入力軸に増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブが設けられ、
前記駆動モータ入力軸アセンブリは、駆動モータ入力軸、クラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車で構成され、駆動モータ入力軸にクラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車が設けられ、
前記出力軸アセンブリは、出力軸、パーキングギア及び減速遊星列遊星枠で構成され、出力軸にパーキングギア及び減速遊星列遊星枠が設けられ、
前記クラッチは、クラッチハブ及びクラッチ保持器で構成され、クラッチハブはモータ入力軸に剛性接続され、クラッチ保持器は駆動モータ入力軸に接続され、
前記増速遊星列は、増速遊星列遊星歯車、増速遊星列外リングギア、増速遊星列遊星枠及び増速遊星列太陽歯車で構成され、そのうち、増速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠に固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列外リングギアと内噛み合い、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠と外噛み合い、
前記減速遊星列は、減速遊星列遊星歯車、減速遊星列外リングギア、減速遊星列遊星枠及び減速遊星列太陽歯車で構成され、減速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列遊星枠に固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列外リングギアと内噛み合い、減速遊星列太陽歯車と外噛み合い、
前記パーキング機構はパーキングギア及びパーキング爪で構成され、パーキング爪はハウジングに固定され、パーキングギアは減速遊星列保持器に統合されることを特徴とするハイブリッド車両の伝動装置。
［２］
前記入力軸は増速遊星列遊星枠に接続される［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［３］
前記モータ入力軸は増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブに接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［４］
前記発電モータ入力軸アセンブリは発電モータに取り外し可能に接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［５］
前記駆動モータ入力軸はクラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車に接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［６］
前記駆動モータ入力軸アセンブリは駆動モータに取り外し可能に接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［７］
前記出力軸は減速遊星列遊星枠に接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［８］
前記接続方式は溶接、リベット接合、スプライン嵌合、締まり嵌め、ヒンジ接続、一体加工のうちの一種を含むがこれらに限定されないことを特徴とする［１］、［２］、［３］、［５］又は［７］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［９］
前記出力軸の中心線は入力軸の軸方向と一致することを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
ハイブリッド車両の伝動装置であって、前記伝動装置は、入力軸アセンブリ、発電モータ入力軸アセンブリ、駆動モータ入力軸アセンブリ、出力軸アセンブリ、クラッチ、増速遊星列、減速遊星列及びパーキング機構を含み、そのうち、
前記入力軸アセンブリは伝動装置の前端に位置し、発電モータ入力軸アセンブリは増速遊星列と駆動モータ入力軸アセンブリとの間に位置し、駆動モータ入力軸アセンブリは発電モータ入力軸アセンブリと減速遊星列との間に位置し、出力軸アセンブリは伝動装置の尾端に位置し、クラッチは発電モータと駆動モータとの間に位置し、
前記入力軸アセンブリは、入力軸及び増速遊星列遊星枠で構成され、入力軸は動力源に接続され、入力軸に増速遊星列遊星枠が設けられ、
前記発電モータ入力軸アセンブリは、モータ入力軸、増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブで構成され、モータ入力軸に増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブが設けられ、
前記駆動モータ入力軸アセンブリは、駆動モータ入力軸、クラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車で構成され、駆動モータ入力軸にクラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車が設けられ、
前記出力軸アセンブリは、出力軸、パーキングギア及び減速遊星列遊星枠で構成され、出力軸にパーキングギア及び減速遊星列遊星枠が設けられ、
前記クラッチは、クラッチハブ及びクラッチ保持器で構成され、クラッチハブはモータ入力軸に剛性接続され、クラッチ保持器は駆動モータ入力軸に接続され、
前記増速遊星列は、増速遊星列遊星歯車、増速遊星列外リングギア、増速遊星列遊星枠及び増速遊星列太陽歯車で構成され、そのうち、増速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠に固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列外リングギアと内噛み合い、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠と外噛み合い、
前記減速遊星列は、減速遊星列遊星歯車、減速遊星列外リングギア、減速遊星列遊星枠及び減速遊星列太陽歯車で構成され、減速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列遊星枠に固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列外リングギアと内噛み合い、減速遊星列太陽歯車と外噛み合い、
前記パーキング機構はパーキングギア及びパーキング爪で構成され、パーキング爪はハウジングに固定され、パーキングギアは減速遊星列保持器に統合されることを特徴とするハイブリッド車両の伝動装置。
［２］
前記入力軸は増速遊星列遊星枠に接続される［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［３］
前記モータ入力軸は増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブに接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［４］
前記発電モータ入力軸アセンブリは発電モータに取り外し可能に接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［５］
前記駆動モータ入力軸はクラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車に接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［６］
前記駆動モータ入力軸アセンブリは駆動モータに取り外し可能に接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［７］
前記出力軸は減速遊星列遊星枠に接続されることを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［８］
前記接続方式は溶接、リベット接合、スプライン嵌合、締まり嵌め、ヒンジ接続、一体加工のうちの一種を含むがこれらに限定されないことを特徴とする［１］、［２］、［３］、［５］又は［７］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
［９］
前記出力軸の中心線は入力軸の軸方向と一致することを特徴とする［１］に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
Claims (9)
- ハイブリッド車両の伝動装置であって、前記伝動装置は、入力軸アセンブリ、発電モータ入力軸アセンブリ、駆動モータ入力軸アセンブリ、出力軸アセンブリ、クラッチ、増速遊星列、減速遊星列及びパーキング機構を含み、そのうち、
前記入力軸アセンブリは伝動装置の前端に位置し、発電モータ入力軸アセンブリは増速遊星列と駆動モータ入力軸アセンブリとの間に位置し、駆動モータ入力軸アセンブリは発電モータ入力軸アセンブリと減速遊星列との間に位置し、出力軸アセンブリは伝動装置の尾端に位置し、クラッチは発電モータと駆動モータとの間に位置し、
前記入力軸アセンブリは、入力軸及び増速遊星列遊星枠で構成され、入力軸は動力源に接続され、入力軸に増速遊星列遊星枠が設けられ、
前記発電モータ入力軸アセンブリは、モータ入力軸、増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブで構成され、モータ入力軸に増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブが設けられ、
前記駆動モータ入力軸アセンブリは、駆動モータ入力軸、クラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車で構成され、駆動モータ入力軸にクラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車が設けられ、
前記出力軸アセンブリは、出力軸、パーキングギア及び減速遊星列遊星枠で構成され、出力軸にパーキングギア及び減速遊星列遊星枠が設けられ、
前記クラッチは、クラッチハブ及びクラッチ保持器で構成され、クラッチハブはモータ入力軸に剛性接続され、クラッチ保持器は駆動モータ入力軸に接続され、
前記増速遊星列は、増速遊星列遊星歯車、増速遊星列外リングギア、増速遊星列遊星枠及び増速遊星列太陽歯車で構成され、そのうち、増速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠に固定され、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列外リングギアと内噛み合い、増速遊星列遊星歯車は増速遊星列遊星枠と外噛み合い、
前記減速遊星列は、減速遊星列遊星歯車、減速遊星列外リングギア、減速遊星列遊星枠及び減速遊星列太陽歯車で構成され、減速遊星列外リングギアはハウジングに固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列遊星枠に固定され、減速遊星列遊星歯車は減速遊星列外リングギアと内噛み合い、減速遊星列太陽歯車と外噛み合い、
前記パーキング機構はパーキングギア及びパーキング爪で構成され、パーキング爪はハウジングに固定され、パーキングギアは減速遊星列保持器に統合されることを特徴とするハイブリッド車両の伝動装置。 - 前記入力軸は増速遊星列遊星枠に接続される請求項１に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
- 前記モータ入力軸は増速遊星列太陽歯車及びクラッチハブに接続されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
- 前記発電モータ入力軸アセンブリは発電モータに取り外し可能に接続されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
- 前記駆動モータ入力軸はクラッチ保持器及び減速遊星列太陽歯車に接続されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
- 前記駆動モータ入力軸アセンブリは駆動モータに取り外し可能に接続されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
- 前記出力軸は減速遊星列遊星枠に接続されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
- 前記接続される方式は溶接、リベット接合、スプライン嵌合、締まり嵌め、ヒンジ接続、一体加工のうちの一種を含むがこれらに限定されないことを特徴とする請求項１、２、３、５又は７に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
- 前記出力軸の中心線は入力軸の軸方向と一致することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の伝動装置。
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