Устройство силовой передачи

Устройство силовой передачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству силовой передачи для гибридного транспортного средства, включающего в себя двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель.

Уровень техники

Существует устройство силовой передачи для гибридного транспортного средства, которое позволяет комбинировать движущую силу, выводимую из двигателя внутреннего сгорания, и движущую силу, выводимую из электродвигателя, и передающее комбинированную движущую силу к ведущим колесам, и позволяющее выполнять операции регенерирования в электродвигателе. В качестве подхода такого типа обычно известен способ замедления или ускорения движущей силы, подаваемой с выхода двигателя внутреннего сгорания, и сразу же передачу этой движущей силы на два вала, параллельные выходному валу двигателя внутреннего сгорания, и после этого возврат движущей силы на выходной вал, коаксиальный с выходным валом двигателя внутреннего сгорания.

Например, в трансмиссии, описанной в заявке на японский патент №2002-89594, имеются два вала, параллельные выходному валу двигателя внутреннего сгорания. Каждый из этих двух валов соединен с выходным валом двигателя внутреннего сгорания через сцепление, и электродвигатель соединен с одним концом одного из двух валов (ниже называется "первым валом"). Кроме того, на первом валу расположен синхронизатор, который избирательно соединяет множество зубчатых колес для ступени с четными номерами с первым валом. На другом из двух валов (ниже называется "вторым валом" расположен синхронизатор, который избирательно подключает множество ступеней с нечетными номерами и зубчатые колеса ступеней обратного хода со вторым валом. Зубчатые колеса, закрепленные на выходном валу, зацепляют зубчатыми колесами ступеней с четными номерами и зубчатыми колесами ступени с нечетными номерами совместно.

Сущность изобретения

3адачи, решаемые изобретением

Трансмиссия, описанная в заявке на японский патент №2002-89594, имеет, однако, недостаток, состоящий в том, что длина трансмиссии увеличивается в осевом направлении в соответствии с количеством ступеней, и, поэтому, трудно устанавливать трансмиссию в случае малого пространства для установки трансмиссии в транспортном средстве. В частности, когда двигатель установлен поперечно (длина вала ориентирована в направлении ширины транспортного средства) в компоновке FF транспортного средства, трудно установить трансмиссию.

Учитывая описанное выше, было разработано настоящее изобретение. Поэтому цель настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства силовой передачи для гибридного транспортного средства, которое включает в себя двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, устройства силовой передачи, выполненного с возможностью уменьшения его осевой длины.

В настоящем изобретении предусмотрено устройство силовой передачи для гибридного транспортного средства, имеющего двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, устройство силовой передачи, включающее в себя: первый основной входной вал, который расположен параллельно выходному валу двигателя внутреннего сгорания, на который подают движущую силу от двигателя внутреннего сгорания, и который соединяют с выходным валом двигателя внутреннего сгорания путем установки первого устройства включения и выключения в соединенное состояние; второй основной входной вал, который расположен коаксиально с первым основным входным валом и соединен с выходным валом двигателя внутреннего сгорания путем установки второго устройства включения и выключения в соединенное состояние; промежуточный входной вал, расположенный параллельно первому основному входному валу; вспомогательный входной вал, расположенный параллельно промежуточному входному валу; выходной вал, который расположен параллельно первому основному входному валу, и выводит движущую силу в ведомый модуль через обратный вал; группу первых зубчатых колес, которая расположена на первом основном входном валу и состоит из множества зубчатых колес, избирательно соединяемых с выходным валом через первый синхронизатор; группу вторых зубчатых колес, которая расположена на вспомогательном входном валу и состоит из множества зубчатых колес, избирательно соединяющих вспомогательный входной вал с выходным валом через второй синхронизатор; группу третьих зубчатых колес, которая установлена на выходном валу и которая состоит из множества зубчатых колес, совместно зацепленных с зубчатыми колесами группы первых зубчатых колес и зубчатыми колесами группы вторых зубчатых колес; и механизм дифференциального вращения, состоящий из первого вращающегося элемента, второго вращающегося элемента и третьего вращающегося элемента, таким образом, что они вращаются дифференцированно относительно друг друга, в котором: первый вращающийся элемент соединен с первым основным входным валом и электродвигателем; второй вращающийся элемент соединен с группой первых зубчатых колес; третий вращающийся элемент соединен с фиксирующим механизмом, который позволяет устанавливать третий вращающийся элемент в фиксированное состояние; и второй вращающийся элемент замедляет движущую силу, передаваемую из первого вращающегося элемента, используя силу реакции от третьего вращающегося элемента, который помещен в фиксированное состояние с помощью фиксирующего механизма

Первый аспект изобретения

В соответствии с первым аспектом изобретения, с фиксирующим механизмом, работающим так, что он устанавливает третий вращающийся элемент в фиксированное состояние, и первым синхронизатором, работающим так, что он соединяет любое зубчатое колесо группы первых зубчатых колес с выходным/входным валом, первое устройство включения и выключения устанавливают в соединенное состояние, и затем движущую силу двигателя внутреннего сгорания передают на первый вращающийся элемент через первый основной входной вал, и/или движущую силу электродвигателя передают на первый вращающийся элемент. В это время второй вращающийся элемент механизма комбинирования мощности замедляется и выводит движущую силу, которая была передана на первый вращающийся элемент. 3атем движущую силу выводят в ведомый модуль через первый вспомогательный входной вал и выходной вал. Таким образом, в первом аспекте изобретения, транспортное средство выполнено с возможностью начала движения и движения с первым синхронизатором и вторым синхронизатором, установленными в нейтральное состояние. Поэтому, в случае использования одинакового количества пар зубчатых колес переменной скорости, как и в трансмиссии, описанной в Патентном документе 1, устройство силовой передачи имеет еще одну ступень переменной скорости, что обеспечивает возможность уменьшения осевой длины.

Кроме того, в описанном выше состоянии, электродвигатель выполнен с возможностью выполнения регенеративной операции, используя движущую силу, передаваемую от двигателя внутреннего сгорания на первый вращающийся элемент через первый основной входной вал. Таким образом, в первом аспекте изобретения, транспортное средство выполнено с возможностью начала движения и движения с первым синхронизатором и вторым синхронизатором, установленными в нейтральное состояние, в то время как электродвигатель выполняет регенеративную операцию. Поэтому становится возможным установить режим начала движения и движение, отличающийся от режима начала движения и движения, описанного в предыдущем параграфе. Кроме того, электродвигатель выполняет регенеративную операцию в этом режиме, и, поэтому, такой режим является предпочтительным в случае, когда уровень заряда батареи падает и т.п.

Настоящее изобретение обеспечивает устройство силовой передачи для гибридного транспортного средства, имеющего двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, устройство силовой передачи, включающее в себя: основной входной вал, на который движущую силу подают от двигателя внутреннего сгорания; первый вспомогательный входной вал, который расположен параллельно основному входному валу и избирательно соединяется с основным входным валом через пару понижающих зубчатых колес первым устройством включения и выключения; второй вспомогательный входной вал, который расположен параллельно основному входному валу и избирательно соединяется с основным входным валом через пару повышающих скорость зубчатых колес вторым устройством включения и выключения; выходной вал, который расположен коаксиально с основным входным валом и выводит движущую силу в ведомый модуль через обратный вал; группу первых зубчатых колес, которая расположена на первом, вспомогательном входном валу, и состоит из множества зубчатых колес, избирательно соединяющихся с первым, вспомогательным входным валом через первый синхронизатор; группу вторых зубчатых колес, которая расположена на втором вспомогательном входном валу, и состоит из множества зубчатых колес, избирательно соединяющихся со вторым, вспомогательным входным валом через второй синхронизатор; группу третьих зубчатых колес, которая установлена на выходном валу и составлена из множества зубчатых колес, совместно зацепленных с зубчатыми колесами группы первых зубчатых колес и зубчатыми колесами группы вторых зубчатых колес; и механизм дифференциального вращения, состоящий из первого вращающегося элемента, второго вращающегося элемента и третьего вращающегося элемента для дифференцированного вращения относительно друг друга, в котором: один из первого вспомогательного входного вала и второго вспомогательного входного вала соединен с первым вращающимся элементом, и другой выполнен с возможностью передавать движущую силу на выходной вал, не используя механизм дифференциального вращения; первый вращающийся элемент соединен с выходным валом; третий вращающийся элемент соединен с электродвигателем; и второй вращающийся элемент объединяет движущую силу, передаваемую от первого вращающегося элемента, с движущей силой, передаваемой от третьего вращающегося элемента, и передает комбинированную движущую силу на выходной вал,

Второй аспект изобретения

В соответствии со вторым аспектом изобретения, первое устройство включения и выключения или второе устройство включения и выключения установлены в соединенное состояние так, что первый вспомогательный входной вал, или второй вспомогательный входной вал, соединенные с первым вращающимся элементом (ниже вспомогательный входной вал называется "соединенный вспомогательный входной вал"), соединенным с основным входным валом. Кроме того, первый синхронизатор и второй синхронизатор установлены в нейтральное положение, в котором первый вспомогательный входной вал и второй вспомогательный входной вал не соединены с каким-либо зубчатым колесом, при этом движущую силу подают от двигателя внутреннего сгорания к основному входному валу, и электродвигатель выполняет силовую операцию таким образом, что третий вращающийся элемент вращается. В это время второй вращающийся элемент механизма дифференциального вращения объединяет движущую силу, передаваемую от двигателя внутреннего сгорания на первый вращающийся элемент, через соединенный вспомогательный входной вал, при этом движущую силу передают от электродвигателя на третий вращающийся элемент, и передает комбинированную движущую силу на выходной вал, и комбинированную движущую силу выводят в ведомый модуль. Таким образом, во втором аспекте изобретения, транспортное средство может начать движение и двигаться с первым синхронизатором и вторым синхронизатором, установленными в нейтральное положение. Поэтому, в случае, когда имеется такое же количество пар зубчатых колес переменной скорости, как и в трансмиссии, описанной в Патентном документе 1, устройство силовой передачи имеет на одну ступень переменной скорости больше, что, таким образом, обеспечивает возможность уменьшения осевой длины.

Кроме того, в описанном выше состоянии, движущая сила, передаваемая от двигателя внутреннего сгорания на первый вращающийся элемент через соединенный вспомогательный входной вал, также может быть распределена на второй вращающийся элемент и третий вращающийся элемент. В это время движущую силу выводят в ведомый модуль через второй вращающийся элемент, и электродвигатель выполняет регенеративную операцию через третий вращающийся элемент. Таким образом, во втором аспекте изобретения, транспортное средство выполнено с возможностью начала движения и движения с первым синхронизатором и вторым синхронизатором, установленными в нейтральное положение, в то время как электродвигатель выполняет регенеративную операцию. Поэтому становится возможным достичь режима начала движения и движения, отличного от режима начала движения и движения, описанного в предыдущем параграфе. Кроме того, электродвигатель выполняет регенеративную операцию в этом режиме, и поэтому этот режим является предпочтительным в случае, когда уровень заряда батареи падает и т.п.

Кроме того, во втором аспекте изобретения, предпочтительно, основной входной вал расположен параллельно выходному валу двигателя внутреннего сгорания, и движущую силу на него подают от двигателя внутреннего сгорания, и состоит из первого основного входного вала, соединенного с выходным валом двигателя внутреннего сгорания, путем размещения первого устройства включения и выключения в соединенном состоянии, и второго основного входного вала, который расположен коаксиально с первым основным входным валом и соединен с выходным валом двигателя внутреннего сгорания, путем установки второго устройства включения и выключения в соединенном состоянии, и любой один из первого основного входного вала и второго основного входного вала соединен с первым вращающимся элементом, благодаря чему любой один из первого вспомогательного входного вала и второго вспомогательного входного вала соединен с первым вращающимся элементом.

В этом случае, первый основной входной вал и второй основной входной вал, состоящие из основного входного вала, расположены коаксиально друг другу. Поэтому первое устройство включения и выключения и второе устройство включения и выключения выполнены с возможностью их размещения рядом друг с другом, обеспечивая, таким образом, дополнительное уменьшение размеров устройства силовой передачи для гибридного транспортного средства. Кроме того, устройство, которое управляет первым устройством включения и выключения и вторым устройством включения и выключения, можно использовать совместно, обеспечивая, таким образом, возможность уменьшения затрат.

Кроме того, во втором аспекте изобретения, предпочтительно, устройство силовой передачи имеет зубчатый механизм обратной передачи, который избирательно соединяет пару понижающих зубчатых колес и пару повышающих зубчатых колес друг с другом.

В этом случае, первое устройство включения и выключения или второе устройство включения и выключения устанавливают в соединенное состояние так, чтобы соединенный вспомогательный входной вал был соединен с основным входным валом. Кроме того, используя первый синхронизатор и второй синхронизатор, установленные в нейтральное состояние, в которых первый вспомогательный входной вал и второй вспомогательный входной вал не соединены с каким-либо зубчатым колесом, и соединен с механизмом зубчатой передачи обратного хода, движущую силу подают от двигателя внутреннего сгорания на основной входной вал, и эту движущую силу прикладывают от электродвигателя для вращения третьего вращающегося элемента. В это время второй вращающийся элемент механизма дифференциального вращения объединяет движущую силу в направлении обратного вращения, передаваемую от двигателя внутреннего сгорания на первый вращающийся элемент через соединенный вспомогательный входной вал, с движущей силой, передаваемой от электродвигателя на третий вращающийся элемент, и передает комбинированную движущую силу на выходной вал, и комбинированную движущую силу выводят в ведомый модуль. Таким образом, в данном изобретении, транспортное средство может двигаться назад с первым синхронизатором и вторым синхронизатором, установленным в нейтральное состояние. Кроме того, механизм зубчатой передачи обратного хода выполнен с возможностью его установки параллельно основному выходному валу, как описано выше. Это обеспечивает возможность уменьшения осевой длины на ступень обратного хода по сравнению с трансмиссией, описанной в Патентном документе 1.

Кроме того, в описанном выше состоянии, движущая сила, передаваемая от двигателя внутреннего сгорания к первому вращающему элементу через соединенный вспомогательный входной вал, также может быть распределена на второй вращающийся элемент и третий вращающийся элемент. В это время движущую силу выводят в ведомый модуль через второй вращающийся элемент, и электродвигатель выполняют регенеративную операцию через третий вращающийся элемент. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением, транспортное средство выполнено с возможностью движения обратным ходом с первым синхронизатором и вторым синхронизатором, установленными в нейтральное положение, в то время как электродвигатель выполняет регенеративную операцию. Поэтому становится возможным обеспечить режим движения обратным ходом, отличающийся от режима движения обратным ходом, описанного в предыдущем параграфе. Кроме того, электродвигатель выполняет регенеративную операцию в этом режиме, и, поэтому, этот режим является предпочтительным в случае, когда уровень заряда батареи падает и т.п.

Кроме того, в первом и втором аспектах изобретения, предпочтительно, по меньшей мере, один из первого элемента включения и выключения и второго элемента включения и выключения представляет собой сухое сцепление.

Это обеспечивает возможность уменьшения времени "включения и выключения" и уменьшение размера элементов включения и выключения по сравнению со случаем, когда первый элемент включения и выключения и второй элемент включения и выключения представляют собой мокрые сцепления. Удар, вызываемый при изменении движущей силы, генерируемой двигателем во время торможения и т.п., может быть уменьшен в результате управления электродвигателем.

Кроме того, в первом и втором аспектах изобретения, предпочтительно, механизм дифференциального вращения представляет собой модуль планетарной передачи, в котором коаксиально установлены солнечное зубчатое колесо, кольцевое зубчатое колесо и водило, которое поддерживает с возможностью вращения множество планетарных зубчатых колес, зацепленных с солнечным зубчатым колесом и кольцевым зубчатым колесом между солнечным зубчатым колесом и кольцевым зубчатым колесом, как три типа вращающихся элемента типа одиночной шестерни, и первый вращающийся элемент представляет собой солнечное зубчатое колесо, второй вращающийся элемент представляет собой водило, и третий вращающийся элемент представляет собой кольцевое зубчатое колесо.

В этом случае, механизм дифференциального вращения выполнен с возможностью его формирования в простой конфигурации, что, таким образом, обеспечивает возможность уменьшения размеров и снижение затрат. Кроме того, такая конфигурация обеспечивает возможность распределения движущей силы и повышения эффективности передачи.

Кроме того, в первом и втором аспектах изобретения, предпочтительно, зубчатые колеса группы первых зубчатых колес зацепляются с третьей группой зубчатых колес для формирования множества пар зубчатых колес скоростей с нечетными номерами, и зубчатые колеса группы вторых зубчатых колес зацепляются с зубчатыми колесами третьей группы зубчатых колес для формирования множества пар зубчатых колес со скоростями с четными номерами.

В этом случае, состояние, в котором транспортное средство начинает движение и движется с первым синхронизатором и вторым синхронизатором, установленными в нейтральное положение, в состоянии, которое определено как ступень первой скорости.

Кроме того, в первом и втором аспектах изобретения, предпочтительно зубчатые колеса группы первых зубчатых колес зацепляются с зубчатыми колесами третьей группы зубчатых колес для формирования множества пар зубчатых колес со скоростями с нечетными номерами, и зубчатые колеса группы вторых зубчатых колес зацепляются с зубчатыми колесами третьей группы зубчатых колес для формирования множества пар зубчатых колес со скоростями с нечетными номерами.

В этом случае, состояние, в котором транспортное средство начинает движение и движется с первым синхронизатором и вторым синхронизатором, установленными в нейтральное положение, может быть, как эквивалентное ступени с переменной скоростью, которая ниже, чем ступень первой скорости (супер низкая ступень).

Кроме того, в первом и втором аспектах изобретения, предпочтительно, часть или все вращающиеся элементы, неподвижная часть и обмотка якоря, которые составляют электродвигатель, расположены так, что они размещаются над механизмом дифференциального вращения в направлении, перпендикулярном направлению оси выходного вала.

В этом случае, осевая длина устройства силовой передачи может быть уменьшена.

Кроме того, в первом и втором аспектах изобретения, предпочтительно, устройство силовой передачи включает в себя элемент установки запрашиваемой мощности, который устанавливает запрашиваемую мощность, запрашиваемую для выходного вала, и элемент управления, который выполняет операцию двигателя внутреннего сгорания и операцию электродвигателя в соответствии с запрашиваемой мощностью, установленной элементом установки запрашиваемой мощности.

В этом случае, элемент управления обеспечивает возможность предпочтительного выполнения работы двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя, и вывод запрашиваемой мощности с выходного вала.

Кроме того, в первом и втором аспектах изобретения, предпочтительно, элемент управления управляет операцией электродвигателя так, что двигатель внутреннего сгорания выполняет операцию в пределах диапазона от области, где двигатель глохнет до области максимальной области вращения.

В этом случае, двигатель внутреннего сгорания выполняет операцию только в пределах диапазона от области, где двигатель глохнет, до области максимальной скорости вращения, и, поэтому, двигатель внутреннего сгорания может быть выполнен с возможностью его предпочтительного использования, обеспечивая, таким образом, предпочтительный уровень потребления топлива, срок службы и т.п. двигателя внутреннего сгорания.

Кроме того, в первом и втором аспектах изобретения, предпочтительно элемент управления выполняет операцию двигателя внутреннего сгорания в пределах соответствующей рабочей области двигателя внутреннего сгорания, и элемент управления сравнивает движущую силу двигателя внутреннего сгорания, передаваемую от первого вращающегося элемента на второй вращающийся элемент, с запрашиваемой мощностью, и управляет электродвигателем для выполнения силовой операции, в случае, когда движущая сила двигателя внутреннего сгорания меньше, чем запрашиваемая мощность, и для выполнения регенеративной операции в случае, когда движущая сила двигателя внутреннего сгорания превышает запрашиваемую мощность.

В этом случае, двигатель внутреннего сгорания выполняет операцию в пределах соответствующей рабочей области, и, поэтому, двигатель внутреннего сгорания выполнен с возможностью его предпочтительного использования, делая, таким образом, потребление топлива, срок службы и т.п. двигателя внутреннего сгорания предпочтительными. Кроме того, электродвигатель выполняет силовую операцию или регенеративную операцию, в соответствии с тем, является ли разность между движущей силой двигателя внутреннего сгорания и запрашиваемой мощностью положительной или отрицательной, в результате чего запрашиваемая мощность всегда может быть выведена с выходного вала.

Кроме того, в первом и втором аспектах изобретения, предпочтительно элемент управления управляет электродвигателем для выполнения операции при номинальном выходе или максимальной частоте оборотов в минуту в случае, когда электродвигатель выполняет операцию при величине выхода или частоте оборотов в минуту, превышающих номинальное значение выхода или максимальное количество оборотов в минуту.

В этом случае, электродвигатель выполняет операцию при значении выхода или частоте оборотов в минуту, равным или меньших, чем номинальное значение выхода и максимальная частота оборотов в минуту. Поэтому электродвигатель можно предпочтительно использовать, обеспечивая, таким образом, хороший срок службы электродвигателя.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана схема, иллюстрирующая общую конфигурацию транспортного средства, имеющего устройство силовой передачи для гибридного транспортного средства в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.2 показана схема, иллюстрирующая взаимосвязь положений между валами устройства силовой передачи;

на фиг.3 показана таблица, иллюстрирующая рабочие состояния соответствующих участков на ступенях переменной скорости в режиме работы от двигателя устройства силовой передачи;

на фиг.4 показана коллинеарная схема для описания работы механизма объединения мощности;

на фиг.5 показана схема, иллюстрирующая общую конфигурацию транспортного средства, имеющего устройство силовой передачи, для гибридного транспортного средства в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.6 показана таблица, иллюстрирующая состояния работы соответствующих участков на ступенях переменной скорости в режиме работы от двигателя устройства силовой передачи;

на фиг.7 показана схема, иллюстрирующая общую конфигурацию транспортного средства, имеющего устройство силовой передачи для гибридного транспортного средства в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.8 показана схема, иллюстрирующая взаимосвязь положений между валами устройства силовой передачи;

на фиг.9 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на первой ступени скорости устройства силовой передачи:

на фиг.10 показана коллинеарная схема для описания работы механизма объединения мощности;

на фиг.11 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени обратной передачи устройства силовой передачи;

на фиг.12 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени второй скорости в режиме работы от двигателя устройства силовой передачи;

на фиг.13 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени второй скорости в режиме движения с помощью устройства силовой передачи;

на фиг.14 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени второй скорости при подготовке к ступени третьей скорости в режиме движения с помощью устройства силовой передачи;

на фиг.15 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени третьей скорости при подготовке к ступени второй скорости в режиме движения с помощью устройства силовой передачи;

на фиг.16 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени третьей скорости в режиме движения с помощью устройства силовой передачи;

на фиг.17 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени четвертой скорости в режиме работы от двигателя устройства силовой передачи;

на фиг.18 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени четвертой скорости при подготовке к ступени третьей скорости в режиме движения с помощью устройства силовой передачи;

на фиг.19 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени четвертой скорости в режиме движения с помощью устройства силовой передачи;

на фиг.20 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени четвертой скорости при подготовке к ступени пятой скорости в режиме движения с помощью устройства силовой передачи;

на фиг.21 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени пятой скорости при подготовке к ступени четвертой скорости в режиме движения с помощью устройства силовой передачи;

на фиг.22 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени пятой скорости в режиме движения с помощью устройства силовой передачи;

на фиг.23 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени третьей скорости в режиме движения EV устройства силовой передачи;

на фиг.24 показана схема, иллюстрирующая состояние работы на ступени пятой скорости в режиме движения EV устройства силовой передачи;

на фиг.25 показана схема, иллюстрирующая общую конфигурацию транспортного средства, имеющего устройство силовой передачи для гибридного транспортного средства в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения; и

на фиг.26 показана схема, иллюстрирующая общую конфигурацию транспортного средства, имеющего устройство силовой передачи для гибридного транспортного средства в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Первый вариант осуществления

Устройство 1 силовой передачи для гибридного транспортного средства в соответствии с первым вариантом осуществления, в соответствии с настоящим изобретением, будет описано ниже со ссылкой на приложенные чертежи.

Вначале будет описана конфигурация устройства 1 силовой передачи со ссылкой на фиг.1. Устройство 1 силовой передачи представляет собой автоматизированную ручную трансмиссию с двойным сцеплением (DCT), которая установлена в гибридном транспортном средстве и включает в себя двигатель (двигатель внутреннего сгорания) 2 и электродвигатель (двигатель-генератор) 3, как источники генерирования электроэнергии. Кроме того, устройство 1 силовой передачи выполнено с возможностью передачи движущей силы (движущей силы) двигателя 2 или/и электродвигателя 3 на пару ведущих колес 4 и 4, которые представляют собой ведомые модули, для привода ведущих колес 4 и 4. Кроме того, устройство 1 силовой передачи выполнено с возможностью передачи движущей силы двигателя 2 или/и электродвигателя 3 не только на ведущие колеса 4 и 4, но также и на вспомогательное устройство 5, которое установлено на транспортном средстве, для привода вспомогательного устройства 5. Вспомогательное устройство 5 представляет собой, например, компрессор кондиционера воздуха, водяной насос, масляный насос и т.п.

Двигатель 2 представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который генерирует движущую силу (крутящий момент), в результате сжигания топлива, такого как бензин, дизельное топливо или спирт, и имеет выходной вал 2а для использования при выводе генерируемой движущей силы наружу. Таким же образом, как в нормальном автомобильном двигателе, двигатель 2 регулирует движущую силу, которую выводят из двигателя 2 через выходной вал 2а, управляя степенью открытия клапана дроссельной заслонки, предусмотренной во впускном канале, который не показан (управляя количеством всасываемого воздуха в двигатель 2).

Электродвигатель 3 представляет собой трехфазный бесщеточный электродвигатель постоянного тока в данном варианте осуществления и включает в себя полый ротор (вращающееся тело) 3а, который установлен с возможностью вращения внутри корпуса (не показан) электродвигателя 3, и статор (неподвижная часть) 3b, который закреплен на корпусе вокруг ротора 3а. В роторе 3а предусмотрено множеством постоянных магнитов, закрепленных на нем, и на статоре 3b предусмотрена трехфазная обмотка (обмотка якоря) 3ba, закрепленная на нем. Статор 3b электродвигателя 3 предусмотрен неподвижно относительно корпуса, который предусмотрен на неподвижной части, которая является стационарной относительно корпуса транспортного средства, такого как внешний кожух устройства 1 силовой передачи.

Катушка 3ba электродвигателя 3 электрически соединена с батареей (аккумуляторной батареей) 7, используемой в качестве источника энергии постоянного тока, через модуль 6 управления мощностью (ниже называется "PDU"), который представляет собой схему управления, включающую в себя схему обратного преобразователя. Кроме того, PDU 6 электрически соединен с модулем 8 электронного управления (ниже называется "ECU").

ECU 8 электрически соединен с двигателем 2 и т.п., хотя это не представлено, в дополнение к PDU 6 и управляет работой устройства 1 силовой передачи, включая в себя двигатель 2. ECU 8 функционирует, как элемент установки запрашиваемой мощности, который устанавливает движущую силу, требуемую для передачи на ведущие колеса 4 и 4, на основе скорости транспортного средства или количества оборотов в минуту (rpm) двигателя 2, функционирует, как элемент управления, который управляет двигателем 2 или электродвигателем 3, в соответствии с запрашиваемой мощностью, установленной элементом установки запрашиваемой мощности.

ECU 8 управляет электрическим током, который протекает через катушку 3ba, через PDU 6, регулируя, таким образом, движущую силу (крутящий момент), которую электродвигатель 3 выводит с ротора 3а. В этом случае, электродвигатель 3 выполняет силовую операцию для генерирования крутящего момента мощности в роторе 3а, используя электроэнергию, подаваемую от батареи 7 для функционирования в качестве электродвигателя под управлением PDU 6. В частности, электроэнергия, подаваемая на статор 3b, преобразуется в движущую силу и выводится на ротор 3а. Кроме того, под управлением PDU 6 электродвигатель 3 генерирует электричество из энергии вращения, подаваемой снаружи в ротор 3а, и выполняет регенеративную операцию для генерирования регенеративного крутящего момента в роторе 3а, при подаче электроэнергии в батарею 7, для функционирования как генератор. В частности, движущая сила, подаваемая в ротор 3а, преобразуется в электроэнергию в статоре 3b.

ECU 8 представляет собой модуль электронной схемы, включающий в себя CPU, RAM, ROM, схему интерфейса и т.п., и управляет работой устройства 1 силовой передачи, выполняя обработку управления, которая определена заранее установленной программой. В этом случае функции, воплощенные обработкой управления ECU 8, включают в себя функцию управления работой электродвигателя 3 через PDU 6, функцию управления работой двигателя 2 через элемент управления для управления двигателем, такой как элемент управления клапаном дроссельной заслонки, который не показан, и функцию управления работой муфт первого сцепления С1, второго сцепления С2, сцепления 33 вспомогательного устройства, первого синхронизатора S1, второго синхронизатора S2 и обратного синхронизатора SR, описанных ниже, через элементы управления или схемы управления, которые не показаны.

Устройство 1 силовой передачи включает в себя механизм 9 дифференциального вращения, состоящий из вращающихся элементов, выполненных с возможностью дифференцированного вращения относительно друг друга. В данном варианте осуществления используется модуль планетарной передачи в качестве механизма 9 дифференциального вращения.

Выходной вал 2а двигателя 2 соединен с двумя основными входными валами, а именно первым основным входным валом 11 и вторым основным входным валом 12, которые избирательно принимают вход, состоящий из движущей силы, от двигателя 2, и они расположены коаксиально друг с другом. Первый основной входной вал 11 продолжается со стороны двигателя 2 к стороне электродвигателя 3, и второй основной входной вал 12, сформированный, как полая структура, установлен с возможностью вращения с внешней стороны первого основного входного вала 11 на стороне двигателе 2. Первый основной входной вал 11 соединяется или отсоединяется с или от выходного вала 2а двигателя 2 с помощью первого сцепления (первое устройство включения и выключения) С1. Второй основной входной вал 12 соединяется или отсоединяется с или от выходного вала 2а двигателя 2 с помощью второго сцепления (второе устройство включения и выключения) С2.

Первое сцепление С1 представляет собой механизм сцепления, работающий таким образом, что выходной в