用于混合动力车辆的动力传递装置的制造方法

文档序号:9768676
用于混合动力车辆的动力传递装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种安装在混合动力车辆上的动力传递装置,该混合动力车辆包含具有不同的动力产生原理的多个驱动源。
【背景技术】
[0002]混合动力车辆是一种包含如下的作为行驶驱动源的多个驱动源的车辆:所述多个驱动源具有不同的动力产生原理,如用于将热能转化成动能以产生动力的发动机、以及具有能量再生功能的旋转机。混合动力车辆是一种如下的车辆:包含作为驱动源的内燃机(如汽油机或柴油机)、及作为驱动源的旋转机(如具有发电功能的电机或具有蓄压功能的液力马达)。另外,混合动力车辆是一种如下的车辆:通过有效地利用发动机和旋转机的特性,其能够提高能量效率且减少排气量。这种混合动力车辆的实例描述在日本专利申请公开第2008-120234号(JP 2008-120234A)中。
[0003]在JP 2008-120234A中描述的混合动力驱动设备包含:作为驱动源的发动机、第一电机和第二电机,其中第一电机具有借助发动机的动力来发电的功能,并且第二电机借助由第一电机产生的电力来向输出构件输出动力。第一电机和第二电机布置在相同的轴线上,且动力分配机构布置在该第一电机和该第二电机之间,其中,该动力分配机构将从发动机输出的动力分配至第一电机侧和输出构件侧。在JP 2008-120234A中描述的混合动力驱动设备中,改变发动机转速且将转矩传递至动力分配机构的变速齿轮设备布置在第一电机和第二电机之间。
[0004]日本专利申请公开第2008-265598号(JP 2008-265598A)描述了一种包含动力分配机构的混合动力车辆,该混合动力车辆包含发动机、第一电机、第二电机、和具有三个旋转元件的行星齿轮单元。在JP 2008-265598A中描述的混合动力车辆进一步包含离合器,该离合器固定发动机的输出轴,以便不能够旋转。第一电机经由动力分配机构连接至发动机的输出轴,且第二电机连接至驱动轮。基于车辆所需要的驱动力控制发动机、第一电机、第二电机和离合器的运转。所述混合动力车辆配置为执行如下的电机驱动行驶:在通过接合离合器以固定发动机的输出轴而使动力分配机构用作减速机构或加速机构的状态下,既驱动第一电机又驱动第二电机。
[0005]日本专利申请公开第2008-265600 号(JP 2008-265600A)描述了与 JP2008-265598A中描述的混合动力车辆相同的构造。JP2008-265600A描述了:当离合器被接合以固定发动机的曲轴从而不能够旋转的条件成立时,发动机的运转停止,且使用如下的映射图(map)来控制两个电机的旋转,其中,在所述映射图中,基于加速器操作量、车速、和变速器的速比,来限定用于最有效地驱动两个电机的转矩分配。
[0006]JP 2008-120234中描述的混合动力驱动设备具有如下的构造:用于改变发动机转速的变速齿轮机构添加至现有技术的用于混合动力车辆的动力传递装置的构造,该现有技术的混合动力车辆包含发动机、电机、以及动力分配机构。通过应用此构造,取决于所需要的驱动力或行驶状态,能够使发动机以在燃料效率上更有利的转速来运转。因而,能够提高混合动力车辆的能量效率。
[0007]另一方面,变速齿轮机构包含齿轮机构、和用于控制变速器的离合器或制动器。因而,与用于现有技术的混合动力车辆的动力传递装置(不具有这种变速齿轮机构)相比较,部件的数量增加或装配步骤的数量增加,以对应于变速齿轮机构的添加。结果,装置的装配可能复杂化且其生产率可能降低。

【发明内容】

[0008]本发明提供了一种用于混合动力车辆的动力传递装置,甚至在用于改变发动机的转速的变速齿轮机构添加至依照现有技术的装置的这种构造的情况下,所述动力传递装置能够简化装置装配过程且提高生产率。
[0009]依照本发明的方案,动力传递装置具有以下构造。所述动力传递装置用于混合动力车辆,其中所述混合动力车辆包含作为驱动源的发动机和至少一个旋转机。所述动力传递装置包括动力分配机构和变速齿轮机构。所述动力分配机构由差动设备构成。所述动力分配机构配置为在所述驱动源与驱动轴之间分配或合成及传递动力。所述差动设备包含三个旋转元件。所述三个旋转元件包含:第一旋转元件,其连接至第一输入构件;第二旋转元件,其连接至所述旋转机;以及第三旋转元件,其经由第一输出构件连接至所述驱动轴。变速齿轮机构配置为改变经由第二输入构件输入的所述发动机的转速。所述变速齿轮机构配置为经由第二输出构件来将转矩传递至所述第一输入构件和所述第一旋转元件。所述变速齿轮机构和所述动力分配机构布置在与所述发动机的输出轴相同的旋转轴线上。所述变速齿轮机构和所述动力分配机构从较靠近于所述发动机的那侧起以所述变速齿轮机构和所述动力分配机构的顺序排列。所述第二输出构件和所述第一输入构件通过花键或锯齿彼此连接。
[0010]在依照本发明的动力传递装置中,用于改变发动机转速的变速齿轮机构布置在发动机和动力分配机构之间。在本发明中,变速齿轮机构的输出构件和动力分配机构的输入构件通过花键或锯齿来彼此连接。这是一种如下的构造:用于防止装置的装配性或生产率由于设置变速齿轮机构而降低。因此,依照本发明,当装配动力传递装置时,通过引起动力分配机构和变速齿轮机构沿旋转轴线方向相对地移动,动力分配机构和变速齿轮机构能够彼此容易地连接,以便使动力传递成为可能。
[0011]壳体容纳动力分配机构和旋转机,且是动力传递装置的重要部分。具体地,变速齿轮机构、变速齿轮机构的输入构件和输出构件等等能够作为变速齿轮单元来分部装配(sub-assemble)至Ij壳体。因而,通过将变速齿轮单元从旋转轴线方向上附接至壳体,能够容易地装配壳体和变速齿轮单元。变速齿轮单元容纳变速齿轮机构,且壳体容纳动力分配机构、旋转机等。在此情况下,如上所述,花键或锯齿形成在变速齿轮机构的输出构件与动力分配机构的输入构件之间的连接部分中。因而,容纳动力分配机构的壳体、以及容纳变速齿轮机构的变速齿轮单元能够容易地且符合要求地装配。结果,能够提高包含变速齿轮机构和动力分配机构的动力传递装置的装配性或生产率。
【附图说明】
[0012]将参考附图,在下文描述本发明的示范性实施例的特征、优势、以及技术和产业意义,其中同样的附图标记表示同样的元件,且其中:
[0013]图1是图示出本发明所应用至的混合动力车辆的传动系的简图,且是图示出传动系的实例的图,其中,在该传动系中,变速齿轮机构由单小齿轮的行星齿轮单元构成,且该传动系能够适当地安装在FR式车辆上;
[0014]图2是图示出本发明所应用至的混合动力车辆的传动系的简图,且是图示出传动系的实例的图,其中,在该传动系中,变速齿轮机构由单小齿轮的行星齿轮单元构成,且该传动系能够适当地安装在FF式车辆上;
[0015]图3是示出离合器、制动器、和电动机-发电机在图1、图2所图示出的传动系的运转条件下的运转状态的表格;
[0016]图4是图1、图2所图示出的传动系中的动力分配机构和变速齿轮机构的列线图,且是图示出混合动力车辆仅仅借助第二电动机-发电机的输出而行驶的状态的图;
[0017]图5是图1、图2所图不出的传动系中的动力分配机构和变速齿轮机构的列线图,且是图示出混合动力车辆使用第一电动机-发电机和第二电动机-发电机两者的输出而行驶的状态的图;
[0018]图6是图1、图2所图不出的传动系中的动力分配机构和变速齿轮机构的列线图,且是图示出变速齿轮机构设定成超速档(0/D)状态(高)且混合动力车辆借助发动机的输出而行驶的状态的图;
[0019]图7是图1、图2所图示出的传动系中的动力分配机构和变速齿轮机构的列线图,且是图示出变速齿轮机构设定成直联状态(低)且混合动力车辆借助发动机的输出而行驶的状态的图;
[0020]图8是图示出本发明所应用至的混合动力车辆的控制系统的框图;
[0021]图9是图示出本发明所应用至的混合动力车辆的驱动控制、以及变速齿轮机构的变速控制所使用的映射图,其中,示出发动机驱动行驶范围和电机驱动行驶范围;
[0022]图10是图示出本发明所应用至的混合动力车辆的传动系的简图,且是图示出传动系的实例的图,其中,在该传动系中,变速齿轮机构由双小齿轮的行星齿轮单元构成,且该传动系能够适当地安装在FR式车辆上;
[0023]图11是图示出本发明所应用至的混合动力车辆的传动系的简图,且是图示出传动系的实例的图,其中,在该传动系中,变速齿轮机构由双小齿轮的行星齿轮单元构成,且该传动系能够适当地安装在FF式车辆上;
[0024]图12是具体图示出依照本发明的用于混合动力车辆的动力传递装置的构造的剖视图,其中变速齿轮机构由单小齿轮的行星齿轮单元构成;以及
[0025]图13是具体图示出依照本发明的用于混合动力车辆的动力传递装置的构造的剖视图,其中变速齿轮机构由双小齿轮的行星齿轮单元构成。
【具体实施方式】
[0026]以下,将参考附图详细描述本发明。依照本发明的动力传递装置安装在具有作为驱动源的发动机和旋转机(例如,电机)的车辆上,即,包含具有不同的动力产生原理的多个驱动源的混合动力车辆,其中该发动机用于将热能转化成动能以产生动力,该旋转机能够再生能量。
[0027]汽油机通常用作混合动力车辆的发动机。另外,本发明中的发动机可应用使用除汽油之外的燃料的内燃机,如柴油机或LPG发动机。另一方面,具有发电功能的电机(S卩,电动机-发电机)通常用作旋转机。另外,本发明中的旋转机可应用具有如油压或气压的蓄压功能的压力电机、能够蓄积且放出旋转能的飞轮等。
[0028]本发明所应用至的混合动力车辆配置成选择混合动力车辆借助从发动机输出的动力来行驶的“发动机驱动行驶模式”或“混合动力(HV)行驶模式”、以及混合动力车辆借助从旋转机输出的动力来行驶的行驶模式。具体地,当电机被用作旋转机时,混合动力车辆配置成选择“发动机驱动行驶模式”和“电机驱动行驶模式”,在所述“电机驱动行驶模式”中,通过借助蓄积在蓄电池中的电力来驱动电机,使得混合动力车辆行驶。
[0029]本发明能够应用至的混合动力车辆的动力传动系的实例图示在图1中。图中图示出的实例是如下的所谓的两电机混合动力车辆Ve:具有作为驱动源的发动机(ENG)I以及第一电动机-发电机(MG1)2和第二电动机-发电机(MG2)3这两个旋转机。混合动力车辆Ve配置为:通过使用动力分配机构4,将从发动机I输出的动力分配且传递至第一电动机-发电机2侧和驱动轴5侧。混合动力车辆Ve还配置为:将从第一电动机-发电机2产生的电力供给至第二电动机-发电机(MG2) 3,且将使用动力从第二电动机-发电机3输出的动力添加给驱动轴5。
[0030]动力分配机构4由包含三个旋转元件的差动机构构成。具体地,动力分配机构4由具有太阳轮、行星架和内齿圈的行星齿轮单元构成。在图1中所图示出的实例中,使用单小齿轮的行星齿轮单元。
[0031]构成动力分配机构4的行星齿轮单元布置在与发动机I相同的轴线上。第一电动机-发电机2连接至行星齿轮单元的太阳轮6。即,第一电动机-发电机2的转子2a连接至太阳轮6。内齿圈7与太阳轮6布置在同心圆上。与太阳轮6和内齿圈7接合的小齿轮由行星架8支撑以自转和公转。发动机I的输出轴Ia经由待稍后描述的变速
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