ES2389397T3 - Unidad de accionamiento de vehículo híbrido - Google Patents

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Kenji Honda
Toshiyuki Yumoto
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Abstract

Un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido incluyendo:un motor;un primer eje (1) que está dispuesto coaxialmente con un eje de salida del motor y transmite potencia desde elmotor;un segundo eje (2) que está dispuesto en paralelo al primer eje (1) e incluye:un eje interior (2a) conectado al primer eje (1) a través de un primer mecanismo de transmisión (10) yun primer eje exterior (2b) dispuesto rotativamente con relación al eje interior (2a) alrededor del eje interior (2a);un primer motor eléctrico (60) conectado al eje interior (2a);un segundo motor eléctrico (70) dispuesto coaxialmente con el primer motor eléctrico (60) y conectado al primer ejeexterior (2b);un tercer eje (3) dispuesto en paralelo al segundo eje (2) y conectado al primer eje exterior (2b) a través de unsegundo mecanismo de transmisión (20);caracterizado porqueel aparato de accionamiento incluye además:un dispositivo diferencial (45) conectado al tercer eje (3); yuna unidad de embrague (80) que está dispuesta en el primer eje (1), y que engancha o desengancha el primer eje(1) y el tercer eje (3) a través de un tercer mecanismo de transmisión (30).

Description

Unidad de accionamiento de vehículo híbrido
Campo técnico
Esta invención se refiere a un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido, y más en concreto a un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido incluyendo un motor, un motor eléctrico y un generador.
Antecedentes de la invención
Como un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido incluyendo un motor, un motor eléctrico y un generador, por ejemplo, se describe un aparato en JP-A-8-91065. En este aparato de accionamiento para un vehículo híbrido, considerando la capacidad de carga del vehículo, el motor y el generador están dispuestos coaxialmente mientras que el generador y el motor eléctrico están dispuestos en paralelo de modo que se acorte toda la longitud de un sistema de transmisión de potencia.
El aparato de accionamiento para un vehículo híbrido también se conoce por EP 1 705 049 A2. El aparato de accionamiento incluye un motor y un primer eje así como un segundo eje. El primer eje está dispuesto coaxialmente con un eje de salida del motor. El segundo eje está dispuesto en paralelo a un primer eje. El segundo eje incluye un eje interior que está conectado al primer eje a través de un primer mecanismo de transmisión. Además, incluye un eje exterior dispuesto alrededor del eje interior. Un primer motor eléctrico está conectado al eje interior mientras que un segundo motor eléctrico está dispuesto coaxialmente con el primer motor eléctrico y conectado al eje exterior. Se facilita adicionalmente un tercer eje que está dispuesto en paralelo al segundo eje y que está conectado al eje exterior a través de un segundo mecanismo de transmisión.
Además, otro aparato de accionamiento para un vehículo híbrido se conoce por US2002/0036106A1. Este aparato de accionamiento adicional incluye un motor y un primer eje que está dispuesto coaxialmente con el eje de salida del motor. El primer eje es para transmitir potencia desde el motor. Un primer motor eléctrico está conectado además a un segundo eje que está dispuesto en paralelo al primer eje. Un segundo motor eléctrico está conectado a un tercer eje que está dispuesto en paralelo al primer eje.
Resumen de la invención
Problemas que la invención ha de resolver
Sin embargo, si el motor y el generador se colocan coaxialmente como se describe en la referencia de patente 1, el diámetro exterior del generador no se puede incrementar debido a la limitación de plano de fusión del motor. Así, con el fin de obtener el par y la potencia necesarios, había que ampliar una dimensión axial. Esto daba lugar a un aumento de la longitud axial, deteriorando así la capacidad de carga. Además, dado que el generador y el motor eléctrico están dispuestos en paralelo, la forma exterior resulta voluminosa en una vista lateral en la figura (vista axial), deteriorando por ello la capacidad de carga.
Esta invención se ha realizado en vista del problema anterior, y su objeto es proporcionar un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido capaz de proporcionar un generador de diámetro exterior grande sin experimentar la limitación del plano de fusión del motor, acortando por ello la longitud axial.
Medios para resolver el problema
Con el fin de lograr el objeto anterior, según un aspecto de la invención, se facilita un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido (por ejemplo, un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido 100 según una realización descrita más tarde) que incluye:
un motor (por ejemplo, un motor 50 en la realización); un primer eje (por ejemplo, un eje motor 1 en la realización) que está dispuesto coaxialmente con un eje de salida (por ejemplo, un eje de manivela 51 en la realización) del motor, y transmite potencia desde el motor; un segundo eje (por ejemplo, un eje de generador 2 en la realización) dispuesto en paralelo al primer eje e incluyendo:
un eje interior (por ejemplo, un eje interior 2a en la realización) conectado al primer eje a través de un primer mecanismo de transmisión (por ejemplo, un engranaje de accionamiento de generador 10 en la realización) y
un primer eje exterior (por ejemplo, un eje exterior de uso de motor eléctrico 2b en la realización) dispuesto rotativamente con relación al eje interior alrededor del eje interior;
un primer motor eléctrico (por ejemplo, un generador 60 en la realización) conectado al eje interior; un segundo motor eléctrico (por ejemplo, un motor eléctrico 70 en la realización) dispuesto de forma coaxial con el primer motor eléctrico y conectado al primer eje exterior;
un tercer eje (por ejemplo, un eje loco 3 en la realización) dispuesto en paralelo al segundo eje y conectado al primer eje exterior a través de un segundo mecanismo de transmisión (por ejemplo, un engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor eléctrico 20 en la realización);
un dispositivo diferencial (por ejemplo, un dispositivo diferencial 45 en la realización) conectado al tercer eje; y una unidad de embrague (por ejemplo, un embrague 80 en la realización) que está dispuesta en el primer eje, y engancha o desengancha el primer eje y el tercer eje a través de un tercer mecanismo de transmisión (por ejemplo, un engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30 en la realización).
Según otro aspecto de la invención, se puede adaptar que el primer motor eléctrico esté conectado al eje interior a través de un segundo eje exterior (por ejemplo, un eje exterior de uso de generador 2c en la realización) dispuesto alrededor del eje interior y rotativo conjuntamente con el eje interior; y
El primer motor eléctrico y el segundo motor eléctrico se soportan en el segundo eje exterior y el primer eje exterior, respectivamente, por cojinetes (por ejemplo, cojinetes 61, 62; 71, 72 en la realización) dispuestos en ambos extremos, respectivamente.
Según otro aspecto de la invención, se puede adaptar que el tercer mecanismo de transmisión incluya una sección de transmisión (por ejemplo, un engranaje de salida 31a en la realización) conectada a la unidad de embrague y una sección transmitida (por ejemplo, un engranaje de entrada 31b en la realización) conectada al dispositivo diferencial; y
La unidad de embrague está dispuesta en el lado interior de la sección de transmisión.
Según otro aspecto de la invención, se puede adaptar que una fila de mecanismos de transmisión incluyendo los mecanismos de transmisión primero a tercero y la unidad de embrague se aloje en una región de una anchura Ld del dispositivo diferencial en la dirección axial.
Según otro aspecto de la invención, se puede adaptar que el primer motor eléctrico y el segundo motor eléctrico estén dispuestos de forma adyacente a la fila de mecanismos de transmisión; y
El diámetro exterior del primer motor eléctrico y el segundo motor eléctrico es más pequeño que un diámetro exterior máximo Dt de la fila de mecanismos de transmisión alrededor del segundo eje.
Según otro aspecto de la invención, se puede adaptar que el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido incluya además:
una primera caja (por ejemplo, una primera caja 52a en la realización) para alojar la fila de mecanismos de transmisión y un extremo del segundo motor eléctrico;
una segunda caja (por ejemplo, una segunda caja 52b en la realización) fijada de forma adyacente a la primera caja, para un extremo del primer motor eléctrico y el otro extremo del segundo motor eléctrico;
una tercera caja (por ejemplo, una tercera caja 52c en la realización) fijada de forma adyacente a la segunda caja para alojar el otro extremo del primer motor eléctrico, donde
un estator (por ejemplo, un estator 75 en la realización) del segundo motor eléctrico está fijado en la primera caja, y
un estator (por ejemplo, un estator 65 en la realización) del primer motor eléctrico está fijado en la segunda caja.
Según otro aspecto de la invención, se puede adaptar que la segunda caja esté provista de al menos dos cojinetes (por ejemplo, los cojinetes 61, 72 en la realización) para soportar el primer eje exterior y el segundo eje exterior.
Según otro aspecto de la invención, se puede adaptar que el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido incluya además:
un cuarto eje (por ejemplo, un eje de bomba de aceite 4 en la realización) dispuesto en paralelo al primer eje y conectado con él a través de un cuarto mecanismo de transmisión (por ejemplo, un engranaje de accionamiento de bomba de aceite 90 en la realización),
donde una bomba de aceite (por ejemplo, una bomba de aceite 95 en la realización) está conectada al cuarto eje.
Según otro aspecto de la invención, se puede adaptar que la sección de transmisión del tercer mecanismo de transmisión se soporte en la primera caja a través de un cojinete de bolas de cuatro puntos de contacto (por ejemplo, un cojinete 88 en la realización).
Efectos de la invención
Según el aspecto del aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, el accionamiento por el motor y el accionamiento por el motor eléctrico pueden ser usados selectiva o simultáneamente. Además, dado que el primer motor eléctrico está dispuesto en paralelo al eje de salida del motor, no hay limitación al plano de fusión con el motor de modo que el diámetro exterior del primer motor eléctrico se puede incrementar. Así, no es necesario aumentar la longitud axial con el fin de proporcionar el par o la salida del primer motor eléctrico. Acortando la longitud axial, la capacidad de carga se puede mejorar. Además, enganchando el motor con el primer motor eléctrico a través del primer mecanismo de transmisión, la relación de velocidad entre el motor y el primer motor eléctrico se pueden poner opcionalmente. Así, es posible adaptar rangos eficientes del primer motor eléctrico y el motor al tiempo de usar el primer motor eléctrico y el motor conjuntamente como el generador, mejorando por ello la eficiencia de generación de potencia. Además, el primer motor eléctrico y el segundo motor eléctrico están dispuestos coaxialmente uno con otro, así, el tamaño en vista lateral se puede reducir. Esto da lugar a una mejora de la capacidad de carga.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, el primer motor eléctrico y el segundo motor eléctrico se pueden soportar individualmente. Soportándolos individualmente, es posible evitar que sus vibraciones influyan entre sí.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, la unidad de embrague está dispuesta en el lado interior de la sección de transmisión del tercer mecanismo de transmisión de modo que el espacio en el lado interior del tercer mecanismo de transmisión se pueda usar eficientemente, disminuyendo por ello la longitud en la dirección axial.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, los engranajes que constituyen la fila de mecanismos de transmisión y la unidad de embrague caen dentro de la anchura Ld del dispositivo diferencial que es un eje de salida final. Así, la longitud axial del dispositivo se puede acortar.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, el diámetro exterior del primer motor eléctrico y el segundo motor eléctrico es más pequeño que el diámetro exterior máximo Dt de la fila de mecanismos de transmisión alrededor del segundo eje de modo que la longitud radial de todo el aparato se pueda reducir.
Según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, el estator está fijado en cada caso de modo que el primer motor eléctrico y el segundo motor eléctrico se puedan mantener y proteger con certeza y la capacidad de montaje también se puede mejorar. Además, dado que la segunda caja se usa comúnmente como una caja para el primer motor eléctrico y el segundo motor eléctrico, se puede reducir el número de componentes.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, al menos dos cojinetes que es el cojinete que soporta el primer eje exterior y el cojinete que soporta el segundo eje exterior están dispuestos en la segunda caja intercalada entre la primera caja y la tercera caja. Así, los cojinetes se pueden fijar rígidamente.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, el eje de bomba de aceite está dispuesto por separado del eje motor de modo que la longitud axial de todo el aparato se pueda restringir.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, dado que el primer motor eléctrico está dispuesto en paralelo al eje de salida del motor, no hay limitación al plano de fusión con el motor de modo que el diámetro exterior del primer motor eléctrico se puede incrementar. Así, no hay que aumentar la longitud axial con el fin de proporcionar el par o la salida del primer motor eléctrico. Acortando la longitud axial, la capacidad de carga se puede mejorar. Además, enganchando el motor con el primer motor eléctrico a través del primer mecanismo de transmisión, la relación de velocidad entre el motor y el primer motor eléctrico se puede poner opcionalmente. Así, es posible adaptar respectivos rangos eficientes del primer motor eléctrico y el motor al tiempo de usar el primer motor eléctrico y el motor conjuntamente como el generador, mejorando por ello la eficiencia de generación de potencia. Además, el primer motor eléctrico y el segundo motor eléctrico están dispuestos coaxialmente. Así, el tamaño en vista lateral se puede reducir. Esto da lugar a una mejora de la capacidad de carga.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención, no hay que soportar la sección de transmisión del tercer mecanismo de transmisión en dos extremos por cojinetes de bolas de ranura profunda. Es posible soportarla en un extremo usando un solo cojinete de un cojinete de bolas de cuatro puntos de contacto de modo que se puede reducir el número de componentes, acortando por ello la longitud axial del aparato de accionamiento para el vehículo híbrido.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista esquemática de una primera realización de un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido de la invención.
La figura 2 es una vista en sección de un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido de la invención, y una vista tomada en una flecha B-B en la figura 4.
La figura 3 es una vista ampliada de la parte A en la figura 2.
La figura 4 es una vista para explicar la relación en mecanismos de transmisión del aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la figura 2.
Y la figura 5 es una vista esquemática de una segunda realización de un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido de la invención.
Descripción de las realizaciones preferidas
A continuación, con referencia a los dibujos, se ofrecerá una explicación detallada de un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido de la invención. La figura 1 es una vista esquemática de una primera realización de un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido de la invención. La figura 2 es una vista en sección de un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido de la invención. La figura 3 es una vista ampliada de la parte A en la figura 2. La figura 4 es una vista para explicar la relación en un mecanismo de transmisión del aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la figura 2.
Como se representa en la figura 1, un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido 100 de la invención incluye un eje motor 1 (primer eje), un eje de generador 2 (segundo eje) y un eje loco 3 (tercer eje), que están dispuestos en paralelo. El eje de generador 2 incluye al menos un eje interior 2a y un eje exterior hueco 2b (primer eje exterior) que está montado rotativamente con relación al eje interior 2a. El eje motor 1 conectado a un eje de manivela 51 de un motor 50 está enganchado, a través de un engranaje de accionamiento de generador 10 (primer mecanismo de transmisión), al eje interior 2a del eje de generador 2 que está provisto de un generador 60 (primer motor eléctrico) en una línea axial del eje motor 1. El eje exterior 2b del eje de generador 2 que está provisto de un motor eléctrico 70 (segundo motor eléctrico) en su línea axial está enganchado al eje loco 3 a través de un engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor eléctrico 20 (segundo mecanismo de transmisión). El eje motor 1 y el eje loco 3 están enganchados uno a otro a través de un engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30 (tercer mecanismo de transmisión).
El eje loco 3 y un dispositivo diferencial 45 (engranaje diferencial) están enganchados uno a otro a través de un engranaje final 40. El dispositivo diferencial 45 está conectado a ruedas motrices 47, 47 a través de unos ejes diferenciales 46.
El eje motor 1 está provisto de un embrague 80 (medios de enganche-desenganche) que sirve para enganchar o desenganchar la potencia entre el eje motor 1 y el eje loco 3 a través del engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30.
El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 que tiene estos componentes como componentes principales tiene un recorrido de transmisión que transmite la fuerza de accionamiento del motor eléctrico 70 a las ruedas motrices 47, 47 para mover el vehículo y otro recorrido de transmisión que transmite la fuerza de accionamiento del motor 50 a las ruedas motrices 47, 47 para mover el vehículo, y usa selectiva o simultáneamente estos dos recorridos de transmisión para mover el vehículo.
En primer lugar, con referencia a la figura 1, se explicará el recorrido de transmisión que transmite la fuerza de accionamiento del motor eléctrico 70 a las ruedas motrices 47, 47 para mover el vehículo.
La fuerza de accionamiento de motor introducida al eje interior 2a del eje de generador 2 desde el eje motor 1 a través del engranaje de accionamiento de generador 10 gira el eje interior 2a del eje de generador 2. Por ello, el generador 60 fijado al eje interior 2a del generador 2 gira conjuntamente con el eje de generador 2 generando potencia eléctrica. Usando la potencia eléctrica generada por el generador 60, el motor eléctrico 70 conectado al eje exterior 2b que está dispuesto rotativamente con relación al eje interior 2a del eje de generador 2 gira el eje exterior 2b del eje de generador 2. Entonces, el motor eléctrico 70 transmite su fuerza de accionamiento al eje loco 3 a través del engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor eléctrico 20. La fuerza de accionamiento así transmitida es transmitida a las ruedas motrices 47, 47 a través del engranaje final 40, el dispositivo diferencial 45 y los ejes diferenciales 46. Así, toda la fuerza de accionamiento del motor 50 se cambia a electricidad por el generador 60, realizando por ello “marcha en serie”.
Por otra parte, en el recorrido de transmisión que transmite la fuerza de accionamiento del motor 50 a las ruedas motrices 47, 47 para mover el vehículo, enganchando el embrague 80 montado en el eje motor 1, la fuerza de accionamiento del eje motor 1 es transmitida al eje loco 3 a través del engranaje de transmisión 30. La fuerza de accionamiento así transmitida es transmitida a las ruedas motrices 47, 47 a través del engranaje final 40, el dispositivo diferencial 45 y los ejes diferenciales 46.
En este caso, el eje motor 1 y el eje interior 2a del eje de generador 2 siempre están enganchados uno a otro a través del engranaje de accionamiento de generador 10 de modo que se haga que el generador 60 genere potencia eléctrica que gira el motor eléctrico 70. Esto permite la “marcha en paralelo” usando tanto maquinaria como electricidad. Además, efectuando “control de par cero” en el motor eléctrico 70 y el generador 60, la pérdida de arrastre se minimiza de modo que el vehículo puede circular usando solamente el motor 50.
Con referencia a las figuras 2 a 4, se ofrecerá una explicación concreta de la estructura de un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido 100 de la invención.
El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención se aloja, desde el lado del motor 50, en una caja de aparato de accionamiento 52 que tiene cajas primera, segunda y tercera 52a, 52b y 52c. La primera caja 52a está fijada a un alojamiento de amortiguador 53 para alojar un amortiguador 56. Las cajas primera, segunda y tercera 52a, 52b y 52c están conectadas una a otra por una pluralidad de pernos 54. Dentro de la caja de aparato de accionamiento 52, el eje motor 1, el eje de generador 2 y el eje loco 3 están dispuestos en paralelo uno a otro.
El eje motor 1 está dispuesto coaxialmente con el eje de manivela 51 del motor 50. El lado del motor 50 del eje motor 1 es soportado en el alojamiento de amortiguador 53 por un cojinete 12, y su lado opuesto es soportado en la primera caja 52a por un cojinete 13. La fuerza de accionamiento del eje de manivela 51 es transmitida al eje motor 1 a través de una chapa de accionamiento 55 y el amortiguador 56. En el eje motor 1, en su posición central en la dirección axial se ha dispuesto un engranaje de salida 11a que constituye el engranaje de accionamiento de generador 10; y en el lado opuesto al motor 50 con respecto al engranaje de salida 11a se ha previsto el embrague
80. De forma adyacente al engranaje de salida 11a, en el lado del motor 50 del engranaje de salida 11a se ha dispuesto integralmente un engranaje de salida 91a que constituye un engranaje de accionamiento de bomba de aceite 90.
El embrague 80 es un “embrague multichapa” que incluye una pluralidad de discos de embrague en forma de disco 81 y chapas de embrague 82 y un pistón de embrague 83 para empujar dichos discos de embrague 81 y las chapas de embrague 82. La pluralidad de discos de embrague 81 se mantienen en su periferia exterior por un cubo cilíndrico exterior 85 dispuesto en el borde exterior de un primer elemento de sujeción de embrague 84 y son móviles en la dirección axial. La pluralidad de chapas de embrague 82 se mantienen en su periferia interior por un cubo interior cilíndrico 87 fijado a un segundo elemento de sujeción de embrague 86 y son móviles en la dirección axial. Además, los discos de embrague 81 y las chapas de embrague 82 están dispuestos en paralelo uno a otro y superpuestos de forma alternativa separados uno de otro en la dirección axial.
Un engranaje de salida 31a que constituye el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30 está montado de forma integralmente rotativa en el borde exterior del segundo elemento de sujeción de embrague 86. Además, el segundo elemento de sujeción de embrague 86 es soportado por un cojinete 88, en su cara base interior, en la primera caja 52a. Aquí, el cojinete 88 es un cojinete de bolas de cuatro contactos y este cojinete 88 soporta solamente un extremo del segundo elemento de sujeción de embrague 86 en la primera caja 52a.
El embrague 80 así estructurado sirve para permitir que los discos de embrague 81 y las chapas de embrague 82 contacten una con otra o se separen una de otra controlando la presión de aceite en un espacio operativo 97. Específicamente, cuando la presión en el espacio operativo 97 disminuye a un valor predeterminado, un pistón de embrague 83 se mueve al lado del motor 50. El disco de embrague 81 y la chapa de embrague 82 adyacentes se separan de modo que el embrague 80 se desenganche. Entonces, la fuerza de accionamiento del eje motor 1 no se transmitirá al engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30 a través del embrague 80.
Por otra parte, cuando se incrementa la presión en el espacio operativo 97 de manera que sea más alta que el valor predeterminado, el pistón de embrague 83 se mueve al lado enfrente del motor 50. Así, el pistón de embrague 83 empuja los discos de embrague 81 y las chapas de embrague 82 de manera que se muevan hacia el lado opuesto al motor 50, intercalando por ello estos discos de embrague 81 y las chapas de embrague 82 entre sí y un tope 89 fijado al cubo exterior 85. Así, el disco de embrague 81 y la chapa de embrague 82 adyacentes se enganchan con rozamiento para enganchar el embrague 80 de modo que el segundo elemento de sujeción de embrague 86 se enganche directamente con el eje motor 1 de manera que se bloquee. Entonces, dado que el engranaje de salida 31a que constituye el engranaje de accionamiento de generador 10 está montado en el segundo elemento de sujeción de embrague 86, la fuerza de accionamiento del eje motor 1 es transmitida al eje loco 3 a través del engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30 por el embrague 80. Se deberá indicar que la fuerza de accionamiento del eje motor 1 también es transmitida al eje de generador 2 a través del engranaje de accionamiento de generador 10.
El eje de generador 2 está dispuesto en paralelo al eje motor 1 e incluye un eje interior 2a, y un eje exterior de uso de motor eléctrico 2b (primer eje exterior) y un eje exterior de uso de generador 2c (segundo eje exterior), que están dispuestos alrededor del eje interior 2a. Específicamente, en el eje interior 2a, un engranaje de entrada 11b a engranar con el engranaje de salida 11a del engranaje de accionamiento de generador 10 del eje motor 1 está dispuesto en su extremo de lado del motor. Además, en el eje interior 2a, el eje exterior de uso de motor eléctrico 2b está montado rotativamente con relación al eje interior 2a en su posición casi central del eje interior 2a. Además, en el eje interior 2a, el eje exterior de uso de generador 2c, que está enchavetado al extremo opuesto al motor 50 del eje interior 2a y gira conjuntamente con el eje interior 2a, está montado de forma adyacente en el eje exterior de uso de motor eléctrico 2b.
El eje exterior de uso de generador 2c está montado con el generador 60 que es integralmente rotativo, y es soportado en la segunda caja 52b por un cojinete 61 en el extremo del lado del motor 50 y en la tercera caja 52c por un cojinete 62 en el extremo del lado opuesto al motor 50. Además, entre el cojinete 62 y el generador 60, un rotor de resolucionador 63a de un resolucionador 63 para detectar el ángulo de giro del eje exterior de uso de generador 2c está montado en el eje exterior de uso de generador 2c y un estator de resolucionador 63b está montado en la posición opuesta.
El generador 60 incluye un rotor 64 con su extremo de lado interior fijado al eje exterior de uso de generador 2c y un estator 65 fijado en la segunda caja 52c y dispuesto de manera opuesta al rotor 64. A causa de dicha estructura, la fuerza de accionamiento del eje motor 1 es transmitida al eje interior 2a del eje de generador 2 a través del engranaje de accionamiento de generador 10 de modo que el rotor 64 del generador 60 se gire a través del eje exterior de uso de generador 2c desde el eje interior 2a. Así, la fuerza de accionamiento del eje motor 1 puede ser transformada a potencia eléctrica.
El motor eléctrico 70, que es integralmente rotativo, está montado sobre el eje exterior de uso de motor eléctrico 2b, y el engranaje de salida 21a, que constituye el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor eléctrico 20, está montado en su extremo de lado del motor 50. Además, el eje exterior de uso de motor eléctrico 2b está dispuesto entre el motor eléctrico 70 y el engranaje de salida 21a, y se soporta en la primera caja 52a por un cojinete 71 y en la segunda caja 52b por un cojinete 72 en el extremo en el lado opuesto al motor 50. Además, entre el cojinete 71 y el motor eléctrico 70, un rotor de resolucionador 73a de un resolucionador 73 para detectar el ángulo de giro del eje exterior de uso de motor eléctrico 2b está montado en el eje exterior de uso de motor eléctrico 2b y un estator de resolucionador 73b está montado en la posición opuesta.
El motor eléctrico 70 incluye un rotor 74 con su extremo de lado interior fijado al eje exterior de uso de motor eléctrico 2b y un estator 75 fijado en la primera caja 52a y dispuesto de manera opuesta al rotor 74.
El eje loco 3 está dispuesto en paralelo al eje de generador 2, e incluye, secuencialmente desde el lado del motor 50, un engranaje de salida 41a que constituye el engranaje final 40, un engranaje de entrada 31b engranado con el engranaje de salida 31a del eje motor 1 y que constituye el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30 y un engranaje de entrada 21b engranado con el engranaje de salida 21a del eje exterior de uso de motor eléctrico 2b montado rotativamente con relación al eje de generador 2 y que constituye el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor eléctrico 20. El eje loco 3 es soportado en el alojamiento de amortiguador 53 por un cojinete 57 en su extremo de lado del motor 50, y soportado en la primera caja 52a por un cojinete 58 en el extremo en el lado opuesto al motor 50.
A causa de la estructura descrita anteriormente, el motor eléctrico 70 gira por la potencia eléctrica suministrada desde el generador 60 de modo que el eje exterior de uso de motor eléctrico 2b gire. Además, el engranaje de salida 21a del eje exterior de uso de motor eléctrico 2b engrana con el engranaje de entrada 21b del eje loco 3 de modo que la fuerza de accionamiento del motor eléctrico 70 sea transmitida al eje loco 3.
Además, el engranaje de salida 31a del eje motor 1 que constituye el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30 está engranado con el engranaje de entrada 31b del eje loco 3 de modo que, mientras el embrague 80 esté enganchado, la fuerza de accionamiento del eje motor 1 sea transmitida al eje loco 3.
El dispositivo diferencial 45 tiene ejes diferenciales 46 dispuestos en paralelo al eje loco 3, y es soportado en el alojamiento de amortiguador 53 por un cojinete 59a en el extremo del lado del motor 50 y es soportado en la primera caja 52a por un cojinete 59b en el extremo del lado enfrente del motor 50. El dispositivo diferencial 45 tiene un engranaje de entrada 41b que constituye el engranaje final 40 que está engranado con el engranaje de salida 41a del eje loco 3 de modo que la fuerza de accionamiento del motor eléctrico 70 introducida al eje loco 3 y/o la fuerza de accionamiento del motor 50 sean transmitidas a los ejes diferenciales 46 y también sean transmitidas a las ruedas motrices 47, 47 mediante los ejes diferenciales 46.
En el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 construido como se ha descrito anteriormente, una fila de mecanismos de transmisión que consta del engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de generador 10, el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor eléctrico 20 y el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30, según se ve en la figura 2, están alojados dentro de una región con una longitud axial (anchura) Ld del dispositivo diferencial 45. Además, el diámetro exterior D1 del generador 60 y el motor eléctrico 70 dispuestos coaxialmente en el eje de generador 2, según se ve en la figura 4, es menor que el diámetro exterior máximo Dt de la fila de mecanismos de transmisión alrededor del eje de generador 2.
Además, un engranaje de salida 91a que constituye un engranaje de accionamiento de bomba de aceite 90 (cuarto mecanismo de transmisión) fijado al eje motor 1 está engranado con un engranaje de entrada 91b de un eje de bomba de aceite 4 (cuarto eje) dispuesto en paralelo al eje motor 1 para transmitir por ello la fuerza de accionamiento del eje motor 1 a una bomba de aceite 95. La bomba de aceite 95 suministra a presión el aceite para generar la presión operativa de aceite del embrague 80 y para lubricar y enfriar los componentes respectivos.
La tercera caja 52c que cubre externamente el generador 60 montado en la segunda caja 52b, está montado con el estator de resolucionador 63b en la posición opuesta al resolucionador 63a montado en el eje exterior de uso de generador 2c. El resolucionador 63 está dispuesto de manera que se enrolle en el lado interior del extremo de bobina opuesto al motor 50 del estator 65 del generador 60.
Como se aprecia por la descripción dada hasta ahora, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención, enganchando o desenganchando el embrague 80, usando selectiva o simultáneamente el recorrido de transmisión desde el motor 50 y el recorrido de transmisión desde el motor eléctrico 70, se puede llevar a cabo el accionamiento. Además, dado que el generador 60 está dispuesto en paralelo al eje de manivela 51 del motor 50, no hay limitación al plano de fusión con el motor 50 de modo que el diámetro exterior del generador 60 se puede incrementar según la especificación requerida. Además, no hay que aumentar la longitud axial con el fin de proporcionar el par o la salida del generador 60. Así, la longitud axial de todo el aparato de accionamiento para un vehículo híbrido 100 se puede acortar, obteniendo por ello una excelente capacidad de carga. Además, conectando el motor 50 con el generador 60 a través del engranaje de accionamiento de generador 10, la relación de velocidad entre el motor 50 y el generador 60 se puede poner opcionalmente de modo que el motor esté provisto de una región eficiente del generador 60, mejorando por ello la eficiencia de generación de potencia. Además, dado que el generador 60 y el motor eléctrico 70 están dispuestos en la misma línea axial, el generador 60, que es relativamente grande en la longitud radial, y el motor eléctrico 70 se pueden superponer en la dirección axial. Así, se acorta la dimensión vista desde el lado en la figura (dirección axial). Esto da lugar a una mejora de la capacidad de carga.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención, haciendo hueco el eje de generador 2, el eje exterior de uso de motor eléctrico 2b y el eje exterior de uso de generador 2c están dispuestos en el exterior del eje interior 2a, y son soportados por los cojinetes 71, 72; 61, 62 en sus extremos, respectivamente. Por esta razón, el motor eléctrico 70 y el generador 60 pueden ser soportados individualmente, evitando por ello que sus vibraciones influyan entre sí.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención, el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30 engancha con el embrague 80 en un lado y engancha con el dispositivo diferencial 45 en el otro lado, y el embrague 80 está dispuesto en el lado interior del engranaje de salida 31a. Por esta razón, el espacio entre el eje motor 1 y el engranaje de salida 31a puede ser usado eficientemente, disminuyendo por ello la longitud en la dirección axial.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención, la fila de mecanismos de transmisión que consta del engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de generador 10, el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor eléctrico 20 y el engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30, se aloja dentro de la región de la anchura (longitud axial) Ld del dispositivo diferencial 45 de modo que caiga dentro de la anchura del dispositivo diferencial 45 que tiene un eje de salida final de la fila de mecanismos de transmisión, acortando por ello la longitud axial de la fila de mecanismos de transmisión. Así, la longitud axial de todo el aparato de accionamiento para un vehículo híbrido 100 se puede reducir, y la pérdida de transmisión también se puede reducir.
Además, según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención, el diámetro exterior D1 del generador 60 y el motor eléctrico 70 dispuestos coaxialmente en el eje de generador 2 es menor que el diámetro exterior máximo Dt de la fila de mecanismos de transmisión alrededor del eje de generador 2 de modo que se pueden reducir las dimensiones de todo el aparato de accionamiento para un vehículo híbrido 100.
Según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención, el estator 75 del motor eléctrico 70 está fijado en la primera caja 52a y el estator 65 del generador 60 está fijado en la segunda caja 52b. De esta forma, fijando cada uno de los estatores 75, 65 en cada una de las cajas 52a, 52b, el generador 60 y el motor eléctrico 70 se pueden mantener y proteger con certeza, y la capacidad de montaje también se puede mejorar. Además, dado que la segunda caja 52b se usa en común como una caja para el generador 60 y el motor eléctrico 70, se puede reducir el número de componentes.
Según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención, en la segunda caja 52b se han dispuesto al menos dos cojinetes 72, 61 del cojinete 72 que soportan el eje exterior de uso de motor eléctrico 2b en el lado opuesto al motor 50 y el cojinete 61 que soporta el eje exterior de uso de generador 2c en el lado del motor
50. Por esta razón, estos cojinetes 72, 61 se pueden fijar rígidamente en la segunda caja 52b firmemente intercalada entre las cajas primera y tercera 52a y 52c.
Según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención, el eje de bomba de aceite 4 está dispuesto por separado del eje motor 1, la longitud axial se puede limitar.
Según el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 de la invención, solamente un extremo del segundo elemento de sujeción de embrague 86 provisto del engranaje de salida 31a del engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor 30 es soportado en la primera caja 52a a través del cojinete 88 de un cojinete de bolas de cuatro puntos de contacto. Así, en comparación con el caso donde ambos extremos del segundo elemento de sujeción de embrague 86 son soportados por dos cojinetes de bolas de ranura profunda, se puede reducir el número de componentes y la longitud axial del aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 se puede acortar.
Adicionalmente, el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 descrito anteriormente que es una primera realización de esta invención tiene un recorrido de transmisión que transmite la fuerza de accionamiento del motor eléctrico 70 a las ruedas motrices 47, 47 para mover el vehículo, y otro recorrido de transmisión que transmite la fuerza de accionamiento del motor 50 a las ruedas motrices 47, 47 para mover el vehículo, y usa selectiva o simultáneamente estos dos recorridos de transmisión para mover el vehículo. Sin embargo, el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido de la invención no se deberá limitar a la realización antes descrita, sino que se puede modificar o mejorar apropiadamente. Por ejemplo, esta invención también se puede aplicar al aparato de accionamiento para el vehículo híbrido que permite solamente “marcha en serie”.
Un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido 200 de una realización no según la invención, según se ve en la figura 5, tiene la misma estructura que el aparato de accionamiento para el vehículo híbrido 100 según la realización antes descrita a excepción del embrague 80 y el engranaje de transmisión de accionamiento de motor 30, permitiendo por ello solamente la “marcha en serie”. En la figura 5, símbolos de referencia análogos se refieren a elementos constituyentes análogos en la primera realización.
Descripción de números y signos de referencia
1: eje motor (primer eje), 2: eje de generador (segundo eje), 2a: eje interior, 2b: eje exterior de uso de motor eléctrico (primer eje exterior), 2c: eje exterior de uso de generador (segundo eje exterior), 3: eje loco (tercer eje), 4: eje de bomba de aceite (cuarto eje), 10: engranaje de accionamiento de generador (primer mecanismo de transmisión), 11a: engranaje de salida, 11b: engranaje de entrada, 12: cojinete, 13: cojinete, 20: engranaje de transmisión de accionamiento de motor eléctrico (segundo mecanismo de transmisión), 21a: engranaje de salida, 21b: engranaje de entrada, 30: engranaje de transmisión de fuerza de accionamiento de motor (tercer mecanismo de transmisión), 31a: engranaje de transmisión (sección de transmisión), 31b: engranaje de entrada (sección transmitida), 40: engranaje final, 41a: engranaje de salida, 41b: engranaje de entrada, 45: dispositivo diferencial (engranaje diferencial), 46: eje diferencial, 47: rueda motriz, 50: motor, 51: eje de manivela, 52: caja de dispositivo de accionamiento, 52a: primera caja, 52b: segunda caja, 52c: tercera caja, 53: alojamiento de amortiguador, 54: perno, 55: chapa de accionamiento,
56: amortiguador, 57: cojinete, 58: cojinete, 59a: cojinete, 59b: cojinete, 60: generador (primer motor eléctrico), 61: cojinete, 62: cojinete, 63: resolucionador, 63a: rotor de resolucionador, 63b: estator de resolucionador, 64: rotor, 65: estator, 70: motor eléctrico (segundo motor eléctrico), 71: cojinete, 72: cojinete, 73: resolucionador, 73a: rotor de resolucionador, 73b: estator de resolucionador, 80: embrague (unidad de embrague), 81: disco de embrague, 82: chapa de embrague, 83: pistón de embrague, 84: primer elemento de sujeción de embrague, 85: cubo exterior, 86: segundo elemento de sujeción de embrague, 87: cubo interior, 88: cojinete (cojinete de bolas de cuatro puntos de contacto), 89: tope, 90: engranaje de accionamiento de bomba de aceite, 91a: engranaje de salida, 91b: engranaje de entrada, 95: bomba de aceite, 97: espacio operativo, y 100, 200: aparato de accionamiento para un vehículo híbrido.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un aparato de accionamiento para un vehículo híbrido incluyendo: un motor; un primer eje (1) que está dispuesto coaxialmente con un eje de salida del motor y transmite potencia desde el motor; un segundo eje (2) que está dispuesto en paralelo al primer eje (1) e incluye: un eje interior (2a) conectado al primer eje (1) a través de un primer mecanismo de transmisión (10) y un primer eje exterior (2b) dispuesto rotativamente con relación al eje interior (2a) alrededor del eje interior (2a); un primer motor eléctrico (60) conectado al eje interior (2a); un segundo motor eléctrico (70) dispuesto coaxialmente con el primer motor eléctrico (60) y conectado al primer eje exterior (2b); un tercer eje (3) dispuesto en paralelo al segundo eje (2) y conectado al primer eje exterior (2b) a través de un segundo mecanismo de transmisión (20); caracterizado porque el aparato de accionamiento incluye además: un dispositivo diferencial (45) conectado al tercer eje (3); y una unidad de embrague (80) que está dispuesta en el primer eje (1), y que engancha o desengancha el primer eje
    (1) y el tercer eje (3) a través de un tercer mecanismo de transmisión (30).
  2. 2.
    El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido según la reivindicación 1, donde el primer motor eléctrico (60) está conectado al eje interior (2a) a través de un segundo eje exterior (2c) dispuesto alrededor del eje interior (2a) y rotativo conjuntamente con el eje interior (2a); y el primer motor eléctrico (60) y el segundo motor eléctrico (70) se soportan axialmente en el segundo eje exterior (2c) y el primer eje exterior (2b), respectivamente, por cojinetes dispuestos en sus dos extremos, respectivamente.
  3. 3.
    El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido según la reivindicación 1 o 2, donde el tercer mecanismo de transmisión (30) incluye una sección de transmisión (31a) conectada a la unidad de embrague (80) y una sección transmitida (31b) conectada al dispositivo diferencial (45); y la unidad de embrague (80) está dispuesta en el lado interior de la sección de transmisión (31a).
  4. 4.
    El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde una fila de mecanismos de transmisión que consta de los mecanismos de transmisión primero a tercero (10, 20, 30) y la unidad de embrague (80) se aloja en una región de una anchura del dispositivo diferencial (45) en la dirección axial.
  5. 5.
    El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido según la reivindicación 4, donde el primer motor eléctrico (60) y el segundo motor eléctrico (70) están dispuestos de forma adyacente a la fila de mecanismos de transmisión; y los diámetros exteriores del primer motor eléctrico (60) y del segundo motor eléctrico (70) son más pequeños que un diámetro exterior máximo de la fila de mecanismos de transmisión alrededor del segundo eje (2).
  6. 6.
    El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido según la reivindicación 4 o 5, incluyendo además una primera caja (52a) que aloja la fila de mecanismos de transmisión y un extremo del segundo motor eléctrico (70); una segunda caja (52b) fijada de forma adyacente a la primera caja (52a), y que aloja un extremo del primer motor eléctrico (60) y otro extremo del segundo motor eléctrico (70); una tercera caja (52c) fijada de forma adyacente a la segunda caja (52b), y que aloja otro extremo del primer motor eléctrico (60), donde un estator del segundo motor eléctrico (70) está fijado en la primera caja (52a), y un estator (65) del primer motor eléctrico (60) está fijado en la segunda caja (52b).
  7. 7.
    El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido según la reivindicación 6, donde la segunda caja (52b) tiene al menos dos cojinetes para soportar el primer eje exterior (2b) y el segundo eje exterior (2c).
  8. 8.
    El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, donde la sección de transmisión (31a) del tercer mecanismo de transmisión (30) se soporta en la primera caja (52a) a través de un cojinete de bolas de cuatro puntos de contacto (88).
  9. 9.
    El aparato de accionamiento para el vehículo híbrido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, incluyendo además: un cuarto eje (4) dispuesto en paralelo al primer eje (1) y conectado al primer eje (1) a través de un cuarto mecanismo de transmisión, donde una bomba de aceite (95) está conectada al cuarto eje (4).
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