动力输出装置和混合动力汽车

当前位置:首页恒峰娱乐网站可靠吗 >

恒峰娱乐网站可靠吗

动力输出装置和混合动力汽车

时间:2019-11-26本站浏览次数:117

       

动力输出装置和混合动力汽车

混合动力汽车(20)包括:发动机(22);马达(MG1、MG2);具有与马达(MG1)连接的太阳齿轮(41)、与马达(MG2)连接的行星齿轮架(45)、以及与发动机(22)连接的内啮合齿轮(42)的动力分配综合机构(40);具有与动力分配综合机构(40)的行星齿轮架(45)连接的太阳齿轮(61)、与驱动轴(69)连接的行星齿轮架(64)、以及内啮合齿轮(62)的行星齿轮机构(PG1);可固定内啮合齿轮(62)的制动器(B1);具有与动力分配综合机构(40)的太阳齿轮(41)连接的太阳齿轮(65)、与行星齿轮机构(PG1)共有的行星齿轮架(64)、以及内啮合齿轮(66)的行星齿轮机构(PG2);以及可固定内啮合齿轮(66)的制动器(B2)。

发动机22是接受汽油或轻油等炭化氢系燃料的供应而输出动力的内燃机,其从发动机用电子控制单元(以下,称为“发动机E⑶”)¾接受燃料喷射量、点火正时、吸入空气量等的控制。来自针对发动机22设置并用来检测该发动机22的运转状态的各种传感器的信号被输入给发动机E⑶24。并且,发动机E⑶M与混合动力E⑶70进行通信,从而基于来自混合动力ECU70的控制信号和来自上述传感器的信号等来控制发动机22的运转,并根据需要将与发动机22的运转状态相关的数据输出给混合动力ECU70。

图5是与图2相同的说明图;

第一电动机,可输入输出动力;

动力分配综合机构,被构成为具有与所述第一电动机的旋转轴连接的第一构件、与所述第二电动机的旋转轴连接的第二构件、以及与所述内燃机的内燃机轴连接的第三构件,并且所述三个构件彼此能够差动旋转;和

此时,所述变速传递单元的所述第一变速用差动旋转机构和所述第二变速用差动旋转机构可以是三构件式行星齿轮机构。另外,所述第一变速用差动旋转机构可以是单小齿轮式行星齿轮机构,该单小齿轮式行星齿轮机构具有:与所述动力分配综合机构的所述第一构件连接的太阳齿轮、可被所述第一固定单元固定成不能旋转的内啮合齿轮、以及至少保持一个与所述太阳齿轮和所述内啮合齿轮两者啮合的小齿轮并与所述驱动轴连接的行星齿轮架,所述第二变速用差动旋转机构可以是单小齿轮式行星齿轮机构,该单小齿轮式行星齿轮机构具有:与所述动力分配综合机构的所述第二构件连接的太阳齿轮、可被所述第二固定单元固定成不能旋转的内啮合齿轮、以及至少保持一个与所述太阳齿轮和所述内啮合齿轮两者啮合的小齿轮并与所述第一变速用差动旋转机构的行星齿轮架以及所述驱动轴连接的行星齿轮架。由此,当第一变速用差动旋转机构的内啮合齿轮被固定时,能够将来自动力分配机构的第一构件的动力以基于第一变速用差动旋转机构的齿轮比(太阳齿轮的齿数/内啮合齿轮的齿数)的变速比进行变速后传递给驱动轴。另外,当第二变速用差动旋转机构的内啮合齿轮被固定时,能够将来自动力分配机构的第二构件的动力以基于第二变速用差动旋转机构的齿轮比(太阳齿轮的齿数/内啮合齿轮的齿数)的变速比进行变速后传递给驱动轴。

根据变速器60,通过作为第一固定单元的制动器Bl将第一变速用行星齿轮机构PGl的内啮合齿轮62固定成不能旋转,由此可将动力分配综合机构40的作为第一构件的行星齿轮架45设为输出构件并使与该行星齿轮架45连接的马达MG2作为电动机而发挥功能,并且可使与动力分配综合机构40的作为反作用力构件的第二构件的太阳齿轮41连接的马达MGl作为发电机而发挥功能。另外,根据变速器60,通过作为第二固定单元的制动器B2将第二变速用行星齿轮机构PG2的作为可固定构件的内啮合齿轮66固定成不能旋转,由此可将动力分配综合机构40的作为第二构件的太阳齿轮41设为输出构件并使与该太阳齿轮41连接的马达MGl作为电动机而发挥功能,并且可使与动力分配综合机构40的作为反作用力构件的第一构件的行星齿轮架45连接的马达MG2作为发电机而发挥功能。因此,在混合动力汽车20中,通过适当地对制动器Bl对第一变速用行星齿轮机构PGl的内啮合齿轮62的固定与制动器B2对第二变速用行星齿轮机构PG2的内啮合齿轮66的固定进行切换,特别是在作为电动机而发挥功能的马达MG2或马达MGl的转速Nm2或Nml变高时,能够使得马达MGl或马达MG2的转速Nml或Nm2不变负值来抑制所谓动力循环的发生。另外,根据变速器60,通过利用制动器Bl、B2将第一变速用行星齿轮机构PGl的内啮合齿轮62和第二变速用行星齿轮机构PG2的内啮合齿轮66两者固定成不能旋转,可将来自发动机22的动力以固定的变速比机械地传递给驱动轴69。结果,在混合动力汽车20中,能够在更宽的运转范围中良好地提高动力传递效率。

另外,如图1所示,在太阳齿轮轴41a与第一马达轴46之间设置有执行两者的连接以及该连接的解除的离合器CO(连接切断单元)。在实施例中,离合器CO例如可构成为犬牙式离合器,该犬牙式离合器能够使固定在太阳齿轮轴41a的顶端上的爪扣(dog)与固定在第一马达轴46的顶端上的爪扣以较少的损失啮合并能够解除这两者的啮合。该离合器CO由电气式、电磁式、或液压式的执行器88驱动。当通过离合器CO解除了太阳齿轮轴41a与第一马达轴46的连接时,作为第二电动机的马达MGl与作为动力分配综合机构40的第二构件的太阳齿轮41的连接被解除,从而通过动力分配综合机构40的功能,可从马达MGUMG2和变速器60实际分离发动机22。

混合动力E⑶70被构成为以CPU72为中心的微处理器,该混合动力E⑶70除了CPU72之外还包括:存储处理程序的ROM74;暂时存储数据的RAM76;以及未图示的输入输出端口和通信端口。来自点火开关(起动开关)80的点火信号、来自检测作为换档杆81的操作位置的换档位置SP的换档位置传感器82的换档位置SP、来自检测加速踏板83的踩下量的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自检测制动踏板85的踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP、以及来自车速传感器87的车速V经由输入端口被输入给混合动力E⑶70。如上所述,混合动力E⑶70经由通信端口与发动机E⑶24、马达E⑶30、以及蓄电池E⑶36连接,并与发动机E⑶24、马达E⑶30、以及蓄电池E⑶36进行各种控制信号和数据的交换。另外,对离合器CO、变速器60的制动器Bl〜B3以及离合器Cl进行驱动的执行器88也由混合动力E⑶70控制。

动力输出装置和混合动力汽车

混合动力汽车(20)包括彼此同轴配置的发动机(22)、马达(MG1、MG2)、动力分配综合机构(40),并且还包括变速器(60),其中变速器(60)包括:变速用差动旋转机构(61),被构成为具有与动力分配综合机构(40)的作为第一构件的太阳齿轮(41)连接的输入构件、作为固定构件的内啮合齿轮(63)以及作为输出构件的行星齿轮架(65),并且这三个构件彼此能够差动旋转;以及作为连结单元的离合器(C1),可将变速用差动旋转机构(61)的太阳齿轮(62)和动力分配综合机构(40)的作为第二构件的行星齿轮架(45)选择性地连结到驱动轴(66)上。

图I是本发明实施例的混合动力汽车20的简要结构图。该图I所示的混合动力汽车20被构成为后轮驱动车辆,并包括:配置在车辆前部的发动机22;与发动机22的输出轴、即曲轴26连接的动力分配综合机构40(差动旋转机构);与动力分配综合机构40连接的可发电的马达MGl;与该马达MGl同轴配置并经由减速齿轮机构50与动力分配综合机构40连接的可发电的马达MG2;对来自动力分配综合机构40的动力进行变速并传递到驱动轴66上的变速器60;以及对混合动力汽车20整体进行控制的混合动力用电子控制单元70(以下,称为“混合动力EOT”)等。

图9是用于说明实施例的混合动力汽车20的马达行驶模式的说明图;

另外,所述动力分配综合机构也可以是单小齿轮式行星齿轮机构,该单小齿轮式行星齿轮机构包括太阳齿轮、内啮合齿轮、以及行星齿轮架,该行星齿轮架至少保持一个与所述太阳齿轮和所述内啮合齿轮两者啮合的小齿轮,所述第一构件可以是所述太阳齿轮和所述内啮合齿轮中的任一个,并且所述第二构件可以是所述太阳齿轮和所述内啮合齿轮中的另一个,所述第三构件可以是所述行星齿轮架,当将所述动力分配综合机构的齿轮比设为P时,所述减速单元可以被构成为使减速比取P附近的值,并且该减速单元被配置在所述第一或第二电动机与所述内啮合齿轮之间,其中所述动力分配综合机构的所述齿轮比是所述太阳齿轮的齿数除以所述内啮合齿轮的齿数而得的值。在这样的具有诸多单元的动力分配综合机构中,与太阳齿轮相比,内啮合齿轮的来自内燃机的转矩的分配比例更大。因此,通过在行星齿轮架与第一或第二电动机之间配置减速单元,能够缩小第一或第二电动机的尺寸并降低其动力损失。并且,如果使减速单元的减速比取P附近的值,则能够使第一和第二电动机的诸多单元大体相同,因此可提高动力输出装置的生产率并降低成本。

图10是变形例的混合动力汽车20A的简要结构图;

图13是其它变形例的混合动カ汽车20C的简要结构图。上述的混合动カ汽车20、20A以及20B被构成为后轮驱动车辆,相对于此,变形例的混合动カ汽车20C被构成为前轮驱动车辆。如图13所示,混合动カ汽车20C具有动カ分配综合机构10,该动カ分配综合机构10是ー种单小齿轮式行星齿轮机构,该单小齿轮式行星齿轮机构被构成为包括:作为外齿齿轮的太阳齿轮11;具有在内周上形成的内齿和在外周上形成的外齿并且与太阳齿轮11配置在同心圆上的内啮合齿轮12;以及保持多个与太阳齿轮11和内啮合齿轮12的内齿这两者啮合的小齿轮13的行星齿轮架14,并且太阳齿轮(第一构件)、内啮合齿轮12(第ニ构件)以及行星齿轮架14(第三构件)相互能够差动旋转。在实施例中,动カ分配综合机构10被构成为其齿轮比P(太阳齿轮11的齿数除以内啮合齿轮12的齿数的值)为P<O.5。动カ分配综合机构10的作为第一构件的太阳齿轮11经由太阳齿轮轴11a、离合器CO"和第一马达轴46而与作为第一电动机的马达MGl(转子)连接,所述太阳齿轮轴Ila从该太阳齿轮11向与发动机22相反的ー侧延伸。另外,作为第二构件的内哨合齿轮12经由配置在动カ分配综合机构10的发动机22侧的减速齿轮机构50和从该减速齿轮机构50(太阳齿轮51)朝向发动机22延伸的中空的第二马达轴55而与作为第二电动机的马达MG2(中空的转子)连接。另外,作为第三构件的行星齿轮架14经由行星齿轮架轴14a和减震器28而与发动机22的曲轴26连接,所述行星齿轮架轴14a穿过第二马达轴55和马达MG2而延伸。

另外,所述变速传递单元的所述变速用差动旋转机构也可以是三构件式行星齿轮机构。由此,变速传递单元能够更紧凑地构成。此外,变速用差动旋转机构也可以是行星齿轮机构,该行星齿轮机构包括:具有互不相同的齿数的第一太阳齿轮和第二太阳齿轮、以及至少保持一个阶梯齿轮的行星齿轮架,该阶梯齿轮通过连结与第一太阳齿轮啮合的第一小齿轮和与第二太阳齿轮啮合的第二小齿轮而成。如果将具有这样的阶梯齿轮的行星齿轮机构用作变速用差动旋转机构,则能够容易地设定更大的变速比。 并且,也可以如下构成:所述第一和第二电动机与所述内燃机大致同轴配置,所述动力分配综合机构位于所述第一电动机和所述第二电动机之间并与所述两个电动机大致同轴配置。由此,能够更紧凑地构成动力输出装置整体。

图2至图5是举例示出在使混合动カ汽车20伴随发动机22的运转而行驶的情况下根据车速变化来使变速器60的变速比向升档方向变化时的动カ分配综合机构40和变速器60的主要构件的转速和转矩的关系的说明图。另外,图6是示出混合动カ汽车20行驶时的离合器CO和变速器60的离合器Cl的离合器位置的设定状态的图表。当混合动カ汽车20以图2至图5所示的状态行驶时,在混合动カECU70基于加速器踏板83的踩下量或车速V而进行的总控制下,发动机E⑶24控制发动机22,马达E⑶30控制马达MG1、MG2,混合动カE⑶70直接控制执行器100、101(离合器CO、变速器60的离合器Cl)。在图2至图5中,S轴表示动カ分配综合机构40的太阳齿轮41的转速(马达MG1、即第一马达轴46的转速Nml),R轴表示动カ分配综合机构40的内啮合齿轮42的转速(发动机22的转速Ne),C轴表示动カ分配综合机构40的行星齿轮架45的转速(行星齿轮架轴45a和减速齿轮机构50的内啮合齿轮52的转速),54轴表示减速齿轮机构50的行星齿轮架54的转速,51轴表示减速齿轮机构50的太阳齿轮51的转速(马达MG2、即第二马达轴55的转速Nm2)。另夕卜,62轴表示变速器60的变速用差动旋转机构61的太阳齿轮62的转速,65轴表示变速用差动旋转机构61的行星齿轮架65的转速,66轴表示驱动轴66的转速,63轴表示变速用差动旋转机构61的内啮合齿轮63的转速。

发动机22是接受汽油或轻油等炭化氢系燃料的供应而输出动力的内燃机,其从发动机用电子控制単元(以下,称为“发动机ECU”)24接受燃料喷射量、点火正时、吸入空气量等的控制。来自针对发动机22设置并用来检测该发动机22的运转状态的各种传感器的信号被输入给发动机E⑶24。并且,发动机E⑶24与混合动カE⑶70进行通信,从而基于来自混合动カECU70的控制信号和来自上述传感器的信号等来控制发动机22的运转,并根据需要将与发动机22的运转状态相关的数据输出给混合动カECU70。

该动力输出装置包括变速传递单元,该变速传递单元包括:变速用差动旋转机构,被构成为具有与动力分配综合机构的第一和第二构件中的任一个连接的输入构件、固定构件以及输出构件,并且输入构件和输出构件彼此能够差动旋转;以及连结单元,能够将变速用差动旋转机构的输出构件、以及动力分配综合机构的第一和第二构件中的另一个选择性地连结到驱动轴上。该变速传递单元能够以比较少的部件构成并具有简单且紧凑的结构,从而可搭载性优良。另外,在该动力输出装置中,如果通过变速传递单元的连结单元将变速用差动旋转机构的输出构件连结到驱动轴上,则能够将来自动力分配综合机构的第一和第二构件中任一构件的动力在通过变速用差动旋转机构进行变速后输出给驱动轴。并且,在该动力输出装置中,如果通过变速传递单元的连结单元将变速用差动旋转机构的输出构件和动力分配综合机构的第一和第二构件中的另一构件这两者连结到驱动轴上,则能够将来自内燃机的动力以固定的变速比机械地(直接)传递给驱动轴。另外,在该动力输出装置中,如果通过变速传递单元的连结单元将动力分配综合机构的第一和第二构件中的另一机构连结到驱动轴上,则能够将来自该第一和第二构件中的另一机构的动力直接输出给驱动轴。因此,根据变速传递单元,能够将来自动力分配综合机构的动力经多级变速后输出给驱动轴。并且,在该动力输出装置中,当通过变速传递单元的连结单元将动力分配综合机构的第一构件连结在驱动轴上时,可使与作为输出构件的第一构件连接的第一电动机作为电动机而发挥功能,并使与作为反作用力构件的第二构件连接的第二电动机作为发电机而发挥功能。另外,当通过变速传递单元的连结单元将动力分配综合机构的第二构件连结到驱动轴上时,可使与作为输出构件的第二构件连接的第二电动机作为电动机而发挥功能,并使与作为反作用力构件的第一构件连接的第一电动机作为发电机而发挥功能。由此,在该动力输出装置中,通过适当地利用连结单元切换连结状态,特别是在提高了作为电动机而发挥功能的第一或第二电动机的转速时可使作为发电机而发挥功能的第二或第一电动机的转速不变为负值,从而能够抑制所谓的动力循环的产生。其结果是,根据该动力输出装置,能够在更宽的行驶范围中很好地提高动力的传递效率。

专利文献I:日本专利文献特开2005-155891号公报;

图2至图5是举例示出在使混合动カ汽车20伴随发动机22的运转而行驶的情况下根据车速变化来使变速器60的变速比向升档方向变化时的动カ分配综合机构40和变速器60的主要构件的转速和转矩的关系的说明图。另外,图6是示出混合动カ汽车20行驶时的离合器CO和变速器60的离合器Cl的离合器位置的设定状态的图表。当混合动カ汽车20以图2至图5所示的状态行驶时,在混合动カECU70基于加速器踏板83的踩下量或车速V而进行的总控制下,发动机E⑶24控制发动机22,马达E⑶30控制马达MG1、MG2,混合动カE⑶70直接控制执行器100、101(离合器CO、变速器60的离合器Cl)。在图2至图5中,S轴表示动カ分配综合机构40的太阳齿轮41的转速(马达MG1、即第一马达轴46的转速Nml),R轴表示动カ分配综合机构40的内啮合齿轮42的转速(发动机22的转速Ne),C轴表示动カ分配综合机构40的行星齿轮架45的转速(行星齿轮架轴45a和减速齿轮机构50的内啮合齿轮52的转速),54轴表示减速齿轮机构50的行星齿轮架54的转速,51轴表示减速齿轮机构50的太阳齿轮51的转速(马达MG2、即第二马达轴55的转速Nm2)。另夕卜,62轴表示变速器60的变速用差动旋转机构61的太阳齿轮62的转速,65轴表示变速用差动旋转机构61的行星齿轮架65的转速,66轴表示驱动轴66的转速,63轴表示变速用差动旋转机构61的内啮合齿轮63的转速。

图11是示出在变形例的混合动力汽车20A行驶时的离合器CO'、制动器B0、以及变速器60A的离合器Cla和Clb的离合器位置等的设定状态的图表;




公司地址:大连市中山区港兴路6号万达中心1410室
联系人:陈艳波 13951757534
秦里钧 15250962398
电话:15193135240 传真:yqus3qo2i4@msn.com
邮箱:ty0ev74xq6@162.com

粤公网安备 44030702001579号

恒峰娱乐会员登录网娱乐@