CN101939186A - 混合型电动汽车 - Google Patents

Abstract

作为左右前轮以液体燃料引擎进行驱动、左右后轮以开关磁阻马达进行驱动的四轮驱动的混合型电动汽车，在车辆本体(1)的前部配置用来对第1及第2前轮(21、22)进行驱动的液体燃料引擎(2)，在车辆本体(1)的后部配置对第1及第2后轮(23、24)进行驱动的第1及第2开关磁阻马达(8、9)。不是将第1及第2开关磁阻马达(8、9)配置在第1及第2后轮(23、24)的车轮内，而是配置在布局空间宽大的车辆本体(1)的后部，从而能够提高将开关磁阻马达(8、9)布局在车辆中时的自由度。

Description

混合型电动汽车

技术领域

本发明涉及混合型电动汽车，特别是左右前轮以液体燃料引擎进行驱动、左右后轮以开关磁阻马达进行驱动的四轮驱动的混合型电动汽车。

本发明申请基于2008年2月14日在日本申请的特愿2008-33587号以及2008年2月27日在日本申请的特愿2008-45928号主张优先权，将在本文中引用其内容。

背景技术

近年来，人们提出了将电动马达作为驱动源使用的所谓四轮驱动混合型汽车。此外，在四轮驱动的混合型电动汽车中，左右前轮以液体燃料引擎进行驱动、左右后轮以直流马达进行驱动的汽车已经公知(例如参照专利文献1)。

在专利文献1的例子的四轮驱动混合型电动汽车中，交流马达的驱动力经由减速器和电磁离合器传递到后轮的差速齿轮上，通过该差速齿轮向左右后轮分配交流马达的驱动力。

但是，在这样的四轮驱动混合型电动汽车中，存在着差速齿轮、电磁离合器等机械部件，由于该机械部件的重量的原因，要降低燃料费是困难的。因此，人们要求通过减轻该机械部件的重量来进一步提高燃料费性能。

为此，人们提出了这样的结构方案，即，不经由差速齿轮和电磁离合器，而分别在左右后轮的车轮中直接配置开关磁阻马达(以下称作“SR马达”)，将SR马达的输出轴连接到固定在车轮上的制动盘上，将SR马达的驱动力经由制动盘传递给车轮，对左右后轮进行驱动(例如参照专利文献2)。

另一方面，汽车一般是将作为液体燃料引擎之输出部的引擎轴的旋转传递到车轮上，靠车轮的旋转行驶的。

此时，为了应对作为低速且高转矩下行驶的爬坡时的车辆的起步等、或者作为高速且低转矩下的高速路行驶等行驶模式，通过变速器使引擎轴的旋转减速或加速(变速)后传递给车轮。即，汽车通过减速或加速了的引擎轴的旋转使驱动轴旋转，使得连接在驱动轴上的车轮旋转而行驶。特别是，为了使车辆从停止状态起步，以大转矩使车轮旋转是必要的，因此，在变速器中，使引擎轴的旋转大幅度减速的机构是必要的。

再有，汽车不仅要向前方行驶，而且为了在停车场进出车库或改变方向等情况下必须能够向后方移动。为此，在变速器中，具有这样的机构是必要的，即，将引擎轴的旋转方向相对于向前方行驶变换为向反方向旋转，将变换为反方向旋转的旋转传递到驱动轴上，使得驱动轴向反方向旋转。

图7示出安装在汽车的液体燃料引擎上的变速器的一个例子。该图示出在车辆的前方配置有液体燃料引擎，对左右前轮进行驱动的汽车(所谓FF车)上搭载的变速器的内部构造。液体燃料引擎的引擎轴30插入变速器3中，旋转自如地配置在变速器3的内部。

在插入变速器3中的引擎轴30上，从距液体燃料引擎较近一侧(纸面右侧)起向远离液体燃料引擎的一侧(纸面左侧)，依次一体地形成有反向驱动齿轮32a、第1驱动齿轮33a、第2驱动齿轮34a、第3驱动齿轮35a以及第4驱动齿轮36a。此外，在第1至第4驱动齿轮(33a至36a)中，第1驱动齿轮33a的齿数z1最少，并按照第2驱动齿轮34a的齿数z2、第3驱动齿轮35a的齿数z3、第4驱动齿轮36a的齿数z4的顺序齿数依次增多。

在与作为主动轴的引擎轴30平行的位置上，作为从动轴的主轴31，与引擎轴30同样旋转自如地配置在变速器3的内部。在主轴31上，从距液体燃料引擎较近一侧(纸面右侧)起向远离液体燃料引擎的一侧(纸面左侧)，依次设置有最终传动驱动齿轮37a、反向从动齿轮32b、第1从动齿轮33b、第2从动齿轮34b、第3从动齿轮35b以及第4从动齿轮36b。最终传动驱动齿轮37a及反向从动齿轮32b一体地形成在主轴31上。

另一方面，在主轴31的未形成最终传动驱动齿轮37a以及反向从动齿轮32b的部分(纸面左侧)上，在其表面上，在周向上等间距地形成有沿轴向延伸的呈凹部形状的花键槽31a。第1从动齿轮33b、第2从动齿轮34b、第3从动齿轮35b以及第4从动齿轮36b，能够沿着主轴31的上述凹部形状在轴向上移动，并且，这些齿轮在周向上的移动被主轴31阻止。此外，该第1至第4从动齿轮(32b至36b)的轴向的移动被来自车辆的指令所控制。

在第1至第4从动齿轮(33b至36b)中，第1从动齿轮33b的齿数Z1最多，并按照第2从动齿轮34b的齿数Z2、第3从动齿轮35b的齿数Z 3、第4从动齿轮36b的齿数Z4的顺序齿数依次减少。

第1从动齿轮33b设定成与第1驱动齿轮33a啮合，从而第1驱动齿轮33a与第1从动齿轮33b啮合而形成第1齿轮对33。同样地，第2从动齿轮34b设定成与第2驱动齿轮34a啮合，从而第2驱动齿轮34a与第2从动齿轮34b啮合而形成第2齿轮对34，第3从动齿轮35b设定成与第3驱动齿轮35a啮合，从而第3驱动齿轮35a与第3从动齿轮35b啮合而形成第3齿轮对35，第4从动齿轮36b设定成与第4驱动齿轮36a啮合，从而第4驱动齿轮36a与第4从动齿轮36b啮合而形成第4齿轮对36。

在这里，如上所述，第1至第4从动齿轮(33b至36b)是依据来自车辆的指令在主轴31的轴向上移动的，但在进行该移动时，是以第1至第4齿轮对(33至36)中只有一个齿轮对被选择的方式进行控制的。在这里，第1齿轮对的变速比r1为Z1/z1，第2齿轮对的变速比r2为Z2/z2，第3齿轮对的变速比r3为Z3/z3，第4齿轮对的变速比r4为Z4/z4。当依据来自车辆的指令而选择一个齿轮对时，主轴31在引擎轴30的旋转被所选择的齿轮对的变速比(r1至r4)减速或加速的情况下进行旋转。

在与主轴31平行的位置上，驱动轴39与主轴31同样旋转自如地配置在变速器3中，在一个方向(纸面右方向)上，右前轮驱动轴39a从变速器3中伸出，在另一个方向(纸面左后方)上，左前轮驱动轴39b从变速器3中伸出。在变速器3内部的驱动轴39的轴向中央部上，设置有差速齿轮38，在差速齿轮38的外周部上，连接着最终传动从动齿轮37b。

最终传动从动齿轮37b设定成与在主轴31上一体形成的最终传动驱动齿轮37a啮合，由最终传动驱动齿轮37a以及最终传动从动齿轮37b形成最终传动齿轮对37。其中，设定最终传动驱动齿轮37a的齿数为zf、最终传动从动齿轮37b的齿数为Zf，则最终传动齿轮对37的减速比rf为Zf/zf。另外，在一般车辆中，将减速比rf设定为约3至约6。

如上所述，引擎轴30的旋转，在通过第1至第4齿轮对(33至36)之中所被选择的一个齿轮对变速之后，被最终传动齿轮对37减速，使驱动轴39旋转。因此，驱动轴39对引擎轴30的变速比R为R1＝r1×rf，R2＝r2×rf，R3＝r3×rf，R4＝r4×rf，R1最大，并按照R2、R3、R4的顺序减小，R4最小(R1＞R2＞R3＞R4)。

附带说明，在要求低速且高转矩的从停车状态起步的情况下，变速比R1被选择。若设引擎轴30的转数为Ne，则变速比R1时的驱动轴39的转数Nd将为Nd＝Ne/R1，转数变小而转矩增大。另外，对于一般的车辆，多将变速比R1设定为约11至15，将变速比R2设定为约6至9，将变速比R3设定为约4至7，将变速比R4设定为约3至5。

接着，对于用来使车辆后退的变速器3的构造及其作用进行说明。如上所述，在变速器3内部的引擎轴30的距液体燃料引擎2较近一侧(纸面右侧)的端部，反向驱动齿轮32a一体地形成在引擎轴30上。此外，在主轴31上，反向从动齿轮32b一体地形成在主轴31上。尽管反向从动齿轮32b配置在与反向驱动齿轮32a在轴向上的同一位置上，但反向驱动齿轮32a和反向从动齿轮32b设定为不直接啮合。

变速器3中，具有能够在各自平行地配置的引擎轴30及主轴31的轴向上移动的反向空转齿轮32c。将反向空转齿轮32c设定为与反向驱动齿轮32a及反向从动齿轮32b双方啮合。并且，在车辆前进时，反向空转齿轮32c配置在与反向驱动齿轮32a及反向从动齿轮32b双方不啮合的位置上，而且能够依据来自车辆的令车辆后退的指令，在轴向上进行移动而配置在与反向驱动齿轮32a及反向从动齿轮32b双方啮合的位置上。当反向空转齿轮32c与反向驱动齿轮32a及反向从动齿轮32b双方啮合时，反向驱动齿轮32a的旋转将经由反向空转齿轮32c传递给反向从动齿轮32b，使反向从动齿轮32b旋转。

上述第1至第4驱动齿轮(33a至36a)的旋转直接传递给第1至第4从动齿轮(33b至36b)，相对于此，与第1至第4驱动齿轮(33a至36a)同样一体地形成于引擎轴30上的反向驱动齿轮32a的旋转，是经由反向空转齿轮33c传递给反向从动齿轮32b的。因此，反向空转齿轮33c的旋转，与第1至第4从动齿轮(33b至36b)的旋转方向相反，主轴31依据来自车辆的令车辆后退的指令向与前进时相反的方向旋转。该主轴31的旋转，从最终传动驱动齿轮37a经由最终传动从动齿轮37b向驱动轴39传递，使驱动轴39向与前进时相反的方向旋转。

设反向驱动齿轮32a的齿数为zr，反向从动齿轮32b的齿数为Zr，则由反向驱动齿轮32a、反向从动齿轮32b以及反向空转齿轮32c构成的反向齿轮组32的变速比是rr＝Zr/zr。因此，车辆后退时的变速比Rr为Rr＝rr×rf。另外，由于后退时是从停止状态起步的，因而必须以低速且高转矩使驱动轴39旋转，因此，将车辆后退时的变速比Rr设定为与车辆起步时的变速比R1接近的值(

)。另外，一般的车辆的变速比Rr多设定为约10至14。

这样，在以液体燃料引擎作为驱动源的汽车中，需要以低速至高速的大范围内的速度前进行驶，而且还需要进行后退行驶，如图7所示，各种组合的齿轮在构成上是不可缺少的(例如参照专利文献3)。因此，在汽车小型轻量化时，尽管也要求变速器的轻量化，但变速器的大幅度小型轻量化是有限度的。

专利文献1：日本特开2006-288006号公报

专利文献2：日本特开2002-305861号公报

专利文献3：日本特开2007-147057号公报

但是，在上述左右前轮以液体燃料引擎进行驱动、左右后轮以直流马达进行驱动的四轮驱动混合型电动汽车的现有技术中，由于其构成是在存在有制动盘和向制动盘供给制动力的制动钳以及驻车制动器的左右后轮的车轮内配置SR马达，因而可以想到，SR马达的配置位置的自由度受到限制，进行SR马达的配置会伴随着出现物理方面的困难。此外，由于在车轮内配置SR马达，因而要将SR马达产生的热量向外散发是困难的，SR马达会达到很高温度这一点令人担心。再者，由于采用将SR马达机械地连接在制动盘上的构造，因而存在着制动时产生的摩擦热也使得SR马达达到很高温度，而且使制动盘的散热性变差的问题。

再者，制动部件是车检时等必须进行维护检查的对象，当SR马达配置在车轮内时，还存在着维护检查的作业变得繁杂的问题。

发明内容

为此，本发明的第1目的是，提供一种通过将SR马达配置在车轮以外的车辆本体中而能够提高布局的自由度、提高SR马达和制动盘的散热性的四轮驱动混合型电动汽车。

此外，如上所述，配置在通常的仅以液体燃料引擎进行驱动的汽车上的变速器，具有前进时及后退时工作的变速比大的变速机构。与这一点相关地，用于混合型汽车的液体燃料引擎和电动马达，它们所擅长的动力性能存在着差异。例如，液体燃料引擎，与低速时相比，高速时的燃料费用性能要好，电动马达则从低速时起能够以较高的输入输出效率进行工作。这样，要求利用这种动力性能的差异，在向前方起步时和向后方起步时，积极利用电动马达的驱动以使变速器小型化。

为此，本发明的第2目的是，提供一种向前方起步时和向后方起步时积极利用电动马达的驱动而能够实现变速器小型化的四轮驱动的混合型电动汽车。

为解决上述问题，本发明的混合型电动汽车具有车辆的车辆本体、液体燃料引擎、变速器、第1及第2前轮、液体燃料箱、第1及第2开关磁阻马达、第1及第2后轮、第1及第2逆变器、第1电池。

液体燃料引擎配置在前述车辆本体的前部，具有靠液体燃料的燃烧而旋转的引擎轴。变速器机械地连接在前述液体燃料引擎的前述引擎轴上，对前述引擎轴的旋转进行加速或减速，具有将前述引擎轴的经过加减速的旋转输出的输出部。第1及第2前轮旋转自如地配置在前述车辆本体的前部的左右而且机械地连接在前述变速器的前述输出部上，经由前述变速器在前述液体燃料引擎的前述引擎轴的作用下旋转。液体燃料箱配置在前述车辆本体的后部，容纳向前述液体燃料引擎供给的前述液体燃料。第1及第2开关磁阻马达分别配置在前述车辆本体的后部的左右，具有输出轴。第1及第2后轮旋转自如地配置在前述车辆本体的后部的左右，经由减速机构分别机械地连接在前述第1及第2开关磁阻马达的前述输出轴上，靠前述第1及第2开关磁阻马达的前述输出轴的旋转而旋转。第1及第2逆变器连接在前述第1及第2开关磁阻马达上，供给用来驱动前述第1及第2开关磁阻马达的第1及第2马达驱动信号。第1电池连接在前述第1及第2逆变器上，将用来向前述第1及第2开关磁阻马达供给前述第1及第2马达驱动信号的电力供给前述第1及第2逆变器。

此外，为解决上述问题，本发明的混合型电动汽车具有车辆的车辆本体、驱动指令装置、液体燃料引擎、变速器、第1及第2前轮、液体燃料箱、第1及第2开关磁阻马达、第1及第2后轮、第1及第2逆变器、第1电池、第1发电机、插接装置、第1及第2前轮旋转传感器、第1及第2后轮旋转传感器、旋转信号处理装置、第1控制装置、第2控制装置。

驱动指令装置通过乘员的操作，输出前述车辆的前进的起步信号及后退的起步信号。液体燃料引擎配置在前述车辆本体的前部，具有靠液体燃料的燃烧而旋转的引擎轴。变速器机械地连接在前述液体燃料引擎的前述引擎轴上，对前述引擎轴的旋转进行加速或减速，具有将前述引擎轴的经过加速或减速的旋转输出的驱动轴。而且，驱动轴的旋转对引擎轴的旋转的变速比为10以下。第1及第2前轮旋转自如地配置在前述车辆本体的前部的左右而且机械地连接在前述变速器的前述驱动轴上，经由前述变速器在前述液体燃料引擎的前述引擎轴的作用下旋转。液体燃料箱配置在前述车辆本体的后部，容纳向前述液体燃料引擎供给的前述液体燃料。第1及第2开关磁阻马达分别配置在前述车辆本体的后部的左右，具有输出轴，向前进的方向驱动车辆或向后退方向驱动车轮。第1及第2后轮旋转自如地配置在前述车辆本体的后部的左右，经由减速机构分别机械地连接在前述第1及第2开关磁阻马达的前述输出轴上，靠前述第1及第2开关磁阻马达的前述输出轴的旋转而旋转。第1及第2逆变器连接在前述第1及第2开关磁阻马达上，产生用来驱动前述第1及第2开关磁阻马达的第1及第2马达驱动信号，将第1及第2马达驱动信号分别供给前述第1及第2开关磁阻马达。第1电池连接在前述第1及第2逆变器上，将用来产生前述第1及第2马达驱动信号的电力供给前述第1及第2逆变器。第1发电机连接在前述第1电池上并且配置在前述液体燃料引擎的近旁，靠前述燃料引擎的前述引擎轴的旋转进行发电，将发出的电力供给前述第1电池。插接装置配置在前述车辆本体中并且连接在前述第1电池上，具有与家用插头进行连接的连接端子，将来自前述家庭用电源的电力供给前述第1电池。第1及第2前轮旋转传感器设置在前述第1及第2前轮的近旁，对前述第1及第2前轮的旋转信息进行检测。第1及第2后轮旋转传感器设置在前述第1及第2后轮的近旁，对前述第1及第2后轮的旋转信息进行检测。旋转信号处理装置连接在前述第1及第2前轮传感器以及前述第1及第2后轮传感器上，对前述第1及第2前轮以及第1及第2后轮的旋转信息进行处理，输出前述车辆的速度信号。第1控制装置连接在前述旋转信号处理装置上，当前述旋转信号处理装置输出的前述速度信号超过预先设定的第1值时，产生以前述液体燃料引擎对前述第1及第2前轮进行驱动的第1驱动控制信号，向前述液体燃料引擎供给第1驱动控制信号。第2控制装置连接在前述驱动指令装置、前述旋转信号处理装置以及前述第1及第2逆变器上。而且，第2控制装置在接收到来自前述驱动指令装置的前进起步信号时，在前述旋转信号处理装置输出的前述速度信号达到比前述第1值大的预先设定的第2值之前，向前述第1及第2逆变器输出前进指令信号，该前进指令信号指令产生用来向前进方向驱动车辆的第1及第2马达驱动信号。并且，第2控制装置在接收到来自前述驱动指令装置的后退的起步信号时，向前述第1及第2逆变器输出后退指令信号，该后退指令信号指令产生用来向后退方向驱动车辆的第1及第2马达驱动信号。

如上所述，不是将开关磁阻马达配置在车轮内而是配置在车辆本体的后部，因而能够提高开关磁阻马达的布局自由度，提高SR马达和制动盘的散热性。

此外，如上所述，向前方起步时不是使液体燃料引擎而是使开关磁阻马达(以下称作“SR马达”)进行驱动，因而能够使连接在液体燃料引擎上的变速器的变速比在10以下，能够削减变速齿轮的零部件数量。此外，后退时也是使开关磁阻马达进行驱动，因而能够削减变速器的反向齿轮组。通过这些削减，能够提供具备小型轻量化了的变速器的四轮驱动混合型电动汽车。

附图说明

图1是本发明实施方式中的混合型电动汽车的系统框图。

图2是展示本发明实施方式中的驱动指定装置的附图。

图3是对以液体燃料引擎进行的车辆驱动与以SR马达进行的车辆驱动的切换进行说明的附图。

图4是展示本发明实施方式中的变速器的内部构造的附图。

图5是本发明实施方式中的SR马达的透视图。

图6是以图5的A-A进行剖视的SR马达的剖视图。

图7是展示现有例中的变速器的内部构造的附图。

附图标记说明：

1车辆本体，2液体燃料引擎，3变速器，4第1发电机，40第2发电机，5第1电池，50第2电池，6插接装置，8第1开关磁阻马达(SR马达)，80第1逆变器，9第2开关磁阻马达(SR马达)，90第2逆变器，10第1减速齿轮(减速机构)，11第2减速齿轮(减速机构)，12燃料箱，13燃料供给装置，14第1旋转传感器，15第2旋转传感器，16第3旋转传感器，17第4旋转传感器，18旋转处理装置，19第1控制装置，20第2控制装置，21驱动指令装置，22第1前轮，23第2前轮，24第1后轮，25第2后轮

具体实施方式

接下来，基于图1对本发明的第一实施方式进行说明。

图1是对本发明的四轮驱动混合型电动汽车的系统构成进行展示的系统框图。在四轮驱动混合型电动汽车(以下称作“混合4WD”)100的车辆本体1的前部配置有液体燃料引擎2，液体燃料引擎2具有通过液体燃料的燃烧而旋转的引擎轴30。

在车辆本体1的后部，配置有液体燃料箱12，容纳着向液体燃料引擎2供给的液体燃料。此外，在液体燃料箱12与液体燃料引擎2之间，设置有用来将容纳在液体燃料箱12中的液体燃料供给液体燃料引擎2的燃料供给装置13。

变速器3机械地连接在液体燃料引擎2的引擎轴30上，具有对引擎轴30的旋转进行加速或减速(变速)、将经过加速或减速(变速)的引擎轴30的旋转输出的驱动轴39。

在车辆本体1的前部的左右，旋转自如地配置有第1前轮(前方右侧车轮)22及第2前轮(前方左侧车轮)23。上述变速器3的驱动轴39，具有右前轮驱动轴39a和左前轮驱动轴39b，第1前轮22和第2前轮23分别机械地连接在右前轮驱动轴39a和左前轮驱动轴上，经由变速器3由于液体燃料引擎2的引擎轴30的旋转而旋转。

在车辆本体1的后部的左右，配置有第1及第2SR马达8、9，第1及第2SR马达8、9具有将第1及第2SR马达8、9的旋转输出的输出轴8a、9a。另外，第1及第2SR马达8、9可使用同一构造的SR马达，其详细构造将在后面叙述。这样，不是将第1及第2SR马达8、9配置在车轮的车轮内，而是配置在车辆本体1的后部，因此提高了第1及第2SR马达的配置自由度。

在车辆本体1的后部的左右，旋转自如地配置有第1后轮(后方右侧车轮)24及第2后轮(后方左侧车轮)25。第1后轮24经由第1减速齿轮(减速机构)10机械地连接在第1SR马达8的输出轴8a上，第2后轮25经由第2减速齿轮(减速机构)11机械地连接在第2SR马达9的输出轴9a上。第1及第2SR马达8、9的输出轴8a、9a的旋转经过减速传递到第1及第2后轮23、24上。

第1SR马达8上，一体地配置有第1逆变器80并与其电气连接，第1逆变器80将用来驱动第1SR马达8的第1马达驱动信号供给至第1SR马达8。同样地，第2SR马达9上，第2逆变器90与第2SR马达9的马达本体一体地配置并与其电气连接，第2逆变器90将用来驱动第2SR马达9的第2马达驱动信号供给第2SR马达9。

在车辆本体1的后部，配置有第1电池5，第1电池5连接在第1及第2逆变器80、90上，将用来从第1及第2逆变器80、90向第1及第2SR马达8、9供给第1及第2马达驱动信号的电力供给第1及第2逆变器80、90。另外，本实施方式的第1电池5，是蓄电电压为50V以上的锂离子电池。

在液体燃料引擎2的近旁，配置有连接在第1电池5上的、用来向第1电池5供给电力、对第1电池5进行充电的第1发电机4。第1发电机4，机械地连接在液体燃料引擎2的引擎轴上，通过引擎轴的旋转进行发电，将发出的电力供给第1电池5。

在车辆本体1的左侧侧面部(纸面左侧)上，配置有具有与家用插头60进行连接的连接端子6a的插接装置6。此外，插接装置6经由将50Hz或60Hz的交流家庭用电源的电力信号转换成直流的AC/DC转换器7而连接在第1电池5上，由来自家用插头60的家庭用电源也能够对第1电池5进行充电。

在第1及第2前轮21、22的近旁，设置有第1及第2前轮旋转传感器14、15，通过第1及第2前轮旋转传感器14、15，对第1及第2前轮21、22的旋转信息进行检测。此外，在第1及第2后轮23、24的近旁，设置有第1及第2后轮旋转传感器16、17，以第1及第2后轮旋转传感器16、17对第1及第2前轮21、22的旋转信息进行检测。

第1及第2前轮旋转传感器14、15以及第1及第2后轮旋转传感器16、17，分别连接在设置在车辆本体1上的旋转处理装置18上，以旋转处理装置18对电动汽车100的速度信号进行处理。

旋转处理装置18，连接在配置在车辆本体1上的第1及第2控制装置19、20上，经过旋转处理装置18处理的电动汽车(车辆)100的速度信号输出给第1及第2控制装置19、20。

驱动指令装置21，连接在第1控制装置19及第2控制装置20上，对车辆的驱动下达指令。第1控制装置19连接在液体燃料引擎2上，产生以液体燃料引擎2对第1及第2前轮21、22进行驱动的第1驱动控制信号，向液体燃料引擎2供给第1驱动信号。此外，第1控制装置19还连接在燃料供给装置13上，还对燃料从燃料箱12向液体燃料引擎2的供给进行控制。再有，第1控制装置19还连接在第1发电机4上，对第1发电机4的发电电力进行控制。

第2控制装置20，连接在第1及第2逆变器80、90上，向第1及第2逆变器80、90输出指令信号，该指令信号供给用来对第1及第2SR马达8、9进行驱动的第1及第2马达驱动信号。

接着，对于以液体燃料引擎2进行的驱动与以第1及第2SR马达8、9进行的驱动的切换，利用图2及图3进行说明。图2示出驱动指令装置21与第1及第2控制装置19、20以及旋转处理装置18的构成。另外，图3示出以液体燃料引擎2进行的驱动与以第1及第2SR马达8、9进行的驱动的切换，横轴表示时间，纵轴表示车辆的速度。此外，图中的(1)实线示出以第1或第2SR马达8、9对车辆100进行驱动时的状态，(2)虚线示出以液体燃料引擎2对车辆100进行驱动时的状态。

如图2所示，驱动指令装置21，具有通过乘员的操作来指定驱动模式的变速杆21a和显示驱动模式的显示部21b。本实施方式的混合4WD具有自动式的变速器3，驱动指令装置21的设定与该变速器3相对应。即，驱动模式的“P(停车)”表示车辆的停止，“R(反向)”表示车辆的后退驱动模式21d，“N(空档)”表示车辆的车轮(22至25)的驱动停止，“D(驱动)”、“L(低)”均表示车辆的前进驱动模式21c。

第2控制装置20连接在驱动指定装置21、第1及第2逆变器80、90以及旋转信号处理装置18上。当为了使车辆向前方起步，乘员对变速杆21a进行操作而将车辆的驱动模式指定为前进驱动模式21c时，前进起步信号将从驱动指定装置21输入到第2控制装置20中。在这种情况下，第2控制装置20将优先于第1控制装置19工作。即，从第2控制装置20向第1及第2逆变器80、90输出前进指令信号，该前进指令信号指令供给用来对第1及第2SR马达8、9进行驱动的第1及第2马达驱动信号。根据该指令信号，车辆从停止状态向前方起步。

当为了使车辆向后方起步，乘员对变速杆21a进行操作而将车辆的驱动模式指定为后退驱动模式21d时，后退的起步信号将从驱动指定装置21输入到第2控制装置20。在这种情况下，第2控制装置20优先于第1控制装置19工作。即，从第2控制装置20向第1及第2逆变器80、90输出后退指令信号，该后退指令信号指令供给用来对第1及第2SR马达8、9进行驱动的第1及第2马达驱动信号。根据该指令信号，车辆从停止状态向后方起步。在车辆后退的情况下，设定为依据来自第2控制装置20的指令信号对第1及第2SR马达8、9进行驱动，液体燃料引擎2不工作。

在车辆前进的情况下，根据车辆的速度进行控制而对以第1及第2SR马达8、9进行的驱动与以液体燃料引擎2进行的驱动进行切换，因而将就该内容进行说明。在根据来自第2控制装置20的指令信号，车辆从停止状态向前方起步后，直到旋转信号处理装置18输出的速度信号达到预先设定的第2值(图2中为100[km/h])之前，向第1及第2逆变器80、90输出指令信号，该指令信号指令供给用来对第1及第2SR马达8、9进行驱动的第1及第2马达驱动信号。

第1控制装置19连接在液体燃料引擎2上，当旋转信号处理装置18输出的速度信号超过预先设定的第1值(图2中为50[km/h])时，产生以液体燃料引擎2对第1及第2前轮21、22进行驱动的第1驱动控制信号，向液体燃料引擎2供给第1驱动信号。此外，第1控制装置19还连接在燃料供给装置13上，还对燃料从燃料箱12向液体燃料引擎2的供给进行控制。再有，第1控制装置19还连接在第1发电机4上，还对第1发电机4的发电电力进行控制。

在旋转信号处理装置18输出的速度信号达到预先设定的第1值(图2中为50[km/h])之前的所谓低速至中速状态下，液体燃料引擎2的单位行驶距离的燃料消费量，要比中速至高速状态时多，低速至中速状态是所谓的燃料费性能差的状态。为此，在这种低速至中速状态中，以第2控制装置20仅对第1及第2SR马达8、9进行积极地驱动。

接着，在速度信号为第1值(图2中为50[km/h])至第2值(图2中为100[km/h])的中速至高速状态下，燃料费性能将变得比较好，因而以第2控制装置对第1及第2SR马达8、9进行驱动，并且以第1控制装置19对液体燃料引擎2进行驱动并使用。

再有，在速度信号超过第2值(图2中为100[km/h])的高速状态下，燃料费性能将进一步提高，因而使以第2控制装置对第1及第2SR马达8、9的驱动停止，以第1控制装置19仅对液体燃料引擎2进行积极地驱动。通过进行这种驱动的切换，可谋求燃料费性能的提高。此外，还能够从家庭用电源向第1电池5进行充电，因而能够进一步提高燃料费性能。

在本实施方式中，将第1值与第2值设定为不同的值，在中速至高速状态下，以液体燃料引擎2对车辆100进行的驱动与以第1及第2SR马达8、9对车辆100进行的驱动同时进行。但是，也可以使第1值与第2值为大略相同的值，不设置液体燃料引擎2对车辆100的驱动与第1及第2SR马达8、9对车辆100的驱动同时进行的速度范围，在第1值(第2值)时，从以第1及第2SR马达8、9对车辆100进行驱动切换为以液体燃料引擎2对车辆100进行驱动。

在本实施方式中，在向第1及第2SR马达8、9供给电力的第1电池5之外，与通常的车辆同样地，具有由蓄电电压为50V以下的铅蓄电池构成的第2电池50。该第2电池50向第1及第2SR马达8、9以外的头灯等车辆的辅助设备供给电力。此外，在用来对第1电池5进行充电的第1发电机4之外，与通常的车辆同样地，具有连接在第2电池50上的、用来对第2电池50进行充电的第2发电机40。第2发电机40与第1发电机4同样地配置在液体燃料引擎2的近旁，通过液体燃料引擎2的引擎轴的旋转而发电，将发出的电力供给第2电池50。

如上所述，在从车辆向前方起步到车辆速度达到第1值之前以及后退时，只对第1及第2SR马达8、9进行驱动，液体燃料引擎2不工作。因此，变速器3中不需要用来使车辆向前方低速行驶或者后退的机构。图4示出本实施方式的变速器3的构造，下面基于该图对其构造进行说明。

如图4所示，液体燃料引擎2的引擎轴30插入变速器3中，旋转自如地配置在变速器3的内部。在插入变速器3中的引擎轴30上，从距液体燃料引擎2较近一侧(纸面右侧)向远离液体燃料引擎2的一侧(纸面左侧)，依次一体形成有第2驱动齿轮34a、第3驱动齿轮35a以及第4驱动齿轮36a。此外，在第2至第4驱动齿轮(34a至36a)中，第2驱动齿轮34a的齿数z2最少，并按照第3驱动齿轮35a的齿数z3、第4驱动齿轮36a的齿数z4的顺序齿数依次增多。

在与作为主动轴的引擎轴30平行的位置上，作为从动轴的主轴31与引擎轴30同样旋转自如地配置在变速器3的内部。在主轴31上，从距液体燃料引擎2较近的一侧(纸面右侧)向远离液体燃料引擎2的一侧(纸面左侧)，依次设置有最终传动驱动齿轮37a、第2从动齿轮34b、第3从动齿轮35b以及第4从动齿轮36b。最终传动驱动齿轮37a一体地形成在主轴31上。

另一方面，在主轴31的没有形成最终传动驱动齿轮37a的圆周面部分(纸面左侧)上，在周向上等间距地形成有在轴向上延伸的呈凹部形状的花键槽31a，第2从动齿轮34b、第3从动齿轮35b以及第4从动齿轮36b能够沿着主轴31的上述凹部形状在轴向上移动，并且在周向上受到主轴31的约束。此外，该第2至第4从动齿轮(34b至36b)的轴向移动受到来自车辆的指令的控制。

在第2至第4从动齿轮(34b至36b)中，第2从动齿轮34b的齿数Z2最多，并按照第3从动齿轮35b的齿数Z3、第4从动齿轮36b的齿数Z4的顺序齿数依次减少。

将第2从动齿轮34b设定为与第2驱动齿轮34a啮合，第2驱动齿轮34a与第2从动齿轮34b啮合而形成第2齿轮对33。同样地，将第3从动齿轮35b设定为与第3驱动齿轮35a啮合，第3驱动齿轮35a与第3从动齿轮35b啮合而形成第3齿轮对35，将第4从动齿轮36b设定为与第4驱动齿轮36a啮合，第4驱动齿轮36a与第4从动齿轮36b啮合而形成第4齿轮对36。

如上所述，第2至第4从动齿轮(34b至36b)依据来自车辆的指令在主轴31的轴向上移动，第2至第4齿轮对(34至36)之中只有一个齿轮对被选择，从而进行控制。其中，第2齿轮对的变速比r2为Z2/z2，第3齿轮对的变速比r3为Z3/z3，第4齿轮对的变速比r4为Z4/z4。当依据来自车辆的指令选择一个齿轮对时，主轴31在引擎轴30的旋转被所选择的齿轮对的变速比(r2至r4)减速或加速的情况下旋转。

如上所述，本实施方式的混合4WD在向前方起步的情况下，不使液体燃料引擎2工作，而靠第1及第2SR马达8、9工作进行起步，因而起步时没有必要以所需要的转矩使驱动轴39旋转。因此，从构造上，作为现有例的图7所示由变速比大的第1驱动齿轮33a和第1从动齿轮33b构成的第1齿轮对33不再需要。因此，与现有例相比，可谋求零部件数量的减少。

在与主轴31平行的位置上，驱动轴39与主轴31同样旋转自如地配置在变速器3中，在一个方向(纸面右方向)上，右前轮驱动轴39a从变速器3中伸出，在另一个方向(纸面左后方)上，左前轮驱动轴39b从变速器3中伸出。在变速器3内部的驱动轴39的轴向中央部，设置有差速齿轮38，在差速齿轮38的外周部上，连接着最终传动从动齿轮37b。

将最终传动从动齿轮37b设定为与在主轴31上一体形成的最终传动驱动齿轮37a啮合，由最终传动驱动齿轮37a与最终传动从动齿轮37b形成最终传动齿轮对37。其中，设最终传动驱动齿轮37a的齿数为zf，最终传动从动齿轮37b的齿数为Zf，则最终传动齿轮对37的减速比rf为Zf/zf。另外，在一般的车辆中，将减速比rf设定为约3至约6。

如上所述，引擎轴30的旋转由第2至第4齿轮对(34至36)之中被选择的一个齿轮对进行了变速，因而经最终传动齿轮对37减速后使驱动轴39旋转。因此，驱动轴39对引擎轴30的变速比R为R2＝r2×rf，R3＝r3×rf，R4＝r4×rf，R2最大，R3、R4依次减小，R4最小(R2＞R3＞R4)。

附带说明，在要求液体燃料引擎2开始进行驱动的中速且中等转矩的情况下，变速比R2被选择。在变速比为R2的情况下，若设引擎轴30的转数为Ne，则驱动轴39的转数Nd为Nd＝Ne/R2。在一般的车辆中，多将变速比R2设定为约6至9，将变速比R3设定为约4至7，将变速比R4设定为约3至5。因此，在从要求低速且高转矩的向前方的起步至中速且中等转矩的行驶条件下，在第1及第2SR马达8、9进行驱动、液体燃料引擎2不进行驱动的本实施方式中，将驱动轴39的转数Nd对引擎轴30的转数Ne的变速比设定为10以下。

在图7所示的现有例中，作为用来使车辆后退的变速器3的构造，在如上所述变速器3内部的引擎轴30的距液体燃料引擎较近一侧(纸面右侧)的端部上，反向驱动齿轮32a一体形成在引擎轴30上，并且在主轴31上，反向从动齿轮32b一体形成在主轴31上。再有，变速器3中，具有能够在分别平行配置的引擎轴30及主轴31的轴向上移动的反向空转齿轮32c。这样，作为用来使车辆后退的变速器3的构造，存在着由反向驱动齿轮32a、反向从动齿轮32b以及反向空转齿轮32c构成的反向齿轮组32。

但是，在本实施方式中，车辆的后退是靠第1及第2SR马达8、9的驱动进行，不进行以液体燃料引擎2进行的驱动。因此，在本实施方式的变速器3中，不需要上述反向齿轮组32，因而没有设置反向齿轮组。由此，与现有例相比，实现了变速器3的零部件数量的削减。

如上所述，本实施方式的变速器3中，不需要像图7所示现有例那样设置变速比大的第1齿轮对33以及反向齿轮组32，因而变速器3的零部件数量大幅度减少。此外，由于未设置第1齿轮对33以及反向齿轮组32，因而与现有例相比，实现了变速器3的大幅度小型轻量化。由此，可提供变速器3的小型化得到提高的四轮驱动混合型电动汽车100。

下面，就本发明的实施方式中所使用的第1及第2SR马达8、9的构造进行说明。此外，第1及第2SR马达8、9使用的是与以下说明的同一构造的SR马达8(9)。图5是SR马达的透视图，图6是图5的A-A向剖视的SR马达的剖视图。

本实施方式的SR马达8(9)，具有圆筒形状的定子42以及旋转自如地配置在定子42的内侧的转子44，该定子42在半径方向内侧具有等间距一体地形成的6个定子突极46，该转子44在半径方向外侧具有等间距一体地形成的4个转子突极47。此外，定子42与转子44由薄钢板一体地层叠而形成。定子突极46上分别卷绕着U相、V相及W相的线圈48。在转子44的中央部，设置有与轴45嵌合用的孔，轴45被固定在该嵌合用的孔中。

在内部配置了转子44的定子42的两端，分别配置有前支架41和尾支架43，通过固定螺栓49固定在定子42上。此外，在前支架41及尾支架43的中央部，分别配置有轴承(未图示)，以该轴承对转子44的轴45进行轴承支撑，使之旋转自如。并且，通过向线圈48供给第1或第2马达驱动信号，使转子44旋转。

这样，通过将第1及第2SR马达8、9不是配置在车轮内而是配置在车辆本体1的后部，能够提供第1及第2SR马达8、9的布局自由度得到提高、SR马达和制动盘的散热性得到提高的四轮驱动混合型电动汽车。

根据本发明，通过将SR马达配置在车轮以外的车辆本体中，能够提供将SR马达布局在车辆中时的自由度得到提高、SR马达和制动盘的散热性得到提高的四轮驱动混合型电动汽车。此外，通过向前方和后方起步时积极利用电动马达的驱动，能够提供可使变速器小型化的四轮驱动混合型电动汽车。

Claims (7)

1.一种混合型电动汽车，其特征是，具有：

车辆的车辆本体；

液体燃料引擎，所述液体燃料引擎配置在所述车辆本体的前部，具有靠液体燃料的燃烧而旋转的引擎轴；

变速器，所述变速器机械地连接在所述液体燃料引擎的所述引擎轴上，对所述引擎轴的旋转进行加速或减速，具有将所述引擎轴的经过加减速的旋转输出的输出部；

第1及第2前轮，所述第1及第2前轮旋转自如地配置在所述车辆本体的前部的左右而且机械地连接在所述变速器的所述输出部上，经由所述变速器在所述液体燃料引擎的所述引擎轴的作用下进行旋转；

液体燃料箱，所述液体燃料箱配置在所述车辆本体的后部，容纳向所述液体燃料引擎供给的所述液体燃料；

第1及第2开关磁阻马达，所述第1及第2开关磁阻马达分别配置在所述车辆本体的后部的左右，具有输出轴；

第1及第2后轮，所述第1及第2后轮旋转自如地配置在所述车辆本体的后部的左右，经由减速机构分别机械地连接在所述第1及第2开关磁阻马达的所述输出轴上，靠所述第1及第2开关磁阻马达的所述输出轴的旋转而旋转；

第1及第2逆变器，所述第1及第2逆变器连接在所述第1及第2开关磁阻马达上，供给用来驱动所述第1及第2开关磁阻马达的第1及第2马达驱动信号；

第1电池，所述第1电池连接在所述第1及第2逆变器上，将用来向所述第1及第2开关磁阻马达供给所述第1及第2马达驱动信号的电力供给所述第1及第2逆变器。

2.如权利要求1所记载的混合型电动汽车，其特征在于，具有：

第1及第2前轮旋转传感器，所述第1及第2前轮旋转传感器设置在所述第1及第2前轮的近旁，对所述第1及第2前轮的旋转信息进行检测；

第1及第2后轮传感器，所述第1及第2后轮传感器设置在所述第1及第2后轮的近旁，对所述第1及第2后轮的旋转信息进行检测；

旋转信号处理装置，所述旋转信号处理装置连接在所述第1及第2前轮传感器以及所述第1及第2后轮传感器上，对所述第1及第2前轮以及所述第1及第2后轮的旋转信息进行处理，输出所述车辆的速度信号；

第1控制装置，所述第1控制装置连接在所述旋转信号处理装置上，当所述旋转信号处理装置输出的所述速度信号超过预先设定的第1值时，产生以所述液体燃料引擎对所述第1及第2前轮进行驱动的第1驱动控制信号，向所述液体燃料引擎供给第1驱动控制信号；

第2控制装置，所述第2控制装置连接在所述旋转信号处理装置以及所述第1及第2逆变器上，在所述旋转信号处理装置输出的所述速度信号达到比所述第1值大的预先设定的第2值之前，向所述第1及第2逆变器输出指令信号，所述指令信号用来供给用于对所述第1及第2开关磁阻马达进行驱动的第1及第2马达驱动信号。

3.如权利要求2所记载的混合型电动汽车，其特征在于，具有：

第1发电机，所述第1发电机连接在所述第1电池上并且配置在所述液体燃料引擎的近旁，靠所述燃料引擎的所述引擎轴的旋转进行发电，将发出的电力供给所述第1电池；

插接装置，所述插接装置配置在所述车辆本体中并且连接在所述第1电池上，具有与家用插头进行连接的连接端子，将来自所述家庭用电源的电力供给所述第1电池。

4.一种混合型电动汽车，其特征在于，具有：

车辆的车辆本体；

驱动指令装置，所述驱动指令装置通过乘员的操作，输出所述车辆的前进的起步信号及后退的起步信号；

液体燃料引擎，所述液体燃料引擎配置在所述车辆本体的前部，具有靠液体燃料的燃烧而旋转的引擎轴；

变速器，所述变速器机械地连接在所述液体燃料引擎的所述引擎轴上，对所述引擎轴的旋转进行加速或减速，具有将所述引擎轴的经过加速或减速的旋转输出的驱动轴，驱动轴的旋转相对于引擎轴的旋转的变速比为10以下；

第1及第2前轮，所述第1及第2前轮旋转自如地配置在所述车辆本体的前部的左右而且机械地连接在所述变速器的所述驱动轴上，经由所述变速器在所述液体燃料引擎的所述引擎轴的作用下进行旋转；

液体燃料箱，所述液体燃料箱配置在所述车辆本体的后部，容纳向所述液体燃料引擎供给的所述液体燃料；

第1及第2开关磁阻马达，所述第1及第2开关磁阻马达分别配置在所述车辆本体的后部的左右，具有输出轴，向前进方向驱动车辆或向后退方向驱动车轮；

第1及第2后轮，所述第1及第2后轮旋转自如地配置在所述车辆本体的后部的左右，经由减速机构分别机械地连接在所述第1及第2开关磁阻马达的所述输出轴上，靠所述第1及第2开关磁阻马达的所述输出轴的旋转而旋转；

第1及第2逆变器，所述第1及第2逆变器连接在所述第1及第2开关磁阻马达上，产生用来驱动所述第1及第2开关磁阻马达的第1及第2马达驱动信号，将第1及第2马达驱动信号分别供给所述第1及第2开关磁阻马达；

第1电池，所述第1电池连接在所述第1及第2逆变器上，将用来产生所述第1及第2马达驱动信号的电力供给所述第1及第2逆变器；

第1发电机，所述第1发电机连接在所述第1电池上并且配置在所述液体燃料引擎的近旁，靠所述燃料引擎的所述引擎轴的旋转进行发电，将发出的电力供给所述第1电池；

插接装置，所述插接装置配置在所述车辆本体中并且连接在所述第1电池上，具有与家用插头进行连接的连接端子，将来自所述家庭用电源的电力供给所述第1电池；

第1及第2前轮旋转传感器，所述第1及第2前轮旋转传感器设置在所述第1及第2前轮的近旁，对所述第1及第2前轮的旋转信息进行检测；

第1及第2后轮旋转传感器，所述第1及第2后轮旋转传感器设置在所述第1及第2后轮的近旁，对所述第1及第2后轮的旋转信息进行检测；

旋转信号处理装置，所述旋转信号处理装置连接在所述第1及第2前轮传感器以及所述第1及第2后轮传感器上，对所述第1及第2前轮以及所述第1及第2后轮的旋转信息进行处理，输出所述车辆的速度信号；

第1控制装置，所述第1控制装置连接在所述旋转信号处理装置上，当所述旋转信号处理装置输出的所述速度信号超过预先设定的第1值时，产生以所述液体燃料引擎对所述第1及第2前轮进行驱动的第1驱动控制信号，向所述液体燃料引擎供给第1驱动控制信号；

第2控制装置，所述第2控制装置连接在所述驱动指令装置、所述旋转信号处理装置以及所述第1及第2逆变器上，在接收到来自所述驱动指令装置的前进起步信号时，在所述旋转信号处理装置输出的所述速度信号达到比所述第1值大的预先设定的第2值之前，向所述第1及第2逆变器输出前进指令信号，所述前进指令信号指令产生用来向前进方向驱动车辆的第1及第2马达驱动信号，并且，在接收到来自所述驱动指令装置的后退的起步信号时，向所述第1及第2逆变器输出后退指令信号，所述后退指令信号指令产生用来向后退方向驱动车辆的第1及第2马达驱动信号。

5.如权利要求1所记载的混合型电动汽车，其特征在于，所述第1值与所述第2值大略相同。

6.如权利要求4所记载的混合型电动汽车，其特征在于，所述第1值与所述第2值大略相同。

7.如权利要求1至6之任一权利要求所记载的混合型电动汽车，其特征在于，具有：

第2电池，所述第2电池是用来向第1及第2开关磁阻马达以外的车辆用辅助设备供给电力的、蓄电电压为50V以下的铅蓄电池，

第2发电机，所述第2发电机与所述第2电池连接并且配置在所述液体燃料引擎的近旁，将通过所述燃料引擎的所述引擎轴的旋转而发出的电力供给所述第2电池；

所述第1电池是蓄电电压超过50V的锂离子电池。

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