JP2019528206A - ハイブリッド駆動モジュール - Google Patents

Abstract

ハイブリッド駆動モジュールは、少なくとも１つのカップリング（１３０，１４０）を介して関連する内燃機関（２０）のクランクシャフト（２２）に電気モーター（１１０）を連結するチェーン駆動（１２０）を囲むハウジング（１７０）を備える。ハウジング（１７０）は、リザーバー（１９０）と、電気モーター（１１０）の部分へのアクセスを可能にする取り外し可能な蓋（４００）と、をさらに備え、蓋（４００）は、前記のリザーバー（１９０）から間隔を置いて配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド駆動モジュールおよびそのようなモジュールで電気モーターを位置決めおよび封止する態様に関する。

乗用車用のハイブリッドパワートレインは、関心を集めており、そのような用途向けの様々な解決策が近年提案されている。特に、既存のパワートレインに加えられる独立したモジュールとしてハイブリッド機能を提供することが、提案されている。既存のハイブリッド駆動モジュールの一例は、第１スプロケットを含み、第１スプロケットは、デュアルマスフライホイールおよび切断クラッチを介して間接的に内燃機関のクランクシャフトに、および第２スプロケットに駆動連結される電気モーター（好ましくは４８Ｖ電気モーター）に、接続されるように意図されている。スプロケットは、純電気駆動、回復、けん引モード、およびブーストなどの様々な駆動モードを可能にするために、ベルトによって連結され、このようにしてベルト駆動を形成する。この従来技術のシステムでは、電気モーター、フライホイール、クラッチ、およびベルト駆動は、既存のパワートレインに加えられることができるスタンドアローンモジュールとして形成される。

ハイブリッド駆動モジュールの移動部品（すなわち、デュアルマスフライホイールおよびクラッチ）は潤滑される必要があるが、ベルト駆動を乾燥した環境に配置することが重要である。この理由から、移動部品用の潤滑システムを提供する必要があるだけでなく、ハイブリッド駆動モジュールのハウジングも、フライホイール／クラッチコンパートメントからベルト駆動コンパートメントへのオイル漏れを回避するために、独立した封止コンパートメントとして設計されなければならない。従って、ハイブリッド駆動モジュール全体の複雑なパッキングが必要である。複雑であり得る一態様は、電気モーターにアクセスすることを可能にするための電気モーターの位置決めである。

従って、本明細書の教示の目的は、従来技術の解決策の不利な点を克服する改良されたハイブリッド駆動モジュールを、提供することである。

第１態様によると、ハイブリッド駆動モジュールが提供される。ハイブリッド駆動モジュールは、少なくとも１つのカップリングを介して内燃機関のクランクシャフトに電気モーターを連結するチェーン駆動を囲むハウジングを備える。ハウジングは、リザーバーと、電気モーターの部分へのアクセスを可能にする取り外し可能な蓋とをさらに備える。蓋は、前記のリザーバーから間隔を置いて配置される。本発明は、向上した信頼性および向上したサービス性を有するハイブリッド駆動モジュール用電気モーターを与える。

実施形態では、ハイブリッド駆動モジュールは、ハウジングを閉じるカセットを備える。閉じたハウジングは、密閉エンクロージャーおよびオイル用リザーバーを形成する。

一実施形態では、カセットは、向上した強度および耐久性のために金属から製造される。

実施形態では、カセットは、減少したコストおよび重量のためにガラス繊維強化ポリマーなどの、強化ポリマーから製造される。

ハイブリッド駆動モジュールの蓋は、電気モーターをカセットに封止するように構成されてよい。電気モーターは、このようにして外的要素の侵入から封止される。

蓋は、蓋の取り外しが電気モーターのスピンドルナットへのアクセスを提供するように、構成されてよい。

実施形態では、蓋は、オイルを囲むように構成される。オイルは、チェーン駆動の冷却または潤滑に使用され得る。

一実施形態では、ハウジングは、イヤー構造を備え、電気モーターは、イヤー構造に封止される。

実施形態では、電気モーターには、リザーバーからモーターを封止するように構成されたＯリングが設けられている。

本明細書の教示の実施形態は、実施形態がどのように実行されるかについての非限定的例を示す添付図面を参照して、以下でさらに詳しく記載される。

一実施形態によるハイブリッド駆動モジュールの概略図を示す。 実施形態によるハイブリッド駆動モジュールの部分の断面図である。 実施形態によるハイブリッド駆動モジュールの部分の等角図である。 実施形態によるハイブリッド駆動モジュールのハウジングを閉じるカセットの等角図である。 実施形態によるハイブリッド駆動モジュールの等角図である。 エンジンブロックの断面図での電気モーターを含むハイブリッド駆動モジュールの等角図である。

図１に始まり、車両のエンジンアセンブリ１０の配置図が示されている。車両は、典型的に乗用車であり、エンジンアセンブリは、内燃機関２０および実施形態によるハイブリッド駆動モジュール１００を備える。以下で説明されるように、ハイブリッド駆動モジュール１００は、ハイブリッド駆動モジュール１００と直列に配置されるトランスミッション（図示せず）に追加の駆動トルクを提供するために、内燃機関２０のクランクシャフト２２に機械的に連結される。従って、トランスミッションは、図１からはっきり分かるようにクランクシャフト２２にも連結される。

ハイブリッド駆動モジュール１００は、電気モーター１１０と、電気モーター１１０をクランクシャフト２２に連結するチェーン駆動１２０とを備える。電気モーター１１０は、このため、チェーン駆動１２０の第１スプロケット１２２を駆動し、電気モーター１１０が作動すると、第１スプロケット１２２の回転運動が、チェーン１２６を介して第２スプロケット１２４に伝えられる。

第２スプロケット１２４は、１つ以上のカップリングを介してクランクシャフト２２に駆動連結される。図１に示されている実施形態では、第２スプロケット１２４は、デュアルマスフライホイール１４０から駆動トルクを受ける切断クラッチ１３０の出力に連結される。別のねじれ減衰／吸収装置に置き換えられ得るデュアルマスフライホイール１４０は、クランクシャフト２２から直接入力トルクを受ける。しかしながら、このため、切断クラッチ１３０および／またはデュアルマスフライホイール１４０（またはその代替）は、省略され得る、または別の適切なカップリングに置き換えられ得る。

また図１に示されているのは、さらなる任意のクラッチ１５０であり、ここではローンチクラッチを表している。ローンチクラッチ１５０は、下流に、すなわち、トランスミッションの上流のハイブリッド駆動モジュール１００の出力側に、配置される。ローンチクラッチ１５０は、トルクコンバーターまたは同様のものに置き換えられ得ることが、理解されるべきである。

電気モーター１１０は、好ましくは４８Ｖモーター／オルタネーターであり、それは、従って車両の既存のパワートレインにハイブリッド機能を提供するのに使用されることができる。

ハイブリッド駆動モジュール１００の全体は、潤滑システムも備え、それは、本明細書に提示された様々な実施形態に従って、チェーン１２６がハイブリッド駆動モジュール１００の回転部分（すなわち、１つ以上のカップリング１３０，１４０）に潤滑オイルを循環させるのに役立つという原理に、基づく。さらに注目すべきは、ローンチクラッチまたはトルクコンバーター１５０も利用する場合、この部品は、ハイブリッド駆動モジュール１００内に配置されることもでき、従って同じ潤滑システムから恩恵を受けることである。

ある実施形態では、潤滑システムは、オイルポンプ１６０によって支えられ得る。

潤滑オイルは、この開示の文脈内で、あらゆるオートマティック・トランスミッション液、エンジンオイル、または特定の用途に適した他の種類の潤滑および冷却流体をカバーするように、広く解釈されるべきである。

提示された解決策の１つの主な利点は、わずかな所要パッケージ空間である。今度は図２を見ると、ハイブリッド駆動モジュール１００の部分の断面が示され、ハイブリッド駆動モジュール１００の小型化を示している。

クランクシャフト２２は、デュアルマスフライホイール１４０の１次慣性質量体１４２に入力トルクを提供する。デュアルマスフライホイール１４０の２次慣性質量体１４４は、切断クラッチ１３０の入力側に連結され、ここではリミテッドスリップカップリングの形である。切断クラッチ１３０の出力側は、チェーン１２６を支える第２スプロケット１２４に連結されている。好ましくは、１つ以上のばねが提供されてよく、慣性質量体１４２，１４４を互いに接続し、２次慣性質量体１４４が１次慣性質量体１４２に対して回転できるようになっており、ばねが変形することができ、内燃機関２０から伝えられるねじれ振動を減らす。

デュアルマスフライホイール１４０と切断クラッチ１３０とは、クランクシャフト２２の周りに同軸に配置され、それによってハイブリッド駆動モジュール１００の軸方向長さを減少させる。

図３では、エンジンアセンブリ１０が再び示されている。見られるように、ハイブリッド駆動モジュール１００は、ハウジング１７０に囲まれる。ハウジング１７０は、内燃機関２０のエンジンブロック２６の端部２４、端部２４に取り付けられてエンジンブロック２６から外側に延びるイヤー構造１８０、およびハウジング１７０を封止するカセット（図５参照）によって、形成される。イヤー構造１８０は、電気モーター１１０およびチェーンアセンブリ１２０の第１スプロケット１２２を入れるためのスペースを確保するように提供され、デュアルマスフライホイール１４０、切断クラッチ１３０、および第２スプロケット１２４は、端部２４内の円形領域内に適合するように寸法決めされる。

ハウジング１７０は、任意に端部２４内の円形領域に延びる、イヤー構造１８０内に配置されたインサート２００によってリザーバー１９０を形成する。リザーバー１９０は、動作中オイルを含むように、および動作中チェーン１２６に潤滑を提供するように、配置される。

リザーバー１９０の提供は、完全にパッシブな潤滑システムを可能にし、ハイブリッド駆動モジュール１００の回転部分に十分な潤滑を提供するのに外部オイルポンプまたはチャネルを必要としないことを、意味する。具体的には、動作中、チェーン１２６は、オイルがリザーバー１９０に流入するように、第１スプロケット１２２の上端でオイルを注ぐ。リザーバー内のオイルレベルが一定の高さに到達するとき、リザーバー１９０に設けられている出口は、オイルが、チェーン１２６が第１スプロケット１２２と接触する位置でリザーバー１９０を出ることができるようにする。そのような構成により、チェーン１２６は、それ自体の動きによって潤滑される。

リザーバーに運ばれないオイルの量は、最終的には、ハウジング１７０の底に下方に落下する。イヤー構造１８０は、端部２６の円形領域の最下点を少し超える垂直位置に配置されるので、オイルは、第２スプロケット２４、デュアルマスフライホイール１４０、チェーン１２６、および切断クラッチが回転する円形領域の最下領域に行き着く。この理由で、これらの回転部分１２４，１２６，１３０，１４０、特にデュアルマスフライホイール１４０の１次慣性質量体１４２は、オイルを拾い上げ、それを周囲に進ませる。任意に、同じオイルが、回路を通じて、向上した冷却および潤滑のために回転部分に送られてよい。そのような回路は、例えば、ハイブリッド駆動モジュール１００の様々な部品から過度の熱を取り除く熱交換器を含んでよい。

最終的には、このオイルは、リザーバー１９０に再び流入する。このため、リザーバー１９０の入口は、主にチェーンから、しかし他の回転部分１３０，１４０からも、オイルを受けるように寸法決めされる。

磁石２１６は、好ましくは、オイル内に含まれる金属粒子を引き付けるために、リザーバー１９０の底に配置される。任意に、磁石２１６は、フィルターまたは動作中潤滑流体を浄化する他の適切な手段に置き換えられてよい、またはそれと組み合わせられてよい。

今度は図４を見ると、カセット２２０が示されている。カセット２２０は、ハウジング１７０用のクロージャーを形成し、カセット２２０は、従ってハウジング１７０の全体に、すなわちエンジンブロック２６の端部２４およびそれに取り付けられたイヤー構造１８０に、適合するように寸法決めされる。カセット２２０の目的は、結果的に、ハイブリッド駆動アセンブリ１００用の封止クロージャーを提供することである。カセット２２０は、金属から製造されてよい。例えば、カセット２２０は、アルミニウム、マグネシウムまたはさらに両方の組み合わせから構成されるなど、それを含んでよい。カセット２２０は、さらに、強化ポリマーから製造されてよい。例えば、カセット２２０は、ガラス繊維強化ポリマーから構成されるなど、それを含んでよい。強化ポリマーは、金属カセット２２０と比較して重量およびコストにおいて利点を有する。

上記で提示された実施形態は、潤滑オイルをハイブリッド駆動モジュール１００内で循環させ得るチェーン駆動１２０およびリザーバー１９０を使用して、ハイブリッド駆動モジュール１００全体のパッシブな潤滑システムを利用するという同じ技術概念を全て共有する。

図３および５では、取り外し可能な蓋４００が見られ、電気モーター１１０の面を封止している。蓋４００は、外部環境からモーター１１０を封止し、取り外されるときに電気モーター１１０の部分へのアクセスを可能にする。例えば図３に見られるように、電気モーター１１０は、リザーバー１９０から封止され、蓋４００は、リザーバー１９０から間隔を置いて配置される。電気モーター１１０にアクセスするために蓋４００を取り外すときに、カセット２２０は、リザーバー１９０を封止するようにハウジングに依然として取り付けられてよいことを意味する。

蓋４００は、電気モーター１１０のスピンドルナットをカバーするように配置されてよい。蓋４００は、カセット２２０とは別個であり、カセット２２０または蓋４００のいずれか、または両方が個々に取り外されることができる。蓋は、電気モーターに蓋を固定するための固定要素４０１を備える。図５では、３つの固定要素４０１が示されている。カセット２２０とは別個である蓋は、カセット２２０の事前の取り外しを必要とせずに、電気モーター１１０のスピンドルナットへのアクセスを可能にする。蓋４００は再利用可能であってよい、または、それは定期的に処分可能であってよい。蓋は、定期保守時に処分されてよい。図３に見られるように、蓋４００は、第１スプロケット１２２を囲まない。蓋４００は、ハイブリッド駆動モジュール１００を冷却および潤滑するのに使用されるオイルから電気モーター１１０のシャフトおよび／またはスピンドルナットを封止することができる。電気モーター１１０は、図６に示されているＯリング４１０で、リザーバー１９０および／またはオイルから封止される。上記のように、Ｏリングは、電気モーター１１０、電気モータースピンドル、およびスピンドルナットを封止する。

改良された概念は、本明細書に記載される実施形態に決して限定されず、いくつかの変更が、添付の「特許請求の範囲」の要旨から逸脱することなく実現可能であることが、言及されるべきである。

Claims (9)

1. ハイブリッド駆動モジュールであって、少なくとも１つのカップリング（１３０，１４０）を介して関連する内燃機関（２０）のクランクシャフト（２２）に電気モーター（１１０）を連結するチェーン駆動（１２０）を囲むハウジング（１７０）を備え、前記ハウジング（１７０）は、リザーバー（１９０）と、電気モーター（１１０）の部分へのアクセスを可能にする取り外し可能な蓋（４００）と、をさらに備え、蓋（４００）は、前記リザーバー（１９０）から間隔を置いて配置される、ハイブリッド駆動モジュール。
2. 請求項１に記載のハイブリッド駆動モジュールであって、ハウジング（１７０）は、ハウジング（１７０）を閉じるカセット（２２０）を備える、ハイブリッド駆動モジュール。
3. 請求項２に記載のハイブリッド駆動モジュールであって、カセット（２２０）は、金属から製造されている、ハイブリッド駆動モジュール。
4. 請求項２に記載のハイブリッド駆動モジュールであって、カセット（２２０）は、ガラス繊維強化ポリマーなどの、強化ポリマーから製造されている、ハイブリッド駆動モジュール。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動モジュールであって、蓋（４００）は、電気モーター（１１０）をカセット（２２０）に封止するように構成されている、ハイブリッド駆動モジュール。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動モジュールであって、蓋（４００）は、前記蓋（４００）の取り外しが前記電気モーター（１１０）のスピンドルナットへのアクセスを提供するように、構成されている、ハイブリッド駆動モジュール。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動モジュールであって、リザーバー（１９０）は、オイルを囲むように構成されている、ハイブリッド駆動モジュール。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動モジュールであって、ハウジングは、イヤー構造（１８０）を備え、電気モーター（１１０）は、イヤー構造（１８０）に封止される、ハイブリッド駆動モジュール。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動モジュールであって、電気モーター（１１０）には、リザーバー（１９０）からモーター（１１０）を封止するように構成されたＯリングが設けられている、ハイブリッド駆動モジュール。
   

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