(57)【要約】  ハイブリッド式ドライブトレーンは、車両の二つの駆動輪に対して機械的動力を供給する内燃式エンジン(ＩＣＥ)を備える。各駆動輪は、車両に配されたステータと、駆動輪に対して直に連結されたローターとを有する個々のハブモーターを備える。ＩＣＥと駆動輪との間の相互連結は、ＩＣＥの出力シャフトと各駆動輪との間に設けられたカルダン継手を用いてなされている。したがって、ハブモーターを作動させたとき、ドライブトレーンはパラレル型ハイブリッドモード(このモードではＩＣＥおよびハブモーターのいずれもが車輪の回転に寄与する)となる。ドライブトレーンはさらに、ハブモーターを作動させていないときには通常モードに、そしてＩＣＥが休止しているときには完全な電動モードにすることができる。
2008512294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの駆動輪を備えた車両用のハイブリッド式ドライブトレーンであって、
前記少なくとも一つの駆動輪のそれぞれ一つと関係付けられた少なくとも一つのハブモーターと、
回転可能な出力シャフトを備えたエンジンと、を具備してなり、
前記少なくとも一つのハブモーターのそれぞれは、
前記車両に対して配設されたステータと、
前記少なくとも一つの駆動輪の前記それぞれ一つに対して取り付けられたローターと、を具備してなり、
前記回転可能な出力シャフトは、前記少なくとも一つの駆動輪の前記それぞれ一つに対して、連係動作可能に連結されていることを特徴とするハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項２】
少なくとも一つのカルダン継手アセンブリをさらに具備してなり、
前記少なくとも一つのカルダン継手アセンブリのそれぞれは、前記ローターのそれぞれ一つと、前記回転可能な出力シャフトとを相互連結していることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項３】
前記回転可能な出力シャフトと、前記少なくとも一つのカルダン継手アセンブリとを相互連結するトランスミッションをさらに具備してなることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項４】
前記少なくとも一つのカルダン継手アセンブリは、この少なくとも一つのカルダン継手アセンブリと前記少なくとも一つのハブモーターとの間に設けられたシールによって部分的に支持されていることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項５】
前記少なくとも一つのハブモーターは、前記少なくとも一つのカルダン継手アセンブリの一部を収容するための凹部を備え、これによって両者間の相互連結状態を増強するようになっていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項６】
カップリング要素をさらに具備してなり、
前記カップリング要素は、
前記ローターと、前記少なくとも一つの駆動輪の前記それぞれ一つとを相互連結すると共に、
前記回転可能な出力シャフトと、前記ローターおよび前記少なくとも一つの駆動輪の前記それぞれ一つのものの両方とを相互連結するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項７】
前記カップリング要素を介して、前記ローターのそれぞれ一つと、前記回転可能な出力シャフトとを相互連結する少なくとも一つのカルダン継手アセンブリをさらに具備してなることを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項８】
前記少なくとも一つのカルダン継手アセンブリは突条構造出力シャフトを具備してなり、
前記カップリング要素は、前記突条構造出力シャフトを受けるための突条構造孔を有することを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項９】
前記カップリング要素は、
前記少なくとも一つの駆動輪との相互連結のための第１の相互連結部分と、
前記回転可能な出力シャフトとの相互連結のための第２の相互連結部分と、
前記ローターとの相互連結のための第３の相互連結部分と、
を有する長尺体の形態であることを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの駆動輪は、
ハブと、
前記ハブに対して取り付けられたリムと、を含み、
前記第１の相互連結部分は、前記ハブにぴったり合うようにそれを補完するために略円柱形であることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１１】
前記第２の相互連結部分は、前記第１の相互連結部分から、前記回転可能な出力シャフトに向って延在していることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１２】
前記第３の相互連結部分は、前記ローターに対する固定のための、前記第１および第２の相互連結部分の一方から延在する周縁フランジを備えることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１３】
前記カップリング要素は、ファスナーを介して、前記ローターに対して取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１４】
前記少なくとも一つのハブモーターは二つのハブモーターを含み、
前記少なくとも一つのカルダン継手アセンブリは二つのカルダン継手アセンブリを含み、
前記二つのハブモーターのそれぞれは、前記二つのカルダン継手アセンブリのそれぞれ一方を介して、前記回転可能な出力シャフトに対して取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１５】
前記少なくとも一つのハブモーターは外部ローター型のものであることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１６】
前記エンジンは内燃式エンジン(ＩＣＥ)であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１７】
通常運転モードでの動作時には、前記エンジンが作動させられて、前記回転可能な出力シャフトを回転させ、これによって前記少なくとも一つの駆動輪を駆動し、前記少なくとも一つのハブモーターは作動させられず、前記ローターは自由回転するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１８】
ハイブリッド駆動モードでの動作時には、前記エンジンが作動させられて、前記回転可能な出力シャフトを回転させ、これによって前記少なくとも一つの駆動輪を駆動し、前記少なくとも一つのハブモーターが作動させられて、前記ステータを流れる電流が生じ、前記ローターのさらなる回転を引き起こし、前記ローターの前記回転によって前記駆動輪の回転が引き起こされるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項１９】
電気駆動モードでの動作時には、前記エンジンは作動させられず、前記少なくとも一つのハブモーターが作動させられて、前記ステータを流れる電流が生じ、前記ローターの回転を引き起こし、前記ローターの前記回転によって前記駆動輪の回転が引き起こされるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項２０】
前記ローターおよびステータを取り囲むケーシングをさらに具備してなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ドライブトレーン。
【請求項２１】
回転可能な出力シャフトを備えたエンジンを含むハイブリッド式ドライブトレーンを備えた車両の駆動輪部のためのハブモーターであって、
前記車両に配設されたステータと、
ローターと、
前記ローターと前記駆動輪との相互連結および前記回転可能な出力シャフトと前記ローターおよび前記駆動輪の両方との相互連結のためのカップリング要素と、
を具備してなることを特徴とするハブモーター。
【請求項２２】
前記カップリング要素は、ファスナーを介して、前記ローターに対して取り付けられていることを特徴とする請求項２１に記載のハブモーター。
【請求項２３】
前記エンジンは内燃式エンジン(ＩＣＥ)であることを特徴とする請求項２２に記載のハブモーター。
【請求項２４】
前記ローターおよびステータを取り囲むケーシングをさらに具備してなることを特徴とする請求項２２に記載のハブモーター。
【請求項２５】
出力シャフトを備えたエンジンをさらに具備してなるハイブリッド式ドライブトレーン内で、ハブモーターのローターを駆動輪に対して相互連結するためのカップリング要素であって、
前記駆動輪との相互連結のための第１の相互連結部分と、
前記出力シャフトとの相互連結のための第２の相互連結部分と、
前記ローターとの相互連結のための第３の相互連結部分と、
を具備してなることを特徴とするカップリング要素。
【請求項２６】
前記駆動輪は、ハブと、このハブに対して配設されたリムとを含み、
前記第１の相互連結部分は、前記ハブにぴったり合うようにそれを補完するために略円柱形であることを特徴とする請求項２５に記載のカップリング要素。
【請求項２７】
前記第２の相互連結部分は、カルダン継手アセンブリを介した、前記出力シャフトとの相互連結を可能とするようになっていることを特徴とする請求項２５に記載のカップリング要素。
【請求項２８】
前記カルダン継手アセンブリは突条構造出力シャフトを具備してなり、
前記第２の相互連結部分は、前記突条構造出力シャフトを受けるための突条構造孔を含むことを特徴とする請求項２７に記載のカップリング要素。
【請求項２９】
前記カルダン継手アセンブリは、このカルダン継手アセンブリと前記ハブモーターとの間に設けられたシールによって部分的に支持されていることを特徴とする請求項２８に記載のカップリング要素。
【請求項３０】
前記第３のカップリング要素は、前記ローターに対する固定のために、前記第１および第２の相互連結部分の一方から延在する周縁フランジを含むことを特徴とする請求項２５に記載のカップリング要素。
【請求項３１】
第１および第２の駆動輪を備えた車両用のハイブリッド式ドライブトレーンであって、
出力シャフトを備えた内燃式エンジン(ＩＣＥ)と、
それぞれが個々の駆動輪と関係付けられた第１および第２のハブモーターであって、ステータおよびローターを備え、前記ステータが前記車両に配設されてなると共に前記ローターが個々の駆動輪に対して配設されている第１および第２のハブモーターと、
前記出力シャフトと前記第１の駆動輪とを相互連結する第１のカルダン継手アセンブリと、
前記出力シャフトと前記第２の駆動輪とを相互連結する第２のカルダン継手アセンブリと、を具備してなり、
ａ)前記ハブモーターを作動させたとき、前記ドライブトレーンはパラレル型ハイブリッド駆動モードに置かれ、かつｂ)前記ハブモーターを作動させないとき、前記ドライブトレーンは通常駆動モードとなることを特徴とするハイブリッド式ドライブトレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド式ドライブトレーンに関する。さらに詳しく言うと、本発明は、車両の駆動輪の中に電動ハブモーターを備えたハイブリッド式ドライブトレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド式ドライブトレーンを有する車両は従前よく知られている。それらは、たいてい、内燃式エンジン(ＩＣＥ)と、車両の少なくとも一つの駆動輪に動力を伝達可能な電気駆動モーターとを備えている。
【０００３】
ハイブリッド式ドライブトレーンは、車両の車輪に動力を伝達するために駆動モーターおよびＩＣＥを同時にあるいは別個に使用可能である場合には、パラレル型ハイブリッド式ドライブトレーンと呼ばれる。このパラレル型ハイブリッド式ドライブトレーンにおいては、ＩＣＥはまた、発電機を介して車両のバッテリーを再充電するのに使用できる。ある種のハイブリッド式ドライブトレーンは完全にパラレル型であり、あるものはパラレル型からシリアル形態へと選択的に変更可能である。
【０００４】
初期のパラレル型ハイブリッド駆動源は、後輪と関係付けられた電動モーターと、前輪と関係付けられたＩＣＥとを含んでいた。この構成は、車両内部で大きな空間を占めるという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、それゆえ、ハブモーターを備えたハイブリッド式ドライブトレーンの改善を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
さらに詳しく言うと、本発明の第１の態様によれば、少なくとも一つの駆動輪を備えた車両用のハイブリッド式ドライブトレーンが提供され、このドライブトレーンは、少なくとも一つの駆動輪のそれぞれ一つと関係付けられた少なくとも一つのハブモーターと、回転可能な出力シャフトを備えたエンジンとを具備してなり、少なくとも一つのハブモーターのそれぞれは、車両に対して配設されたステータと、少なくとも一つの駆動輪のそれぞれ一つに対して取り付けられたローターとを具備してなり、回転可能な出力シャフトは、少なくとも一つの駆動輪のそれぞれ一つに対して連係動作可能に連結されている。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、回転可能な出力シャフトを備えたエンジンを含むハイブリッド式ドライブトレーンを備えた車両の駆動輪部のためのハブモーターが提供され、このハブモーターは、車両に配設されたステータと、ローターと、このローターと駆動輪との相互連結および回転可能な出力シャフトとローターおよび駆動輪の両方との相互連結のためのカップリング要素とを具備してなる。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、出力シャフトを備えたエンジンをさらに具備してなるハイブリッド式ドライブトレーン内で、ハブモーターのローターを駆動輪に対して相互連結するためのカップリング要素が提供され、このカップリング要素は、駆動輪との相互連結のための第１の相互連結部分と、出力シャフトとの相互連結のための第２の相互連結部分と、ローターとの相互連結のための第３の相互連結部分とを具備してなる。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、第１および第２の駆動輪を備えた車両用のハイブリッド式ドライブトレーンが提供され、このドライブトレーンは、出力シャフトを備えた内燃式エンジン(ＩＣＥ)と、それぞれが個々の駆動輪と関係付けられた第１および第２のハブモーターであって、ステータおよびローターを備え、ステータが車両に配設されてなると共にローターが個々の駆動輪に対して配設されている第１および第２のハブモーターと、出力シャフトと第１の駆動輪とを相互連結する第１のカルダン継手アセンブリと、出力シャフトと第２の駆動輪とを相互連結する第２のカルダン継手アセンブリとを具備してなり、ａ)ハブモーターを作動させたとき、ドライブトレーンはパラレル型ハイブリッド駆動モードに置かれ、かつｂ)ハブモーターを作動させないとき、ドライブトレーンは通常駆動モードとなる。
【００１０】
本発明のその他の目的、利点ならびに特徴は、図面と共に、単に実例として提示した、その好ましい実施形態に関する以下の非限定的説明から、より明確となるであろう。
【００１１】
「ハブモーター」との用語は、本明細書では、一般的なハブモーター、モーターホイール、あるいは機構の少なくとも一部が車両の駆動輪の近傍に配されている、その他の電動モーター構造として解釈すべきであることに留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
概して言うと、本発明は、車両の駆動輪に機械的動力を通常様式で供給する中央の内燃式エンジン(ＩＣＥ)を備えたハイブリッド式ドライブトレーンに関する。各駆動輪は、車両に配されたステータと、駆動輪に対して直に連結されたローターとを有する個々のハブモーターを具備してなる。ＩＣＥと駆動輪との間の相互連結は、ハブモーターのローターを介してなされる。たとえばカルダン継手アセンブリが、ＩＣＥの出力シャフトとハブモーターの各ローターとの間に設けられる。したがって、ハブモーターを作動させたとき、ドライブトレーンは、ＩＣＥおよびハブモーターの両方が車輪の回転に寄与するパラレル型ハイブリッドモードとなる。ドライブトレーンはまた、ハブモーターを作動させていない通常モードに、そしてＩＣＥが休止しているときには完全な電動モードにすることができる。
【００１３】
ここで図１を参照して、本発明の一実施形態によるハイブリッド式ドライブトレーン１０について説明する。ドライブトレーン１０は、トランスミッション１４を備えたＩＣＥ１２と、カルダン継手アセンブリ２０およびカルダン継手アセンブリ２２のそれぞれを介してトランスミッション１４に対して相互連結された二つの駆動輪１６および駆動輪１８とを含む。駆動輪１６および駆動輪１８はそれゆえＩＣＥ１２の出力シャフト(図示せず)に対して間接的に接続されている。
【００１４】
ここで図２および図３をさらに詳しく参照して、パラレル型ハイブリッド式ドライブトレーン１０の駆動輪１６について説明する。駆動輪１６と駆動輪１８とは同一であるので、以下では駆動輪１６についてのみ詳細に説明することに留意されたい。
【００１５】
駆動輪１６は、ステータ２６およびローター２８を備えたハブモーター２４を含む。カップリング要素３０は、ファスナー３１の形態の固定手段によってローター２８に対して取り付けられており、しかもリム３４が取り付けられるハブ３２を支持している。タイヤ３６はリム３４に対して装着される。他の固定手段、たとえば溶接などもまた、カップリング要素３１をローター２８に対して固定するのに使用できる。
【００１６】
図３は図２のハブモーターの拡大図である。この図からより良く認識できるように、カップリング３０は、カルダン継手アセンブリ２０のシャフト４２の突条(スプライン)構造部分４０を受けるための形状および寸法とされた突条(スプライン)構造孔３８を有する。カルダン継手アセンブリ２０は、このカルダン継手アセンブリ２０とハブモーター２４との間に設けられたシール４４によって部分的に支持されている。以下でより明確となるように、カップリング要素３０はさらに、ＩＣＥ１２の出力シャフトを、カルダン継手アセンブリ２０を介して、駆動輪１６およびローター２８の両方に相互連結している。
【００１７】
ハブモーター２４は外部ローター型のものであり、すなわちローター２８はステータ２６と同軸であるが、外部に配置されている。湾曲壁４６が、ローター２８とカップリング要素３０とを連結している。
【００１８】
カップリング要素３０は長尺体の形態であり、それは、ハブ３２とぴったり合うように、それを補完する略円柱形の第１の相互連結部分５２と、この第１の部分から軸方向に延在すると共にシャフト４２の突条構造部分４０を収容するための突条構造孔を含む第２の相互連結部分５４とを有する。カップリング要素はさらに、ファスナー３１を受けるための、第２の部分から延在する周縁フランジ５６を含む。ハブモーター２４はまた、カルダン継手アセンブリ２０とハブモーター２４との間の相互連結を増強するよう、カルダン継手アセンブリ２０の一部を収容するための凹部５８を備えるよう構成されている。
【００１９】
周縁フランジの軸方向位置は変更可能であることに留意されたい。
【００２０】
カップリング要素３０は、ローター２８と駆動輪１６との相互連結を可能とし、しかもシャフト４２と、ローター２８および駆動輪１６の両方との相互連結を可能とする、その他の形状を有していてもよい。
【００２１】
一般的な電動モーターの、より詳しくはハブモーターの機能は当業者にはよく知られており、したがって本明細書ではこれ以上説明しない。
【００２２】
ローター２８およびステータ２６はケーシング４８によって覆われているが、このケーシング４８はモーター２４を取り囲み、そしてさらにベアリング５０を支持している。
【００２３】
以下、パラレル型ハイブリッド式ドライブトレーン１０の三つの動作モードについて説明する。
【００２４】
通常の第１の駆動モードでは、ＩＣＥ１２が作動させられ、これはカルダン継手アセンブリ２０およびカルダン継手アセンブリ２２を回転させ、これによって駆動輪１６および駆動輪１８を駆動する。ドライブトレーン１０が、このモードにあるとき、ハブモーター２４(一つだけ図示する)は作動させられず、そのそれぞれのローター２８(一つだけ図示する)は自由回転している。
【００２５】
第２のハイブリッド駆動モードでは、ＩＣＥ１２が作動させられ、これはカルダン継手アセンブリ２０およびカルダン継手アセンブリ２２を回転させ、これによって駆動輪１６および駆動輪１８を駆動する。ドライブトレーン１０が、このモードにあるとき、ハブモーター２４(一つだけ図示する)が作動させられ、そのそれぞれのローター２８(一つだけ図示する)は、それがカルダン継手アセンブリ２０に対して直に接続されていること、およびステータ２６を流れる電流の作用の両方によって回転させられる。したがって、ＩＣＥ１２およびハブモーター２４の両方が、駆動輪１６および駆動輪１８を駆動するために使用される。
【００２６】
第３の電気駆動モードでは、ＩＣＥ１２は作動させられない。ドライブトレーン１０が、このモードにあるとき、ハブモーター２４(一つだけ図示する)が作動させられ、そのそれぞれのローター２８(一つだけ図示する)は、ステータ２６を流れる電流によって回転させられる。
【００２７】
駆動輪に対して電気的動力を供給するものとして外部ローター型ハブモーターを示しているが、他のタイプのモーター、たとえばより一般的な内部ローター型電動モーターあるいはモーターホイール技術に係るその他のタイプのものを利用できることにも留意されたい。
【００２８】
当業者には、カルダン継手アセンブリと車輪との間の相互連結を、本発明から逸脱することなく、図示したものとは異なるものとすることができることは明らかであろう。たとえば、カルダン継手の端部はファスナーを介して車輪に対して従来様式で取り付けることができ、そしてモーターのローターを車輪と関係付けることができ、その一方で、ステータは車両のシャーシと関係付けられる。
【００２９】
上記説明は二つの駆動輪を有する車両に関するものであるが、本発明は四つの駆動輪を有する車両にも適用可能であることに留意されたい。本発明はまた、カルダン継手アセンブリを併用する必要はなく、この場合には、カップリング要素はＩＣＥの出力シャフトを直に受ける。本発明はまた、単一のハブモーターを備えた車両においても利用できる。
【００３０】
本発明は、ＩＣＥを含むハイブリッド式ドライブトレーンに限定されるものではない。他の形式のエンジンを、これに代えて、ハブモーターと並行して駆動輪に対して動力を伝達するために備えることができる。
【００３１】
最後に、カップリング要素３０は、ハブモーター２４の一部、カルダン継手アセンブリの延在部、あるいは完全にハイブリッド式ドライブトレーンとは無関係な部分であってもよいことに留意されたい。
【００３２】
ここまで、本発明について、その好ましい実施形態を説明してきたが、それは、特許請求の範囲で規定される本発明の要旨ならびに本質から逸脱することなく変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の例証的実施形態によるパラレル型ハイブリッド式ドライブトレーンの概略図である。
【図２】図１のパラレル型ハイブリッド式ドライブトレーンにおいて使用されるハブモーターを備えた駆動輪の断面図である。
【図３】図１のハブモーターの拡大図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ハイブリッド式ドライブトレーン
１２  ＩＣＥ
１４  トランスミッション
１６,１８  駆動輪
２０,２２  カルダン継手アセンブリ
２４  ハブモーター
２６  ステータ
２８  ローター
３０  カップリング要素
３１  ファスナー
３２  ハブ
３４  リム
３６  タイヤ
３８  突条構造孔
４０  突条構造部分
４２  シャフト
４４  シール
４６  湾曲壁
４８  ケーシング
５０  ベアリング
５２  第１の相互連結部分
５４  第２の相互連結部分
５６  周縁フランジ
５８  凹部
【図１】
2008512294.tif 000003
【図２】
2008512294.tif 000004
【図３】
2008512294.tif 000005
【国際調査報告】
2008512294.tif 000006
2008512294.tif 000007