(57)【要約】  モータ／発電機と、モータ／発電機に動作可能に連結された第１の遊星歯車セットであって、第１のリングギアと、第１の遊星キャリアと、第１の太陽歯車とを含む第１の遊星歯車セットと、第１の遊星歯車セットに動作可能に連結された第２の遊星歯車セットであって、第２のリングギアと、第２の遊星キャリアと、第２の太陽歯車とを含む第２の遊星歯車セットと、を含む電気ドライブトレインと、電気ドライブトレインに動作可能に連結された駆動車輪車軸と、駆動車輪車軸に連結された第１の車輪および第２の車輪とを有する、電気車軸。
2020500764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車軸パワートレインであって、
モータ／発電機と、前記モータ／発電機に動作可能に連結された第１の遊星歯車セットであって、第１のリングギア、第１の遊星キャリアおよび第１の太陽歯車を含む第１の遊星歯車セットと、前記第１の遊星歯車セットに動作可能に連結された第２の遊星歯車セットであって、第２のリングギア、第２の遊星キャリアおよび第２の太陽歯車を含む第２の遊星歯車セットとを有する電気ドライブトレインと、
前記電気ドライブトレインに動作可能に連結された駆動車輪車軸と、
前記駆動車輪車軸に連結された第１の車輪および第２の車輪と
を備える、電気車軸パワートレイン。
【請求項２】
前記モータ／発電機が、前記第１の太陽歯車に連結され、前記第１の太陽歯車が、前記第２の太陽歯車に連結されている、
請求項１に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項３】
前記第１の遊星キャリアに連結された第１のブレーキと、前記第２の遊星キャリアに連結された第２のブレーキとをさらに備える、請求項１または２に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項４】
前記第１のリングギアが、前記第２のリングギアに連結されている、
請求項３に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項５】
第３のリングギアと、第３の遊星キャリアと、第３の太陽歯車とを含む第３の遊星歯車セットをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項６】
前記第２の遊星キャリアに連結された第１のブレーキと、前記第３の遊星キャリアに連結された第２のブレーキとをさらに備え、前記第１の遊星キャリアが接地部材である、
請求項５に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項７】
前記モータ／発電機が前記第１の太陽歯車に連結され、前記第１のリングギアが前記第２の太陽歯車に連結され、前記第２の太陽歯車が前記第３の太陽歯車に連結されている、
請求項６に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項８】
前記第２のリングギアが、前記第３のリングギアに連結されている、
請求項７に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項９】
前記第１の遊星キャリアと前記第１のリングギアとを選択的に係合させるように適合させられたクラッチと、前記第１のリングギアに連結されたブレーキとをさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項１０】
前記モータ／発電機が前記第１の太陽歯車に連結され、前記第１の遊星キャリアが前記第２の太陽歯車に連結され、前記第２のリングギアが接地部材である、
請求項９に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項１１】
前記第２の遊星キャリアと前記第２のリングギアとを選択的に係合させるように適合させられたクラッチと、前記第２のリングギアに連結されたブレーキとをさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項１２】
前記モータ／発電機が前記第１の太陽歯車に連結され、前記第１の遊星キャリアが前記第２の太陽歯車に連結され、前記第１のリングギアが接地部材である、
請求項１１に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項１３】
前記第１の遊星キャリアと前記第１の太陽歯車および前記第２の太陽歯車とを選択的に係合させるように適合させられたクラッチをさらに備え、前記第１のリングギアに連結されたブレーキをさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項１４】
前記モータ／発電機が前記第１の太陽歯車に連結され、前記第２のリングギアが接地部材である、
請求項１３に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項１５】
前記第２の遊星キャリアと前記第２の太陽歯車とを選択的に係合させるように適合させられたクラッチと、前記第２のリングギアに連結されたブレーキとをさらに備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項１６】
前記モータ／発電機が前記第１の太陽歯車に連結され、前記第１の遊星キャリアが前記第２の太陽歯車に連結され、前記第１のリングギアが接地部材である、
請求項１５に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項１７】
電気車軸パワートレインであって、
第１のモータ／発電機と、第２のモータ／発電機と、前記第２のモータ／発電機に動作可能に連結された遊星歯車セットであって、第１のリングギア、第１の遊星キャリアおよび第１の太陽歯車を含む遊星歯車セットを有する電気ドライブトレインと、
連続可変的な前記電気ドライブトレインに動作可能に連結された駆動車輪車軸と、
前記駆動車輪車軸に連結された第１の車輪および第２の車輪と
を備える、電気車軸パワートレイン。
【請求項１８】
前記第１のモータ／発電機と前記第２のモータ／発電機とを選択的に連結するように適合させられた第１のクラッチをさらに備え、前記第２のモータ／発電機と前記第１のリングギアとを選択的に連結するように適合させられた第２のクラッチをさらに備える、請求項１７に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項１９】
前記第１のリングギアおよび前記第２のクラッチに連結されたブレーキをさらに備える、請求項１８に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項２０】
前記第２のモータ／発電機が、前記第１の太陽歯車に連結されている、
請求項１９に記載の電気車軸パワートレイン。
【請求項２１】
前記第１のモータ／発電機に連結された一方向クラッチをさらに備える、請求項２０に記載の電気車軸パワートレイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０１６年１１月３０日に出願された米国仮出願第６２／４２８，１２７号、２０１６年１２月１４日に出願された米国仮出願第６２／４３４，０１５号、および２０１７年１月３１日に出願された米国仮出願第６２／４５２，７１４号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車は、大部分が内燃機関自動車の燃料費および温室効果炭素排出量の政府規制により、人気が高まり受け入れられている。そのようなハイブリッド自動車は、内燃機関とともに車両を推進するための電気モータの双方を含む。
【０００３】
電気エネルギーを消費するとともに貯蔵するための現在の電気車軸設計では、組み合わせ電気モータ／発電機からの回転軸は、遊星歯車セットである歯車列によって車輪に連結されている。そのため、電気モータ／発電機ユニットの回転軸は、歯車列の速度比に基づいて車輪と一体に回転する。
【０００４】
これらの固定比率設計は、多くの欠点を有し、例えば、電気モータ／発電機ユニットは、モータ／発電機ユニットの毎分回転数の比較的狭い範囲内でのみ、発電の意味でも、内燃機関の車輪または主軸へのさらなる動力の供給の意味でも、最も効率的な運転を達成する。そのため、電気自動車またはハイブリッド電気自動車全体は、駆動サイクルにわたって最適効率よりも低い効率で動作する。したがって、電気自動車およびハイブリッド電気自動車の効率を向上させるパワートレイン構成が必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
モータ／発電機と、モータ／発電機に動作可能に連結された第１の遊星歯車セットであって、第１のリングギアと、第１の遊星キャリアと、第１の太陽歯車とを含む第１の遊星歯車セットと、第１の遊星歯車セットに動作可能に連結された第２の遊星歯車セットであって、第２のリングギアと、第２の遊星キャリアと、第２の太陽歯車とを含む第２の遊星歯車セットと、を含む電気ドライブトレインと、電気ドライブトレインに動作可能に連結された駆動車輪車軸と、駆動車輪車軸に連結された第１の車輪および第２の車輪とを含む、電気車軸パワートレインが本明細書において提供される。
【０００６】
第１のモータ／発電機と、第２のモータ／発電機と、第２のモータ／発電機に動作可能に連結された遊星歯車セットとを含む電気ドライブトレインであって、遊星歯車セットが、第１のリングギアと、第１の遊星キャリアと、第１の太陽歯車とを含む電気ドライブトレインと、電気ドライブトレインに動作可能に連結された駆動車輪車軸と、駆動車輪車軸に連結された第１の車輪および第２の車輪とを含む、電気車軸パワートレインが本明細書において提供される。
【０００７】
［参照による組み込み］
本明細書中で言及される全ての刊行物、特許、および特許出願は、あたかもそれぞれの個々の刊行物、特許、または特許出願が具体的且つ個別に参照により組み込まれることが示されるのと同程度に参照により本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
好ましい実施形態の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載されている。好ましい実施形態の特徴および利点のよりよい理解は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明、および添付の図面を参照することによって得られるであろう。
【０００９】
【図１】車両の差動装置、車軸、および車輪に駆動係合される電気ドライブトレインを有する電気車軸パワートレインの概略図である。
【図２】モータ／発電機、２つの遊星歯車セット、および２つのブレーキを有する電気ドライブトレインの概略図である。
【図３】モータ／発電機、３つの遊星歯車セット、および２つのブレーキを有する電気ドライブトレインの概略図である。
【図４】モータ／発電機、２つの遊星歯車セット、クラッチ、およびブレーキを有する電気ドライブトレインの概略図である。
【図５】モータ／発電機、２つの遊星歯車セット、クラッチ、およびブレーキを有する他の電気ドライブトレインの概略図である。
【図６】モータ／発電機、２つの遊星歯車セット、クラッチ、およびブレーキを有する電気ドライブトレインの概略図である。
【図７】モータ／発電機、２つの遊星歯車セット、およびクラッチを有する他の電気ドライブトレインの概略図である。
【図８】２つのモータ／発電機、遊星歯車セット、２つのクラッチ、一方向クラッチ、およびブレーキを有する電気ドライブトレインの概略図である。
【図９】図８のドライブトレインの動作モードを示す表である。
【図１０】モータ／発電機、３つの遊星歯車セット、２つのクラッチ、およびブレーキを有する電気ドライブトレインの概略図である。
【図１１】モータ／発電機、３つの遊星歯車セット、３つのクラッチ、およびブレーキを有する電気ドライブトレインの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで、添付の図面を参照しながら好ましい実施形態を説明し、図中、同様の符号は、同様の要素を指す。以下の説明で使用される専門用語は、単に特定の実施形態の詳細な説明と併せて使用されるという理由で、いかなる限定的または制限的な方法でも解釈されるべきではない。さらにまた、実施形態は、いくつかの新規な特徴を含み、そのうちの１つだけがその望ましい属性に責任を負うか、または説明された実施形態を実施するのに不可欠というわけではない。
【００１１】
このパワートレインは、ハイブリッド自動車で使用される、電気パワートレインの構成およびアーキテクチャに関する。パワートレインおよび／またはドライブトレイン構成は、ハイブリッド自動車で使用される動力源、例えば（内燃または外燃の）燃焼機関、モータ、発電機、バッテリおよび歯車装置を連結するために変速機を使用する。本明細書に開示されるパワートレインは、ＨＥＶ、ＥＶおよび燃料電池ハイブリッドシステムに適用可能である。本明細書に開示される実施形態は、電気車軸またはハイブリッド電気自動車ドライブトレインで使用するためのハイブリッド自動車アーキテクチャおよび／または構成を対象とする。本明細書に開示される実施形態は、限定されるものではないが、直列、並列、直並列またはＥＶ（電気自動車）モードを含むハイブリッド動作モードを提供するように適合させられることが理解されるべきである。
【００１２】
とりわけ、ハイドロモータ、ポンプ、アキュムレータなどの油圧−機械式の構成要素は、図面および付随する記載に示される電気機械の代わりに使用可能であることに留意すべきである。さらにまた、本明細書に開示されるＥ車軸アーキテクチャの実施形態は、モータ／発電機から車輪への最高効率および／または電力を選択する監視制御装置を組み込むことができることに留意すべきである。
【００１３】
本明細書に開示されるハイブリッドアーキテクチャの実施形態を組み込んだ電気自動車またはハイブリッド電気自動車は、限定されるものではないが、とりわけ、バッテリ管理システムまたはウルトラキャパシタを備えた高電圧バッテリパック、車載充電器、ＤＣ−ＤＣコンバータ、各種センサ、アクチュエータおよびコントローラなどの多数の他のパワートレイン構成要素を含むことができることが理解されるべきである。
【００１４】
説明の目的のために、レバー図と呼ばれる概略図が本明細書で使用される。レバーアナロジー図としても知られているレバー図は、遊星歯車システムのための回転部品の並進システム表現である。特定の実施形態では、変速機の機能を説明する際の視覚的な補助としてレバー図が提供される。レバー図では、複合遊星歯車セットは、大抵の場合、単一の垂直線（「レバー」）によって表される。入力トルク、出力トルクおよび反作用トルクは、レバーに対する水平方向の力によって表される。反作用点に対するレバーの動きは、回転速度の方向を表す。例えば、リングギア、遊星キャリアおよび太陽歯車を有する典型的な遊星歯車セットは、リングギアを表すノード「Ｒ」、太陽歯車を表すノード「Ｓ」および遊星キャリアを表すノード「Ｃ」を有する垂直線によって表される。いずれの機械的連結も、ノードまたは塗りつぶされた点としてレバー図に描かれていることが理解されるべきである。例えば、ノードは、強固に接続されているドライブトレインにおける２つのコンポーネントを表す。
【００１５】
本明細書で使用される場合、用語「動作的に接続された」、「動作的に連結された」、「動作的にリンクされた」、「動作可能に接続された」、「動作可能に連結された」、「動作可能にリンクされた」などは、要素間の関係（機械的、リンケージ、連結など）を指し、これにより、１つの要素の動作は、対応する、後続の、または同時の第２の要素の動作または作動をもたらす。好ましい実施形態を説明するために前記用語を使用する際に、要素をリンクまたは連結する特定の構造または機構が通常説明されることに留意すべきである。しかしながら、特に明記しない限り、前記用語の１つが使用されるとき、その用語は、実際のリンケージまたは連結が様々な形態をとることができることを示し、それは特定の場合において関連技術における当業者にとって容易に明らかになるであろう。
【００１６】
図１は、電気車軸パワートレイン１の一実施形態を示している。いくつかの実施形態では、電気車軸パワートレイン１は、差動装置３に動作可能に連結された電気ドライブトレイン２を含む。いくつかの実施形態では、差動装置３は、回転動力を伝達するように実装された一般的な差動歯車セットである。差動装置３は、一組の車輪５（図１において「５Ａ」および「５Ｂ」としてラベル付けされている）を駆動するように構成された車輪駆動車軸４に動作可能に連結されている。
【００１７】
図２は、本明細書に開示される電気車軸の実施形態において任意に使用される電気ドライブトレイン１１０の一実施形態を示している。ドライブトレイン１１０は、モータ／発電機１１１と、第１のリングギア１１３、第１の遊星キャリア１１４、および第１の太陽歯車１１５を有する第１の遊星歯車セット１１２とを含む。ドライブトレイン１１０は、第２のリングギア１１７、第２の遊星キャリア１１８、および第２の太陽歯車１１９を有する第２の遊星歯車セット１１６を含む。いくつかの実施形態では、モータ／発電機１１１は、第１の太陽歯車１１５に連結されている。第１の遊星キャリア１１４は、第１のブレーキ１２０に連結されている。第１のリングギア１１３は、第２のリングギア１１７に動作可能に連結されている。第２の遊星キャリア１１８は、第２のブレーキ１２１に連結されている。いくつかの実施形態では、回転動力は、第２のリングギア１１７に連結されたノード１２２を介してドライブトレイン１１０の内外に伝達される。
【００１８】
図３は、本明細書に開示された電気車軸の実施形態において任意に使用される電気ドライブトレイン１２５の一実施形態を示している。ドライブトレイン１２５は、モータ／発電機１２６と、第１のリングギア１２８、第１の遊星キャリア１２９、および第１の太陽歯車１３０を有する第１の遊星歯車セット１２７とを含む。ドライブトレイン１２５は、第２のリングギア１３２、第２の遊星キャリア１３３、および第２の太陽歯車１３４を有する第２の遊星歯車セット１３１を含む。ドライブトレイン１２５は、第３のリングギア１３６、第３の遊星キャリア１３７、および第３の太陽歯車１３８を有する第３の遊星歯車セット１３５を含む。いくつかの実施形態では、モータ／発電機１２６は、第１の太陽歯車１３０に連結されている。第１の遊星キャリア１２９は、接地部材である。第１のリングギア１２８は、第２の太陽歯車１３４に連結されている。第２の遊星キャリア１３３は、第１のブレーキ１３９に連結されている。第２の太陽歯車１３４は、第３の太陽歯車１３８に連結されている。ｖ第３の遊星キャリア１３７は、第２のブレーキ１４０に連結されている。第２のリングギア１３２は、第３のリングギア１３６に連結されている。いくつかの実施形態では、回転動力は、第３のリングギア１３６を介してドライブトレイン１２５の内外に伝達される。
【００１９】
図４は、本明細書に開示される電気車軸の実施形態において任意に使用される電気ドライブトレイン１４１の一実施形態を示している。ドライブトレイン１４１は、モータ／発電機１４２と、第１のリングギア１４４、第１の遊星キャリア１４５、および第１の太陽歯車１４６を有する第１の遊星歯車セット１４３とを含む。ドライブトレイン１４１は、第２のリングギア１４８、第２の遊星キャリア１４９、および第２の太陽歯車１５０を有する第２の遊星歯車セット１４７を含む。いくつかの実施形態では、モータ／発電機１４２は、第１の太陽歯車１４６に連結されている。第１の遊星キャリア１４５は、第２の太陽歯車１５０に連結されている。いくつかの実施形態では、第１の遊星キャリア１４５は、クラッチ１５２を介して第１のリングギア１４４に動作可能に連結されている。第１のリングギア１４４は、ブレーキ１５１に連結されている。第２のリングギア１４８は、接地部材である。いくつかの実施形態では、回転動力は、第２の遊星キャリア１４９を介してドライブトレイン１４１の内外に伝達される。
【００２０】
図５は、本明細書に開示される電気車軸の実施形態において任意に使用される電気ドライブトレイン１５５の一実施形態を示している。ドライブトレイン１５５は、モータ／発電機１５６と、第１のリングギア１５８、第１の遊星キャリア１５９、および第１の太陽歯車１６０を有する第１の遊星歯車セット１５７とを含む。ドライブトレイン１５５は、第２のリングギア１６２、第２の遊星キャリア１６３、および第２の太陽歯車１６４を有する第２の遊星歯車セット１６１を含む。いくつかの実施形態では、モータ／発電機１５６は、第１の太陽歯車１６０に連結されている。第１の遊星キャリア１５９は、第２の太陽歯車１６４に連結されている。いくつかの実施形態では、第２の遊星キャリア１６３は、クラッチ１６６を介して第２のリングギア１６２に動作可能に連結されている。第２のリングギア１６２は、ブレーキ１６５に連結されている。第１のリングギア１５８は、接地部材である。いくつかの実施形態では、回転動力は、第２の遊星キャリア１６３を介してドライブトレイン１５５の内外に伝達される。
【００２１】
図６は、本明細書に開示される電気車軸の実施形態において任意に使用される電気ドライブトレイン１７０の一実施形態を示している。ドライブトレイン１７０は、モータ／発電機１７１と、第１のリングギア１７３、第１の遊星キャリア１７４、および第１の太陽歯車１７５を有する第１の遊星歯車セット１７２とを含む。ドライブトレイン１７０は、第２のリングギア１７７、第２の遊星キャリア１７８、および第２の太陽歯車１７９を有する第２の遊星歯車セット１７６を含む。いくつかの実施形態では、モータ／発電機１７１は、第１の太陽歯車１７５に連結されている。第１の遊星キャリア１７４は、第２の太陽歯車１７９に連結されている。いくつかの実施形態では、第１の太陽歯車１７５は、クラッチ１８０を介して第２の太陽歯車１７９に連結されている。いくつかの実施形態では、第１のリングギア１７３は、ブレーキ１８１に連結されている。第２のリングギア１７７は、接地部材である。いくつかの実施形態では、回転動力は、第２の遊星キャリア１７８を介してドライブトレイン１７０の内外に伝達される。
【００２２】
図７は、本明細書に開示される電気車軸の実施形態において任意に使用される電気ドライブトレイン１８２の一実施形態を示している。ドライブトレイン１８２は、モータ／発電機１８３と、第１のリングギア１８５、第１の遊星キャリア１８６、および第１の太陽歯車１８７を有する第１の遊星歯車セット１８４とを含む。ドライブトレイン１８２は、第２のリングギア１８９、第２の遊星キャリア１９０、および第２の太陽歯車１９１を有する第２の遊星歯車セット１８８を含む。いくつかの実施形態では、モータ／発電機１８３は、第１の太陽歯車１８７に連結されている。第１の遊星キャリア１８６は、第２の太陽歯車１９１に連結されている。いくつかの実施形態では、第２のリングギア１８９は、ブレーキ１９２に連結されている。第１のリングギア１８５は、接地部材である。いくつかの実施形態では、第２の遊星キャリア１９０は、クラッチ１９３を介して第２の太陽歯車１９１に動作可能に連結されている。いくつかの実施形態では、回転動力は、第２の遊星キャリア１９０を介してドライブトレイン１８２の内外に伝達される。
【００２３】
図８は、本明細書に開示される電気車軸の実施形態において任意に使用される電気ドライブトレイン１９５の一実施形態を示している。ドライブトレイン１９５は、第１のモータ／発電機１９６と、第２のモータ／発電機１９７と、リングギア１９９、遊星キャリア２００、および太陽歯車２０１を有する遊星歯車セット１９８とを含む。いくつかの実施形態では、ドライブトレイン１９５は、ブレーキ２０２と、第１のクラッチ２０３と、第２のクラッチ２０４とを含む。いくつかの実施形態では、ドライブトレイン１９５は、第１のモータ／発電機１９６に連結された一方向クラッチ２０５を含む。第１のクラッチ２０３は、第１のモータ／発電機１９６および第２のモータ／発電機１９７に連結されている。太陽歯車２０１は、第１のモータ／発電機１９６に連結されている。第２のクラッチ２０４は、ブレーキ２０２、第２のモータ／発電機１９７、およびリングギア１９９に連結されている。遊星キャリア２００は、太陽歯車２０１に連結されている。いくつかの実施形態では、回転動力は、遊星キャリア２００を介してドライブトレイン１９５の内外に伝達される。
【００２４】
ここで図９を見ると、いくつかの実施形態では、ドライブトレイン１９５は、必要に応じて複数のモードで動作する。例えば、低動作モードは、ブレーキ２０２および第１のクラッチ２０３ならびに第１および第２のモータ／発電機１９６、１９７の正の出力を有する係合状態に対応する。シフト動作モードは、第２のモータ／発電機１９７の出力を減少させたときのブレーキ２０２および第１のクラッチ２０３の係合状態に対応する。第２のモータ／発電機１９７の出力を有する動作モードは、第１のクラッチ２０３が係合解除し且つ第２のクラッチ２０４が係合解除しているときのブレーキ２０２の係合状態に対応する。第１のモータ／発電機１９６を減速したときの係合した第２のモータ／発電機１９７を有する動作モードは、ブレーキ２０２および第１のクラッチ２０３が係合解除されたときの第２のクラッチ２０４の係合状態に対応する。高動作モードは、ブレーキ２０２および第１のクラッチ２０３が係合解除されたときに第２のクラッチ２０４とともに係合される一方向クラッチ２０５に対応する。高速およびトルク動作モードは、ブレーキ２０２および第１のクラッチ２０３が係合解除され且つ第１および第２のモータ／発電機１９６、１９７が正の出力を有するときの係合された第２のクラッチ２０４に対応する。逆動作モードは、ブレーキ２０２および第１のクラッチ２０３が係合解除され且つ第２のモータ／発電機１９７が正の出力を有し且つ第１のモータ／発電機１９６が回生中であるときの係合された第２のクラッチ２０４に対応する。
【００２５】
図１０は、本明細書に開示される電気車軸の実施形態において任意に使用される電気ドライブトレイン２０６の一実施形態を示している。ドライブトレイン２０６は、第１のモータ／発電機２０７と、第１の遊星歯車セット２０８と、第２の遊星歯車セット２０９と、第３の遊星歯車セット２１０とを含む。第１の遊星歯車セット２０８は、リングギア２１１と、遊星キャリア２１２と、太陽歯車２１３とを有する。第２の遊星歯車セット２０９は、リングギア２１４と、遊星キャリア２１５と、太陽歯車２１６とを有する。第３の遊星歯車セット２１０は、リングギア２１７と、遊星キャリア２１８と、太陽歯車２１９とを有する。いくつかの実施形態では、ドライブトレイン２０６は、ブレーキ２２０と、第１のクラッチ２２１と、第２のクラッチ２２２とを含む。いくつかの実施形態では、第１のクラッチ２２１は、第１の遊星歯車セットのリングギア２１１に連結されて接地されている。第２のクラッチ２２２は、第３の遊星歯車セットのリングギア２１７に連結されて接地されている。太陽歯車２１３は、第１のモータ／発電機２０７に連結されている。第１の遊星歯車セットの遊星キャリア２１２は、第２の遊星歯車セットの太陽歯車２１６に接続されている。第２の遊星歯車セットのリングギア２１４は、第３の遊星歯車セットのリングギア２１７に接続されている。第３の遊星歯車セットの太陽歯車２１９は、第２の遊星歯車セットの太陽歯車２１６に接続されている。第２の遊星歯車セットの遊星キャリア２１５は、ブレーキ２２０に連結されている。いくつかの実施形態では、回転動力は、第３の遊星歯車セットの遊星キャリア２１８を介してドライブトレイン２０６の内外に伝達される。
【００２６】
ドライブトレイン２０６は、必要に応じて複数のモードで動作する。例えば、第１の動作モードは、ブレーキ２２０および第１のクラッチ２２１の係合状態ならびに第２のクラッチ２２２の係合解除に対応する。第２の動作モードは、第２のクラッチ２２２および第１のクラッチ２２１の係合状態ならびにブレーキの係合解除に対応する。中立動作モードは、係合解除されたブレーキ２２０および第１のクラッチ２２１に対応する。
【００２７】
図１１は、本明細書に開示される電気車軸の実施形態において任意に使用される電気ドライブトレイン２２３の一実施形態を示している。ドライブトレイン２２３は、第１のモータ／発電機２２４と、第１の遊星歯車セット２２５と、第２の遊星歯車セット２２６と、第３の遊星歯車セット２２７とを含む。第１の遊星歯車セット２２５は、リングギア２２８と、遊星キャリア２２９と、太陽歯車２３０とを有する。第２の遊星歯車セット２２６は、リングギア２３１と、遊星キャリア２３２と、太陽歯車２３３とを有する。第３の遊星歯車セット２１０は、リングギア２３４と、遊星キャリア２３５と、太陽歯車２３６とを有する。いくつかの実施形態では、ドライブトレイン２２３は、第１のクラッチ２３７と、第２のクラッチ２３８と、第３のクラッチ２３９とを含む。いくつかの実施形態では、第１のクラッチ２３７は、第１の遊星歯車セットのリングギア２２８に連結されて接地されている。第２のクラッチ２３８は、第３の遊星のリングギア２３４に連結されている。太陽歯車２３０は、第１のモータ／発電機２２４に連結されている。第１の遊星歯車セットの遊星キャリア２２９は、第２の遊星歯車セットの太陽歯車２３３に接続されている。第２の遊星歯車セットのリングギア２３１は、第１の遊星歯車セットのリングギア２２８に接続されている。第３の遊星歯車セットの太陽歯車２３６は、第２の遊星歯車セットの太陽歯車２３３に接続されている。第２の遊星歯車セットの遊星キャリア２３２は、第３の遊星歯車セットの遊星キャリア２３５に連結されている。第３のクラッチ２３９は、第３の遊星歯車セットの遊星キャリア２３５に連結されている。いくつかの実施形態では、回転動力は、第３の遊星歯車セットの遊星キャリア２３５およびリングギア２３４を介してドライブトレイン２２３の内外に伝達される。
【００２８】
ドライブトレイン２２３は、必要に応じて複数のモードで動作する。例えば、第１の動作モードは、第１のクラッチ２３７と第２のクラッチ２３８の係合状態と、第３のクラッチ２３９の係合解除に対応する。第２の動作モードは、第３のクラッチ２３９と第１のクラッチ２３７の係合状態と、第２のクラッチ２３８との係合解除に対応する。中立動作モードは、係合解除された第１のクラッチ２３７、第２のクラッチ２３８および第３のクラッチ２３９に対応する。
【００２９】
バッテリは、リチウムイオン電池または鉛蓄電池などの高電圧パックだけでなく、ウルトラキャパシタもしくはアキュムレータなどの他の空気圧／油圧システム、または他の形態のエネルギー貯蔵システムとすることもできることに留意すべきである。本明細書に記載のモータ／発電機は、可変容量形ポンプ、電気機械、または空気圧ポンプによって駆動される空気圧モータなどの任意の他の形態の回転動力によって作動するハイドロモータを表すことができる。図面に示されて本文に記載された電気車軸パワートレインアーキテクチャは、油圧ハイブリッドシステムのためにも水力−機械構造を形成するために拡張されることができる。
【００３０】
上記の説明は、特定の構成要素またはサブアセンブリの寸法を提供していることに留意すべきである。上述した寸法、または寸法の範囲は、最良の形態などの一定の法的要件を可能な限り遵守するために提供されている。しかしながら、本明細書に記載される発明の範囲は、特許請求の範囲の文言によってのみ決定されるべきであり、したがって、任意の１つの請求項が指定された寸法、またはその範囲、請求項の特徴を構成する限りを除いて、上述した寸法は、いずれも好ましい実施形態を限定すると見なされるべきではない。
【００３１】
本明細書では好ましい実施形態が示されて説明されてきたが、そのような実施形態が例としてのみ提供されていることは当業者にとって明らかであろう。当業者であれば、本発明から逸脱することなく、多数の変形、変更、および置換を思い付くであろう。本明細書に記載の実施形態に対する様々な代替形態が、好ましい実施形態を実施する際に採用され得ることが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を規定し、これらの特許請求の範囲の範囲内の方法および構造ならびにそれらの均等物がそれによって包含されることが意図される。
【図１】
2020500764.tif 000003
【図２】
2020500764.tif 000004
【図３】
2020500764.tif 000005
【図４】
2020500764.tif 000006
【図５】
2020500764.tif 000007
【図６】
2020500764.tif 000008
【図７】
2020500764.tif 000009
【図８】
2020500764.tif 000010
【図９】
2020500764.tif 000011
【図１０】
2020500764.tif 000012
【図１１】
2020500764.tif 000013
【国際調査報告】
2020500764.tif 000014
2020500764.tif 000015
2020500764.tif 000016
2020500764.tif 000017