特表 2024-522740 ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムおよび車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-21

(54)【発明の名称】ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムおよび車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 6/365 20071001AFI20240614BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20240614BHJP

   B60K 6/387 20071001ALI20240614BHJP

   F16H 3/72 20060101ALI20240614BHJP

【ＦＩ】

B60K6/365

B60K6/445 ZHV

B60K6/387

F16H3/72 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023577482

(86)(22)【出願日】2021-11-22

(85)【翻訳文提出日】2023-12-14

(86)【国際出願番号】 CN2021132140

(87)【国際公開番号】W WO2023010714

(87)【国際公開日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】202110905044.9

(32)【優先日】2021-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522394236

【氏名又は名称】義烏吉利自動変速器有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＹＩＷＵ ＧＥＥＬＹ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ９ Ｑｉｎｇｃｈｅｎｇ Ｒｏａｄ， Ｃｈｉａｎ Ｔｏｗｎ， Ｙｉｗｕ Ｃｉｔｙ Ｊｉｎｈｕａ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３２２０００， Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】523062903

【氏名又は名称】寧波吉利羅佑発動机零部件有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＮＩＮＧＢＯ ＧＥＥＬＹ ＲＯＹＡＬ ＥＮＧＩＮＥ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．８１８， Ｂｉｎｈａｉ ２ｎｄ Ｒｏａｄ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｂａｙ Ｎｅｗ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｎｉｎｇｂｏ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ， ３１５０００，Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】523062914

【氏名又は名称】極光湾科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＡＵＲＯＢＡＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１５２８， Ｈｅｎｇｓｈａｎ Ｒｏａｄ， Ｘｉｎｑｉ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｂｅｉｌｕｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｎｉｎｇｂｏ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３１５８９９，Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】507362513

【氏名又は名称】浙江吉利控股集団有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＺＨＥＪＩＡＮＧ ＧＥＥＬＹ ＨＯＬＤＩＮＧ ＧＲＯＵＰ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】１７６０ Ｊｉａｎｇｌｉｎｇ Ｒｏａｄ， Ｂｉｎｊｉａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１００００， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(72)【発明者】

【氏名】蘇 宇

(72)【発明者】

【氏名】王 二朋

(72)【発明者】

【氏名】林 霄▲ぜ▼

(72)【発明者】

【氏名】于 海生

(72)【発明者】

【氏名】孫 艶

(72)【発明者】

【氏名】付 軍

(72)【発明者】

【氏名】譚 艶軍

(72)【発明者】

【氏名】張 旭

(72)【発明者】

【氏名】王 開文

(72)【発明者】

【氏名】張 恒

(72)【発明者】

【氏名】孫 剣斌

(72)【発明者】

【氏名】趙 欣

(72)【発明者】

【氏名】王 瑞平

(72)【発明者】

【氏名】肖 逸閣

【テーマコード（参考）】

3D202

3J528

【Ｆターム（参考）】

3D202AA04

3D202EE10

3J528EB62

3J528EB63

3J528EB66

3J528EB76

3J528GA02

3J528JA02

3J528JE02

3J528JF02

(57)【要約】

本願は、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムおよび車両を開示する。ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、エンジン（１１）、第１モータ（１２）、第２モータ（１３）、第１クラッチ（２１）、第２クラッチ（２２）、第１遊星歯車機構（６０）、第２遊星歯車機構（７０）、第１入力シャフト（３１）、第２入力シャフト（３２）、第３入力シャフト（３３）およびブレーキアセンブリを含み、前記第１入力シャフトは前記第１クラッチを介してエンジンに連結され、前記第２入力シャフトは前記第２クラッチを介してエンジンに連結され、前記第２入力シャフトは前記第１入力シャフトの外側に空転可能に覆設されており、前記第１モータは前記エンジンに連結し、前記第２モータは前記第３入力シャフトを介して前記第１遊星歯車機構に連結し、前記ブレーキアセンブリは、前記第１遊星歯車機構および／または前記第２遊星歯車機構を制動するように配置される。さまざまな駆動モードに応じて、該当パワートレインシステムの速度比を柔軟に調整し得、性能を低下させることなく経済性を最適化し、エンジンを最適な動作点で働かせる。本願はまた、該当パワートレインシステムを含む車両を公開する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン、第１モータ、第２モータ、第１クラッチ、第２クラッチ、第１遊星歯車機構、第２遊星歯車機構、第１入力シャフト、第２入力シャフト、第３入力シャフトおよびブレーキアセンブリを含み、
前記第１入力シャフトは、前記第１クラッチを介して前記エンジンに連結され、
前記第２入力シャフトは、前記第２クラッチを介して前記エンジンに連結され、前記第２入力シャフトは、前記第１入力シャフトの外側に空転可能に覆設され、
前記第１モータは、前記エンジンに連結し、
前記第２モータは、前記第３入力シャフトを介して前記第１遊星歯車機構に連結し、
前記ブレーキアセンブリは、前記第１遊星歯車機構および／または前記第２遊星歯車機構を制動するように配置される、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステム。

【請求項2】

前記第１遊星歯車機構は、第１サンギヤ、第１プラネタリキャリア、第１プラネタリギヤ、および第１リングギヤを含み、
前記第２遊星歯車機構は、第２サンギヤ、第２プラネタリキャリア、第２プラネタリギヤ、および第２リングギヤを含み、
前記第１プラネタキャリアは前記第２リングギヤに連結され、前記第２プラネタキャリアは前記第１リングギヤに連結されることを特徴とする請求項１に記載のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステム。

【請求項3】

前記ブレーキアセンブリは、前記第２プラネタリキャリアに連結された第１ブレーキを含むことを特徴とする請求項２に記載のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステム。

【請求項4】

前記ブレーキアセンブリは、前記第２サンギヤに連結された第２ブレーキを含むことを特徴とする請求項２に記載のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステム。

【請求項5】

第１入力シャフトの外側に空転可能に覆設されている第１中間シャフトをさらに含み、前記第２ブレーキは前記第１入力シャフトを介して前記第２サンギヤに連結されることを特徴とする請求項４に記載のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステム。

【請求項6】

前記第２リングギヤに連結され、動力を出力するよう配置される第２中間シャフトをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステム。

【請求項7】

前記第２中間シャフトに連結されるディファレンシャルをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステム。

【請求項8】

前記エンジンと前記第１モータとの間に設けられているねじり振動ダンパをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステム。

【請求項9】

前記第１モータと前記第２モータの両方が動力用バッテリに接続され、
前記第２モータが前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、前記エンジンが作動せず、前記第１モータが作動しない、純粋な電気モード、
前記第２モータが前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、前記エンジンが発電機としての前記第１モータを駆動し、前記第２モータに電力を供給するか、または、設定された所定の運転状態において前記動力用バッテリに対して充電を行う、シリーズモード、
前記エンジンが設定された経済的な動作点で作動し、前記第２モータが、現在の動力需要または前記動力用バッテリの電力需要に応じて、動力出力を実行するか、または、前記動力用バッテリを充電し、前記第１モータが作動しない、パラレルモード、
前記第２モータが前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、前記エンジンが作動すると同時に、前記エンジンが発電機としての前記第１モータを駆動して発電し前記第２モータに給電する、または
前記第２モータが前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、前記エンジンが作動すると同時に、前記第１モータが駆動モータとして前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して作動する、
パワースプリットモード
のうちのいずれか１つ以上のモードを有することを特徴とする請求項１に記載のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステム。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムを含む、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２１年８月５日に出願された中国特許出願第２０２１１０９０５０４４．９号の優先権を主張し、その全ての内容を援用によって引用することとする。

【0002】

本願は、車両の技術分野に関し、特に、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムおよび車両に関する。

【背景技術】

【0003】

従来の燃料自動車は再生不可能な資源を消費し深刻な環境汚染を引き起こし、現在の純粋な電気自動車はバッテリ技術においてボトルネックがあるため、実用性と環境保護の高さからハイブリッド自動車が徐々に自動車開発の主流になってきた。ハイブリッドとはガソリン駆動と電気駆動を併用する車両のことで、その鍵を握るのがハイブリッドシステムであり、ハイブリッドシステムの性能がハイブリッド車両の性能に直結する。

【0004】

現在、一般的に使用されているハイブリッドシステムは固定速度比が採用されていることが多いだが、固定速度比ではエンジンが最も経済的に作動しにくく、動力伝達性能も制限される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願の主な目的は、ハイブリッドパワートシステムの固定速度比の問題を解決し、動力伝達性能を向上させることを目的としたツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、本願のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、エンジン、第１モータ、第２モータ、第１クラッチ、第２クラッチ、第１遊星歯車機構、第２遊星歯車機構、第１入力シャフト、第２入力シャフト、第３入力シャフトおよびブレーキアセンブリを含み、
前記第１入力シャフトは前記第１クラッチを介してエンジンに連結され、
前記第２入力シャフトは前記第２クラッチを介してエンジンに連結され、前記第２入力シャフトは前記第１入力シャフトの外側に空転可能に覆設されており、
前記第１モータは前記エンジンに連結し、
前記第２モータは前記第３入力シャフトを介して前記第１遊星歯車機構に連結し、
前記ブレーキアセンブリは、前記第１遊星歯車機構および／または前記第２遊星歯車機構を制動するように配置される。

【0007】

一実施形態では、前記第１遊星歯車機構は、第１サンギヤ、第１プラネタリキャリア、第１プラネタリギヤ、および第１リングギヤを含み、前記第２遊星歯車機構は、第２サンギヤ、第２プラネタリキャリア、第２プラネタリギヤ、および第２リングギヤを含み、第１プラネタキャリアは第２リングギヤに連結され、第２プラネタキャリアは第１リングギヤに連結される。

【0008】

一実施形態では、前記ブレーキアセンブリは、前記第２プラネタキャリアに連結された第１ブレーキを含む。

【0009】

一実施形態では、前記ブレーキアセンブリは、前記第２サンギヤに連結された第２ブレーキを含む。

【0010】

一実施形態では、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、前記第１入力シャフトの外側に空転可能に覆設されており、第１中間シャフトをさらに含み、前記第２ブレーキは前記第１入力シャフトを介して前記第２サンギヤに連結される。

【0011】

一実施形態では、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、前記第２リングギヤに連結され動力を出力するように配置される第２中間シャフトをさらに含む。

【0012】

一実施形態では、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、前記第２中間シャフトに連結されるディファレンシャルをさらに含む。

【0013】

一実施形態では、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、前記エンジンと前記第１モータとの間に設けるねじり振動ダンパをさらに含む。

【0014】

一実施形態では、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、前記第１モータと前記第２モータの両方が動力用バッテリに接続され、以下の動作モードのうちのいずれか１つ以上を有する。
純粋な電気モード：前記第２モータが前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、前記エンジンが作動せず、前記第１モータが作動しない。
シリーズモード：前記第２モータが前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モーとして作動し、前記エンジンが発電機としての前記第１モータを駆動し、前記第２モータに電力を供給するか、または、設定された所定の運転状態において前記動力用バッテリに対して充電を行う。
パラレルモード：前記エンジンが設定された経済的な動作点で作動し、前記第２モータが、現在の動力需要または前記動力用バッテリの電力需要に応じて、動力出力を実行するか、または、前記動力用バッテリを充電し、前記第１モータが作動しない。
パワースプリットモード：
前記第２モータが前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、前記エンジンが作動すると同時に、前記エンジンが発電機としての前記第１モータを駆動して発電し前記第２モータに給電する、または
前記第２モータが前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、前記エンジンが作動すると同時に、前記第１モータが駆動モータとして前記動力用バッテリの電気エネルギーを利用して作動する。

【0015】

本願は、また、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムを含む車両を提案する。

【0016】

本願に係る一つの態様、ツインクラッチを使用してソケットに連結された２つの入力シャフトを連結し、第１クラッチは第１入力シャフトを介してエンジンに連結され、第２クラッチは第２入力シャフトを介してエンジンに連結されることにより、２つの入力シャフトでエンジンの動力を伝達し、さらに第１遊星歯車機構および／または第２遊星歯車機構に伝達することを実現する。第２モータと第１遊星歯車機構の連結が第２モータの動力を第１遊星歯車機構に伝達することを実現する。更に、第１遊星歯車機構および／または第２遊星歯車機構における動力の伝達はブレーキアセンブリによって制御されると同時に、エンジンが第１モータに連結されてエンジンの動力が第１モータに伝達され、純粋な電気モード、シリーズモード、パラレルモード、パワースプリットモード、その他の駆動モードなどのモードを実現する。既存のハイブリッドパワートレインシステムと比べて、固定速度比という問題が解決される。さまざまな駆動モードに応じて、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの速度比を柔軟に調整してもよいし、性能を低下させることなく経済性を最適化し、エンジンを最適な動作点で働かせ、だから、動力伝達性能を向上させる一方で、エンジンをより経済的に作動させ、伝達効率を向上させる。また、第１モータと第２モータは両方とも駆動能力を有し、第２モータの性能を下げることを前提として、第１モータの性能を向上させてコストを下げる一方で、ツインモータ駆動モードでは、エンジンは柔軟にシリーズモードに移行してツインモータにエネルギーを供給し得、車両の駆動力を強化する。
本願の実施例または従来技術における態様をより明確に示すために、以下に、実施例または従来技術の説明に使用する必要がある図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の説明は単なる本願の一部の実施例であり、当業者は創造的な努力なしにこれらの図面に示される構造に従って他の図面を取得してもよい。
本願の目的の実現、機能的特徴および利点については、実施例および添付の図面を参照してさらに説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本願の実施例１に係るツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの概略構成図である。

【図2】本願の実施例２に係るツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの概略構成図である。

【図3】図１のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの純粋な電気モード１段の動力経路図である。

【図4】図１のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの純粋な電気モード２段の動力経路図である。

【図5】図１のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムのシリーズモード１段の動力経路図である。

【図6】図１のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムのシリーズモード２段の動力経路図である。

【図7】図１のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムのパラレルモード１段の動力経路図である。

【図8】図１のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムのパラレルモード２段の動力経路図である。

【図9】図１のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムのパラレルモード３段の動力経路図である。

【図10】図１のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムのパラレルモード４段の動力経路図である。

【図11】図１のツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムのパワースプリットモードでの動力経路図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下では、本願実施例における図面と組み合わせ、本願実施例における技術案を明確且つ完全に説明する。説明される実施例は本願の全ての実施例ではなく、本願の一部の実施例に過ぎないことは明らかである。本願における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を行わないことを前提に得た全ての他の実施例は、本願の保護する範囲に属す。

【0019】

もし本願実施例で方向性指示（例えば上、下、左、右、前、後…）に関わる場合、当該方向性指示はある特定の姿勢（添付図面に示す）における各部品間の相対的位置関係、運動状況等を説明するためだけに用いられ、もし当該特定の姿勢が変わる場合、当該方向性指示もそれ相当に変わることは説明すべきである。

【0020】

また、本願実施例において「第一」、「第二」等の説明に関わる場合、当該「第一」、「第二」等の説明は、説明のために利用されるだけであって、その相対的重要性を提示または暗示する、或いは提示される技術的特徴の数を暗示的に指定するように理解すべきではない。これにより、「第一」、「第二」に限定された特徴は明示的或いは暗示的に少なくとも一つの当該特徴を含んでもよい。なお、本文における用語「および／または」は、関連対象を説明する関連関係にすぎず、３つの関係が存在し得ることを意味する。例えば、Ａおよび／またはＢの場合、Ａのみが存在する、ＡとＢが同時に存在する、Ｂのみが存在するという３つの状況を表すことができる。また、各実施例の技術案は互いに組み合わせることができる。ただし、当業者が実現できることはその前提である。技術案の組み合わせに矛盾が生じるか、実現できない場合には、このような技術案の組み合わせが存在せず、且つ本願が請求する保護範囲にないと理解すべきである。

【0021】

近年、実用性の高さや環境保護などの利点からハイブリッド車両が車両開発の主流となりつつある。現在、一般的に使用されているハイブリッドシステムは固定速度比が採用されていることが多いだが、固定速度比ではエンジンが最も経済的に作動しにくく、動力伝達性能も制限される。そのため、本願はツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムを提案する。

【0022】

図１に示すように、本願の実施例において、このツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、エンジン１１、第１モータ１２、第２モータ１３、第１クラッチ２１、第２クラッチ２２、第１遊星歯車機構６０、第２遊星歯車機構７０、第１入力シャフト３１、第２入力シャフト３２、第３入力シャフト３３およびブレーキアセンブリを含む。 第１入力シャフト３１は第１クラッチ２１を介してエンジン１１に連結され、第２入力シャフト３２は第２クラッチ２２を介してエンジン１１に連結されて第１入力シャフト３１の外側に空転可能に覆設されている。具体的には、第１入力シャフト３１は第１クラッチ２１のドリブンプレートに固着されており、第１クラッチ２１のドライブプレートはエンジン１１のフライホイールに連結されている。第１クラッチ２１とエンジン１１との係合により、第１入力シャフト３１におけるエンジン１１の動力を伝達する得、第１クラッチ２１とエンジン１１との分離により、第１入力シャフト３１におけるエンジン１１の動力を遮断することができる。第２入力シャフト３２は第２クラッチ２２のドリブンプレートに固着されており、第２クラッチ２２のドライブプレートはエンジン１１のフライホイールに連結されている。第２クラッチ２２とエンジン１１との係合により、第２入力シャフト３２におけるエンジン１１の動力を伝達し得、第２クラッチ２２とエンジン１１との分離により、第２入力シャフト３２におけるエンジン１１の動力を遮断し得る。第１入力シャフト３１と第２入力シャフト３２は同シャフト上に設け、第１入力シャフト３１は中実シャフトで、第２入力シャフト３２は中空シャフトで、第２入力シャフト３２は第１入力シャフト３１の外側に空転可能に覆設されており、２つは相対回転が可能だ。第１クラッチ２１および第２クラッチ２２はＤＣＴツインクラッチであり、具体的には、乾式ＤＣＴツインクラッチまたは湿式ＤＣＴツインクラッチであってもよい。もちろん、第１クラッチ２１および第２クラッチ２２は、２つのシングルクラッチであってもよいで、具体的には、ドッグクラッチまたは乾式クラッチであってもよい。

【0023】

第１モータ１２はエンジン１１に連結されており、具体的には、第１モータ１２のロータシャフトはエンジン１１のフライホイールの出力シャフトにスプライン連結されており、エンジン１１の動力を第１モータ１２に伝達するように配置されている。第１モータ１２は、エンジン１１によって駆動されて発電機として発電してもよいし、駆動モータとしての駆動機能を実現してもよい。

【0024】

第２モータ１３は第３入力シャフト３３を介して第１遊星歯車機構６０に連結されており、具体的には、第２モータ１３が駆動モータとしての駆動機能を実現することができることにより、第２モータ１３の駆動力が第３入力シャフト３３を介して第１遊星歯車機構６０に伝達される。

【0025】

一実施例では、第１のモータ１２とエンジン１１との間に速比歯車を組み込んで異なる速度を作り出すこともできを生成し、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムにより多くの変速段を提供することもでき、これにより、エンジン１１と第１モータ１２を選択して適合させる場合には、より多くの選択肢がある。

【0026】

第１モータ１２と第２モータ１３は両方とも駆動能力を有し、第２モータ１３の性能を下げることを前提として、第１モータ１２の性能を向上させてコストを下げる一方、ツインモータ駆動モードでは、エンジン１１は柔軟にシリーズモードに移行してツインモータにエネルギーを供給し得る。

【0027】

ブレーキアセンブリは、第１遊星歯車機構６０および／または第２遊星歯車機構７０を制動するように配置され、具体的には、ブレーキアセンブリは第１遊星歯車機構６０および／または第２遊星歯車機構７０に連結され、ブレーキアセンブリが第１遊星歯車機構６０および／または第２の遊星歯車機構７０に連結されると、第１遊星歯車機構６０および／または第２遊星歯車機構７０における動力の伝達が実現され得、ブレーキアセンブリは第１遊星歯車機構６０および／または第２遊星歯車機構７０から分離されると、第１遊星歯車機構６０および／または第２遊星歯車機構７０における動力の伝達が遮断され得る。

【0028】

本願に係る一つの態様、ツインクラッチを使用してソケットに連結された２つの入力シャフトを連結し、第１クラッチ２１は第１入力シャフト３１を介してエンジン１１に連結され、第２クラッチ２２は第２入力シャフト３２を介してエンジン１１に連結されることにより、２つの入力シャフトでエンジン１１の動力を伝達し、さらに第１遊星歯車機構６０および／または第２遊星歯車機構７０に伝達することを実現する。第２モータ１３と第１遊星歯車機構６０の連結が第２モータ１３の動力を第１遊星歯車機構６０に伝達することを実現する。更に、第１遊星歯車機構６０および／または第２遊星歯車機構７０における動力の伝達はブレーキアセンブリによって制御されると同時に、エンジン１１が第１モータ１２に連結されてエンジン１１の動力が第１モータ１２に伝達されることにより、純粋な電気モード、シリーズモード、パラレルモード、パワースプリットモード、その他の駆動モードなどのモードを実現する。既存のハイブリッドパワートレインシステムと比べて、固定速度比という問題が解決される。さまざまな駆動モードに応じて、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの速度比を柔軟に調整し得、性能を低下させることなく経済性を最適化し、エンジン１１を最適な動作点で働かせ、だから、動力伝達性能を向上させる一方で、エンジン１１をより経済的に作動させ、伝達効率を向上させる。また、第１モータ１２と第２モータ１３は両方とも駆動能力を有し、第２モータ１３の性能を下げることを前提として、第１モータ１２の性能を向上させてコストを下げる一方で、ツインモータ駆動モードでは、エンジン１１は柔軟にシリーズモードに移行してツインモータにエネルギーを供給し得、車両の駆動力を強化する。

【0029】

引き続き図１に示すように、第１遊星歯車機構６０は、第１サンギヤ６１、第１プラネタリキャリア６２、第１プラネタリギヤ６３、および第１リングギヤ６４を含み、第２遊星歯車機構７０は、第２サンギヤ７１、第２プラネタリキャリア７２、第２プラネタリギヤ７３、および第２リングギヤ７４を含む。

【0030】

具体的には、第１サンギヤ６１は第３入力シャフト３３を介して第２モータ１３に連結され、第１プラネタキャリア６２は第２リングギヤ７４に連結され、第１プラネタギヤ６３は第１プラネタキャリア６２に固定され、リングギヤ６４は第２プラネタキャリア７２に連結される。第１遊星歯車機構６０と第２遊星歯車機構７０とが連結されることにより、第１遊星歯車機構６０と第２遊星歯車機構７０との間の動力伝達が実現される。第２サンギヤ７１と第２プラネタキャリア７２の両方がブレーキアセンブリに連結され、第２遊星歯車機構７０をブレーキアセンブリに連結することにより、ブレーキアセンブリが第２遊星歯車機構７０の動力伝達を制御できるようになり、さらに、ブレーキアセンブリが第１遊星歯車機構６０で動力を伝達することを制御するのが実現される。第１遊星歯車機構６０および／または第２遊星歯車機構７０の動力伝達におけるブレーキアセンブリの制御することより、多段ドライブモードを実現し得、より幅広い実際の運転状態に適応し、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの応用範囲が広がる。

【0031】

引き続き図１に示すように、さらに、ブレーキアセンブリは、第２プラネタキャリア７２に連結される第１ブレーキ４１を含む。具体的には、第１ブレーキ４１はフリクションプレートを介して第２入力シャフト３２にスプライン連結され、第１ブレーキ４１の鋼片はスプラインを介してトランスミッションハウジングに連結され、第１ブレーキ４１の回転部分は第２プラネタキャリア７２に連結される。このように、第１ブレーキ４１と第２プラネタリキャリア７２との結合または分離を制御することにより、第１遊星歯車機構６０における動力の伝達または遮断の制御が実現される。

【0032】

ブレーキアセンブリは、第２サンギヤ７１に連結された第２ブレーキ４２を含む。具体的には、第２ブレーキ４２の鋼片はスプラインを介してトランスミッションハウジングに連結され、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは第１中間シャフト３４をさらに含み、第１中間シャフト３４は第１入力シャフト３１の外側空転可能に覆設されており、第２ブレーキ４２は第１入力シャフト３４を介して第２サンギヤ７１に連結される。このように、第２ブレーキ４２と第２サンギヤ７１との結合または分離を制御することにより、第２遊星歯車機構７０における動力の伝達または遮断の制御が実現される。

【0033】

引き続き図１に示すように、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、第２リングギヤ７４に連結され動力を出力するように配置される第２中間シャフト３５をさらに含む。ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは第２中間シャフトに連結されるディファレンシャル５０をさらに含む。このようにして、エンジン１１及び／又は第１モータ１２及び／又は第２モータ１３の動力は、入力シャフト及び遊星歯車機構を介して伝達された後、第２リングギヤ７４を介して第２中間シャフト３５に伝達され、ディファレンシャル５０に伝達され、さらにディファレンシャル５０を介してドライバーシャフトに伝達され、最終的に車輪に出力されて車両の駆動が実現される。

【0034】

さらに、パワートレインシステムのねじり振動の固有振動数を低減するために、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、エンジンと第１モータとの間に設けるねじり振動ダンパ（図示せず）をさらに含む。ねじり振動ダンパは、エンジン１１のクランクシャフトとパワートレインシステムとの連結部のねじり剛性を低下させることにより、パワートレインシステムのねじり振動の固有振動数を低減し、パワートレインシステムのねじり減衰を高め、ねじり共振に対応する振幅を抑制し、衝撃によって引き起こされる瞬間的なねじり振動を減衰させることができる。ねじり振動ダンパは、動力伝達アセンブリがアイドリングしている時にクラッチとトランスミッションシャフトシステムのねじり振動を制御し、トランスミッションのアイドリングノイズと、主減速機およびトランスミッションのねじり振動およびノイズを除去し、また、不安定な運転状態におけるパワートレインシステムのねじり衝撃荷重を緩和することができ、クラッチ操作のスムーズさを向上させる。

【0035】

引き続き図１に示すように、第１モータ１２と第２モータ１３の両方が動力用バッテリ（図示せず）に連結され、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、以下の作動モードのうちのいずれか１つ以上のモードを有する。
純粋な電気モード：第２モータ１３が動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、エンジン１１が作動せず、第１モータ１２が作動しない。
シリーズモード：第２モータ１３が動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、エンジン１１が発電機としての第１モータ１２を駆動し、第２モータ１３に電力を供給するか、または、設定された所定の運転状態において動力用バッテリを充電する。設定された所定の運転状態は、動力用バッテリが不足している状況であっても良い。
パラレルモード：エンジン１１が設定された経済的な動作点で作動し、第２モータ１３が、現在の動力需要または動力用バッテリの電力需要に応じて、動力を出力するか、または、動力用バッテリを充電し、第１モータ１２が作動しない。エンジン１１が設定された経済的な動作点で作動することは、具体的にはエンジン１１が燃料消費量の少ない動作点で作動することを意味し、燃料消費量はエンジン燃料消費マップに基づいて決定することができる。
パワースプリットモード：
第２モータ１３が動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、エンジン１１が作動すると同時に、エンジン１１が発電機としての第１モータ１２を駆動して発電し第２モータ１３に給電する、または、
第２モータ１３が動力用バッテリの電気エネルギーを利用して駆動モータとして作動し、エンジン１１が作動すると同時に、第１モータ１２が駆動モータとして動力用バッテリの電気エネルギーを利用して作動する。

【0036】

実施例１
具体的には、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、純粋な電気モード、シリーズモード、パラレルモード、パワースプリットモードで多段動作を実現することができ、この実施例では、純粋な電気モード１段、純粋な電気モード２段、シリーズモード１段、シリーズモード２段、パラレルモード１段、パラレルモード２段、パラレルモード３段、パラレルモード４段、パワースプリットモードの計９速を例として説明する。

【0037】

実施例１の動作状況を表１に示す。

【表1】

【0038】

図３～１１は、純粋な電気モード１段、純粋な電気モード２段、シリーズモード１段、シリーズモード２段、パラレルモード１段、パラレルモード２段、パラレルモード３段、パラレルモード４段とパラレルモード４段の時にツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの動力経路に対応し、各図中の太線が動力経路である。

【0039】

図３に示すように、この実施例では、純粋な電気モード１段では、第１ブレーキ４１が係合され、第２プラネタリキャリア７２が固定され、第２モータ１３が第１サンギヤ６１を駆動し、第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２とを介して動力を第２リングギヤ７４に伝達し、第２リングギヤ７４が動力を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。

【0040】

図４に示すように、この実施例では、純粋な電気モード２段では、第２ブレーキ４２が係合され、第２サンギヤ７１が固定され、第２モータ１３が第１サンギヤ６１を駆動し、第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２を介して動力の一部分を第２リングギヤ７４に伝達され、動力の他の部分を第１プラネタリキャリア６２を介して第１リングギヤ６４に伝達し、さらに第１リングギヤ６４から第２プラネタリキャリア７２と第２リングギヤ７４に伝達し、さらに第２リングギヤ７４がこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。

【0041】

図５に示すように、この実施例では、シリーズモード１段では、第１ブレーキ４１が係合され、第２プラネタリキャリア７２が固定され、第２モータ１３が第１サンギヤ６１を駆動し、第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２とを介して動力を第２リングギヤ７４に伝達し、第２リングギヤ７４が動力を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。エンジン１１は、発電機としての第１モータ１２を駆動して発電し、動力用バッテリを充電する。

【0042】

図６に示すように、この実施例では、シリーズモード２段では、第２ブレーキ４２が係合され、第２サンギヤ７１が固定され、第２モータ１３が第１サンギヤ６１を駆動し、第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２を介して動力の一部分を第２リングギヤ７４に伝達し、動力の他の部分を第１プラネタリキャリア６２を介して第１リングギヤ６４に伝達し、さらに第１リングギヤ６４から第２プラネタリキャリア７２と第２リングギヤ７４に伝達し、さらに第２リングギヤ７４がこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。エンジン１１は、発電機としての第１モータ１２を駆動して発電し、動力用バッテリを充電する。

【0043】

図７に示すように、この実施例では、パラレルモード１段では、第１ブレーキ４１が係合され、第２プラネタリキャリア７２が固定され、第２モータ１３が第１サンギヤ６１を駆動し、第１サンギヤが６１第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２とを介して動力を第２リングギヤ７４に伝達し、第２リングギヤ７４が動力を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。
同時に、第１ブレーキ２１が係合され、エンジン１１は第１ブレーキ２１を介して動力を第１輸入シャフト３１に伝達し、さらに第１サンギヤ６１に伝達し、さらに第１サンギヤ６１が第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２とを介して動力を第２リングギヤ７４に伝達し、第２リングギヤ７４が動力を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。

【0044】

図８に示すように、この実施例では、パラレルモード２段では、第２ブレーキ４２が係合され、第２サンギヤ７１が固定され、第２モータ１３が第１サンギヤ６１を駆動し、第１サンギヤ６１が第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２を介して動力の一部分を第２リングギヤ７４に伝達し、動力の他の部分を第１プラネタリキャリア６２を介して第１リングギヤ６４に伝達し、さらに第１リングギヤ６４から第２プラネタリキャリア７２と第２リングギヤ７４に伝達し、さらに第２リングギヤ７４がこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。
同時に、第１ブレーキ２１が係合され、エンジン１１は第１ブレーキ２１を介して動力を第１輸入シャフト３１に伝達し、さらに第１サンギヤ６１に伝達し、さらに第１サンギヤ６１から第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２とを介して動力の一部分を第２リングギヤ７４に伝達し、第１プラネタキャリア６２が動力の他の部分を第１リングギヤ６４に伝達し、さらに第１リングギヤ６４から第２プラネタリキャリア７２と第２リングギヤ７４に伝達し、さらに第２リングギヤ７４がこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。

【0045】

図９に示すように、この実施例では、パラレルモード３段では、第１ブレーキ４１が分離され、第２ブレーキ４２が分離され、第２モータ１３が第１サンギヤ６１を駆動し、第１サンギヤ６１が第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２を介して動力の一部分を第２リングギヤ７４に伝達し、動力の他の部分を第１プラネタリキャリア６２を介して第１リングギヤ６４に伝達し、さらに第１リングギヤ６４から第２プラネタリキャリア７２と第２リングギヤ７４に伝達し、さらに第２リングギヤ７４がこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。
同時に、第１ブレーキ２１が係合され、エンジン１１は第１ブレーキ２１を介して動力を第１輸入シャフト３１に伝達し、さらに第１サンギヤ６１に伝達し、さらに第１サンギヤ６１から第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２とを介して動力の一部分を第２リングギヤ７４に伝達し、第１プラネタキャリア６２が動力の他の部分を第１リングギヤ６４に伝達し、さらに第１リングギヤ６４から第２プラネタリキャリア７２と第２リングギヤ７４に伝達し、さらに第２リングギヤ７４がこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。
同時に、第２ブレーキ２２が係合され、エンジン１１は第２ブレーキ２２を介して動力を第２輸入シャフト３２に伝達し、さらに動力を第２プラネタリギヤ７２と第２リングギヤ７４に伝達し、第２リングギヤ７４が動力を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。

【0046】

図１０に示すように、この実施例では、パラレルモード４段では、第２ブレーキ４２が係合され、第２サンギヤ７１が固定され、第２モータ１３が第１サンギヤ６１を駆動し、第１サンギヤ６１が第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２を介して動力の一部分を第２リングギヤ７４に伝達し、動力の他の部分を第１プラネタリキャリア６２を介して第１リングギヤ６４に伝達し、さらに第１リングギヤ６４から第２プラネタリキャリア７２と第２リングギヤ７４に伝達し、さらに第２リングギヤ７４がこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。
同時に、第２ブレーキ２２が係合され、エンジン１１の動力の一部を第２ブレーキ２２を介して第２輸入シャフト３２に伝達し、さらに第２プラネタリギヤ７２と第２リングギヤ７４に伝達し、第２リングギヤ７４が動力のこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。
同時に、エンジン１１の動力の他の一部は、発電機としての第１モータ１２を駆動して発電し、動力用バッテリを充電する。

【0047】

図１１に示すように、この実施例では、パワースプリットモードでは、第１ブレーキ４１が分離され、第２ブレーキ４２が分離され、第２モータ１３が第１サンギヤ６１を駆動し、第１サンギヤ６１が第１プラネタリギヤ６３と第１プラネタキャリア６２を介して動力の一部分を第２リングギヤ７４に伝達し、動力の他の部分を第１プラネタリキャリア６２を介して第１リングギヤ６４に伝達し、さらに第１リングギヤ６４から第２プラネタリキャリア７２と第２リングギヤ７４に伝達し、さらに第２リングギヤ７４がこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。
同時に、第２ブレーキ２２が係合され、エンジン１１の動力の一部を第２ブレーキ２２を介して第２輸入シャフト３２に伝達し、さらに第２プラネタリギヤ７２と第２リングギヤ７４に伝達し、第２リングギヤ７４が動力のこの部分を第２中間シャフト３５に伝達し、さらにディファレンシャル５０に伝達する。
同時に、エンジン１１の動力の他の一部は、発電機としての第１モータ１２を駆動して発電し、第２モータ１３に供給して駆動に使用する。
同時に、第１モータ１２を駆動モータとして駆動に参加し得る。

【0048】

各種変速段の切り替え時には、ＤＣＴシフトモードを使用してもよいし、第１モータ１２および／または第２モータ１３を制御して変速段を切り替えてもよい。操作性が極めて高く、変速段を切り替えるデカップリング操作が容易となる。

【0049】

各モードおよび変速段において、第１モータ１２および第２モータ１３の両方をエネルギー回収に使用することができ、具体的には、第１モータ１２および第２モータ１３の両方が車両の滑走の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して動力用バッテリに蓄えることができ、第１モータ１２および／または第２モータ１３を駆動するために使用される。

【0050】

上記の９つの変速段は、さまざまな道路状況に適応し、さまざまな運転条件のニーズを満たすことができる。各変速段が適応する道路状況は次のとおりである。
車速が０～４０ｋｍ／ｈの範囲の場合：出力トルクが小さい場合は純粋な電気１速を使用し得、ＳＯＣ電力がしきい値より低い場合はシリーズ１速を使用して充電と駆動でき、出力トルクが大きい場合は、パラレル１速を使用し得る。
車速が４０～６０ｋｍ／ｈの範囲の場合：出力トルクが小さい場合は純粋な電気２速を使用し得、ＳＯＣ電力がしきい値より低い場合はシリーズ２速を使用して充電と駆動し得、出力トルクが大きい場合は、パラレル２速を使用し得る。
車速が６０～１２０ｋｍ／ｈの範囲の場合：出力トルクが小さい場合はパワースプリットモードを使用し得、出力トルクが大きい場合は、パラレル３速を使用し得る。
車速が１２０～１６０ｋｍ／ｈの範囲の場合：出力トルクが小さい場合はパラレル４速を使用し得、ＳＯＣ電力がしきい値より低い場合はパワースプリットモードを使用して駆動し得、出力トルクが大きい場合は、パラレル３速またはパラレル４速を使用し得る。
車速が１６０～最大ｋｍ／ｈの範囲の場合：出力トルクが小さいおよび／または大きい場合はパワースプリットモードを使用し得る。

【0051】

各変速段は、適切な車速で純粋な電気モード、シリーズモード、パラレルモード、パワースプリットモードを実現することができ、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの多段を実現し、さまざまな走行条件のニーズを満たす。

【0052】

もちろん、変速段と路面状況の適応関係は、上記の状況に限定されるものではなく、燃費とパワーを基づき、道路状況に応じて異なる変速段をアレンジすることができる。ここでは変速段と路面状況の適応関係に制限はない。

【0053】

実施例２
図２を参照し、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムは、純粋な電気モード、シリーズモード、パラレルモード、およびパワースプリットモードで多段操作を実現できる。この実施例では、純粋な電気モード１段、シリーズモード１段、パラレルモード１段、パラレルモード３段、およびパワースプリットモードの合計５つの変速段を実現し得る。

【0054】

実施例１と異なる点は、第２ブレーキ４２がキャンセルされ、第２サンギヤ７１が第１入力シャフト３１の外側に空転可能に覆設されていることである。純粋な電気モード２段、シリーズモード２段、パラレルモード２段、パラレルモード４段の変速段数は減少し、その他の変速段の動力伝達経路は変わらない。

【0055】

本実施例におけるその他の特徴は実施例１と同様であるため、説明を省略する。

【0056】

また、本願は、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムを備えた車両（図示せず）も提案しており、ツインモータ多段ハイブリッドパワートレインシステムの具体的な構造については上述の実施例を参照する。該当の車両は、上述した全ての実施例の全部態様を採用しているため、ここでは繰り返さないが、少なくとも上述した実施例の態様がもたらす全ての機能を有する。

【0057】

以上は本願の好ましい実施例に過ぎず、それによって本願の特許範囲を制限するわけではない。本願の出願構想の下で、本願の明細書および添付図面の内容を利用してなされた等価構造変換、或いは他の関連する技術分野への直接／間接的な応用は、何れも本願の特許の保護範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

１１ エンジン
１２ 第１モータ
１３ 第２モータ
２１ 第１クラッチ
２２ 第２クラッチ
３１ 第１入力シャフト
３２ 第２入力シャフト
３３ 第３入力シャフト
３４ 第１中間シャフト
３５ 第２中間シャフト
４１ 第１ブレーキ
４２ 第２ブレーキ
５０ ディファレンシャル
６０ 第１遊星歯車機構
６１ 第１サンギヤ
６２ 第１プラネタリキャリア
６３ 第１プラネタリギヤ
６４ 第１リングギヤ
７０ 第２遊星歯車機構
７１ 第２サンギヤ
７２ 第２プラネタリキャリア
７３ 第２プラネタリギヤ
７４ 第２リングギヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】