DE102017211255A1

DE102017211255A1 - Vorrichtung für Hinterradantrieb eines umweltfreundlichen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017211255A1
Application number: DE102017211255.7A
Authority: DE
Inventors: Hee Cheon Jeong; Geun ho Kim; Sang Gi Lee; Moon Sik Woo
Original assignee: Hyundai Dymos Inc
Current assignee: Hyundai Transys Inc
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2018-01-11
Also published as: CN107585010A; CN107585010B; KR101782266B1; US20180009435A1; US10300910B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Hinterradantrieb eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, und zwar handelt es sich dabei um eine Vorrichtung zum Antrieb der Hinterräder eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, dass sie die folgenden Teile umfasst: einen Hinterradantriebsteil als eine Vorrichtung für Hinterradantrieb, um ein erstes und ein zweites Hinterrad jeweils (von einem zugehörigen Antriebsmotor) unabhängig voneinander anzutreiben, wobei der Antriebsteil einen ersten Motor zum Antreiben des ersten Hinterrades und einen zweiten Motor zum Antreiben des zweiten Hinterrades umfasst; einen Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder, der die jeweilige Antriebskraft des ersten sowie zweiten Motors mit Drehzahlreduzierung auf das erste bzw. zweite Hinterrad überträgt; eine Bremse, die die Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder von der Fahrzeugkarosserie lösbar befestigt ist; sowie einen Steuerungsteil, der den Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder und die Bremse sowie den Antriebsteil der Hinterräder steuert, um ein erstes und ein zweites Hinterrad jeweils unabhängig voneinander anzutreiben, wobei der Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder die folgenden Teile umfasst: einen ersten Planetengetriebesatz, der zwischen dem Abtriebsabschnitt des ersten Motors und dem ersten Hinterrad angeordnet ist; einen zweiten Planetengetriebesatz, der zwischen dem Abtriebsabschnitt des zweiten Motors und dem zweiten Hinterrad angeordnet ist, und ein Hohlrad, an dessen beiden Seiten der erste und der zweite Planetengetriebesatz jeweils angeschlossen sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat es den Effekt, dass ein jeweiliger Antriebsmotor an jeweils beiden Hinterrädern des Fahrzeugs angebracht ist, um die Hinterräder auf beiden Seiten des Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander antreiben zu können, und somit nicht nur die Antriebskraft in Längsrichtung des Fahrzeugs erhöht werden, sondern zugleich auch die Lenkstabilität des Fahrzeugs dafür verbessert werden kann, die Fahrrichtung oder die Fahrspur schnell zu ändern.

Description

[Technischer Bereich der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Hinterradantrieb eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, und zwar handelt es sich dabei insbesondere um eine Hinterradantriebsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, worin ein jeweiliger Antriebsmotor an jeweils beiden Hinterrädern des Fahrzeugs angebracht ist, um die Hinterräder auf beiden Seiten des Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander antreiben zu können, wobei jeder Antriebsmotor (mitsamt seinen zugehörigen Hinterrad) unabhängig von denn anderen gesteuert wird, wodurch nicht nur die Antriebskraft in Längsrichtung des Fahrzeugs erhöht werden, sondern zugleich auch die Lenkstabilität des Fahrzeugs verbessert werden kann.
[Technischer Hintergrund der Erfindung]
Um die umweltfreundlichen Fahrzeuge mit herkömmlichen Vorderradantrieb wie HEV (Hybridelektrofahrzeug), PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), EV (Electric Vehicle) und Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeug zu einem vierradgetriebenen Fahrzeug (4WD) werden zu lassen, sind ein Antriebsmotor und eine Antriebsvorrichtung mit der Untersetzungsgetriebekombination auf der Hinterradachse angebracht, womit die Fahrleistung des vierradgetriebenes Fahrzeugs (4WD) verbessert und dessen Stabilität auf der Straßenoberfläche wie einer schneebedeckten Straße gesichert wird.
Die oben genannte herkömmliche Vorrichtung für Hinterradantrieb umfasst normalerweise einen mit Hochspannung versorgten Antriebsmotor (Hochspannungsantriebsmotor), eine Drehzahlreduzierungsvorrichtung (eine Untersetzungsgetriebe) zur Sicherung eines minimalen Übersetzungsverhältnises des Fahrzeugs und eine Kupplung sowie eine Bremse mit einem nasslaufenden Mehrscheiben-Reibmaterial, um einen unerwünschten Rotationswiderstand des Elektromotors bei einer hohen Geschwindigkeit zu eliminieren.
In der Patentschrift KR 10-2013-0005407 ist eine Technik zur Realisierung eines Vierradantriebs eines umweltfreundlichen Fahrzeugs offengelegt, wozu ein alleiniger Antriebsmotor für Hinterradantrieb, Planetenrädergetriebe (Umlaufrädergetriebe) zur Drehzahlreduzierung des alleinigen Antriebsmotors und ein mit einem Abtriebsabschnitt der Planetenrädergetriebe verbundenes Differentialgetriebe verwendet werden.
Jedoch ist die in dem obigen Dokument beschriebene Konstruktion begrenzt auf die Steuerung zur Erhöhung der Antriebskraft für Vorderräder und Hinterräder in Längsrichtung des Fahrzeugs.
Daher kann das Verfahren zum Antreiben von Hinterrädern durch die Verwendung eines alleinigen Antriebsmotors keinen Beitrag zu Lenkstabilität eines Fahrzeugs in einer Situation leisten kann, wo es notwendig ist, wie etwa bei einem notwendigen Fahrspurwechsel während der Fahrt, dass eine jeweilige Antriebskraft auf beiden Seiten der Hinterräder unabhängig von der anderen gesteuert wird.
[Stand der Technik]
[Patentschrift]

(Patentschrift 1) Offenlegungsschrift KR 10-2013-0005407

[Inhalt der Erfindung]
[Aufgabe der Erfindung]
Dementsprechend wird die vorliegende Erfindung gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und dabei ist es ein Zweck der Erfindung, eine Vorrichtung für Hinterradantrieb eines umweltfreundlichen Fahrzeugs anzubieten, worin plurale Antriebsmotoren zwecks Erhöhung von Antriebskraft in Längsrichtung des Fahrzeugs sowie zwecks Verbesserung von Lenkstabilität des Fahrzeugs dazu verwendet werden, um die Hinterräder auf beiden Seiten des Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander anzutreiben.
[Technische Lösung]
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden Teile umfasst:
einen Hinterradantriebsteil als eine Vorrichtung für Hinterradantrieb, um ein erstes und ein zweites Hinterrad jeweils unabhängig voneinander anzutreiben, wobei der Antriebsteil einen ersten Motor zum Antreiben des ersten Hinterrades und einen zweiten Motor zum Antreiben des zweiten Hinterrades umfasst;
einen Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder, der die jeweilige Antriebskraft des ersten und zweiten Motors mit Drehzahlreduzierung auf das erste bzw. zweite Hinterrad überträgt; eine Bremse, die die Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder von der Fahrzeugkarosserie lösbar befestigt ist; sowie
einen Steuerungsteil, der den Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder und die Bremse sowie den Antriebsteil der Hinterräder steuert, um ein erstes und ein zweites Hinterrad jeweils (von einem zugehörigen Antriebsmotor) unabhängig voneinander anzutreiben, wobei der Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder die folgenden Teile umfasst: einen ersten Planetengetriebesatz, der zwischen denn Abtriebsabschnitt des ersten Motors und dem ersten Hinterrad angeordnet ist;
einen zweiten Planetengetriebesatz, der zwischen dem Abtriebsabschnitt des zweiten Motors und dem zweiten Hinterrad angeordnet ist, und
ein Hohlrad, an dessen beiden Seiten der erste und der zweite Planetengetriebesatz jeweils angeschlossen sind.
Vorzugsweise ist die Bremse so konstruiert, dass sie zwischen dem Hohlrad und der Fahrzeugkarosserie angebracht und dabei das Hohlrad von der Fahrzeugkarosserie lösbar befestigt ist.
Ferner umfasst der erste Planetengetriebesatz vorzugsweise die folgenden Teile: einen ersten Radträger, der an den Abtriebsabschnitt des ersten Motors angeschlossen ist; ein erstes Sonnenrad, das an das erste Hinterrad angeschlossen ist; die pluralen ersten Planetengetriebe, die sich mit der äußeren Umfangsfläche des ersten Sonnenrades und der inneren Umfangsfläche des Hohlrades in Eingriff stehend drehen lassen, und dabei umfasst der zweite Planetengetriebesatz die folgenden Teile: einen zweiten Radträger, der an den Abtriebsabschnitt des zweiten Motors angeschlossen ist; ein zweites Sonnenrad, das an das zweite Hinterrad angeschlossen ist; die pluralen zweiten Planetengetriebe, die sich mit der äußeren Umfangsfläche des zweiten Sonnenrades und der inneren Umfangsfläche des Hohlrades in Eingriff stehend drehen lassen.
Zugleich ist es bevorzugt, dass der Steuerungsteil die folgenden Teile umfasst; eine Motorsteuerungseinheit, die betätigt wird, um den ersten und zweiten Motor mit Antriebsstrom jeweils unabhängig voneinander zu versorgen; eine Hydrauliksteuerungseinheit, die betätigt wird, um einen Hydraulikdruck zu erzeugen und auf die Bremse zu liefern; eine Fahrzeugsteuerungseinheit, die mit der Motorsteuerungseinheit und der Hydrauliksteuerungseinheit elektrisch verbunden ist, um den Betrieb der Motorsteuerungseinheit und der Hydrauliksteuerungseinheit zu steuern.
Zudem entspricht das erste Hinterrad dem linken Hinterrad und das zweite Hinterrad entspricht dem rechten Hinterrad.
Also wenn eine Absicht eines Fahrers während der Fahrt erfasst wird, die Fahrrichtung des Fahrzeugs schnell nach links zu ändern, sendet die Fahrzeugsteuerungseinheit ein Steuerungssignal nach der Berechnung des Drehmoments des Fahrzeugs an die Motorsteuerungseinheit, um den zweiten Motor zum Antreiben des zweiten Hinterrades mit Strom zu versorgen, indem die Fahrzeugsteuerungseinheit ein Steuerungssignal an die Motorsteuerungseinheit sendet, um den erforderlichen Strom an dem ersten Motor zum Antreiben des ersten Hinterrades nicht zu liefern.
Zugleich ist es bevorzugt, dass die Fahrzeugsteuerungseinheit auch die Motorsteuerungseinheit steuert, um Energie von dem ersten Hinterrad durch den ersten Motor zurückzugewinnen.
Außerdem, wenn eine Absicht eines Fahrers während der Fahrt erfasst wird, die Fahrrichtung des Fahrzeugs schnell nach rechts zu ändern, sendet die Fahrzeugsteuerungseinheit ein Steuerungssignal nach der Berechnung des Drehmoments des Fahrzeugs an die Motorsteuerungseinheit, um den ersten Motor zum Antreiben des ersten Hinterrades mit Strom zu versorgen, indem die Fahrzeugsteuerungseinheit ein Steuerungssignal an die Motorsteuerungseinheit sendet, um den erforderlichen Strom an den zweiten Motor zum Antreiben des zweiten Hinterrades nicht zu liefern.
Zudem ist es bevorzugt, dass die Fahrzeugsteuerungseinheit auch die Motorsteuerungseinheit steuert, um Energie von dem zweiten Hinterrad durch den zweiten Motor zurückzugewinnen.
[Wirkungen der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat es den Effekt, dass in dieser Vorrichtung zum Antrieb der Hinterräder ein jeweiliger Antriebsmotor an jeweils beiden Hinterrädern des Fahrzeugs angebracht ist, um die Hinterräder auf beiden Seiten des Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander antreiben zu können, und somit nicht nur die Antriebskraft in Längsrichtung des Fahrzeugs erhöht werden, sondern zugleich auch die Lenkstabilität des Fahrzeugs dafür verbessert werden kann, die Fahrrichtung oder die Fahrspur schnell zu ändern.
[Kurze Beschreibungen der Erfindung]
Es zeigen:
1: eine Zeichnung zur Erläuterung eines umweltfreundliches Fahrzeug, das mit einer Vorrichtung für Hinterradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet.
2: eine Zeichnung zur Darstellung eines Hinterradantriebsteils und eines Untersetzungsgetriebeteils der Hinterräder unter einer Vorrichtung für Hinterradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3: eine Zeichnung zur Darstellung einer Hydrauliksteuerungseinheit unter einer Vorrichtung für Hinterradantrieb in 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4: eine Zeichnung zur Erläuterung einer Wirkungsweise der Vorrichtung für Hinterradantrieb in 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[Ausführungsbeispiele der Erfindung]
Es wird eine konkrete Ausführungsform für die vorliegende Erfindung unter anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Bei diesem Verfahren können die Dicken der Linien und die Größen der Komponenten in den Zeichnungen aus Gründen der Klarheit und Einfachheit der Erläuterung übertrieben dargestellt werden. Darüber hinaus können Begriffe, die nachfolgend beschrieben werden und unter Berücksichtigung der Funktionen der vorliegenden Erfindung definiert sind, nach dem Benutzer, der Absicht des Bedieners oder dem Brauch dieses Gebets variiert werden. Daher sollte die Definition dieser Begriffe auf der Basis des Inhalts der gesamten Patentschrift in Bezug genommen werden.
Hinweisend ist 1 eine Zeichnung zur Erläuterung eines umweltfreundliches Fahrzeug, das mit einer Hinterradantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet; 2 ist eine Zeichnung zur Darstellung eines Hinterradantriebsteils und eines Untersetzungsgetriebeteils der Hinterräder unter einer Vorrichtung für Hinterradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3 ist eine Zeichnung zur Darstellung einer Hydrauliksteuerungseinheit unter einer Vorrichtung für Hinterradantrieb in 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4 ist eine Zeichnung zur Erläuterung einer Wirkungsweise der Vorrichtung für Hinterradantrieb in 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Zunächst ist, wie in 1 gezeigt, ein Fahrzeug so konstruiert, dass es eine Vorderradantriebsvorrichtung 20 zum Antreiben der Vorderräder 10 und eine Hinterradantriebsvorrichtung 100 zum Antreiben der Hinterräder 50 umfasst.
Eine Vorderradantriebsvorrichtung 20 hat nur den Zweck, die Vorderräder 10 anzutreiben, und somit wird die Antriebskraft der Vorderradantriebsvorrichtung 20 nicht auf die Hinterräder 50 übertragen.
Eine Vorderradantriebsvorrichtung 20 umfasst einen Vorderradantriebsteil 21, der je nach Fahrzeugtyp und Verfahren eines Fahrzeugantriebs ein konventioneller Verbrennungsmotor, ein Elektromotor oder eine Kombination aus den beiden Motoren ist, und einen Wechselgetriebeteil 22, der die Antriebskraft der Vorderradantriebsteil 21 mit Drehzahlreduzierung auf die Vorderräder 10 überträgt.
Ein Vorderradantriebsteil 21 und ein Wechselgetriebeteil 22 der Vorderradantriebsvorrichtung 20 werden durch eine nachfolgend beschriebene Fahrzeugsteuerungseinheit 153 gesteuert.
Außerdem hat eine Hinterradantriebsvorrichtung 100 nur den Zweck, die Hinterräder 50 anzutreiben, und somit wird die Antriebskraft der Hinterradantriebsvorrichtung 100 nicht auf die Vorderradantriebsvorrichtung 20 übertragen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Hinterradantriebsvorrichtung 100 also einen Hinterradantriebsteil 110, der die beiden Hinterräder 50 unabhängig voneinander antreibt, und einen Untersetzungsgetriebeteil 120 der Hinterräder, der die Antriebskraft (Leistung) des Hinterradantriebsteils 110 mit Drehzahlreduzierung auf die Hinterräder 50 überträgt.
Der Hinterradantriebsteil 110 ist mit einen ersten Motor 111, der ein erstes Hinterrad 51 unabhängig antreibt, und einem zweiten Motor 112 ausgestattet, der ein zweites Hinterrad 52 unabhängig antreibt, sowie der Untersetzungsgetriebeteil 120 ist mit einem Mittel ausgestattet, um die jeweiligen Antriebskräfte der beiden ersten und zweiten Motoren unabhängig voneinander zu reduzieren.
Eine detaillierte Konstruktion des Hinterradantriebsteils 110 und des Untersetzungsgetriebeteils 120 wird unter Hinweis auf 2 erläutert.
Wie in 1 gezeigt, ferner umfasst ein umweltfreundliches Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Steuerungsteil 150, der einen Hinterradantriebsteil 110 und einen Untersetzungsgetriebeteil 120 steuert, wodurch wiederum ein erster Motor 111 und ein zweiter Motor 112 des Hinterradantriebsteils 110 gesteuert werden, um jeweils unabhängig voneinander anzutreiben oder zu regenerieren.
Wie gezeigt, ist der Steuerungsteil 150 so konstruiert, dass er die folgenden Teile umfasst: eine Motorsteuerungseinheit 151, die betätigt wird, um den ersten 111 und zweiten Motor 112 mit Antriebsstrom jeweils unabhängig von einander zu versorgen; eine Hydrauliksteuerungseinheit 152, die betätigt wird, um einen Hydraulikdruck zu erzeugen und auf den Untersetzungsgetriebeteil 120 zu liefern, und eine Fahrzeugsteuerungseinheit 153, die mit der Motorsteuerungseinheit 151 und der Hydrauliksteuerungseinheit 152 elektrisch verbunden ist, um den Betrieb der Motorsteuerungseinheit 151 und der Hydrauliksteuerungseinheit 152 zu steuern.
Die Motorsteuerungseinheit 151 ist so konstruiert, dass sie den ersten 111 und zweiten Motor 112 steuern kann, um jeweils unabhängig voneinander anzutreiben oder zu regenerieren, wobei der in einer Batterie gespeicherten Strom in Hochspannung durch Steuerungssignal der Fahrzeugsteuerungseinheit 153 über eine Hochspannungsleitung an den ersten 111 und zweiten Motor 112 gleichzeitig oder unabhängig voneinander geliefert wird oder Energie von dem ersten 111 und zweiten Motor 112 zurückgewonnen wird.
Motorsteuerungseinheit 151 ist mit dem ersten 111 und zweiten Motor 112 über eine Motorsteuerungsleitung jeweils elektrisch verbunden verbunden und mit der Fahrzeugsteuerungseinheit 153 über eine Kommunikationsleitung elektrisch verbunden.
Die Tatsache, dass die Motorsteuerungseinheit 151 den Strom an den ersten 111 und zweiten Motor 112 unabhängig voneinander liefern kann, ist in der betreffenden Industrie bekannt als ein offenes Verfahren, das in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, wobei es hier auf eine detaillierte Beschreibung der Motorsteuerungseinheit 151 verzichtet wird.
Wie nachfolgend beschrieben, ist die Hydrauliksteuerungseinheit 152 ist so konstruiert, dass sie den durch einen Hydraulikdruck zu betätigenden Untersetzungsgetriebeteil 120 steuert, und zwar den Hydraulikdruck durch Steuerungssignal der Fahrzeugsteuerungseinheit 153 an die Bremse 130 selektiv zu liefern.
Die Hydrauliksteuerungseinheit 152 ist mit der Fahrzeugsteuerungseinheit 153 über eine Kommunikationsleitung elektrisch verbunden verbunden und mit der Bremse 130 des Untersetzungsgetriebeteils 120 über eine Hydraulikleitung verbunden.
Eine detaillierte Konstruktion der Hydrauliksteuerungseinheit 152 wird unter Hinweis auf 3 nachfolgend beschrieben.
Die Fahrzeugsteuerungeinheit 153 dient dazu, den oben erwähnten Betrieb des Vorderradantriebsteils 21 und des Hinterradantriebsteils 110 sowie des Untersetzungsgetriebeteil 120 der Hinterräder zu steuern. Hierbei ist die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 als Oberbegriff zu verstehen, denn sie steuert den Betrieb des Vorderradantriebsteils 21 und des Hinterradantriebsteils 110 weitgreifend, obwohl sie eine ähnliche Funktion leistet, wie eine konventionelle Motorsteuerungseinheit (ECU).
Die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 empfängt die Absichten eines Fahrers, die durch einen Schalthebel, ein Gaspedal und ein Lenkrad eingegeben werden, und die Informationen eines Fahrzeugs aus verschiedenen Sensoren, die an dem Fahrzeug angebracht und über eine Kommunikationsleitung mit der Fahrzeugsteuerungseinheit 153 elektrisch verbunden sind, und dabei steuert sie die Verteilung der Antriebskraft und den Betrieb des Vorderradantriebsteils 21 und des Hinterradantriebsteils 110 aufgrund der empfangenen Informationen und unter Berücksichtigung der Kraftstoffeinsparung und die Kraftstoffeffizienz sowie die Haltungsstabilität des Fahrzeugs.
Also wenn eine Absicht eines Fahrers während der schnellen Fahrt eingegeben wird, die Fahrrichtung des Fahrzeugs schnell nach einer Richtung (beispielsweise nach rechts) zu ändern, sendet die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 ein Steuerungssignal nach der Berechnung des Drehmoments des Fahrzeugs an die Motorsteuerungseinheit 151, um einen Motor (ersten Motor) zum Antreiben eines sich in entgegengesetzter Richtung zum Wenden des Fahrzeugs befindenden Hinterrades (hier linken Hinterrades) mit Strom zu versorgen, indem die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 ein Steuerungssignal an die Motorsteuerungseinheit 151 sendet, um den erforderlichen Strom an einen Motor (zweiten Motor) zum Antreiben eines sich im Wenden des Fahrzeugs befindenden Hinterrades (hier rechten Hinterrades) nicht zu liefern.
In 2 zeigt eine schematische Darstellung des Hinterradantriebsteils 110 und des Untersetzungsgetriebeteils 120 der Hinterräder von der Hinterradantriebsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie oben beschrieben, umfasst der Hinterradantriebsteil 110 einen ersten Motor 111, der ein erstes Hinterrad 51 unabhängig antreibt, und einen zweiten Motor 112, der ein zweites Hinterrad 52 unabhängig antreibt.
Es ist so konstruiert, dass ein erster Stator 111c des ersten Motors 111 und ein zweiter Stator 112c des zweiten Motors 112 jeweils an der Fahrzeugkarosserie befestigt sind, und eine erste Rotorwelle 111b als ein Abtriebsabschnitt eines ersten Rotors 111a des ersten Motors 111 an den ersten Träger 121a eines nachfolgend beschriebenen ersten Planetengetriebesatzes 121 angeschlossen ist, sowie eine zweite Rotorwelle 112b als ein Abtriebsabschnitt eines zweiten Rotors 112a des zweiten Motors 112 an den zweiten Träger 122a eines nachfolgend beschriebenen zweiten Planetengetriebesatzes 122 angeschlossen ist.
Es ist hier auch die Tatsache: wenn ein erster Motor 111 und ein zweiter Motor 112 erforderliche Antriebskraft für das erste Hinterrad 51 und das zweite Hinterrad 52 liefern können, so kann ein Elektromotor, welcher Art und welcher Form auch immer, uneingeschränkt in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, der in der betreffenden Industrie bekannt ist.
Jedoch werden der erste Motor 111 und der zweite Motor 112 in der Hinterradantriebsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die Motorsteuerungseinheit 151 gesteuert, um separat und unabhängig voneinander angetrieben zu werden.
Aufgrund der dargestellten Ausführungsform ist es so konstruiert, dass das erste Hinterrad 51 und der erste Motor 111 auf der linken Seite gegen Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet sind, sowie das zweite Hinterrad 52 und den zweiten Motor 112 auf der rechten Seite gegen Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet sind, worauf sich die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränken soll.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Untersetzungsgetriebeteil 120 der Hinterräder also die folgenden Teile: einen ersten Planetengetriebesatz 121, der zwischen dem ersten Hinterrad 51 und einer ersten Rotorwelle 111b als ein Abtriebsabschnitt eines ersten Rotors 111a des ersten Motors 111 angeordnet ist; einen zweiten Planetengetriebesatz, der zwischen dem zweiten Hinterrad 52 und einer zweiten Rotorwelle 112b als ein Abtriebsabschnitt eines zweiten Rotors 112a des zweiten Motors 112 angeordnet ist, sowie ein Hohlrad 123, an dem der erste 121 und der zweite Planetengetriebesatz 122 in Eingriff stehend jeweils angeschlossen sind.
Zudem umfasst der erste Planetengetriebesatz 121 die folgenden Teile: einen ersten Radträger, der an den Abtriebsabschnitt des ersten Motors 111 angeschlossen ist; ein erstes Sonnenrad 121b, das an das erste Hinterrad 51 angeschlossen ist; die pluralen ersten Planetengetriebe 121c, die sich mit der äußeren Umfangsfläche des ersten Sonnenrades 121b und der inneren Umfangsfläche des Hohlrades 123 in Eingriff stehend drehen lassen. Zugleich umfasst der zweite Planetengetriebesatz 122 die folgenden Teile: einen zweiten Radträger 122a, der an den Abtriebsabschnitt des zweiten Motors 112 angeschlossen ist; ein zweites Sonnenrad 122b, das an das zweite Hinterrad 52 angeschlossen ist; die pluralen zweiten Planetengetriebe 122c, die sich mit der äußeren Umfangsfläche des zweiten Sonnenrades 122b und der inneren Umfangsfläche des Hohlrades 123 in Eingriff stehend drehen lassen.
Ein Hohlrad 123 ist lösbar durch eine hydraulisch betätigende Bremse an Fahrzeugkarosserie befestigt. Das Hohlrad 123 ist in Form eines zylindrischen Rohrs mit beiden offenen Endabschnitten ausgebildet, wobei das erste Sonnenrad 121b des ersten Planetengetriebesatzes 121 und das zweite Sonnenrad 122b des zweiten Planetengetriebesatzes 122 jeweils an beiden Endabschnitten in Eingriff stehend angeschlossen ist.
Also bei einem Antreiben des ersten 111 und zweiten Motors 112 sind die erste 111b und zweite Rotorwelle 112b als ein jeweiliger Abtriebsabschnitt (des jeweiligen Rotors des jeweiligen Motors) jeweils an dem ersten 121a und zweiten Träger 122a angeschlossen und dabei werden die jeweiligen Antriebskräfte des ersten 111 und zweiten 112 Motors auf den ersten Träger 121a und den zweiten Träger 122a übertragen.
Danach werden die jeweils reduzierten Antriebskräfte über das erste Sonnenrad 121b und das zweite Sonnenrad 122b direkt auf das erste 51 und zweite Hinterrad 52 übertragen, da das erste 51 und zweite Hinterrad 52 jeweils an dem ersten 121b und zweiten Sonnenrad 122b direkt angeschlossen sind.
Ein Hydrauliksteuerungsteil 152 umfasst die folgenden Teile: eine Hydraulikpumpe 152a, die einen Druck auf Hydrauliköl aufbaut (zu erhöhen); einen Hydraulikantriebsmotor 152b für die Hydraulikpumpe, der die Hydraulikpumpe 152a antreibt; ein Hydraulikventil 152c, das das Hydrauliköl an die Bremse liefert, und eine Hydrauliksteuerungseinheit 152d, die den Betrieb des Hydraulikantriebsmotors 152b für die Hydraulikpumpe und das Auf- und Zumachen des Hydraulikventils 152c steuert.
Die Hydraulikpumpe 152a dient dazu, den Druck auf das Hydrauliköl von einem Lagerungsteil 152e des Hydrauliköls aus aufzubauen, und der Hydraulikantriebsmotor 152b, an den der Antriebsstrom von der Hydrauliksteuerungseinheit 152d geliefert wird, mittelt die Antriebskraft an die Hydraulikpumpe über: Das heißt, wenn die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 ein Steuerungssignal an die Hydrauliksteuerungseinheit 152d gibt, um die Kraftübertragung zwischen Hinterrad und Hinterradantriebsteil zu trennen, dann versorgt die Hydrauliksteuerungseinheit 152d den Hydraulikantriebsmotor 152b mit Strom, um die Hydraulikpumpe 152a zu betätigen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird der Betrieb über die Hinterradantriebsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs kurz erläutert.
Zunächst empfängt die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 die Absichten eines Fahrers, die durch einen Schalthebel, ein Gaspedal und ein Lenkrad eingegeben werden, und die Informationen eines Fahrzeugs aus verschiedenen Sensoren, die an dem Fahrzeug angebracht und über eine Kommunikationsleitung mit der Fahrzeugsteuerungseinheit 153 elektrisch verbunden sind, und dabei steuert sie die Verteilung der Antriebskraft und den Betrieb des Vorderradantriebsteils 21 und des Hinterradantriebsteils 110 aufgrund der empfangenen Informationen und unter Berücksichtigung der Kraftstoffeinsparung und die Kraftstoffeffizienz sowie die Haltungsstabilität des Fahrzeugs.
Und zwar unter normalen Fahrbedingungen steuert die Fahrzeugsteuerungeinheit 153 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Vorderradantriebsteil 21 und den Hinterradantriebsteil 110 ähnlich wie HEV (Hybridelektrofahrzeug) oder EV (Electric Vehicle) unter Berücksichtigung der Effizienz des Fahrzeugs, um die Hinterräder bei einem Starten oder einem langsamen Fahren eines Fahrzeugs nur unter Einsatz des Hinterradantriebsteils 110 anzutreiben. Das heißt, die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 ist so konstruiert, dass sie den Vorderradantriebsteil 21 und den Hinterradantriebsteil 110 steuert, um nur die Hinterräder 50 anzutreiben.
In einem Zustand, worin sich das Fahrzeug über einer vorbestimmten Geschwindigkeit befindet, wie etwa bei einem Fahren mit hoher Geschwindigkeit, steuert die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 den Vorderradantriebsteil 21 und den Hinterradantriebsteil 110, um nur die Vorderräder 10 anzutreiben. Gleichzeitig wird die Beschädigung des ersten Motors 111 und zweiten Motors 112 dadurch verhindert, die Bremse 130 vom Einschalten der Sperre zum Ausschalten der Sperre umzuschalten.
Trotz eines Fahrens mit hoher Geschwindigkeit steuert die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 den Hinterradantriebsteil 110, so dass die Antriebskraft eigenmächtig an die nicht angetriebenen Hinterräder 50 geliefert wird, wenn es notwendig ist, die Lenkstabilität des Fahrzeugs und die Haltungsstabilität des Fahrzeugs erforderlich zu sein, wie etwa bei einer schnellen Änderung der Fahrrichtung oder bei einen notwendigen Fahrspurwechsel während der Fahrt.
Und zwar bei einer schnellen Änderung der Fahrrichtung oder bei einem Fahrspurwechsel eines Fahrzeugs berechnet die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 ein Drehmoment des Fahrzeugs, um den ersten 111 und zweiten Motor 112 der Hinterräder optimal zu steuern, und dabei berechnet sie auch eine Abtriebskraft des ersten 111 und zweiten Motors 112, um das berechnete Drehmoment zu erzeugen. Danach sendet die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 ein Steuerungssignal über eine Kommunikationsleitung an die Motorsteuerungseinheit 151, so dass das erste 111 und zweite Motor 112 die jeweiligen beiden Hinterräder durch die berechnete Abtriebskraft unabhängig voneinander angetrieben werden, und dabei steuert die Motorsteuerungseinheit 151 den ersten 111 und zweiten Motor 112 der Hinterräder, um unabhängig voneinander anzutreiben.
Durch dieses Verfahren werden die Hinterräder 50 bei einer schnellen Änderung der Fahrrichtung, bei einem Fahrspurwechsel eines Fahrzeugs unter Einsatz des ersten 111 und zweiten Motors 112 der Hinterräder 50 jeweils unabhängig voneinander angetrieben.
Zugleich wie in 4 gezeigt, ist der Betrieb des Hinterradantriebsteils 110 bei einer schnellen Änderung der Fahrrichtung mit hoher Geschwindigkeit wie folgt.
Also wenn eine Absicht eines Fahrers während der schnellen Fahrt eingegeben wird, die Fahrrichtung des Fahrzeugs schnell nach rechts zu ändern, sendet die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 ein Steuerungssignal nach der Berechnung des erforderlichen Drehmoments des Fahrzeugs durch eine notwendig umfassende Beurteilung mit den zuvor eingegebenen Informationen an die Motorsteuerungseinheit 151, so dass das linke Hinterrad nach dem berechneten Drehmoment angetrieben wird, und dabei versorgt die Motorsteuerungseinheit 151 den ersten Motor 111 zum Antreiben des linken Hinterrades (links in 4 des linken Hinterrades) mit Strom, um die Antriebssteuerung des linken Hinterrades durch den ersten Motor 111 auszuführen.
Zugleich steuert die Motorsteuerungseinheit 151, dass der erforderliche Strom an den zweiten Motor 112 zum Antreiben des rechten Hinterrades nicht geliefert wird, und sie führt die Regenerationssteuerung aus, damit Energie von dem rechten Hinterrad unter Einsatz des zweiten Motors 112 zurückgewonnen wird.
Also wenn eine Absicht eines Fahrers während der schnellen Fahrt eingegeben wird, die Fahrrichtung des Fahrzeugs schnell nach links zu ändern, sendet die Fahrzeugsteuerungseinheit 153 ein Steuerungssignal nach der Berechnung des erforderlichen Drehmoments des Fahrzeugs durch eine notwendig umfassende Beurteilung mit den zuvor eingegebenen Informationen an die Motorsteuerungseinheit 151, so dass das rechte Hinterrad nach denn berechneten Drehmoment angetrieben wird, und dabei versorgt die Motorsteuerungseinheit 151 den zweiten Motor 112 zum Antreiben des rechten Hinterrades (rechts in 4 des rechten Hinterrades) mit Strom, um die Antriebssteuerung des rechten Hinterrades durch den zweiten Motor 112 auszuführen.
Zugleich steuert die Motorsteuerungseinheit 151, dass der erforderliche Strom an den ersten Motor 111 zum Antreiben des rechten Hinterrades nicht geliefert wird, und sie führt die Regenerationssteuerung aus, damit Energie von dem rechten Hinterrad unter Einsatz des ersten Motors 111 zurückgewonnen wird.
Wie oben beschrieben, wird die vorliegende Erfindung zwar unter Hinweis auf die Ausführungsformen erläutert, die in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben worden sind, jedoch sind diese Ausführungsformen nur Beispiele, und es ist für den Fachmann auf dem Gebiet möglich, dass verschiedene Änderungen und äquivalente anderen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollte der wahre Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die folgenden Ansprüche bestimmt werden.
Bezugszeichenliste

10: Vorderräder
20: Vorderradantriebsvorrichtung
21: Vorderradantriebsteil
22: Wechselgetriebeteil
50: Hinterräder
100: Hinterradantriebsvorrichtung
110: Hinterradantriebsteil
111: Erster Motor
111a: Erster Rotor
111b: Erste Rotorwelle
111c: Erster Stator
112: Zweiter Motor
112a: Zweiter Rotor
112b: erste Rotorwelle
112c: Zweiter Stator
120: Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder
121: Erster Planetengetriebesatz
121a: Erster Radträger
121b: Erste Sonnengetriebe
121c: Erste Planetengetriebe
122: Zweiter Planetengetriebesatz
122a: Zweiter Radträger
122b: Zweite Sonnengetriebe
122c: Zweiter Planetengetriebe
123: Hohlrad
130: Bremse
150: Steuerungsteil
151: Motorsteuerungseinheit
152: Hydrauliksteuerungseinheit
152a: Hydraulikpumpe
152b: Hydraulikantriebsmotor
152c: Hydraulikventil
152d: Hydrauliksteuerungseinheit
152e: Hydrauliköl von einem Lagerungsteil
153: Fahrzeugsteuerungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0005407 [0004, 0007]

Claims

Hinterradantriebsvorrichtung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, der dazu dient, ein erstes und zweites Hinterrad jeweils unabhängig voneinander anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden Teile umfasst: einen Hinterradantriebsteil, der einen ersten Motor zum Antreiben des ersten Hinterrades und einen zweiten Motor zum Antreiben des zweiten Hinterrades umfasst; einen Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder, der die jeweilige Antriebskraft des ersten sowie zweiten Motors mit Drehzahlreduzierung auf das erste und zweite Hinterrad überträgt; eine Bremse, die die Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder von der Fahrzeugkarosserie lösbar befestigt ist; sowie einen Steuerungsteil, der den Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder und die Bremse sowie den Antriebsteil der Hinterräder steuert, um ein erstes und ein zweites Hinterrad jeweils unabhängig voneinander anzutreiben, wobei der Untersetzungsgetriebeteil der Hinterräder die folgenden Teile umfasst: einen ersten Planetengetriebesatz, der zwischen dem Abtriebsabschnitt des ersten Motors und dem ersten Hinterrad angeordnet ist; einen zweiten Planetengetriebesatz, der zwischen dem Abtriebsabschnitt des zweiten Motors und dem zweiten Hinterrad angeordnet ist, und ein Hohlrad, an dessen beiden Seiten der erste und zweite Planetengetriebesatz jeweils angeschlossen sind.
Hinterradantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse zwischen dem Hohlrad und der Fahrzeugkarosserie angebracht und dabei das Hohlrad von der Fahrzeugkarosserie lösbar befestigt ist.
Hinterradantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetengetriebesatz die folgenden Teile umfasst: einen ersten Radträger, der an den Abtriebsabschnitt des ersten Motors angeschlossen ist; ein erstes Sonnenrad, das an das erste Hinterrad angeschlossen ist; die pluralen ersten Planetengetriebe, die sich mit der äußeren Umfangsfläche des ersten Sonnenrades und der inneren Umfangsfläche des Hohlrades in Eingriff stehend drehen lassen, wobei der zweite Planetengetriebesatz die folgenden Teile umfasst: einen zweiten Radträger, der an den Abtriebsabschnitt des zweiten Motors angeschlossen ist; ein zweites Sonnenrad, das an das zweite Hinterrad angeschlossen ist; die pluralen zweiten Planetengetriebe, die sich mit der äußeren Umfangsfläche des zweiten Sonnenrades und der inneren Umfangsfläche des Hohlrades in Eingriff stehend drehen lassen.
Hinterradantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsteil die folgenden Teile umfasst; eine Motorsteuerungseinheit, die betätigt wird, um den ersten und zweiten Motor mit Antriebsstrom jeweils unabhängig von einander zu versorgen; eine Hydrauliksteuerungseinheit, die betätigt wird, um einen Hydraulikdruck zu erzeugen und auf die Bremse zu liefern; eine Fahrzeugsteuerungseinheit, die mit der Motorsteuerungseinheit und der Hydrauliksteuerungseinheit elektrisch verbunden ist, um den Betrieb der Motorsteuerungseinheit und der Hydrauliksteuerungseinheit zu steuern.
Hinterradantriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hinterrad dem linken Hinterrad entspricht und das zweite Hinterrad dem rechten Hinterrad entspricht.
Hinterradantriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuerungseinheit nach der Berechnung des Drehmoments des Fahrzeugs ein Steuerungssignal an die Motorsteuerungseinheit gesendet wird, um den zweiten Motor zum Antreiben des zweiten Hinterrades mit Strom zu versorgen, wenn eine Absicht eines Fahrers während der Fahrt erfasst wird, die Fahrrichtung des Fahrzeugs schnell nach links zu ändern, indem die Fahrzeugsteuerungseinheit ein Steuerungssignal an die Motorsteuerungseinheit sendet, um den erforderlichen Strom an den ersten Motor zum Antreiben des ersten Hinterrades nicht zu liefern.
Hinterradantriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuerungseinheit auch die Motorsteuerungseinheit steuert, um Energie von dem ersten Hinterrad durch den ersten Motor zurückzugewinnen.
Hinterradantriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuerungseinheit nach der Berechnung des Drehmoments des Fahrzeugs ein Steuerungssignal an die Motorsteuerungseinheit gesendet wird, um den ersten Motor zum Antreiben des ersten Hinterrades mit Strom zu versorgen, wenn eine Absicht eines Fahrers während der Fahrt erfasst wird, die Fahrrichtung des Fahrzeugs schnell nach rechts zu ändern, indem die Fahrzeugsteuerungseinheit ein Steuerungssignal an die Motorsteuerungseinheit sendet, um den erforderlichen Strom an den zweiten Motor zum Antreiben des zweiten Hinterrades nicht zu liefern.
Hinterradantriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuerungseinheit auch die Motorsteuerungseinheit steuert, um Energie von dem zweiten Hinterrad durch den zweiten Motor zurückzugewinnen.