用於混合動力車的驅動單元、混合動力車和摩託車的製作方法
2023-06-01 16:11:46
專利名稱：用於混合動力車的驅動單元、混合動力車和摩託車的製作方法
技術領域：
本發明涉及包括發動機和電動機的混合動力式驅動單元、或具有該驅動單元的混合動力車，特別是混合動力式摩託車，該發動機和電動機兩者都安裝在車輛上並可選地用於驅動驅動輪。
背景技術：
傳統上，例如摩託車和汽車的自驅動式車輛通常具有用於驅動其一個或多個車輪的發動機。近年來，環境問題得到重視。由此期望減少從由發動機提供動力的車輛排放的二氧化碳，或減少導致環境汙染的物質。所以，開發了具有與發動機一起驅動(多個)車輪的驅動電機的車輛，即所謂的混合動力車。
作為混合動力車，可以是並聯混合動力式車輛，其中(多個)驅動輪由發動機和驅動電機之中的任一個驅動，在發動機和驅動電機之間響應於例如車輛行駛狀況或由發電機充電的蓄電池的剩餘功率量而進行切換。此外，可以是串聯混合動力式車輛，其中發動機驅動發電機來驅動驅動電機，該驅動電機使用發電機所產生的電力來驅動(多個)驅動輪。
在這些車輛中，並聯混合動力式車輛(特別是四輪車輛)的驅動單元的示例在專利文獻1中示出。
專利文獻1所公開的驅動單元包括發動機、發電機、在發電機和驅動輪之間分配發動機驅動動力的動力分配機構、以及通過發電機的電力驅動驅動輪的電動機。在專利文獻1的車輛中，發動機、發電機、動力分配機構和電動機在車輛的橫向方向上同軸布置，從而按照動力傳動的觀點，成為一種合理的布置。
更具體而言，在專利文獻1的驅動單元中，與曲軸同軸布置的動力傳動軸通過離合器與曲軸端部結合。動力傳動軸延伸穿過發電機，而獲得動力分配機構的包括太陽輪和齒圈在內的行星齒輪組的軸線。動力傳動軸還延伸穿過電動機。動力傳動軸由此可以是驅動單元結構中最長最細的構件。此外，動力傳動軸連接到支撐行星齒輪旋轉的行星齒輪輪架，而動力傳動軸延伸穿過動力分配機構。
JP-A-2000-343964發明內容同時，期望將這樣一種傳統混合動力式驅動單元安裝在摩託車上。但是在摩託車中，用於驅動單元的安裝空間被限制到車身位於前輪和後輪之間且在車座之下的部分。此外，一般而言，摩託車的寬度比汽車窄。於是安裝空間可能進一步變窄。所以，極難使摩託車設有具有這樣布置的驅動單元，其中發動機、發電機、動力分配機構和電動機同軸串聯布置以在動力傳動的角度上是合理的。結果，還未開發出有效地安裝有如上所述構造的驅動單元的摩託車。
本發明是在此情況下做出的，本發明的目的是提供這樣一種驅動單元，即使該驅動單元具有動力分配機構，也可以放置在摩託車等有限的安裝空間中，不會在橫向方向上突出太多，本發明的目的是進一步提供包括該驅動單元的混合動力車或摩託車。
根據本發明的第一方面，一種用於混合動力車的驅動單元包括發動機；發電機，其通過所述發動機的操作產生電力；電動機，其由所述發電機的電力驅動以使驅動輪旋轉；和動力分配裝置，其在所述發電機和所述驅動輪之間分配由所述發動機產生的驅動動力，其中所述發電機、所述電動機和所述動力分配裝置布置在與所述發動機的曲軸不同且平行於所述曲軸延伸的單個不同軸上。
根據該構造，發電機、電動機和動力分配裝置不與曲軸並排布置，因為發電機、電動機和動力分配裝置布置在與所述發動機的曲軸不同且平行於所述曲軸延伸的單個不同軸上。就是說，包括發動機、發電機和動力分配裝置的結構沒有伸長而是可以足夠緊湊。於是，在曲軸沿橫向方向延伸的情況下，發電機、發動機和電動機可以安裝成不在橫向方向上突出。由此驅動單元可以合適並且容易地安裝在例如摩託車的僅僅具有這樣有限空間的車輛上。
如上所述，根據本發明的該方面，即使驅動單元具有動力分配機構，該驅動單元也可以安裝在僅僅具有有限空間的例如摩託車的車輛上，而不會在橫向方向上突出很多。
圖1是作為混合動力車示例的小型混合動力摩託車的左側視圖，示出了該車輛的主要部分，所述混合動力車上安裝有根據本發明實施例的用於混合動力車的驅動單元。
圖2是安裝在作為混合動力車示例的圖1的小型摩託車上的驅動單元的局部平面剖視圖，示意性示出了驅動單元的結構。
圖3是圖2的驅動單元的分解立體圖，示出了其主要部分。
圖4是將發動機動力從曲軸傳遞到動力傳動軸的發動機動力傳動線路的放大立體圖。
圖5是發動機動力傳動線路的平面圖。
圖6是動力分配裝置的分解立體圖，示出了該裝置的主要部分。
圖7是動力分配裝置的分解立體圖，示出了該裝置的主要部分。
圖8是主要部分的分解立體圖，指示了齒圈與電動機轉子之間的結合關係。
具體實施例方式
圖1是作為混合動力車示例的小型混合動力摩託車的左側視圖，示出了該車輛的主要部分，所述混合動力車上安裝有根據本發明實施例的用於混合動力車的驅動單元。
圖1的小型摩託車是包括串聯/並聯混合動力機構的一種小型摩託車，在該機構中均為動力源的發動機和電動機中任一個單獨驅動車輪，或者發動機和電動機兩者組合起來驅動車輪。更具體而言，在混合動力車(下面稱為「小型摩託車」)中，動力分割機構分割發動機動力。所分割動力的一部分用於直接驅動車輪，而其他部分用於產生電力。使用比例可進行控制，對此沒有任何限制。此外，實施例中的術語「前」、「向前」、「後」、「向後」、「左」、「右」、「頂」、「上」、「底」和「下」按照駕駛員的視野方向確定。
圖1的小型摩託車100具有車身103，其支撐車把102以在車身103的前側上進行樞轉運動。車身103的後部具有雙人座104和布置在車座104下方的行李箱空間105。混合動力式驅動單元200位於行李箱空間105下方。
圖2是安裝在作為混合動力車示例的圖1的小型摩託車上的驅動單元的局部平面剖視圖，示意性示出了驅動單元的結構。
如圖2所示，驅動單元200包括發動機210、電動機230、動力分配裝置250和發電機270。電動機230、動力分配裝置250和發電機270在動力傳動軸280上排列，該動力傳動軸280平行於發動機210的曲軸211延伸並位於曲軸211的後方。此外，殼體201中的各個軸承280a-280e徑向支撐動力傳動軸280進行旋轉。
本實施例中的發動機210是兩缸發動機，並布置在小型摩託車100的行李箱空間105的下方。在平面圖中，發動機210的兩個氣缸212各自的軸線平行於車輛中心軸線A(對應於延伸通過後輪沿橫向方向中心的垂直平面)延伸，並且這兩個軸線相對於包括中心軸線A的平面對稱布置。
發動機210具有相等的點火間隔(曲軸轉角720度除以氣缸數目)。發動機210的曲軸211的轉矩波動由此可以被減小。此外，氣缸的數目和發動機的類型並不限於本實施例。例如，發動機可以具有單個氣缸，或者三個或更多氣缸。而且，除了直列式發動機之外，還可以採用V式發動機、水平相對式發動機等。
布置在每個氣缸212中的活塞215通過連杆216連接到大體在橫向方向上延伸的曲軸211，連杆216的杆體在車輛的前後方向上延伸。因為該布置，曲軸211隨各個活塞215的往復運動一起旋轉。於是發動機210工作。而且，在發動機210的靜止條件下，各個活塞215可以通過曲軸211的旋轉而開始往復運動。於是發動機210自身可以開始工作。
曲軸211具有位於連接到兩個活塞215的各個連杆216的大端216a之間的曲柄齒輪(旋轉構件)218，以將曲軸211的旋轉力傳遞到動力分配裝置250的動力傳動軸280。曲柄齒輪218大體布置在曲軸211沿其軸向的中心處。
圖3是圖2的驅動單元200的分解立體圖，示出了其主要部分。圖4是將發動機動力從圖3中的曲軸傳遞到動力傳動軸280的發動機動力傳動線路的放大立體圖。
如圖2至4所示，曲柄齒輪218與中間齒輪220(傳動部分)嚙合，該中間齒輪220繞平行於曲軸211軸線延伸的軸線旋轉。中間齒輪220與動力分配裝置250的行星齒輪輪架252的外周部分上形成的輪齒252a嚙合。中間齒輪220與曲柄齒輪218一起作為動力傳動部分，該動力傳動部分一般在曲軸211沿橫向方向的中心處取出發動機動力並將該動力傳遞到動力分配裝置250。
中間齒輪220與曲柄齒輪218一起形成將發動機210的動力傳遞到動力分配裝置250的發動機動力傳動線路。如圖2所示，由曲柄齒輪218、中間齒輪220和行星齒輪輪架252形成的發動機動力傳動線路從車輛中心軸線A向與驅動單元200的臂部分202所在的位置相對一側偏移。
在驅動單元200的殼體201(參見圖2)內，中間齒輪220定位成可在曲軸211與動力傳動軸280之間繞中間齒輪軸220a的軸線旋轉，該中間齒輪軸220a平行於曲軸211和動力傳動軸280兩者延伸。
中間齒輪軸220a位於曲軸211和動力傳動軸280兩者的下方。中間齒輪220由此在其外周部分的前上部分220b處與曲柄齒輪218嚙合，並且還在其外周部分的後上部分220c處與行星齒輪輪架252的外周部分的輪齒252a嚙合。
更具體而言，中間齒輪220具有可繞中間齒輪軸220a的軸線旋轉的主齒輪部分221、以及附裝到主齒輪部分221各個橫向側上且可在其周向上旋轉的一對側齒輪部分222和223。
主齒輪部分221分別在其外周部分的前上部分和後上部分處與曲柄齒輪218和行星齒輪輪架252嚙合。
各個側齒輪部分222和223與主齒輪部分221同軸布置以進行旋轉。每個側齒輪部分222、223都具有與主齒輪部分221相同的外徑。每個側齒輪部分222、223的外周部分的齒數與主齒輪部分221的齒數不同。在本實施例中，側齒輪部分222的齒數小於主齒輪部分221的齒數，而側齒輪部分223的齒數大於主齒輪部分221的齒數。
圖5是包括中間齒輪在內的發動機動力傳動線路的平面圖。如圖5所示，對於中間齒輪220，主齒輪部分221和側齒輪部分222一起與曲柄齒輪218嚙合，而主齒輪部分221和另一側齒輪部分223一起與行星齒輪輪架252嚙合。由於主齒輪部分221和側齒輪部分222的結構，調整了曲柄齒輪218和中間齒輪220之間的齒隙。而且，由於主齒輪部分221和側齒輪部分223的結構，調整了中間齒輪220和行星齒輪輪架252之間的齒隙。於是，可以通過中間齒輪220的結構防止曲柄齒輪218和中間齒輪220之間以及中間齒輪220和行星齒輪輪架252之間出現齒隙。
主齒輪部分221在其內部空間中具有平衡重物225，以使得主齒輪部分221的重量分配不均衡。平衡重物225抵消了由於發動機210的活塞運動產生的往復慣性。更具體而言，每個平衡重物225偏離主齒輪部分221的軸線，即偏離中間齒輪軸220a。在本實施例中，當活塞215位於各個氣缸的上止點時，每個平衡重物225位於與活塞215間隔最大的位置處。此外，當活塞215位於各個氣缸的上止點時，曲軸211的配重(未示出)也位於與活塞215間隔最大的位置處。
此外，每個平衡重物225都具有一部分在主齒輪部分221的內部空間中沿著外周的一部分延伸並在橫向方向上突出。在橫向方向上突出並沿著所述外周的那一部分延伸的每個部分都是導向件的一部分，該導向件在側齒輪部分222或223繞中間齒輪軸220a的軸線旋轉時引導相關側齒輪部分222或223。就是說，圓環形側齒輪部分222和223中的每個都裝配在沿上述外周延伸的相關部分上來進行旋轉。
曲軸211通過中間齒輪220連接到動力分配裝置250，以使得曲軸211的旋轉力傳遞到動力分配裝置250。相反，動力分配裝置250的驅動力可以通過中間齒輪220傳遞到曲軸211。
在本實施例中，中間齒輪220作為將發動機動力從曲軸211傳遞到動力分配裝置250的行星齒輪輪架252的中間傳動構件。但是，中間傳動構件並不限於中間齒輪220。例如，鏈條或諸如V形帶或齒形帶之類的帶可以代替中間齒輪220來將曲軸211的旋轉力傳遞到動力分配裝置250。
動力分配裝置250布置在電動機230與發電機270之間的動力傳動軸280上，從該動力分配裝置250的外周通過中間齒輪220向該動力分配裝置250傳遞發動機動力。如圖2和3所示，動力分配裝置250除了行星齒輪輪架252之外還具有太陽輪254、行星齒輪256和齒圈258。這些齒輪254、256、258具有其自己的彼此平行延伸的軸，並且可與行星齒輪輪架252一起繞各自軸的軸線旋轉。
圖6和7是動力分配裝置250的分解立體圖，示出了其主要部分。更具體而言，圖6是動力分配裝置250沒有行星齒輪輪架252的分解視圖，示出了該裝置250從發電機側(即車輛的右側)觀察到的主要部分，而圖7是動力分配裝置250在齒圈258從太陽輪254拆下的狀態中的分解視圖，示出了該裝置250從電動機側(即車輛的左側)觀察到的主要部分。
動力分配裝置250將從發動機210傳遞來的驅動動力恰當地在車輛驅動力和發電機驅動力之間進行分配，其中車輛驅動力通過位於臂部分202內部的後輪驅動力傳遞線路直接驅動後輪107，發電機驅動力使得發電機270產生電力。此外，動力分配裝置250可以將電動機230的驅動力傳遞到曲軸211。
更具體而言，在動力分配裝置250中，發動機210的動力通過中間齒輪220傳遞到行星齒輪輪架252的外周部分的輪齒252a。具有輪齒252a的外周部分為柱形，在一側(即從圓環形輪架體252b的外周緣向著電動機230)上突出。就是說，輪齒252a相對於輪架體252b伸出。
輪架體252b與動力傳動軸280的外周表面上形成的太陽輪254相鄰，並位於動力傳動軸280上以繞動力傳動軸280的軸線旋轉。
行星齒輪輪架252具有多個行星銷252c(參見圖2至4)，這些行星銷252c從輪架體252b的一側突出並平行於插入輪架體252b中的動力傳動軸280延伸。行星銷252c位於輪架體252b具有輪齒252a的外周部分內側，並繞動力傳動軸280的軸線同軸布置成以等間距彼此間隔開。
行星銷252c繞太陽輪254定位，以徑向支撐與太陽輪254嚙合的行星齒輪256來進行旋轉(參見圖2和7)。
防脫落構件252d附裝到插入相關行星齒輪256中的各個行星銷252c的遠端，以防止行星齒輪256從各個行星銷252c脫落(參見圖7)。
行星齒輪256在自轉的同時繞太陽輪254公轉。太陽輪254形成在動力傳動軸280外周的一部分上。動力傳動軸280以這樣的方式形成，即相對於動力分配裝置250布置在與電動機230相對一側上的發電機270的轉子271的軸部分在橫向方向上沿軸向延長。如圖2所示，動力傳動軸280從車輛的一側端部(即本實施例中的右側)插入。軸280在車輛另一側端部上的遠端插入電動機230的轉子231中進行旋轉。
因為太陽輪254與作為發電機270的轉子271的延長軸部分的動力傳動軸280一體形成，所以轉子271隨太陽輪254的旋轉一起旋轉。換言之，發電機270隨太陽輪254的旋轉一起旋轉。相反，太陽輪254隨發電機270的旋轉一起旋轉。
如圖2、3和6所示，齒圈258沿著各個行星齒輪256的外周布置，使得齒圈258的內周表面與各個行星齒輪256嚙合。
齒圈258與電動機230的轉子231接合。轉子231由此繞轉子231的軸線與繞動力傳動軸280軸線旋轉的齒圈258一起旋轉，以產生車輛推力。
圖8是主要部分的分解立體圖，指示了齒圈258與電動機230的轉子231之間的結合關係。如圖8所示，齒圈258具有環形體258a和圓筒形外周肋258b。環形體258a具有動力傳動軸280(參見圖2、3、6和7)插入其中的中心孔。外周肋258b從環形體258a的外周緣相對於環形體258a垂直延伸。
外周肋258b具有沿圓周延伸並形成輪齒258c的內周表面，輪齒258c與行星齒輪256嚙合(參見圖2至4、6和7)。
外周肋258b圍繞行星齒輪256並布置於外周表面上具有輪齒252a的行星齒輪輪架252的圓筒形外周部分內側。就是說，行星齒輪輪架252的外周部分圍繞齒圈258。在行星齒輪輪架252外周部分的內部，外周肋258b位於行星齒輪輪架252的輪齒252a與由行星齒輪輪架252徑向支撐的行星齒輪256之間，使得在肋258b的內周表面上形成的輪齒258c與行星齒輪256嚙合。
換言之，如圖2所示，齒圈258沿動力傳動軸280軸向位於與行星齒輪輪架252相同的位置處。於是，在本實施例的行星齒輪輪架252與齒圈258之間的布置關係中，行星齒輪輪架252和齒圈258彼此重疊，即具有輪齒252a的外周部分伸出來，就這個方面來說，與兩者沒有重疊地並排布置在動力傳動軸280上的結構相比，二者在車輛橫向方向上所佔據的空間變小了。
齒圈258的環形體258a的外周緣具有軸向開口並在周向上彼此相鄰的多個開口258d。同時，電動機230的轉子231具有多個突起232。突起232在齒圈258的軸向上從這樣一個表面(相對於車輛的左側表面)插入開口258d中，該表面是外周肋258b延伸處的另一表面(相對於車輛的右側表面)的相反表面。
在動力分配裝置250中，當行星齒輪輪架252通過來自曲軸211的動力旋轉時，與行星齒輪輪架252一體形成的行星銷252c繞動力傳動軸280的軸線旋轉。行星齒輪256隨著行星銷252c的旋轉一起旋轉以繞太陽輪254公轉。太陽輪254和齒圈258一起旋轉，因為二者與行星齒輪256嚙合。
因為太陽輪254與發電機270的轉子271一體形成，所以轉子271與太陽輪254一起旋轉，以驅動發電機270產生電力。
發電機270由於作為動力傳動軸280一部分的轉子271的旋轉而產生電力，並向蓄電池400(參見圖1)和電動機300供應所產生的電力。發電機270除了用作發電機之外還可以用作由蓄電池的電力操作的電動機。例如在一個替代實施例中，當蓄電池的荷電量小於預設量時，發電機可以用作起動發動機210的起動電機。而且，當摩託車100被減速或制動時，電動機230可以用作產生限制車軸110旋轉的阻力。
蓄電池400(參見圖1)電連接到由發動機210驅動的發電機270。蓄電池400向電動機230供應電力來進行操作，並蓄積由電動機230和發電機270產生的動力。
電動機230的旋轉軸與動力傳動軸280一起具有共同的軸線。電動機230在橫向方向上與發電機270和動力分配裝置250並排布置，以位於後輪107前方。
電動機230具有固定在驅動單元200的殼體201(參見圖2)內側的定子233(參見圖2和3)、以及位於定子233內側並可繞動力傳動軸280的軸線旋轉的轉子231。
轉子231具有圓筒形轉子體231a。被插入齒圈258的各個開口中的多個突起232從轉子體231a的一個開口側端部延伸。因為突起232插入齒圈258的開口258d中，所以齒圈258和轉子231接合到一起。
在此結構中，當轉子231繞插入內部的動力傳動軸280的軸線旋轉時，齒圈258也繞動力傳動軸280的軸線旋轉。轉子231與設置在車輛另一側(左側)上的鏈輪284結合，以將旋轉力傳遞到後輪107。就是說，由蓄電池400的電力所產生的電動機230的驅動力通過隨轉子231的旋轉一起旋轉的鏈輪284傳遞到後輪107。而且，發動機210的動力通過隨齒圈258和鏈輪284的旋轉而旋轉的轉子231傳遞到後輪107。
鏈輪284通過位於動力傳動軸280一端的電動機230(具體而言是轉子231)取出發動機的動力或電動機的驅動力，以在動力或驅動力被傳遞到後輪107之前適當減小轉速。此外，鏈輪284布置在與動力傳動軸280的這一端相鄰的位置282處，以可繞動力傳動軸280的軸線旋轉。
鏈條287纏繞鏈輪284和布置在鏈輪284後方的減速齒輪部分286的鏈輪。另一鏈條289纏繞減速齒輪部分286的另一鏈輪和布置在減速齒輪部分286的鏈輪後方的車軸110的鏈輪112。通過鏈條287傳遞到減速齒輪部分286的驅動力被傳遞到車軸110來驅動後輪107。
鏈輪284、鏈條287、減速齒輪部分286、鏈輪112、鏈條289和車軸110的鏈輪112一起形成使後輪107或驅動輪旋轉的後輪驅動力傳動線路。後輪驅動力傳動線路布置在位於後輪107左側上的驅動單元200的懸臂部分202的內部(參見圖2)。
如圖2所示，後輪驅動力傳動線路布置成與電動機230相鄰。於是，電動機230與後輪驅動力傳動線路的鏈輪284之間的距離短。電動機230的旋轉力由此可以直接傳遞到鏈輪284。
相應地，驅動單元200能夠將電動機230和鏈輪284連接在一起，不需要任何附加連接構件。因為在本實施例中轉子231直接連接到鏈輪284，所以驅動單元200幾乎不受由電動機230的旋轉轉矩所產生的扭轉振動的影響。
如圖2所示，在驅動單元200的橫向上，後輪驅動力傳動線路和發動機動力傳動線路一起將車輛中心軸線A夾在其間，並相對於中心軸線A位於與發動機動力傳動線路相對一側。就是說，發動機動力傳動線路相對於中心線A向驅動單元200的臂部分202的相對一側偏移。
在具有如上構造的驅動單元200的小型摩託車100中，至少電動機230的驅動力，或者通過動力分配裝置250提供的發動機210的動力與電動機230的驅動力兩者驅動後輪107。
就是說，發動機210的動力從行星齒輪輪架252的外周通過形成發動機動力傳動線路的曲柄齒輪218和中間齒輪220而輸入到動力分配裝置250。輸入到動力分配裝置250的動力通過跟隨行星齒輪256旋轉的齒圈258的旋轉而傳遞到轉子231，並從轉子231輸入到位於臂部分202內部的後輪驅動力傳動線路的鏈輪284。然後動力通過後輪驅動力傳動線路被傳遞到後輪107，從而驅動後輪107。
發動機210和電動機230的操作(即驅動單元200的操作)按照小型摩託車100的行駛狀況或者(參見圖1)由用於電動機230操作的電力充電的蓄電池400的荷電量而確定。
在小型摩託車100中，驅動單元200響應於車輛的行駛狀況或蓄電池400的荷電量而進行操作。
首先，將對應於小型摩託車100的每個行駛狀態，描述在蓄電池400的荷電量大於預設量的情況下驅動單元200的操作。
起動狀態和輕負載行駛狀態
在起動狀態和輕負載行駛狀態中，小型摩託車100僅使用電動機230的驅動力來起動和行駛。因為在這些狀態中蓄電池400的荷電量大於預設量，所以發電機不需要產生電力。發動機210相應停止。
作為這些狀態中驅動單元200的操作，電動機230的操作旋轉轉子231，並且鏈輪284隨轉子231的旋轉而旋轉。與鏈輪284的旋轉一起，減速齒輪部分286經由鏈條287旋轉，並且後輪107經由鏈條289和車軸110而旋轉。
與電動機230的轉子231的旋轉一起，齒圈258旋轉。當齒圈258旋轉時，各個行星齒輪256沿與齒圈258相同的方向旋轉。與行星齒輪256的旋轉一起，太陽輪254在相對於行星齒輪256相反的方向上旋轉。
太陽輪254的旋轉使得發電機270的轉子271旋轉。在此狀況下，太陽輪254在與隨太陽輪254一起旋轉的齒圈258的速度相對應的速度下旋轉。這就通過齒圈258跟隨電動機230旋轉的旋轉而將發動機210保持在未進行曲柄起動的狀況下。術語「曲柄起動」指的是旋轉力從外側給予曲軸以使得活塞215往復運動的狀態。
更具體而言，當電動機230旋轉時，即齒圈258旋轉時，各個行星齒輪256旋轉並且行星銷252c還繞太陽輪254公轉。該公轉(對應於行星齒輪的自轉)通過行星銷252c(具體而言是行星齒輪輪架252)傳遞到曲軸211。曲軸211由此可以旋轉來通過連杆216驅動活塞215。為了防止出現這種情況，發電機270的轉子271(即太陽輪254)以相同的轉速與電動機230(即齒圈258)同步旋轉。這種情況在轉子271和太陽輪254的速度與電動機230的速度同步時實現，通過電動機230來控制發電機270的速度。
如上所述，由於太陽輪254和齒圈258的同步旋轉，行星齒輪輪架252自身並不旋轉。於是，旋轉力並不傳遞到曲軸211，並且在起動狀態和輕負載行駛狀態中防止了發動機210的起動。
正常行駛狀態
在正常行駛狀態中，小型摩託車100使用發動機210的動力和電動機230的驅動力行駛，使得車輛可以在發動機210具有合適燃料消耗率的操作範圍中行駛。具體而言，動力分配裝置250將發動機210的動力恰當地在直接驅動後輪107的車輛驅動力和使發電機270產生電力的發電機驅動力之間進行分配。就是說，發動機210輸出車輛驅動力和由發電機270使用發電機驅動力產生的電力而導致的電動機230的驅動力兩者。
作為在此狀態下驅動單元200的操作，發動機210的動力通過中間齒輪220旋轉行星齒輪輪架252。就是說，由於發動機210的曲軸211的旋轉，各個行星銷252c繞動力傳動軸280的軸線公轉。與行星銷252c的公轉一起，各個行星齒輪256在圍繞相關行星銷252c自轉的同時，繞動力傳動軸280的軸線而圍繞太陽輪254公轉。
與行星齒輪256的旋轉一起，齒圈258旋轉。與齒圈258的旋轉一起，電動機230的轉子231旋轉以驅動鏈輪284。鏈輪284的旋轉通過鏈條287、減速齒輪部分286和鏈條289傳遞到車軸110以旋轉後輪107。
另一方面，由於行星齒輪256的旋轉，與各個行星齒輪256嚙合的太陽輪254在相對於行星齒輪256相反的方向上旋轉。與太陽輪254的旋轉一起，轉子271旋轉。
由於轉子271的旋轉，發電機270產生電力。發電機270的電力被供應到電動機230使其旋轉。電動機230由此旋轉而通過包括鏈輪284在內的後輪驅動力傳動線路來驅動後輪107。
諸如需要更高輸出的加速狀態或爬坡狀態之類的特殊行駛狀態
在諸如需要更高輸出的加速狀態或爬坡狀態之類的特殊行駛狀態中，除了正常行駛狀態中的操作之外，小型摩託車100還增大發動機210的速度，並向電動機230供應蓄電池400中蓄積的電力以及所產生的電力。接收這種電力的電動機230輸出更強大的驅動力。就是說，除了發動機210的驅動力之外，電動機230的驅動力也旋轉轉子231。轉子231的旋轉力被傳遞到後輪驅動力傳動線路來旋轉後輪107。
減速狀態和制動狀態
在減速狀態和制動狀態中，小型摩託車100使用發動機210的發動機制動作用。就是說，後輪107的車軸110的旋轉通過發動機動力傳動線路、電動機230的轉子231和動力分配裝置250傳遞到發動機210，以使發動機210的活塞215往復運動。在此狀況下，伴隨活塞215往復運動所產生的摩擦和壓縮阻力，即所謂的發動機制動在發動機210中起作用。
更具體而言，在發電機270中，與發動機210的轉子231的旋轉一起，轉子271的轉速暫時增大到不會出現過度旋轉的程度，以通過動力分配裝置250增大發動機210的速度。發動機速度增大了的發動機210產生發動機制動作用，由此小型摩託車100減速或制動。
接著，將對應於小型摩託車100的每個行駛狀態描述在蓄電池400的荷電量小於預設量的情況下驅動單元200的操作。
怠速狀態
首先在小型摩託車100中，蓄電池400(參見圖1)中蓄積的電力被供應到發電機270，使得發電機270用作電動機來通過其旋轉力起動發動機。在發動機210起動之後的怠速狀態中，發動機210通過動力分配裝置250驅動發電機270。由發電機270的操作所產生的電力被充入蓄電池400中或供應到電動機230。
作為驅動單元200的具體操作，發電機270被驅動旋轉並用作起動電機。與發電機270的旋轉一起，太陽輪254旋轉。在怠速狀態中，小型摩託車100不移動並且齒圈258不旋轉。
於是，當太陽輪254旋轉時，與太陽輪254嚙合的各個行星齒輪256在自轉的同時繞太陽輪254公轉。所以，行星齒輪輪架252經由支撐行星齒輪256的行星銷252c而繞動力傳動軸280的軸線旋轉。行星齒輪輪架252的旋轉通過中間齒輪220傳遞到曲軸211以起動發動機210。
在發動機210起動之後，行星齒輪輪架252和各個行星齒輪256旋轉，因為齒圈258靜止。
行星齒輪256的旋轉力被傳遞到太陽輪254。太陽輪254在相對於行星齒輪256的相反方向上旋轉。太陽輪254的旋轉使得轉子271旋轉，並且發電機270產生電力。電力在蓄電池400中蓄積。此外，向電動機230供應來自蓄電池400或來自發電機270的電力，以產生給予減速齒輪部分286的、用於將車軸110保持在非旋轉狀況下的驅動力。
起動狀態和輕負載行駛狀態
在起動狀態和輕負載行駛狀態中，小型摩託車100使用電動機230的驅動力來起動和行駛，同時通過由發動機210操作的發電機270對蓄電池400充電。
作為這些狀態中驅動單元200的操作，首先，電動機230被驅動來通過後輪驅動力傳動線路使車軸110旋轉，以起動小型摩託車100。在此狀況下，與電動機230的轉子的旋轉一起，齒圈258旋轉。由於該齒圈258的旋轉，各個行星齒輪256旋轉，並且行星齒輪輪架252通過行星齒輪256的旋轉而旋轉。在此狀況下，行星齒輪輪架252也由發動機210驅動，因為發動機210仍從以上怠速狀態連續操作。
與行星齒輪輪架252的旋轉一起，太陽輪254旋轉。因為蓄電池400(參見圖1)的荷電量小於預設量，所以發電機270產生用於對蓄電池400充電的電力。
正常行駛狀態
在正常行駛狀態中，當蓄電池400的荷電量小於預設量時，小型摩託車100以與蓄電池400(參見圖1)的荷電量大於預設量時的操作幾乎相同的方式操作。但是，在蓄電池400的荷電量超過預設量之前，由發電機270產生的電力除了用於驅動電動機230之外還用於對蓄電池400充電。
諸如需要更高輸出的加速狀態或爬坡狀態之類的特殊行駛狀態
在諸如需要更高輸出的加速狀態或爬坡狀態之類的特殊行駛狀態中，除了驅動單元200在正常行駛狀態中的操作之外，小型摩託車100還增大發動機210的速度，並向電動機230供應蓄電池400中蓄積的電力以及所產生的電力，從而輸出更強大的驅動力。但是，在蓄電池400的荷電量超過預設量之前，小型摩託車100不向電動機230供應蓄電池400的電力。換言之，在小型摩託車100中，在蓄電池400的荷電量超過預設量之前，向後輪107輸出此時可以由發電機270供應的最大功率量所產生的電動機230驅動力和來自發動機210的車輛驅動力。
減速狀態和制動狀態
在減速狀態和制動狀態中，車軸110的旋轉通過小型摩託車100中的減速齒輪部分286和鏈輪284傳遞到電動機230，由此，電動機230旋轉，用作產生電力的發電機。於是，車輛減速狀態和制動狀態中的動能被轉換成電能蓄積在蓄電池400中。就是說，小型摩託車100由於電動機230能量回收制動的減速或制動作用而減速或制動。
此外，發動機210的發動機制動用於最小減速，以不浪費電動機230能量回收制動的減速或制動作用。發電機270的轉子271由此被控制在轉子271不隨發動機210的轉子231一起過度旋轉的限度內。
如上所述，具有驅動單元200的小型摩託車100設有在橫向方向上延伸(即與車輛的中心軸線A垂直並水平延伸)的曲軸211、以及平行於曲軸211延伸的動力傳動軸280。發電機270、動力分配裝置250和電動機230布置在動力傳動軸280上。來自發動機210的動力輸入到在車輛中心軸線A上位於發電機270和電動機230之間的動力分配裝置250中。
發動機210的動力從動力分配裝置250傳遞到發電機270、電動機230和後輪107。就是說，發動機210的動力被輸入到動力傳動軸280在橫向方向上的大體中心部分中，發電機270、動力分配裝置250和電動機230在平面圖中並排布置在該動力傳動軸280的大體中心部分上，可繞相同軸線旋轉。
就是說，在本實施例中，作為一種具有分配轉矩的動力分配裝置的混合動力車，發動機210的曲軸211、發電機270、動力分配裝置250和電動機230的旋轉軸(即動力傳動軸280)並不同軸定位。
於是，從實現合理動力傳動的角度，與其中發動機210、電動機230和發電機270布置在單個軸上的傳統混合動力式驅動單元相比，軸的總長度可以更短。就是說，本實施例中不同於傳統單元的驅動單元200，不需要長度覆蓋在混合動力車的車身中布置於單個軸上的所有發動機、電動機、動力分配裝置和發電機。
就是說，在傳統混合動力式驅動單元中，當發動機、電動機、動力分配裝置和發電機按此順序同軸布置在軸上時，傳遞來自發動機的動力的軸部分需要延長以至少覆蓋發電機在軸向上的長度。於是，在其中發動機、電動機、動力分配裝置和發電機布置在單個軸上的結構中，不能省掉覆蓋所有這些裝置的軸構件。因為這樣長的軸可能具有隨發動機操作時出現的振動而諧振的扭轉振動(即由於曲軸旋轉產生的轉矩波動)，所以需要在軸上附裝諸如減壓離合器(relief clutch)之類的離合器裝置或諸如扭轉減振器之類的防扭轉振動裝置。就是說，具有動力分配裝置的傳統混合動力式驅動單元需要一種裝置，能夠防止扭轉振動作用在成行地並排布置有發動機、電動機、動力分配裝置和發電機的軸部分上。於是，在具有動力分配裝置並且還包括同軸布置的動力傳動系統的混合動力式驅動單元中，除覆蓋發動機、電動機、動力分配裝置和發電機的長度的空間之外，覆蓋防扭轉振動裝置的長度的空間作為安裝空間是必要的。所以，難以緊湊地安裝具有動力分配裝置且還包括同軸布置的動力傳動系統的傳統混合動力式驅動單元，因為摩託車僅具有相當有限的空間用於安裝部件。
相反，本實施例中的驅動單元200不需要具有覆蓋可以在安裝驅動單元200的車身中並排成行的發動機210、電動機230、動力分配裝置250和發電機270的整個長度。於是，即使僅具有有限空間的摩託車也可以緊湊安裝這些部件。就是說，在小型摩託車100中，發動機210、電動機230、動力分配裝置250和發電機270能夠緊湊布置在車座下方的有限空間中。
在小型摩託車100中，發動機210的動力從曲軸211的橫向方向上的中心附近的部分輸出到動力傳動軸280的沿著齒輪中心軸線A的中心附近的部分。
從曲軸211通過中間齒輪220傳遞發動機動力，以從行星齒輪輪架252的外周輸入到大體位於動力傳動軸280中心處的動力分配裝置250，發電機270、動力分配裝置250和電動機230按此順序布置在動力傳動軸280中心處。所以，不需要另外設置可以接收曲軸211的驅動力以將其輸出到動力傳動軸280上的動力分配裝置250的任何裝置，該動力傳動軸280是與曲軸211不同的不同軸，並且發電機270、動力分配裝置250和電動機230布置在該動力傳動軸280上。由此實現了更緊湊的結構。
如圖2所示，將發動機210的動力傳遞到動力傳動軸280的發動機動力傳動線路相對於包括車輛中心軸線A在內的垂直平面，向著與具有後輪驅動力傳動線路的這一側的相對側偏移。於是，小型摩託車100的驅動動力傳動系統在左右兩側之間很好的平衡。
在實施例中，發電機270的轉子271的軸部分延長以形成動力傳動軸280，動力分配裝置250和電動機230布置在該動力傳動軸280上。此外，動力分配裝置250的齒圈258和電動機230的轉子231圍繞動力傳動軸280彼此結合。
就是說，在小型摩託車的混合動力式驅動單元200中，延伸穿過電動機230、動力分配裝置250和發電機270的軸構件是動力傳動軸中作為發電機270的轉子271的延長軸部分的那一部分。就是說，與具有傳統動力分配裝置的混合動力式驅動單元不同，為了進行合理的動力傳動，不需要在發電機的軸部分中設置任何附加的軸來傳遞發動機動力。
如上所述，在本實施例中，與傳統混合動力驅動裝置的結構不同，不需要設置延伸穿過發電機軸部分的窄長軸。於是，作為與曲軸211不同軸的動力傳動軸280可以具有這樣尺寸的外徑，利用該尺寸，軸可以承受發動機操作的轉矩波動所產生的轉矩振動。動力傳動軸280由此不隨發動機振動而諧振。所以，驅動單元200不需要任何離合器裝置或防扭轉振動裝置來防止在驅動動力傳動系統的軸處由於發動機振動的諧振而出現的扭轉振動。就此而言，驅動單元由此可以緊湊。
具體而言，小型摩託車100在從曲軸211到動力分配裝置250的旋轉力傳遞路徑中不需要可以連接或斷開動力傳動或者產生動力傳動差的任何離合器機構，也不需要可以吸收或衰減發動機210轉矩波動的任何扭轉減振器。
而且，根據驅動單元200，因為曲軸211的轉矩波動減小了，所以由轉矩波動引起的發電機270的電流波動也可以減小。由此可以減小由電流波動導致的任何不便。
小型摩託車100的驅動單元200在動力傳動軸280上曲軸211與行星齒輪輪架252之間具有中間齒輪220作為這樣的結構，發動機動力從曲軸211通過該結構傳遞到動力傳動軸280。於是，中間齒輪220的位置和減速比可以自由地改變，而不會改變曲軸211和動力傳動軸280的位置或外徑。
於是，通過改變中間齒輪220的位置或減速比，可以恰當且容易地設定可以保持混合動力式驅動單元的發動機性能、發電機性能、電動機性能和車輛性能適當平衡的初級減速比。
在本實施例的驅動單元200中，發動機動力從曲軸211通過中間齒輪220傳遞到動力分配裝置250。由於此布置，驅動單元200的結構比其中曲柄齒輪218與行星齒輪輪架252外周的輪齒252a彼此直接嚙合的另一結構更加緊湊。例如，如果在驅動單元的結構中曲柄齒輪218與行星齒輪輪架彼此直接嚙合，則外徑大於曲軸配重外徑的曲柄齒輪和外徑大於電動機外周的行星齒輪輪架中至少任一個是必要的。結果，可能的驅動單元不可避免地大於本實施例中具有中間齒輪220的驅動單元200。
此外，在具有將曲軸211的曲柄齒輪218與動力分配裝置250連接起來的中間齒輪220的結構中，中間齒輪可以在裝配好之後單獨改變。所以，該結構比其中使用鏈條傳動的另一結構更容易裝配或拆卸。就是說，如果使用鏈條，則需要張力調節機構來在安裝鏈條的同時放鬆或張緊鏈條，因此會增加用於裝配的工時。
在上述驅動單元200中，在平面圖中，在中間齒輪220的兩側(即車輛的左右兩側)上以及曲軸211與發電機270、動力分配裝置250和電動機230的塊之間產生空間。由此可以使用這些空間中至少之一裝配自動調節機構，來自動調節中間齒輪220處的齒隙。該機構的裝配工作可以容易地完成，因為可以確保用於自動齒隙調節機構的空間。
如圖3、4和7所示，在小型摩託車100的驅動單元200中，具有平衡重物225的中間齒輪220的中間齒輪軸220a位於曲軸211和動力傳動軸280下方。於是，如果驅動單元200在平衡重物225相對於曲軸211軸線的對稱位置處具有另一平衡重物或另一組平衡重物，則該位置必須是位於驅動單元200前方區域中並與各氣缸底端相鄰的位置X(參見圖1)。
布置在圖1所示位置X處的(多個)平衡重物並不阻礙發動機排氣管(未示出)的定位。這種情形是方便的，因為這種除平衡重物225之外布置在驅動單元200中的其他(多個)平衡重物可能有助於更有效地抵消由發動機210的活塞導致的往復慣性。
在本實施例中，具有動力分配裝置250的混合動力式驅動單元200布置在摩託車車座下方。具體而言，驅動單元200有效地布置在雙人座104和行李箱空間105下方的有限空間中(參見圖1)。於是，在摩託車中，驅動單元200不會影響除驅動系統之外的其他部件。驅動單元200由此可以允許駕駛員具有各種駕駛姿勢，並可以使可能的外部設計範圍很寬。
本實施例的驅動單元200安裝在串聯-並聯式小型摩託車100上。但是，本發明並不限於該驅動單元。例如，具有以下結構的驅動單元可以安裝在並聯式混合動力車上，該結構中發電機、電動機和動力分配裝置布置在與發動機曲軸不同且平行於該曲軸的軸上。
根據本發明的第一方面，一種用於混合動力車的驅動單元包括發動機；發電機，其通過所述發動機的操作產生電力；電動機，其由所述發電機的電力驅動以使驅動輪旋轉；動力分配裝置，其在所述發電機和所述驅動輪之間分配由所述發動機產生的驅動動力，其中所述發電機、所述電動機和所述動力分配裝置布置在與所述發動機的曲軸不同且平行於所述曲軸延伸的單個不同軸上。
根據該構造，發電機、電動機和動力分配裝置不與曲軸並排布置，因為發電機、電動機和動力分配裝置布置在與所述發動機的曲軸不同且平行於所述曲軸延伸的單個不同軸上。就是說，包括發動機、發電機和動力分配裝置的結構不延長並可以足夠緊湊。於是，在曲軸沿橫向方向延伸的情況下，發電機、發動機和電動機可以安裝成不在橫向方向上突出。由此驅動單元可以合適容易地安裝在例如摩託車的具有有限空間的車輛上。
而且，根據該構造，與其中發電機、電動機和動力分配裝置並排布置在同曲軸具有相同軸線的軸上的傳統結構相比，不需要連接到曲軸一端且延伸穿過動力分配裝置的太陽輪或齒圈的動力傳動軸。就是說，本結構可以在發動機輸出中的曲軸轉矩波動被傳遞到驅動單元時，避免傳統結構的動力傳動軸中出現扭轉振動。
根據本發明的第二方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述發動機的所述曲軸沿水平方向並與所述車輛前進的方向垂直延伸。
根據該構造，不同於曲軸的單個軸與車輛前進的方向垂直並沿水平方向延伸。於是，具有用於驅動單元的有限安裝空間的摩託車可以具有這樣的混合動力式驅動單元，該驅動單元沒有一部分在橫向方向上突出。
此外，因為曲軸和上述不同軸兩者都在橫向方向上延伸，所以都從上述不同軸輸出的發動機動力和電動機驅動力可以被傳遞到車軸，該車軸布置在橫向方向上並以簡單的結構徑向支撐後輪。
根據本發明的第三方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述不同軸位於所述發動機的所述曲軸後方。
根據該構造，驅動輪的車軸可以容易地定位於所述不同軸的後方，並且可以容易地實現其中後輪是驅動輪的混合動力車。
根據本發明的第四方面，根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元還包括所述驅動輪的車軸，其與所述不同軸間隔開以與其平行延伸；和驅動力傳動裝置，其與所述不同軸垂直延伸，並從所述不同軸的一端取出所述電動機的驅動動力和所述發動機的驅動動力以將各個驅動動力傳遞到所述車軸，其中所述電動機布置在所述不同軸的所述一端上。
根據該構造，因為電動機定位成與驅動力傳動裝置相鄰，所以電動機的驅動力可以直接傳遞到驅動力傳動裝置。就是說，將驅動力(即電動機轉子的旋轉力)傳遞到驅動力傳動裝置的構件的長度可以更短。可以大部分避免由發動機操作中出現的轉矩振動所引起的諧振。
根據本發明的第五方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述驅動力傳動裝置包括減小從所述一端取出的驅動動力的減小部分。
根據該構造，在驅動動力被傳遞到驅動輪之前，從所述一端取出的驅動動力可以被恰當減小。或者，減小部分可以布置在所述不同軸的一端處繞所述不同軸的軸線旋轉，以減小從該一端輸出的驅動力。在另一變化方案中，減小部分可以位於所述不同軸的所述一端與車軸之間。
根據本發明的第六方面，根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元還包括發動機動力傳動部分，其從所述曲軸軸向上的大體中心部分取出由所述發動機產生的動力，以將所述動力傳遞到所述動力分配裝置，其中所述動力分配裝置在所述不同軸上布置在所述發電機與所述電動機之間。
根據該構造，從曲軸傳遞到動力分配裝置的發動機動力可以沿橫向方向大體在車輛中心部分中傳遞，驅動單元安裝在該中心部分上。
就是說，在發動機操作中產生振動的軸部分可以更短。
根據本發明的第七方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述不同軸與所述發電機的轉子結合，所述動力分配裝置包括太陽輪，其布置在所述不同軸上並繞所述不同軸和所述太陽輪的共同軸線與所述不同軸一起旋轉；行星齒輪，其圍繞所述太陽輪定位以與所述太陽輪嚙合；行星齒輪輪架，其圍繞所述不同軸定位旋轉以支撐所述行星齒輪進行旋轉；和齒圈，其圍繞所述行星齒輪定位以與所述行星齒輪嚙合，並圍繞所述不同軸定位旋轉以將所述不同軸的旋轉力輸出到所述驅動輪，其中所述行星齒輪輪架具有連接到所述發動機動力傳動部分並圍繞所述不同軸旋轉的外周部分，並且所述行星齒輪使用通過所述發動機動力傳動部分從所述外周部分輸入的所述發動機的動力而圍繞所述太陽輪公轉。
根據該構造，布置在所述不同軸上且位於電動機和發電機之間橫向方向上的大體中心部分處的動力分配裝置是行星齒輪機構。發動機動力通過發動機動力傳動部分從行星齒輪輪架的外周部分輸入。
就是說，不同於傳統結構，從曲軸傳遞到動力分配裝置的發動機動力通過從所述不同軸的一端輸入，可以通過發動機動力傳動部分從所述不同軸在橫向方向上的大體中心部分輸入到動力分配裝置，而不使行星齒輪輪架旋轉。
所以在驅動動力單元中，可以實現所謂的中心取出式結構，其中發動機動力通過發動機動力傳動部分從曲軸在橫向方向上的大體中心部分取出。因此，能夠緊湊地形成混合動力驅動單元。
根據本發明的第八方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述齒圈與繞所述齒圈和所述電動機的轉子的共同軸線旋轉的所述電動機的所述轉子直接結合，並且所述齒圈將其旋轉力通過所述電動機的所述轉子輸出到所述驅動輪。
根據該構造，因為齒圈與電動機轉子直接結合，所以動力分配裝置在軸向上的長度可以更短。由此，電動機、動力分配裝置和發電機在軸向上的整個長度可以更短。於是，具有沿橫向水平延伸的曲軸的驅動動力單元的整個長度可以在橫向方向上更短。寬度窄的摩託車由此可以容易地具有驅動單元。
根據本發明的第九方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述發動機動力傳動部分包括隨所述曲軸的旋轉而同步旋轉的轉動構件、以及向所述行星齒輪輪架的所述外周部分傳遞所述轉動構件的旋轉力的傳遞部分。
根據該構造，轉動構件和傳遞部分可以使行星齒輪輪架旋轉。發動機動力由此可以以這樣簡單的結構從曲軸傳遞到動力分配裝置。此外，作為轉動構件和傳遞部分各自的構造，兩者可以具有彼此嚙合的輪齒，並且行星齒輪輪架可以在其外周表面上具有與傳遞部分的輪齒嚙合的輪齒。或者，轉動構件可以是鏈輪，而傳遞部分可以是鏈條，並且鏈條可以纏繞行星齒輪輪架的外周。在此結構中，行星齒輪輪架可以在其外周表面上具有能與鏈條嚙合的多個齒。在另一替代方案中，轉動構件可以是帶輪，而傳動部分可以是纏繞在作為轉動構件的帶輪和行星齒輪輪架的外周上的帶。
根據本發明的第十方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述轉動構件和所述行星齒輪輪架的各個外周部分具有多個輪齒，並且所述傳遞部分位於所述轉動構件和所述行星齒輪輪架之間，以形成與所述轉動構件和所述行星齒輪輪架的各個輪齒嚙合的中間齒輪。
根據該構造，僅僅通過在曲軸和行星齒輪輪架之間設置中間齒輪，就可以容易地實現這樣的結構，其中發動機動力確定地從曲軸傳遞到行星齒輪輪架。
根據本發明的第十一方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述行星齒輪輪架具有支撐所述行星齒輪的板狀輪架體，所述不同軸延伸穿過所述輪架體，並且所述行星齒輪輪架的所述外周部分具有管狀形狀，從所述輪架體的外周緣向著所述齒圈突出，以圍繞所述齒圈。
根據該構造，行星齒輪輪架的輪架體具有板狀形狀並且其外周部分圍繞齒圈。於是，外周部分和齒圈相對於所述不同軸的軸線在徑向上彼此重疊。在輪架體具有板狀形狀且外周部分和齒圈彼此重疊的意義上，動力分配裝置在軸向上的長度由此可以更短。所以，所述不同軸上電動機、動力分配裝置和發電機在軸向上的總長度可以更短。結果，具有在橫向方向上水平延伸的曲軸的驅動單元的總長度在橫向方向上可以更短。驅動單元由此可以安裝在具有這樣窄寬度的摩託車上。
根據本發明的第十二方面，根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元還包括與所述不同軸和所述曲軸平行延伸的車軸，所述車軸與所述不同軸和所述曲軸間隔開，所述車軸支撐所述驅動輪；和驅動力傳動裝置，其位於所述不同軸的一端處並取出所述電動機的驅動動力和所述發動機的動力以將這些動力傳遞到所述車軸；其中所述電動機位於所述不同軸的所述一端上，並且所述發動機的動力沿著其從所述曲軸通過所述發動機動力傳動部分傳遞到所述動力分配裝置的線路，從延伸穿過所述驅動輪橫向中心的垂直平面向著所述不同軸的另一端偏移。
根據該構造，將發動機動力傳遞到在所述不同軸上位於發電機與電動機之間的動力分配裝置的線路，從延伸穿過驅動輪橫向中心的垂直平面向著所述不同軸的另一端偏移。於是，即使軸向尺寸(寬度)一般大於發電機的電動機位於軸部分的所述一端處並且驅動力傳動裝置也位於軸部分的所述一端處，其中驅動單元具有將發動機動力從曲軸傳遞到動力分配裝置的線路的車輛(尤其是摩託車)也可以在橫向方向上平衡。
根據本發明的第十三方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述中間齒輪具有調節部分，用於調節所述中間齒輪與所述轉動構件之間的齒隙以及所述中間齒輪與所述行星齒輪輪架之間的另一齒隙。
根據該構造，因為轉動構件與行星齒輪輪架之間的齒隙可以在中間齒輪中調節，所以發動機動力可以從曲軸平滑確定地傳遞到動力分配裝置。
根據本發明的第十四方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述中間齒輪具有從所述中間齒輪的軸線偏移並抵消所述發動機的往復慣性的重物部分。
根據該構造，中間齒輪的重物部分可以抵消在發動機操作時(即在活塞往復運動時)不可避免出現的發動機往復慣性。於是，可以減小發動機操作中產生的驅動單元的整個振動。
根據本發明的第十五方面，在根據上述構造的用於混合動力車的驅動單元中，所述發動機是多缸發動機，並且在各個氣缸之中以相等間隔進行點火。
根據該構造，在將曲軸沿軸向的中心作為基準點時，每個氣缸的連杆在曲軸沿軸向的一端和另一端之間的平衡位置處連接到曲軸進行旋轉。
因為如上所述發動機動力(即曲軸的旋轉力)通過發動機動力傳動部分從連接了連杆的曲軸在軸向上的大體中心部分取出，所以可以有效減小發動機的曲軸中產生的扭轉振動。
根據本發明的第十六方面，混合動力車具有上述驅動單元。
根據該構造，混合動力車可以具有這樣的縮短的驅動單元，該驅動單元包括在窄的有限安裝空間中緊湊製成的發動機、發電機、電動機和動力分配裝置。於是，如果傳統車輛改成混合動力式車輛，則其驅動單元可以簡單地改成上述混合動力式驅動單元，而不會大大改變車輛的其他部件。所以，可以在不增加製造成本的情況下實現混合動力車。而且，該混合動力車可允許駕駛員具有各種駕駛姿勢，並可使可能的外部設計範圍很寬。
根據本發明的第十七方面，摩託車具有上述驅動單元。
根據該構造，摩託車可以是具有這樣的縮短的驅動單元的混合動力車，該驅動單元包括在窄的有限安裝空間中緊湊製成的發動機、發電機、電動機和動力分配裝置。於是，如果傳統摩託車改成混合動力式摩託車，則其驅動單元可以簡單地改成上述混合動力式驅動單元，而不會大大改變車輛的其他部件。所以，可以在不增加製造成本的情況下實現混合動力車。而且，該混合動力車可以允許駕駛員具有各種駕駛姿勢，並可以使可能的外部設計範圍很寬。
工業應用性根據本發明的用於混合動力車的驅動單元提供了這樣的效果，即使曲軸在橫向方向上延伸，發電機、發動機和電動機也可以合適且容易地安裝在驅動單元上而不突出很多。結果，該驅動單元對僅具有這樣有限安裝空間的摩託車是有用的。
權利要求
1.一種用於混合動力車的驅動單元，包括發動機；發電機，其通過所述發動機的操作產生電力；電動機，其由所述發電機的電力驅動以使驅動輪旋轉；和動力分配裝置，其在所述發電機和所述驅動輪之間分配由所述發動機產生的驅動動力，其中，所述發電機、所述電動機和所述動力分配裝置布置在與所述發動機的曲軸不同且平行於所述曲軸延伸的單個不同軸上。
2.如權利要求1所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述發動機的所述曲軸沿水平方向與所述車輛前進的方向垂直地延伸。
3.如權利要求2所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述不同軸位於所述發動機的所述曲軸後方。
4.如權利要求2所述的用於混合動力車的驅動單元，還包括所述驅動輪的車軸，所述車軸與所述不同軸間隔開，與所述不同軸平行延伸；和驅動力傳動裝置，其與所述不同軸垂直地延伸，並從所述不同軸的一端取出所述電動機的驅動動力和所述發動機的驅動動力以將各個驅動動力傳遞到所述車軸，其中，所述電動機布置在所述不同軸的所述一端上。
5.如權利要求4所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述驅動力傳動裝置包括減小從所述一端取出的驅動動力的減小部分。
6.如權利要求2所述的用於混合動力車的驅動單元，還包括發動機動力傳動部分，其從所述曲軸軸向上的大體中心部分取出由所述發動機產生的動力，以將所述動力傳遞到所述動力分配裝置，其中，所述動力分配裝置布置在所述不同軸上，位於所述發電機與所述電動機之間。
7.如權利要求6所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述不同軸與所述發電機的轉子結合，所述動力分配裝置包括太陽輪，其布置在所述不同軸上並繞所述不同軸和所述太陽輪的共同軸線與所述不同軸一起旋轉；行星齒輪，其圍繞所述太陽輪定位，與所述太陽輪嚙合；行星齒輪輪架，其圍繞所述不同軸定位旋轉，支撐所述行星齒輪進行旋轉；和齒圈，其圍繞所述行星齒輪定位，與所述行星齒輪嚙合，並圍繞所述不同軸定位旋轉以將所述不同軸的旋轉力輸出到所述驅動輪，其中，所述行星齒輪輪架具有連接到所述發動機動力傳動部分並圍繞所述不同軸旋轉的外周部分，並且所述行星齒輪使用通過所述發動機動力傳動部分從所述外周部分輸入的所述發動機的動力而圍繞所述太陽輪公轉。
8.如權利要求7所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述齒圈與繞所述齒圈和所述電動機的轉子的共同軸線旋轉的所述電動機的所述轉子直接結合，並且所述齒圈將其旋轉力通過所述電動機的所述轉子輸出到所述驅動輪。
9.如權利要求7所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述發動機動力傳動部分包括隨所述曲軸的旋轉而同步旋轉的轉動構件、以及向所述行星齒輪輪架的所述外周部分傳遞所述轉動構件的旋轉力的傳遞部分。
10.如權利要求9所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述轉動構件和所述行星齒輪輪架各自的外周部分具有多個輪齒，並且所述傳遞部分位於所述轉動構件和所述行星齒輪輪架之間，以形成與所述轉動構件和所述行星齒輪輪架的各輪齒嚙合的中間齒輪。
11.如權利要求9所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述行星齒輪輪架具有支撐所述行星齒輪的板狀輪架體，所述不同軸延伸穿過所述輪架體，並且所述行星齒輪輪架的所述外周部分具有從所述輪架體的外周緣向著所述齒圈突出以圍繞所述齒圈的管狀形狀。
12.如權利要求6所述的用於混合動力車的驅動單元，還包括與所述不同軸和所述曲軸平行延伸的車軸，所述車軸與所述不同軸和所述曲軸間隔開，所述車軸支撐所述驅動輪；和驅動力傳動裝置，其位於所述不同軸的一端處並取出所述電動機的驅動動力和所述發動機的動力以將這些動力傳遞到所述車軸；其中，所述電動機位於所述不同軸的所述一端上，並且所述發動機的動力從所述曲軸通過所述發動機動力傳動部分傳遞到所述動力分配裝置的線路，從延伸穿過所述驅動輪橫向中心的垂直平面向著所述不同軸的另一端偏移。
13.如權利要求10所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述中間齒輪具有調節部分，用於調節所述中間齒輪與所述轉動構件之間的齒隙以及所述中間齒輪與所述行星齒輪輪架之間的另一齒隙。
14.如權利要求10所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述中間齒輪具有從所述中間齒輪的軸線偏移並抵消所述發動機的往復慣性的重物部分。
15.如權利要求6所述的用於混合動力車的驅動單元，其中，所述發動機是多缸發動機，並且在各個氣缸之間以相等間隔進行點火。
16.一種混合動力車，其具有如權利要求1至15中任一項所述的驅動單元。
17.一種摩託車，其具有如權利要求1至15中任一項所述的驅動單元。
全文摘要
本發明提供了一種驅動單元，即使其具有動力分配裝置，其也可以布置在摩託車等的有限安裝空間中而不在橫向方向上突出很多。該驅動單元包括發動機；發電機，其通過發動機的操作產生電力；電動機，其由發電機的電力驅動以使驅動輪旋轉；和動力分配裝置，其在發電機和驅動輪之間分配由發動機產生的驅動動力。發動機的曲軸在車輛橫向上延伸。發電機、電動機和動力分配裝置布置在與發動機曲軸不同且平行於曲軸延伸的單個不同軸上。發動機的動力和電動機的驅動力通過動力分配裝置和電動機轉子從該不同軸的一端輸出。
文檔編號B62K11/00GK1833899SQ200610056970
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月7日 優先權日2005年3月16日
發明者齋藤哲史 申請人:山葉發動機株式會社