DE102005011848A1 - Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe mit mehreren modularen Motoren/Generatoren, die aus gleichen Komponenten zusammengebaut sind - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung liefert ein verbessertes elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe mit Motor/Generatormodulen, die aus gleichen Komponenten zusammengebaut sind. Dies wird erreicht, indem "Ausstanz"-Nasen auf dem Gehäuse der Motor/Generatormodule vorgesehen werden, die ermöglichen, dass das Gehäuse innerhalb des elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebes an entweder dem ersten oder zweiten Motor/Generatormodul verwendet wird, was folglich ermöglicht, dass gleiche Komponenten innerhalb sowohl des ersten als auch des zweiten Motor/Generatormoduls verwendet werden.
Description
- QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
- Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 22. März 2004 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/555,141, die durch Verweis in ihrer Gesamtheit hiermit einbezogen ist.
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe mit Motor/Generatormodulen, die aus gleichen Komponenten zusammengebaut sind.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Elektromechanische Hybridfahrzeuggetriebe mit Dualmotoren nutzten herkömmlicherweise nicht-modulare Motor/Generatoreinheiten mit separaten und unabhängigen elektrischen Verdrahtungsverbindungen für jeden Motor. In dem Bemühen, die Fertigungseffizienz und Produktqualität zu erhöhen, haben Autohersteller modulare Montageprozesse eingeführt. Dieser Prozesstyp ermöglicht, dass Baugruppen bzw. Anordnungen von Teilen andernorts hergestellt, getestet und anschließend zur Montagefabrik versandt werden, wo die modularen Baugruppen bzw. Anordnungen installiert werden. Ein zusätzlicher Gedanke, der bei der Fertigung oft genutzt wird, ist die Wirtschaftlichkeit der Fertigung in großen Stückzahlen. Die Grundvoraussetzung für Wirtschaftlichkeit der Fertigung in großen Stückzahlen besteht darin, dass die Produktion in großen Stückzahlen zu geringeren Stückkosten führen kann. Aus diesem Grund bemühen sich Hersteller, die gleichen Teile innerhalb verschiedener Module oder Baugruppen von Teilen zu nutzen. Durch Verwenden gleicher Teile innerhalb verschiedener Baugruppen von Teilen können geringere Stückkosten erzielt werden, kann die Stückqualität verbessert werden und kann die Verwechslung von Teilen minimiert werden.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung liefert ein verbessertes elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe mit Motor/Generatormodulen, die aus gleichen Komponenten zusammengebaut sind. Dies wird erreicht, indem "Ausstanz"-Nasen am Gehäuse der Motor/Generatormodule vorgesehen werden, die ermöglichen, dass das Gehäuse auf entweder dem ersten oder dem zweiten Motor/Generatormodul innerhalb eines elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebes verwendet wird, was folglich ermöglicht, dass gleiche Komponenten innerhalb sowohl des ersten als auch zweiten Motor/Generatormoduls verwendet werden.
- Durch Reduzieren der Anzahl von Komponenten, die für das erste und zweite Motor/Generatormodul einzigartig sind, können die Kosten, die Komplexität, die Montagezeit, die "Grundfläche" und die Verwechslungsgefahr von Teilen reduziert werden, während die Teilequalität sich erhöhen kann.
- Dementsprechend liefert die vorliegende Erfindung ein elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe mit einem Hauptgehäuse des Getriebes, das dafür ausgelegt ist, mehrere Motor/Generatormodule aufzunehmen. Jedes Motor/Generatormodul enthält einen Elektromotor/Generator mit einer Stator- und Rotoranordnung und einen elektrischen Verbinder in elektrischer Verbindung mit dem Motor/Generator. Auch vorgesehen ist eine Trommel mit einem Modulgehäuse, die dazu dient, einen der Elektromotoren und eine Modulabdeckung aufzunehmen, die an einem offenen Ende des Modulgehäuses angeordnet wird, und eine Befestigung am Hauptgehäuse des Getriebes zu schaffen. Außerdem sieht die vorliegende Erfindung mehrere "Ausstanz"-Nasen vor, die mit dem Modulgehäuse einteilig geformt werden und dazu dienen, Fenster zu schaffen, durch die die elektrischen Verbindungen verlaufen können. Die mehreren "Ausstanz"-Nasen dienen dazu, den elektrischen Verbinder zu positionieren und zu stabilisieren.
- Das Modulgehäuse kann durch Abstrecken geformt und die Modulabdeckung durch Stanzen geformt werden. Die Modulabdeckung kann drei Montageglieder aufweisen, die in Schritten von 120 Grad auf dem Umfang der Modulabdeckung radial beabstandet sind und dazu dienen, jeden der Motoren/Generatoren, deren Anzahl zwei betragen kann, innerhalb des Hauptgehäuses des Getriebes zu montieren.
- Außerdem kann jedes der mehreren Motor/Generatormodule mehrere Schmier- und Kühleinlassöffnungen und zumindest eine Schmier- und Kühlauslassöffnung aufweisen, die am oberen bzw. unteren Totpunkt des Motor/Generatormoduls zentriert sind.
- Noch ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe mit einem Hauptgehäuse des Getriebes mit einer ersten und zweiten Modulseite, um jeweils eines der beiden Motor/Generatormodule aufzunehmen. Jedes der Motor/Genera tormodule enthält einen Elektromotor/Generator mit einer Stator- und Rotoranordnung und einen elektrischen Anschluss in elektrischer Verbindung mit dem Motor/Generator. Auch vorgesehen ist eine Trommel, die ein Modulgehäuse definiert, das den Motor/Generator enthält, und einen Modulabdeckteil aufweist. Der Modulabdeckteil ist mit einem Montagemuster ausgeführt, das sich im Hauptgehäuse in Bezug auf die erste Modulseite des Hauptgehäuses mit dem elektrischen Anschluss eines Moduls anders ausrichtet als mit dem elektrischen Anschluss des anderen Moduls in Bezug auf die zweite Seite des Hauptgehäuses. Dies stellt sicher, dass nur ein Modul in der ersten Modulseite des Hauptgehäuses platziert und nur das andere Modul in der zweiten Modulseite des Hauptgehäuses platziert werden kann.
- Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ohne weiteres ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Querschnittansicht eines elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebes mit einem ersten (A) und einem zweiten (B) Motor/Generatormodul; -
2 ist ein linksseitige perspektivische Ansicht eines ersten (A) und eines zweiten (B) Motor/Generatormoduls, die die bevorzugte Orientierung veranschaulicht, wenn sie innerhalb des elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebes platziert sind; -
3 ist eine rückwärtige perspektivische Ansicht einer Trommel, die das Modulgehäuse mit "Ausstanz"-Nasen veranschaulicht, das mit der vorliegenden Erfindung verträglich ist; und -
4 ist eine fragmentarische auseinandergezogene Ansicht eines elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebes, die die Platzierung des zweiten (B) Motor/Generatormoduls darin sowie die Öffnungen für die Stromleitungen des Hauptgehäuses veranschaulicht. - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- In
1 ist ein Querschnitt im Seitenriss eines elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebes10 mit einem ersten Motor/Generatormodul A und einem zweiten Motor/Generatormodul B dargestellt. Die Motor/Generatormodule A und B können in verschiedenen Modi betrieben werden, um das Fahrzeug zu beschleunigen und zu fahren, die Antriebsmaschine bzw. den Motor zu starten, das Fahrzeug zu bremsen und die (nicht dargestellten) Batterien zu laden. Jedes der Motor/Generatormodule A und B umfasst einen Motor/Generator12A bzw.12B , der jeweils einen Stator14A und14B aufweist, der einen Rotor16A und16B umgibt. Die Motor/Generatormodule A und B enthalten auch Motor/Generatorstromverbinder18A und18B und Stellungs- und Drehzahlsensoren20A und20B für Motoren/Generatoren. Eine Trommel21A und21B definiert ein Modulgehäuse22A und22B , das dazu dient, den Stator14A und14B , den Rotor16A und16B , die Motor/Generatorstromverbindung18A und18B und den Stellungs- und Drehzahlsensor20A und20B für Motoren/Generatoren für jedes des ersten Motor/Generatormoduls A und des zweiten Motor/Generatormoduls B aufzunehmen. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Modulgehäuse22A und22B abgestreckt. Eine Modulabdeckung24A und24B wirkt mit dem Modulgehäuse22A und22B zusammen, um die Elemente darin aufzunehmen. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Modulabdeckung24A und24B aus einem Blechrohling gestanzt. - In
2 ist eine perspektivische Seitenansicht des ersten Motor/Generatormoduls A und des zweiten Motor/Generatormoduls B dargestellt, die die bevorzugte Orientierung veranschaulicht, wenn sie in dem elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebe10 platziert sind. Die Motor/Generatormodule A und B werden jeweils durch ein Bad eines Getriebefluids geschmiert und gekühlt, das durch mehrere Schmier- und Kühleinlassöffnungen30A und30B gelangt, die innerhalb der Trommel21A bzw.21B ausgebildet und um ihren oberen Totpunkt zentriert sind. Anschließend gelangt das Getriebefluid über den Stator14A und14B und den Rotor16A und16B und befördert die abgegebene Wärmeenergie durch die Schmier- und Kühlauslassöffnungen32A und32B , die um den unteren Totpunkt der Trommel21A und21B zentriert sind. - Wieder auf
1 bezugnehmend sind die Motor/Generatormodule A und B verschiedene Orientierungen gleicher Komponenten. Während die Motor/Generatormodule A und B in entgegengesetzte Richtungen gewandt sind (d.h. sie sind Spiegelbilder voneinander um eine vertikale Mittellinie26 ), wird bevorzugt, dass sie einen Zugang für eine gemeinsame elektrische Anschlussbaugruppe28 des Getriebes zu den Motor/Generatorstromverbindungen18A und18B auf einer gemeinsamen Seite des elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebes10 vorsehen. Eine derartige Ausrichtung ist typischerweise nicht erreichbar mit identischen Motor/Generatormodulen. Das erste Motor/Generatormodul A kann nicht um die vertikale Mittellinie26 gedreht werden und anschließend "wie eine Uhr gedreht werden" (d.h. teilweise um die Mittelachse des elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebes10 gedreht werden), so dass die Mo tor/Generatorstromverbindung18A in der richtigen Orientierung liegt, um das zweite Motor/Generatormodul B zu schaffen, wie in2 dargestellt ist. Dieser Vorgang ist verboten, da die mehreren Schmier- und Kühleinlassöffnungen30A um den oberen Totpunkt der Trommel21A zentriert gehalten werden müssen und man die Schmier- und Kühlauslassmündungen32A um den unteren Totpunkt der Trommel21A zentriert lassen möchte. - Wie in
3 gezeigt ist, schafft die vorliegende Erfindung Modulgehäuse22 , die jeweils zwei "Ausstanz"-Nasen36 und36' aufweisen. Diese "Ausstanz"-Nasen36 und36' werden während des Formprozesses des Modulgehäuses22 geformt. Wenn die "Ausstanz"-Nase36 geformt wird, wird ein erstes Fenster38 erzeugt, durch das Motor/Generatorstromverbindungen18A verlaufen werden. Wenn die "Ausstanz"-Nase36' geformt wird, wird wechselseitig ein zweites Fenster40 erzeugt, durch das die Motor/Generatorstromverbindungen18B (dargestellt in2 ) verlaufen. - Die "Ausstanz"-Nasen
36 und36' dienen dazu, die Motor/Generatorstromverbinder18A und18B während einer Verbindung mit der (in1 dargestellten) elektrischen Anschlussbaugruppe28 anzuordnen und zu stabilisieren. - Das erste Fenster
38 ist oberhalb der horizontalen Achslinie42 angeordnet, und das zweite Fenster40 ist unter der horizontalen Achslinie42 angeordnet, wobei das erste Fenster38 und das zweite Fenster40 im Modulgehäuse22 entlang einer Linie44 einander gegenüberliegend radial zentriert sind. - Indem man "Ausstanz"-Nasen
36 und36' auf solch eine Weise verwendet, kann die geeignete Orientierung für die Schmier- und Kühleinlassöf fnungen30A und30B und die Schmier- und Kühlauslassöffnungen32A und32B ungeachtet davon beibehalten werden, ob Motor/Generatorstromverbindungen18 durch das erste Fenster38 oder zweite Fenster40 verlaufen. Dementsprechend wird das Fenster, durch das die Motor/Generatorstromverbindungen18 durchgehen, bestimmen, ob ein erstes Motor/Generatormodul A oder ein zweites Motor/Generatormodul B geschaffen wird. - Außerdem definiert das Modulgehäuse
22 zwei Fenster46A und46B für Sensorverdrahtungen, um eine elektrische Verbindung zwischen dem (nicht dargestellten) Getriebesteuermodul und den Stellungs- und Drehzahlsensoren20A und20B der Motor/Generatoren zu ermöglichen. Die Fenster46A und46B für Sensorverdrahtungen sind inkongruent angeordnet, so dass, nachdem das erste Motor/Generatormodul A und das zweite Motor/Generatormodul B innerhalb des elektromechanischen Hybridfahrzeuggetriebes10 angeordnet sind, die Fenster46A und46B für Sensorverdrahtungen nicht benachbarte Stellen für Verdrahtungsverbinder48A und48B (dargestellt in2 ) schaffen. Die Verdrahtungsverbinder48A und48B sind die Anschlussenden, die von den Stellungs- und Drehzahlsensoren20A bzw.20B ausgehen. Daher können die Verbindungen zu den Verdrahtungsverbindern48A und48B auf Fehler geprüft werden, indem verschiedene Zuleitungslängen (nicht dargestellter) Verdrahtungskabelbäume genutzt werden. - Nach
4 sieht die Modulabdeckung24B drei Montageglieder50 vor, die in Intervallen von 120 Grad beabstandet sind, um das Motor/Generatormodul B am Hauptgehäuse52 des Getriebes anzuschrauben. Wie in2 und3 dargestellt ist, sieht die Modulabdeckung24A gleichfalls drei Montageglieder50 vor, die in Intervallen von 120 Grad beabstandet sind, um das Motor/Generatormodul A am Hauptgehäuse52 des Getriebes anzu schrauben. Das Hauptgehäuse52 des Getriebes hat Montagehohlräume54 , um die Montageglieder50 der Modulabdeckungen aufzunehmen. Außerdem sind die durch das Hauptgehäuse52 des Getriebes definierten Modulverbindungsöffnungen56A und56B auf solch eine Weise beabstandet, dass sie einen Zwischenraum für die Motor/Generatorstromverbindungen18A und18B schaffen. Das 120°-Muster der Montagehohlräume54 richtet sich im Hauptgehäuse52 des Getriebes mit der ersten und zweiten Öffnung56A und56B für die Stromdrähte des Hauptgehäuses so anders aus, dass nur ein erstes Motor/Generatormodul A in der Seite57 des ersten Moduls des Hauptgehäuses52 des Getriebes platziert werden kann. Dementsprechend kann nur das zweite Motor/Generatormodul in der Seite58 des zweiten Moduls des Getriebehauptgehäuses52 platziert werden, was folglich eine zusätzliche Probe für einen Montagefehler liefert. Obwohl gleiche Komponenten für beide Motor/Generatormodule A und B verwendet werden, unterscheiden eindeutige Positioniermerkmale das erste Motor/Generatormodul A vom zweiten Motor/Generatormodul B. - Durch Reduzieren der Anzahl von Komponenten, die für das erste und zweite Motor/Generatormodul A und B eindeutig sind, können die Kosten, Komplexität, Montagezeit, "Grundfläche" und Verwechslungsgefahr von Teilen reduziert werden, während die Qualität der Teile sich erhöhen kann.
- Obgleich die besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, erkennt der Fachmann für die Technik, auf die sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen, um die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche in die Praxis umzusetzen.
Claims (14)
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe, mit: einem Hauptgehäuse des Getriebes, das dafür ausgelegt ist, mehrere Motor/Generatormodule aufzunehmen, wobei jedes der mehreren Motor/Generatormodule aufweist: einen Elektromotor/Generator mit einer Stator- und Rotoranordnung; einen elektrischen Verbinder in elektrischer Verbindung mit dem Motor/Generator; eine Trommel mit einem Modulgehäuse, das dazu dient, einen der Elektromotoren aufzunehmen, und einer Modulabdeckung, die an einem offenen Ende des Modulgehäuses angeordnet ist, und um eine Befestigung am Hauptgehäuse des Getriebes vorzusehen; und mehrere "Ausstanz"-Nasen, die einteilig mit dem Modulgehäuse geformt sind und dazu dienen, Fenster zu schaffen, durch die die elektrischen Verbindungen verlaufen können, wobei die mehreren "Ausstanz"-Nasen dazu dienen, den elektrischen Verbinder zu positionieren und zu stabilisieren.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, wobei das Modulgehäuse durch Abstrecken geformt ist.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, wobei die Modulabdeckung durch Stanzen geformt ist.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, wobei eine Modulabdeckung drei Montageglieder aufweist, die in Schritten von 120 Grad auf dem Umfang der Modulabdeckung radial beabstandet sind und dazu dienen, jeden der Motoren/Generatoren innerhalb des Getriebehauptgehäuses zu montieren.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Motor/Generatormodule zwei beträgt.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, wobei jedes der mehreren Motor/Generatormodule mehrere Schmier- und Kühleinlassöffnungen und zumindest eine Schmier- und Kühlauslaßöffnung aufweist, die am oberen Totpunkt bzw. unteren Totpunkt des Motor/Generatormoduls zentriert sind.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe, mit einem Hauptgehäuse des Getriebes, das dafür ausgelegt ist, zwei Motor/Generatormodule aufzunehmen, wobei jedes der mehreren Motor/Generatormodule aufweist: einen Elektromotor/Generator mit einer Stator- und Rotoranordnung; einen elektrischen Verbinder in elektrischer Verbindung mit dem Motor/Generator; eine Trommel mit einem Modulgehäuse, das dazu dient, einen der Elektromotoren aufzunehmen, und einer Modulabdeckung, die an einem offenen Ende des Modulgehäuses angeordnet ist, und um eine Befestigung am Hauptgehäuse des Getriebes vorzusehen; und mehrere "Ausstanz"-Nasen, die einteilig mit dem Modulgehäuse geformt sind und dazu dienen, Fenster zu schaffen, durch die die elektrischen Verbindungen verlaufen können, wobei die mehreren "Ausstanz"-Nasen dazu dienen, den elektrischen Verbinder zu positionieren und zu stabilisieren.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 7, wobei das Modulgehäuse durch Abstrecken geformt ist.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 7, wobei die Modulabdeckung durch Stanzen geformt ist.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 7, wobei eine Modulabdeckung drei Montageglieder aufweist, die in Schritten von 120 Grad auf dem Umfang der Modulabdeckung radial beabstandet sind und dazu dienen, jeden der Motoren/Generatoren innerhalb des Hauptgehäuses des Getriebes zu montieren.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 7, wobei jedes der mehreren Motor/Generatormodule mehrere Schmier- und Kühleinlassöffnungen und zumindest eine Schmier- und Kühlauslassöffnung aufweist, die am oberen Totpunkt bzw. unteren Totpunkt des Motor/Generatormoduls zentriert sind.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe, mit: einem Hauptgehäuse des Getriebes mit einer ersten und zweiten Modulseite, um jeweils eines von zwei Motor/Generatormodulen aufzunehmen, wobei jedes der Motor/Generatormodule aufweist: einen Elektromotor/Generator mit einer Stator- und Rotoranordnung; einen elektrischen Verbinder in elektrischer Verbindung mit dem Motor/Generator; und eine Trommel, die ein Modulgehäuse definiert, die den Motor/Generator aufnimmt, und einen Modulabdeckteil aufweist, der mit einem Montagemuster gestaltet ist, das sich im Hauptgehäuse mit der elektrischen Verbindung eines Moduls in Bezug auf die erste Modulseite des Hauptgehäuses anders ausrichtet als mit der elektrischen Verbindung des anderen Moduls in Bezug auf die zweite Seite des Hauptgehäuses, so dass nur ein Modul in der ersten Modulseite des Hauptgehäuses platziert werden kann und nur das andere Modul in der zweiten Modulseite des Hauptgehäuses platziert werden kann.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 12, wobei eine Modulabdeckung drei Montageglieder aufweist, die in Schritten von 120 Grad auf dem Umfang der Modulabdeckung radial beabstandet sind und dazu dienen, jeden der Motoren/Generatoren innerhalb des Getriebehauptgehäuses zu montieren.
- Elektromechanisches Hybridfahrzeuggetriebe nach Anspruch 12, wobei jedes der mehreren Motor/Generatormodule mehrere Schmier- und Kühleinlassöffnungen und zumindest eine Schmier- und Kühlauslassöffnung aufweist, die am oberen Totpunkt bzw. unteren Totpunkt des Motor/Generatormoduls zentriert sind.
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