JP2016003004A

JP2016003004A - 自動車の更なる車軸への伝動のための装置を備える自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット

Info

Publication number: JP2016003004A
Application number: JP2015015516A
Authority: JP
Inventors: アンドレアピアッツァ; Piazza Andrea; マルコギャラベロ; Garabello Marco; ジャンルイジプレグノラト; Pregnolato Gianluigi; ファビオペソラ; Pesola Fabio
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2016-01-12
Anticipated expiration: 2035-01-29
Also published as: EP2957446B1; US20150360556A1; BR102015014143A2; EP2957446A1; CN105291806A; CN105291806B; KR20150144693A; KR102315156B1; JP6683312B2; US9517689B2; BR102015014143B1

Abstract

【課題】簡単な構造および小さな全体寸法で、効率的で、信頼性があるハイブリッド動力伝動ユニットを提供する。
【解決手段】内燃エンジンＥと、クラッチ装置６によって内燃エンジンのシャフト５に接続され得る第１シャフト３を備えるギアボックス装置Ｃと、差動装置Ｄの第１冠歯車１０と噛み合う出力ピニオン９を備える第２シャフト７と、伝動装置によって差動装置Ｄの第２冠歯車１９に接続されるシャフト１６を有する電気機械Ｍと、電気制御アクチュエータによって駆動され得る係合装置２５が、電気機械Ｍのシャフト１６と差動装置Ｄの第２冠歯車１９との間に配置される。電気機械Ｍのシャフト１６は、ギアボックス装置と反対の側で、内燃エンジンＥのシャフト５に接続される。電気機械Ｍのシャフト１６を差動装置Ｄの第２冠歯車１９に接続する伝動装置は、車両の更なる車軸に接続される伝動シャフトを駆動するためのギアを含む。
【選択図】図１０

Description

本願発明は、以下の構成を含むタイプの自動車用ハイブリッド動力伝動ユニットに関する。内燃エンジンおよびギアボックス装置から成る構成であって、ギアボックス装置は、クラッチ装置によって自動車のクランクシャフトに接続され得る少なくとも１つの第１シャフトと、軸が当該第１シャフトの軸と平行、かつ、少し離れて配置され、更に、出力ピニオンを支持する、少なくとも１つの第２シャフトと、各ペアの複数のギアの一方が、当該第１シャフトおよび当該第２シャフトの一方に対して順に強固に接続され、他方が、当該第１および第２シャフトの他方に対して回転自在である、複数の前方ギア比に対応する複数ペアのギアと、当該回転自在な複数のギアの夫々を、順に、夫々が設置されるシャフトと連結するための、複数のギア選択装置とを含む。当該ユニットは、更に、以下の構成を含む。ギアボックス装置の当該第２シャフトの当該出力ピニオンと噛み合う、第１冠歯車を有する差動装置、および、電気モータおよび発電機の両方として動作すべく適合され、当該動力伝動ユニットの支持構造と強固に接続される筐体と、伝動装置によって当該差動装置の第２冠歯車に接続されるシャフトとを有する電気機械から成る構成。

上記で参照されるタイプのハイブリッド動力伝動ユニットは、例えば、文書EP 1 868 832 B1から知られている。DE 10 2009 0566366 A1およびUS 2002/065163 A1も、接続する伝動装置内で、電気機械のシャフトと差動装置の当該第２冠歯車との間に配置される係合装置も含む、上記で参照されるタイプのハイブリッド動力伝動ユニット、および、当該係合装置を作動させるための方法を開示している。

同様に、欧州特許出願EP 13153802（既に出願されているが、本願発明の優先日においてはまだ公開されていない。）において、本出願人は、電気機械のシャフトと差動装置の第２冠歯車との間に配置される係合装置を備え、更にその電気機械が、ギアボックス装置に接続される端部と反対の内燃エンジンのシャフトの端部で、内燃エンジンのシャフトに接続されるシャフトを有する、上記で参照されるタイプの動力伝動ユニットを提案したことに留意すべきである。

本願発明の目的は、簡単な構造および小さな全体寸法を有し、効率的で、信頼性があり、動作において融通が利くであろう、ハイブリッド動力伝動ユニットを提供することである。

上記目的を達成することを視野に入れ、本発明の主題は、電気機械のシャフトと差動装置の第２冠歯車との間に配置される係合装置を備える、上記で特定されるタイプのハイブリッド動力伝動ユニットである。そのユニットは更に、以下の点で特徴付けられる。電気機械が、ギアボックス装置に接続される端部とは反対の内燃エンジンのシャフトの端部で当該シャフトに接続されるシャフトを有し、電気機械のシャフトを差動装置の当該第２冠歯車に接続する当該伝動装置が、車両の更なる車軸に接続される伝動シャフトを駆動するためのギアを含む。

内燃エンジンのシャフトと電気機械のシャフトとの間での直接接続によって、例えば、ＢＡＳ（ベルト・オルタネーター・スターター）、すなわち、エンジンによって駆動される発電機、または、内燃エンジンを始動するための電気モータのような電気機械の機能を提供することが可能になる。

本発明によるユニットにおいて、車両の更なる車軸に接続される伝動シャフトを駆動するためのギアを設けることにより、四輪駆動車両への効率的な適用が実現できる。

車両の更なる車軸に接続される伝動シャフトを駆動するための当該ギアは、例えば、差動装置の第２冠歯車と係合装置との間に、そうでなければ代替的に、係合装置と電気機械のシャフトとの間に配置され得る。前者の場合、電気機械のトルクは、内燃エンジンのトルクに対して生じるものと同一の方法で、前車軸と後部軸との間で共有される。一方で、後者の場合、電気機械の複数の機能は、内燃エンジンのトルクの分配とは関係なく、内燃エンジンのトルクの１００％が自動車の前車軸に伝動され、電気機械のトルクの１００％が後部軸に伝動されることを想定してさえもよい。

好ましい実施形態において、電気機械と差動装置との間にある係合装置はクラッチ係合装置であり、それに関連付けられる複数のアクチュエータ手段は、電磁または電油アクチュエータ、および、アクチュエータを制御するための電子ユニットを含む。

係合装置の起動は、エンジンおよび自動車のパラメータの関数として予め配置されたプログラムに従い、自動車の電気制御ユニットによって制御される。同じことが、電気機械と内燃エンジンのシャフトとの間におけるベルト接続の係合装置に当てはまり、実施形態においてこれは想定されている。

差動装置と電気機械との間の接続において係合装置を利用することによって、当該接続を、これが望まれる動作条件で、システムの効率に有利に作ることができる。

好適には、電気機械のシャフトのエンジンシャフトに対する当該接続は、ギアボックス装置と反対の側において、電気機械のシャフトに接続される第１プーリ上、および、内燃エンジンのシャフトに接続される第２プーリ上で係合されるエンドレスベルトを含む補助的なベルト伝動装置によって提供される。改めて好適には、更なる係合装置が、補助的なベルト伝動装置の当該第１および第２プーリの１つと、各シャフトとの間に配置される。

更に他の変形例において、ギアボックス装置の反対の側で電気機械のシャフトを内燃エンジンのシャフトに接続する上記の補助的なベルト伝動装置は、例えば車両の空気調節システムのコンプレッサー、および、ブレーキ・システムに対する負圧源のような、自動車の１または複数の補助的な装置の制御もする。

更なる実施形態において、電気機械のシャフトを差動装置の第２冠歯車に接続する伝動装置は、ベルト伝動装置によって構成される少なくとも１つのギア減速ジャンプを含む。

本発明の更なる特性および利点は、単に非限定的な例として提供される添付された複数の図を参照して、次の説明から明らかになるであろう。
（すでに出願されているが、本願発明の優先日にはまだ公開されていない）欧州特許出願EP 13153802号で本出願人によって既に提案された動力伝動ユニットの、第１実施形態の概略図である。同様に欧州特許出願EP 13153802号で本出願人によって既に提案された、図１の動力伝動ユニットの変形例の概略図である。車両の後部軸への伝動装置の接続を想定していないが、本願発明の場合にも採用され得る複数の特性を含む限りにおいて、その説明が有用である変形例を示す。車両の後部軸への伝動装置の接続を想定していないが、本願発明の場合にも採用され得る複数の特性を含む限りにおいて、その説明が有用である変形例を示す。車両の後部軸への伝動装置の接続を想定していないが、本願発明の場合にも採用され得る複数の特性を含む限りにおいて、その説明が有用である変形例を示す。車両の後部軸への伝動装置の接続を想定していないが、本願発明の場合にも採用され得る複数の特性を含む限りにおいて、その説明が有用である変形例を示す。車両の後部軸への伝動装置の接続を想定していないが、本願発明の場合にも採用され得る複数の特性を含む限りにおいて、その説明が有用である変形例を示す。車両の後部軸への伝動装置の接続を想定していないが、本願発明の場合にも採用され得る複数の特性を含む限りにおいて、その説明が有用である変形例を示す。車両の後部軸への伝動装置の接続を想定していないが、本願発明の場合にも採用され得る複数の特性を含む限りにおいて、その説明が有用である変形例を示す。本願発明の実施形態を示す概略図である。本願発明の実施形態を示す概略図である。車両の後部軸への伝動装置の接続を想定していないが、本願発明の場合にも採用され得る複数の特性を含む限りにおいて、その説明が有用である更なる実施形態を示す。車両の後部軸への伝動装置の接続を想定していないが、本願発明の場合にも採用され得る複数の特性を含む限りにおいて、その説明が有用である更なる実施形態を示す。

図１から１３において、共通の部分は、同じ参照番号で示される。当該複数の図において、番号１は全体として、内燃エンジンＥ、ギアボックス装置Ｃ、差動装置Ｄおよび電気機械Ｍを含む自動車用ハイブリッド動力伝動ユニットを示す。

従来技術によれば、ギアボックス装置Ｃは、内部で第１シャフト３が回転軸受４によって回転自在に設置された筐体２を有する。第１シャフトは、何れかの既知のタイプのクラッチ装置６によって、エンジンＥのシャフト５に接続され得る。更に、第２シャフト７が、ギアボックスＣの筐体２の内部で、回転軸受８によって回転自在に設置される。第２シャフト７の軸は、第１シャフト３の軸に平行、かつ、少し離れて配置される。

勿論、添付された複数の図は、単一の第１シャフトおよび単一の第２シャフトを含む、従来のタイプのギアボックスを示しているけれども、本発明は、二重クラッチ装置によって選択的にクランクシャフトに接続され、任意の数の第２シャフトを有し得る、２つの同軸の第１シャフトを想定した構成を特に含む、ギアボックス装置の何か他の既知の構成に適用される。

複数の図面で例として示される構成に戻ると、第１シャフト３および第２シャフト７は、複数の前方ギア比を提供すべく互いに噛み合う複数ペアのギアを支持する。各ペアの１つのギアは、それが支持されるシャフトに強固に接続される一方で、各ペアの他方のギアは、各シャフト上で回転自在に設置される。

示される例の場合、第１ギア比は、第１シャフト３に強固に接続されるギアI１、および、第２シャフト７上で回転自在に設置されるギアI２を含む、１ペアのギアによって得られる。第２ギア比は、第１シャフト３に強固に接続されるギアII１、および、第２シャフト７上で回転自在に設置されるギアII２によって得られる。第３、第４、第５および第６ギア比は、第２シャフト７に強固に接続されるギアIII１、IV１、V１、VI１、および、第１シャフト３上で回転自在に設置される対応するギアIII２、IV２、V２、VI２を含む、複数ペアのギアによって得られる。

改めて、既知の技術によれば、第１および第２シャフト３、７は、回転自在な複数のギアI２、II２、III２、IV２、V２、VI2を、それらが支持される夫々のシャフトに、順々と選択的に接続すべく、選択装置S1/2、S3/4およびS5/6を支持する。

ギアボックス装置Ｃは更に、回転自在な手段でリバースギアを支持し、かつ、第１シャフト３の回転運動を、回転方向を反転して第２シャフト７に伝動するような方法で、当該ギアを順に夫々のシャフトに接続するための選択装置を支持する、（いずれの図版においても見えない）第３シャフトを含む。

第２シャフト７は、差動装置Ｄの第１冠歯車１０と噛み合う出力ピニオン９を支持する。それ自体は既知のタイプの構造を有する差動装置Ｄは、ギアボックス装置Ｃの筐体２に強固に接続される筐体１１を有し、かつ、複数の等速の自在継手１４によって、自動車の複数のギアに運動を伝動するための２つの出力シャフト１２、１３を有する。冠歯車１０は、軸受１５によって筐体１１の中で回転自在に設置される、差動装置の歯車列担体に強固に接続される。

電気機械Ｍは、動作条件に従って、電気モータおよび発電機の両方として機能すべく適合される。図１で示される実施形態において、電気機械Ｍは、差動装置Ｄの２つの出力シャフト１２、１３の軸を共有し、１６で示される自身のシャフトに軸方向に横切られる。シャフト１６は、中空であり、電気機械Ｍの配置を差動装置Ｄと一列に整列することを可能にすべく、差動装置Ｄの出力シャフト１３によって同様に軸方向に横切られる。電気機械Ｍの筐体１７は、差動装置Ｄの筐体１１に強固に接続され、或いは、内燃エンジンＥの構造にも強固に接続される。電気機械Ｍのシャフト１６は、回転軸受１８によって筐体１７の中で回転自在に支持される。

電気機械Ｍのシャフト１６は、差動装置の歯車列担体に強固に接続される、差動装置Ｄの第２冠歯車１９に順に接続される。図１の場合、電気機械Ｍのシャフト１６と差動装置Ｄの冠歯車１９との間の接続は、第１のギア２０、２１のペア、および、第２のギア２２、１９のペアによって得られる、２倍のギア減速ジャンプによって得られる。ギア２０は電気機械Ｍのシャフト１６に強固に接続される一方で、ギア２１、２２は互いに一列に整列されるシャフト２３、２４によって支持される。シャフト２３、２４は、係合装置２５によって接続され得る。係合装置２５は、示された例の場合、電磁アクチュエータ２６によって制御されるクラッチ装置である。電磁アクチュエータ２６は、（図１にだけ概略的に示されている）電気制御ユニットＵによって同様に駆動される。アクチュエータは、電油タイプのアクチュエータとすること、または、何か他の既知のタイプのアクチュエータとすることもできただろう。なお、係合装置も何か他の既知のタイプの係合装置とすることもできただろう。２つのシャフト２３、２４は、差動装置Ｄの筐体１１に強固に接続され、かつ、電気機械Ｍの筐体１７と共に強固に接続される、ギア減速伝動装置の筐体２８の中で、回転軸受２７によって回転自在に設置される。

示される特定の例を参照し、係合装置２５および電磁アクチュエータ２６は、何れかの既知の方法で得られてもよい。これらの理由から、図面をより簡単に、かつ、容易に理解できるようにすべく、当該複数の要素の構成の細部は、本明細書で示されていない。

最後に、ユニットが自動車上に設置される状況において垂直に配置される、エンジンのシリンダが、全体としてＣＹによって示されている。従って、動力伝動ユニットが自動車内に設置される配置を参照して、図１から４で示される図は平面図である。典型的に、ユニットは、自動車の前輪に関連して、自動車の前部に設置される。

電気機械Ｍは、エンジンおよび自動車の動作条件に従って、電気モータまたは発電機として機能する。特に、以下の異なる動作方法が可能である。電気駆動（内燃エンジンＥは電源が切られ、ギアボックスはニュートラルである）、ハイブリッド駆動（内燃エンジンは電源が入り、ギアボックスはギアと係合している）、および、ブレーキ中の動力回復（内燃エンジンは電源が入り、ギアがニュートラルであるか、そうでなければ内燃エンジンとギアボックスとの間のクラッチ６が解離している）。

電気機械Ｍは更に、ギア変換中に内燃エンジンによって車両の複数の車輪へと供給されるトルクの欠落を埋めるべく、電気モータとして利用されてもよい。

最後に、係合装置２５によって、その介入が要求されていない動作条件において、電気機械Ｍの切り離しをすることができる。

既に述べた通り、添付された複数の図の図１は、（既に出願されたが、本願発明の優先日にはまだ公開されていない）欧州特許出願EP 13153802号で、本出願人によって既に提案された解決策を考慮している。この解決策において、ギアボックス装置Ｃに接続される端部とは反対のエンジンＥの端部で、電気機械Ｍのシャフト１６と内燃エンジンＥのシャフト５との直接接続が提供される。この目的のため、示される例においては、電気機械Ｍのシャフト１６によって支持される第１プーリ３１上、および、係合装置３４、例えば、電磁制御係合装置または何か他の既知のタイプの係合装置によって、内燃エンジンのシャフト５に接続され得るシャフト３３によって支持される第２プーリ３２上で係合されるエンドレスベルト３０を含む、補助的なベルト伝動装置２９が提供される。このタイプの係合装置は、例えば、本出願人の名前で提出された文書EP 1 529 957 A1において描かれ、説明されている。

ベルト伝動装置２９および係合装置３４によって、例えば、ＢＡＳ（ベルト・オルタネーター・スターター）、すなわち、エンジンによって駆動される発電機、または、内燃エンジンを始動するための電気モータとしての、電気機械の機能を提供すべく、内燃エンジンのシャフトを電気機械Ｍのシャフトに直接接続することが可能である。

内燃エンジンの始動方法において、係合装置２５は解離され、係合装置３４は係合される。

車両が静止状態で電流を生成する方法において、内燃エンジンは電源が入り、係合装置２５は解離され、係合装置３４は係合される。

車両が静止している場合に内燃エンジンが自動で電源切断するストップ・アンド・ゴー装置が備えられた車両においては、電気機械Ｍによって、ベルト３０により制御される補助的な装置が、（空気調節システムのコンプレッサーのように）機能し続けることが可能になる。この状況において、係合装置３４は解離される。

図２は、前の欧州特許出願EP 13153802号で既に提案された変形例を示している。この変形例は、電気機械Ｍが、差動装置Ｄの出力シャフト１２、１３の軸と平行、かつ、少し離れて配置される自身の軸を有する、図１の第１実施形態とは異なる。この場合、電気機械Ｍのシャフト１６と差動装置Ｄの第２冠歯車１９との間の接続は、３つのギア減速ジャンプによって得られる。第１ジャンプは、ギア３５、３６のペアによって得られる。第２ジャンプはギア３７、２１のペアによって得られ、第３ジャンプはギア２２、１９のペアによって得られる。ギア３６、３７は、回転軸受４１によって筐体２８の中で回転自在に設置される中空シャフト４０によって支持される。中空シャフト４０は、差動装置Ｄの出力シャフト１３によって横切られる。図３の実施形態において、ギア２１、２２は、電磁制御係合装置２５によって互いに接続され得るシャフト２３、２４と関連し、図１を参照して描かれているように配置される。

図３は、本願発明の主な特性に従って車両の他の車軸に伝動装置を接続することを想定していない実施形態を示している。しかしながら、この実施形態の説明は、その複数の特性が本願発明においても採用され得る限りにおいて有用である。図３の解決策は、図１および２の解決策と共通して、電気機械Ｍと差動装置Ｄとの間での係合装置２５の供給と、例えばベルト伝動装置２９によって得られる、ギアボックス装置と反対の側での、電気機械Ｍのシャフトと内燃エンジンＥのシャフト５との間での接続の供給との両方を有する。

図１および２の解決策に対する主な違いは、図３の場合、電気機械Ｍのシャフト１６を差動装置Ｄの冠歯車１９と接続する伝動装置が、ベルト伝動装置５０によって構成されるギア減速ジャンプを含むという事実にある。示される例において、ベルト伝動装置５０は第１ギア減速ジャンプを構成する。それは、電気機械Ｍのシャフト１６に接続されるプーリ５２上で係合されるベルト５１を含む。ベルト５１は更に、図２を参照して既に説明された中空シャフト４０上で接続されるプーリ５３上で係合される。ベルト伝動装置５０の下流で、伝動装置は、２ペアのギア３７、２１および２２、１９、および、同軸に配置され、係合装置２５によって接続されるギア２１および２２と共に、図２の伝動装置と同一のままである。

ベルト伝動装置によって構成される少なくとも１つのギア減速ジャンプと共に、電気機械と差動との間に伝動装置を設けることによって、電気機械の位置調整における高い柔軟性が可能となる。これは、とりわけ小型自動車においてかなりの利点を表わしている。

勿論、ベルト伝動装置の構成および配置は、図３における例として示されたものと異なっていてさえもよい。例えば、複数のギア減速ジャンプの合計数を３以外とすることができただろうし、ベルト伝動装置５０を第１ギア減速ジャンプに続いてあるギア減速ジャンプに対し利用することができただろう。理論上、図１の解決策におけるように、差動装置と一列に整列された電気機械を提供し、電気機械のシャフトを、差動装置の冠歯車１９と噛み合うギアに同様に接続される少し離れて配置された平行シャフトと接続すべく、ベルト伝動装置５０を利用することも可能であっただろう。

図２と比較した更なる違いが、図３において、電気機械Ｍが、差動装置Ｄに対し軸が外れた位置で、図面において概略的に示されている何らかのタイプの支持構造Ｈによって、内燃エンジンＥの構造により直接支持されているという事実にあることに、更に留意すべきである。

図４は、この場合、共に共通軸２３に強固に接続されるギア２１、２２が互いに直接接続される一方で、係合装置２５が、関連付けられる電磁アクチュエータ２６と共に、電気機械Ｍのシャフト１６とベルト伝動装置５０のプーリ５２との間に配置される点で、図３の実施形態とは異なる図３の変形例を示している。

改めて、図４の場合、係合装置３４は、内燃エンジンのシャフト５とベルト伝動装置２９のプーリ３２との間には配置されない。この場合、係合装置３４には、電磁アクチュエータ３４ａが設けられ、電気機械Ｍのシャフトとベルト伝動装置２９のプーリ３１との間に配置される。従って、図４の実施形態において、２つの係合装置２５および３４は共に、電気機械Ｍのシャフト１６に、その対向する両端部で関連付けられる。

図５は、図３のようにギア２１および２２の間に配置される係合装置２５を有し、図４のように電気機械Ｍのシャフト１６とプーリ３１との間に配置される係合装置３４を有する（しかしながら、この場合では、係合装置３４およびアクチュエータ３４ａの集合がプーリ３１と電気機械Ｍとの軸方向間に配置される一方で、図４においては、その集合がプーリ３１に対して軸方向外側にある。）、更なる変形例を示している。

勿論、係合装置２５が、図４のように、すなわち、プーリ５２と電気機械Ｍのシャフト１６との間に配置され、係合装置３４が、図３のように、すなわち、内燃エンジンのシャフト５とプーリ３２との間に配置されることを想定することは可能であっただろう。

図６は、本願発明の主な特性に従って車両の他の車軸に伝動装置を接続することを想定していない実施形態を示している。しかしながら、この実施形態の説明もまた、その複数の特性が本願発明においても採用され得る限りにおいて有用である。この変形例において、２つの係合装置２５および３４は、図４の場合におけるように、電気機械のシャフト１６の対向する両端部に関連付けられる。この場合、電気機械Ｍのシャフト１６と差動装置Ｄとの間の伝動装置は、差動装置Ｄの筐体に強固に接続されて２つのギア減速ジャンプを提供するよう適合される筐体５４を有する、径違い継手Ｒを含む。第１ジャンプは、電気機械Ｍのシャフト１６に同様に直接接続されるシャフトに、延長上で接続されるギア５５によって提供される。ギア５５は、差動装置のシャフト１３、および、電気機械のシャフト１６に平行であって、かつ、それらの間の中間位置に配置されるシャフト５８のギア５６と噛み合う。また、この場合においては、中空シャフト１９′に接続されたギアによって支持される差動装置Ｄの第２冠歯車１９と噛み合うギア５７が、シャフト５８上に接続される。中空シャフト１９′は、差動装置の歯車列担体に同様に接続され、かつ、差動装置のシャフト１３に対して同軸に配置される。

図７から８もまた、本発明の主題を形成する主な特性（車両の他の車軸への接続）を想定していないが、本願発明の場合にも何にせよ採用され得る更なる複数の特性を表す、更なる変形例を示している。図７の場合、２つの係合装置２５、３４は、図６におけるように、電気機械Ｍのシャフトの対向する両端部に関連付けられる。しかしながら、図６と異なり、電気機械Ｍは、図１におけるように、差動装置Ｄに対して同軸に設置される。従って、図７の場合、図１のように、シャフト１６は中空シャフトであり、差動装置の出力シャフト１３によって横切られる。改めて、図７の変形例の場合、電気機械Ｍと差動装置Ｄとの間の伝動装置は、ギア３７、２１および２２、１９のペア、および、共通軸２３によって互いに直接接続されたギア２１、２２と共に、図４の２つの最後のギア減速ジャンプに対応する。

図８の変形例は、係合装置２５がギア２１、２２の間に配置される点で図７の変形例と異なる。

図９の変形例は、差動装置の第２冠歯車１９が、中空シャフト１９′に接続されたギアによって支持される点で図７の変形例と異なる。（図６におけるように、）中空シャフト１９′は、差動装置の歯車列担体に同様に接続され、かつ、差動装置のシャフト１３に対して同軸に配置される。

図１０および１１は、本発明に従う動力伝動ユニットの２つの異なる実施形態を参照している。これらは、電気機械Ｍのシャフト１６を差動装置Ｄの第２冠歯車１９に接続する伝動装置が、車両の更なる車軸（例の場合は後部軸。）に接続される伝動シャフトを駆動するためのギアを含む、四輪駆動を備える車両に適用されるよう適合される。

図１０および１１の例の両方が、ギア３７、２１および２２、１９のペアによって構成される２つのギア減速ジャンプ、および、２つの同軸ギア２１、２２の間に配置される係合装置２５と共に、差動装置のシャフト１２、１３に対して同軸に配置される電気機械Ｍの場合を参照している。

図１０の場合において、車両の更なる車軸に接続される伝動シャフトを駆動するためのギアは、伝動装置において、差動装置Ｄの第２冠歯車１９と係合装置２５との間に配置された傘歯車５９である。ギア５９は、シャフト２４上に設置され、シャフト２４の軸と直交する自身の軸を有する傘歯車６０と噛み合う。傘歯車６０は、好適には何れかの既知のタイプの接合部６２によって、車両の他の車軸に動力を伝動する伝動シャフト６１に強固に接続される。

図１１の場合において、車両の更なる車軸に接続された伝動シャフトを駆動するためのギアは、伝動装置において係合装置２５と電気機械Ｍのシャフト１６との間に配置された傘歯車５９である。ギア５９は、シャフト２３上に設置され、シャフト２３の軸と直交する自身の軸を有する傘歯車６０と噛み合う。傘歯車６０は、接合部６２によって車両の他の車軸に動力を伝動する伝動シャフト６１に強固に接続される。

図１０の場合においては、電気機械のトルクは、内燃エンジンのトルクに関して生じるものと同一の方法で、前車軸と後部軸との間で共有される。一方で、図１１の場合においては、電気機械の複数の機能は、内燃エンジンのトルクの分配とは関係なく、内燃エンジンのトルクの１００％が自動車の前車軸に伝動され、電気機械のトルクの１００％が後部軸に伝動されることを想定してさえもよい。

図１２および１３は、本発明の主な特性（車両の更なる車軸への接続）を想定していないが、本願発明の場合にも何にせよ採用され得る更なる複数の特性を表す、２つの実施形態を示している。

図１２および１３の変形例において、ベルト伝動装置２９は、例えば、空気調節システムのコンプレッサーＣＯ、および、ブレーキ・システムに対する負圧源ＶＳのような、自動車の１または複数の補助的な装置も制御する。

図１２の場合、補助的なベルト伝動装置２９は、当該補助的な装置の作動を目的として、プーリ６３、６４上に係合される。

図１３の場合、ベルト伝動装置２９のプーリ３２は、更なるベルト伝動装置６６によって補助的な装置ＣＯおよびＶＳを制御する、プーリ６５に順に接続される。ベルト伝動装置６６は、電気機械の管状シャフト１６と同軸の管状シャフト６８に接続されたプーリ６７にプーリ６５を接続する（図１０および１１において、電気機械は、差動装置のシャフト１２、１３と同軸である）。シャフト６８は、係合装置６９によってシャフト１６に接続される。

図１２および１３の解決策は、電気機械の何らかの配置（差動装置と同軸であるか、ずれた軸であるか。）、係合装置２５および３４の何らかの配置、および、電気機械と差動装置との間の伝動装置の何らかの構成と共に、採用され得る。特に、図１２および１３の解決策は、本願発明の場合において、すなわち、図１０および１１において図示されるような、車両の他の車軸への接続を想定している実施形態においても採用され得る。

より一般的には、本発明に従う動力伝動ユニットは、図１０および１１において例示される車両の第２の車軸への接続に関する主な特性に加えて、図３から９、１２および１３を参照して上述された１または複数の特性も表すべく、提供され得る。

勿論、本発明の原理を損なわずに、構成および実施形態の詳細は、その結果として本願発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で単に例として描かれて説明されたものに対し、広く変化してもよい。

Claims

内燃エンジンと、
ギアボックス装置と
を含む自動車用ハイブリッド動力伝動ユニットであって、
前記ギアボックス装置は、
クラッチ装置によって前記自動車のクランクシャフトに接続され得る少なくとも１つの第１シャフトと、
軸が前記第１シャフトの軸と平行、かつ、少し離れており、出力ピニオンを支持する少なくとも１つの第２シャフトと、
複数の前方ギア比に対応する複数ペアのギアであって、各ペアの一方のギアは、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの一方に対して順に強固に接続され、他方のギアは、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの他方に対して回転自在である、前記複数ペアのギアと、
前記回転自在な複数のギアの夫々を、夫々が設置される前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの夫々に順に連結するための複数のギア選択装置と
を含み、
前記ハイブリッド動力伝動ユニットは更に、
前記ギアボックス装置の前記第２シャフトの前記出力ピニオンと噛み合う第１冠歯車を有する差動装置と、
電気モータおよび発電機の両方として動作し、前記ハイブリッド動力伝動ユニットの支持構造に強固に接続される筐体と、伝動装置によって前記差動装置の第２冠歯車（１９）に接続されるシャフト（１６）とを有する電気機械と、
前記接続する伝動装置において、前記電気機械の前記シャフト（１６）と前記差動装置の前記第２冠歯車（１９）との間に配置される係合装置（２５）と、
前記係合装置を作動させるための複数のアクチュエータ手段と
を含み、
前記ハイブリッド動力伝動ユニットは、
前記電気機械が、前記ギアボックス装置に接続される端部とは反対の前記クランクシャフトの端部で、前記内燃エンジンの前記クランクシャフトに接続される前記シャフト（１６）を有し、
前記電気機械の前記シャフト（１６）を前記差動装置の前記第２冠歯車（１９）に接続する前記伝動装置が、前記自動車の更なる車軸に接続される伝動シャフトを駆動するためのギアを含む、自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記自動車の前記更なる車軸に接続される前記伝動シャフトを駆動するための前記ギアは、前記差動装置の前記第２冠歯車（１９）と前記係合装置（２５）との間に配置される、請求項１に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記自動車の前記更なる車軸に接続される前記伝動シャフトを駆動するための前記ギアは、前記係合装置（２５）と前記電気機械の前記シャフト（１６）との間に配置される、請求項１に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記電気機械の前記シャフト（１６）を前記差動装置の前記第２冠歯車（１９）に接続する前記伝動装置が、ベルト伝動装置によって構成される少なくとも１つのギア減速ジャンプを含む、請求項１に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記電気機械の前記シャフト（１６）と前記差動装置の前記第２冠歯車（１９）との間での接続のための前記伝動装置が、前記ベルト伝動装置によって提供されるギア減速ジャンプ、および、前記差動装置の前記第２冠歯車（１９）とのギア（２２）の噛み合いによって提供される少なくとも１つの更なるギア減速ジャンプを含む、請求項４に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記電気機械の前記シャフト（１６）と前記差動装置の前記第２冠歯車（１９）との間での接続のための前記伝動装置が、前記ベルト伝動装置によって提供される第１ギア減速ジャンプ、および、互いに噛み合う複数のギア（３７、２１；２２、１９）の２つのペアによって提供される２つの更なるギア減速ジャンプからなる３つのギア減速ジャンプを含む、請求項５に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記電気機械の前記シャフト（１６）が、前記差動装置の２つの出力シャフト（１２、１３）の軸と平行、かつ、少し離れて配置される軸を有し、
前記第１ギア減速ジャンプを提供する前記ベルト伝動装置が、前記電気機械の前記シャフト（１６）に強固に接続される第１プーリ（５１）を、前記差動装置の前記２つの出力シャフト（１２、１３）に対して同軸に設置され、前記差動装置の前記２つの出力シャフトのうちの１つ（１３）によって軸方向に横切られる中空シャフトに強固に接続される第２プーリ（５２）に接続し、
前記第２ギア減速ジャンプを提供する複数のギアの前記ペア（３７、２１）が、前記中空シャフトに強固に接続される入力ギア（３７）と、出力ギア（２１）とを含み、
前記第３ギア減速ジャンプを提供する複数のギアの前記ペア（２１、１９）が、入力ギア（２１）と、前記差動装置の前記第２冠歯車（１９）によって構成される出力ギアと含み、
前記第２ギア減速ジャンプの前記出力ギア（２１）、および、前記第３ギア減速ジャンプの前記入力ギア（２２）が、同軸で互いに接続される、請求項６に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記第２ギア減速ジャンプの前記出力ギア（２１）、および、前記第３ギア減速ジャンプの前記入力ギア（２１）が、互いに一列に整列されて前記係合装置（２５）によって接続され得る２つのシャフト（２３、２４）と順に接続される、請求項７に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記第２ギア減速ジャンプの前記出力ギア（２１）、および、前記第３ギア減速ジャンプの前記入力ギア（２１）が、全く同一のシャフト（２３）に順に接続される、請求項７に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記係合装置（２５）が、前記ベルト伝動装置と前記電気機械の前記シャフト（１６）との間に配置される、請求項９に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記係合装置がクラッチ係合装置（２５）であり、前記複数のアクチュエータ手段が、電磁または電油アクチュエータ、および、前記アクチュエータの制御のための電子ユニットを含む、請求項１に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記電気機械の前記シャフト（１６）が、前記電気機械の前記シャフト（１６）に接続される第１プーリ（３１）上、および、前記内燃エンジンの前記クランクシャフトに接続される第２プーリ（３２）上で係合されるエンドレスベルトを含む補助的なベルト伝動装置によって、前記クランクシャフトに接続される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
更なる係合装置が、前記補助的なベルト伝動装置の前記第１プーリ（３１）および前記第２プーリ（３２）の１つと、前記シャフト（１６）および前記クランクシャフトの１つとの間に配置される、請求項１２に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記更なる係合装置が、前記内燃エンジンの前記クランクシャフトと前記第２プーリ（３２）との間に配置される、請求項１３に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記更なる係合装置が、前記電気機械の前記シャフト（１６）と前記第１プーリ（３１）との間に配置される、請求項１３に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記更なる係合装置が、前記電気機械の前記シャフト（１６）と前記第１プーリ（３１）との間に配置される、請求項１５に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記ギアボックス装置に接続される前記端部とは反対の前記クランクシャフトの前記端部で、前記電気機械の前記シャフト（１６）を前記内燃エンジンの前記クランクシャフトに接続する前記ベルト伝動装置が、例えば空気調節システムのコンプレッサー、および、ブレーキ・システムのための負圧源のような、前記自動車の１または複数の補助的な装置の制御もする、請求項１２に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記補助的なベルト伝動装置の前記エンドレスベルトが、前記複数の補助的な装置の作動のための１または複数の更なるプーリ上に係合される、請求項１７に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記第２プーリ（３２）が、更なるベルト伝動装置によって１または複数の補助的な装置を制御する第３プーリに順に接続される、請求項１７に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。
前記更なるベルト伝動装置が、前記電気機械の前記シャフト（１６）に対して同軸に配置され、前記電気機械の前記シャフト（１６）に対して同軸に設置されもする１または複数の補助的な装置に、係合装置（６９）によって同様に接続される管状シャフトを制御する、請求項１７に記載の自動車用ハイブリッド動力伝動ユニット。