(57)【要約】  本発明は、ヒートエンジン（２）、各々が固定子と回転子とを含む少なくとも一つの第１発電機（３１）及び少なくとも一つの第２発電機（３２）、第１及び第２発電機（３１、３２）に接続するバッテリ（ＢＡＴ）、並びにバッテリ（ＢＡＴ）の充電又は放電、ヒートエンジン（２）及び第１及び第２発電機（３１、３２）を制御する制御部材（５）を備えたハイブリッドドライブトレインに関する。本発明は、第１発電機（３１）がトランスミッション部材（４）と駆動輪（７Ｇ、７Ｄ）の一方（７Ｄ）との間に配置されていること、及び第２発電機（３２）がヒートエンジン（２）内部に配置されており、第２発電機（３２）の回転子がクランクウェブに固定されており、その固定子（３４）がヒートエンジン（２）のハウジング（３６）内に固定されていることを特徴とする。
2009507718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）のハイブリッド式牽引駆動であって、
−長手方向軸（ＸＸ’）にほぼ垂直なクランクアーム（８０ないし８６）を有するクランクシャフト（１００）を具備するヒートエンジン（２）、
−クランクシャフト（１００）の出力と車両（１）の駆動輪（７Ｇ、７Ｄ）の間に配置されて、クランクシャフト（１００）を車輪（７Ｇ、７Ｄ）に接続するトランスミッション部材（４）、
−それぞれが一の固定子と一の回転子とを有する少なくとも一つの第１発電機（３１）及び少なくとも一つの第２発電機（３２）であって、第１発電機（３１）がトランスミッション部材（４）と協働することができ、第２発電機（３２）がヒートエンジンと協働することができ、よって駆動輪（７Ｇ、７Ｄ）に対し、個別に又は一緒に、燃焼及び／又は電気駆動を提供する第１発電機及び第２発電機、
−第１発電機（３１）及び第２発電機（３２）に連結されるバッテリ（ＢＡＴ）、並びに、
−バッテリ（ＢＡＴ）の充電／放電プロセス、ヒートエンジン（２）並びに第１発電機（３１）及び第２発電機（３２）を制御する機能を有する制御部材（５）
を備え、第１発電機（３１）がトランスミッション部材（４）と駆動輪（７Ｇ、７Ｄ）の一つ（７Ｄ）の間に配置され、第２発電機（３２）の回転子（３３）がクランクシャフト（１００）のクランクアーム（８６）上に取り付けられており、第２発電機の固定子（３４）がヒートエンジンのクランクケースの内部に固定されていることを特徴とする、ハイブリッド式牽引駆動。
【請求項２】
少なくとも一つの第２発電機（３２）がスタータ、オルタネータ又はオルタネータ−スタータであることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド式牽引駆動。
【請求項３】
ヒートエンジン（２）、第１発電機（３１）、少なくとも一つの第２発電機（３２）及びバッテリ（ＢＡＴ）を制御して車両（１）の駆動条件に応じてそれらの動作を調節することを特徴とする、請求項１又は２に記載のハイブリッド式牽引駆動の管理方法。
【請求項４】
車両（１）が停止しているとき、バッテリ（ＢＡＴ）の充電レベルが設定レベルより低い場合、又はヒートエンジン（２）の速度が設定速度より低い場合、ヒートエンジン（２）に指令して、少なくとも一つの第２発電機（３２）を介してバッテリ（ＢＡＴ）を再充電させることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
定速で動作する車両（１）において、速度が設定速度より低い場合、第１発電機に指令して、設定されたバッテリ（ＢＡＴ）の最低充電レベルに到達するまで、トランスミッション部材（４）を介して車両（１）を動作させ、次いで、最低充電レベルに到達したら、ヒートエンジン（２）を制御して、当該ヒートエンジンを車両（１）を前進させると同時にバッテリ（ＢＡＴ）の再充電を行うのに使用すること、並びに、設定速度を超えて速度が上昇する場合、第１発電機（３１）の動作を停止させ、ヒートエンジン（２）のみによって動力供給される燃焼駆動だけを保持することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
車両（１）が、設定されたバッテリ（ＢＡＴ）の充電レベルについて設定された閾値未満の比率で、且つ車輪に要求される設定動力レベルで加速しているとき、
−第１の純粋な電気駆動フェーズの間に、バッテリ（ＢＡＴ）に対し、第１発電機（３１）のみに動力供給するよう指令し、第１発電機（３１）が車両の運動の動力を供給すること、
−依然として第１発電機（３１）が車両（１）の動作の動力を供給している、引き続き純粋な電気駆動フェーズである第２フェーズの間に、バッテリ（ＢＡＴ）に対し、更に少なくとも一つの第２発電機（３２）に動力供給するよう指令して、ヒートエンジン（２）を始動させること、並びに、
−第３の、純粋な燃焼駆動フェーズの間に、ヒートエンジン（２）に対し、第１発電機（３１）を引き継ぐように指令し、次いでヒートエンジン（２）がトランスミッション部材（４）を介して車両（１）の動力を供給すること
を特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
第３の、純粋な燃焼駆動フェーズの間に、更に、ヒートエンジン（２）に対し、バッテリ（ＢＡＴ）の再充電を指令することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
車両（１）が設定された閾値を超える比率で加速しているとき、ヒートエンジン（２）、第１発電機（３１）及び少なくとも一つの第２発電機（３２）、並びにバッテリ（ＢＡＴ）の全てに対し、利用可能な動力の全てを車両（１）の加速に向けるよう指令することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
車両（１）の加速比率が中間的な比率であるとき、例えば第１の設定閾値より低い加速比率と、第２の設定閾値より高い加速比率の間であるとき、第１発電機（３１）及び少なくとも一つの第２発電機（３２）の一方又は他方にのみ指令することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
車両（１）が設定された閾値より低い比率で減速しているとき、第１発電機（３１）のみに指令することにより回生制動を可能にすることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
車両が設定された閾値より高い比率で減速しており、トランスミッション部材（４）が無段変速機を有する場合、車輪（７Ｇ、７Ｄ）に接続された第１発電機（３１）と、クランクシャフト（１００）に統合された少なくとも一つの第２発電機（３２）とに指令して、トランスミッション部材（４）を介して、第１発電機（３１）と共に、第２発電機を車輪（７Ｇ、７Ｄ）の制動に寄与させることを特徴とする、請求項３に記載の制御方法。
【請求項１２】
トランスミッション部材（４）が電気制御式マニュアル変速装置を有しており、歯車比変更フェーズの間に、車輪（７Ｇ、７Ｄ）に接続された第１発電機（３１）に指令してヒートエンジン（２）を引き継がせ、車輪に伝達されるトルクの断絶を低減することを特徴とする、請求項３ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１又は２に記載のハイブリッド式牽引駆動を備え、且つ請求項３ないし１２のいずれか一項に記載の制御方法を採用する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の分野に関し、特に自動車に使用されるハイブリッド式牽引駆動に関する。
本発明はまた、ハイブリッド式牽引駆動の管理及びそのようなハイブリッド式牽引駆動を備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
付属品数（パワーステアリング、エアコンディショナー等）の増大、衝撃耐性基準（前面、対歩行者等）、汚染防止基準（触媒コンバータ、粒子フィルタ等）、及びスタートストップ方式のオルタネータ−スタータに起因して、ドライブトレインのレイアウト上の制約が増大している。
熱による推進力と電気による推進力を組み合わせたハイブリッド式の自動車駆動は、燃料消費の削減だけでなく、汚染ガスの排出（ＣＯ２排出）の削減に大きく貢献する。
【０００３】
ハイブリッド式牽引駆動の設計においては、ヒートエンジンに付属する通常の部材に加えて、少なくとも二つの専用の発電機をエンジンルームに導入することにより、発電機によりヒートエンジンを補う、及び／又はエネルギーを回復する必要があるあらゆる車両の運転状況（駆動条件）において、ハイブリッド式牽引駆動のエネルギー要件を満たすのに十分な電力を供給しなければならない。
例えば、以下に挙げるような必要が生じ得る。
−ヒートエンジンの「高出力」始動部材の必要性（瞬時防振性始動のため）
−電気駆動モードにおいて超低速での運転中、又は停止中に、バッテリＢＡＴを充電する必要性
−車両にブレーキがかかっている間にエネルギーを回復する必要性（「回生」制動とも呼ぶ）、
−車両牽引支援機能を使用して車両の性能を向上させる必要性（「ブースト」ドライブとも呼び、車両に動的な動作機能を与える）、
−最良のエンジン動作点を動的に最適化するトランスミッションの必要性
【０００４】
一部の自動車製造業者は、特に、無限可変トランスミッション（「ＩＶＴ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」とも略される）を備えたトランスミッション部材、即ち、運転者によって要求される加速と適合する設定された最小時間内に全ての変速率を可能にするトランスミッション部材に基づくハイブリッド式牽引駆動を提供することにより、上記の必要性を満たしている。
これらのトランスミッション部材は、主に、少なくとも一つの遊星歯車装置及び少なくとも二つの発電機から構成される。
【０００５】
ハイブリッド式牽引駆動のアーキテクチャには複数の種類がある。即ち、いわゆる「直列」のハイブリッド式牽引駆動、いわゆる「並列」のハイブリッド式牽引駆動、及びいわゆる「直列／並列」（又はパワースプリット型）牽引駆動である。
パワースプリット型の直列／並列式アーキテクチャは、減速装置によって差動装置に連結され、従って車両の車輪に連結された遊星歯車装置を使用する。このアーキテクチャにより、クラッチが不要な無限可変トランスミッション（ＩＶＴ）を備えることが可能になる。
【０００６】
この種類のアーキテクチャは、特に特許文献１に開示されている。
この解決法の欠点は、運転に必要な電力が分割されるために、効率が常に最適でないことである。つまり、エンジン出力の３０％に匹敵し得る必要な電力が、二つの発電機及びパワーエレクトロニクスに分割される（（又は再循環する）。これにより、全体の効率が三つの電気効率の積となり、効率が低下する。
【０００７】
更に、このようなアーキテクチャは完全な工場の機械設備改革を必要とする。
別の欠点は、ハイブリッド要件は満たすものの、（ハイブリッド駆動系及び回生制動用に蓄積される動力に加えて）ＩＶＴに動力を供給するために車両に搭載しなくてはならない発電機の数が急激に法外なものになることである。
【０００８】
別の解決法は、一つの発電機を、ヒートエンジンと変速装置の間に挟み、クラッチの助けを借りたトルク遷移を行うことである。
この別の方法の欠点は、第１にドライブトレインが長くなることであり、第２に、変速装置の入力に発電機を配置するとハイブリッドオペレーティングの電位が低下することである。更に、この解決法は、車両を始動させるときに高出力を提供することができず、車両が停止しているときに始動時間を遅らせることなくバッテリを再充電することも、超低速での効率的な再充電もできない。このような動力を利用可能にするためには、ストップ−スタート式始動システムを加える必要があり、このシステムは第１に動力に限界を有し、第２にオルタネータ−スタータベルトの幅により新たな障害物を形成する。従って、始動時間、音響及び振動に関し、望ましい性能に制約を有する。
【０００９】
加えて、電気的回生制動機能は、同時に歯車比を変動させてはならず、変動させると減速中にトルクの断絶が生じるため、制御が難しい。つまり、制動中に最大のエネルギーを回復するためには、ヒートエンジンの圧力低下を最小現にとどめる必要があり、よってエンジン速度が可能な限り低下するように歯車比を変化させる必要がある。
【特許文献１】国際公開第２００５／００７４４０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発明の目的
本発明の目的は、上記に列挙した必要性をより良く満たすと同時に、特に前述の欠点を改善することが可能なハイブリッド式牽引駆動である。本発明の他の課題は、車両の駆動条件に従ってハイブリッド式牽引駆動を管理する方法、並びにそのようなハイブリッド式牽引駆動を装備する車両である。
本発明によって提供される主な利点は、ハイブリッド式牽引駆動の全ての仕様に合致すること、及び様々な部材の配置が最適化されることにより標準の牽引駆動のスペースと同等のスペースを占有し、更には車両のボンネット下の利用可能なスペースを最適化する、コンパクトなアーキテクチャを提供することである。
【００１１】
本発明の別の利点は、特別な産業上の開発を必要としないことである。最後に、本発明による管理方法により、ハイブリッド式牽引駆動は、関連する熱効率及び／又は電気効率を減じることなく、全ての車両駆動条件に適切に順応する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明の概要
本発明は、
−そのクランクアームが長手方向軸にほぼ垂直なクランクシャフトを備えるヒートエンジン、
−クランクシャフトの出力と車両の駆動輪の間に配置され、クランクシャフトを車輪に連結するトランスミッション部材、
−それぞれが固定子と回転子とを有する少なくとも一つの第１発電機及び少なくとも一つの第２発電機であって、第１発電機はトランスミッション部材と協働することができ、第２発電機はヒートエンジンと協働することができ、よって駆動輪に燃焼による駆動力及び／又は電気による駆動力を、別個に又は一緒に提供する第１発電機及び第２発電機、
−第１発電機及び第２発電機に接続されるバッテリ、並びに
−バッテリの充電／放電プロセス、ヒートエンジン、並びに第１及び第２発電機の制御機能を有する制御部材
を有する車両のハイブリッド式牽引駆動を提案する。
【００１３】
前記駆動は、第１発電機がトランスミッション部材と駆動輪の一つの間に配置されること、及び第２発電機がヒートエンジン内に配置され、第２発電機の回転子がクランクシャフトのクランクアームに装着され、第２発電機の固定子がヒートエンジンのクランクケース内部に固定されることを特徴とする。
一の特徴によれば、少なくとも一つの第２発電機は、スタータ又はオルタネータ又はオルタネータ−スタータである。
【００１４】
本発明の別の目的は、上述のハイブリッド式牽引駆動を管理する方法であって、本方法は、ヒートエンジン、第１発電機、少なくとも一つの第２発電機、及びバッテリを制御することにより、それらの動作を車両の駆動条件に適応させることを特徴とする。
本方法の一の特徴によれば、車両が停止しているとき、バッテリの充電レベルが設定された充電レベルよりも低いか、又はヒートエンジンの速度が設定速度より低い場合、ヒートエンジンに対し、少なくとも一つの第２発電機によってバッテリの再充電を指令する。
【００１５】
別の特徴によれば、一定の速度で走行する車両において、速度が設定速度より低い場合、本方法は、第一発電機に指令して、設定された最低バッテリ充電レベルに到達するまで、トランスミッション部材を介して車両を動作させ、次いで、最低充電レベルに到達したら、ヒートエンジンを制御して、車両を前進させると同時にバッテリを再充電するためにヒートエンジンを使用する。本方法は更に、速度が上昇して設定速度を超える場合、第１発電機の動作を停止させ、ヒートエンジンのみによって動力供給される燃焼駆動系のみを保持する。
別の特徴によれば、車輪に必要な設定された動力レベルで、且つ設定されたバッテリ充電レベルのために設定された閾値より小さい比率で車両が加速しているとき、本方法は、
−第１の純粋な電気駆動フェーズの間に、バッテリに対して第１発電機だけに動力を供給するよう指令し、第１発電機が車両に動力を供給し、
−依然として第１発電機が車両に動力を供給している純粋な電気駆動フェーズである第２フェーズにおいて、バッテリに対し、更に少なくとも一つの第２発電機に電力供給するよう指令してヒートエンジンを始動させ、
−第３の、純粋な燃焼駆動フェーズの間に、ヒートエンジンに対し、第１発電機を引き継ぐよう指令し、ヒートエンジンがトランスミッション部材を介して車両に動力供給する。
【００１６】
前記の特徴によれば、第３の、純粋な燃焼駆動フェーズの間に、本方法は更にヒートエンジンに指令してバッテリを再充電させる。
別の特徴によれば、設定された閾値より高い比率で車両が加速しているとき、本方法は、ヒートエンジン、第１発電機及び少なくとも一つの第２発電機、並びにバッテリの全てに対し、供給可能な動力の全てを車両の加速に充てるよう指令する。
【００１７】
別の特徴によれば、車両の加速率が「中間」であるとき、例えば第１の設定閾値より低い加速率と第２の設定閾値より高い設定閾値の間に位置するとき、本方法は、第１発電機及び少なくとも一つの第２発電機の一方又は他方にのみ指令する。
別の特徴によれば、設定された閾値より低い比率で車両が減速しているとき、本方法は、第１発電機だけに指令して、回生制動を行う。
【００１８】
別の特徴によれば、設定された閾値より高い比率で車両が減速しており、トランスミッション部材が無段変速機を有するとき、本方法は、車輪に接続された第１発電機と、クランクシャフトに統合された少なくとも一つの第２発電機とに指令することにより、トランスミッション部材を介して、第１発電機と共に、第２発電機を車輪の制動に寄与させる。
本発明の別の特徴によれば、本発明は上述の特徴のいずれとも組み合わせることができ、トランスミッション部材が電気的に制御されるマニュアル変速装置を有するとき、本方法は、第車輪に接続された１発電機に対し、歯車比変更フェーズの間にヒートエンジンを引き継ぐよう指令し、よって車輪に対するトルクの断絶を低減する。
【００１９】
最後に、別の特徴によれば、設定された閾値より高い比率で車両が減速しており、トランスミッション部材が無段変速機を有するとき、本方法は、車輪に接続された第１発電機と、クランクシャフトに統合された少なくとも一つの第２発電機とに指令することにより、トランスミッション部材を介し、第１発電機と共に、第２発電機を車輪の制動に寄与させる。
【００２０】
本発明の別の目的は、上述の説明によるハイブリッド式牽引駆動を具備し、上述の方法を使用する車両である。
従って、クランクシャフト上に配置された第２発電機は、有利には、数ＫＷの範囲で、大きな動力を引き出す始動操作、並びに、停止しているか、動作中の車両での再充電を可能にする。
【００２１】
同様に、一方が車輪に接続され、他方がヒートエンジンに統合されている第１発電機と第２発電機が協働することにより、動的な車両の性能のための燃焼駆動系の「ブースト」機能が提供され、更には回生制動が可能になる。この場合、ヒートエンジンに統合された発電機を使用するために、ＣＶＴ型トランスミッションが必要である。
このようなトランスミッションを使用することにより、ヒートエンジン効率の連続的な最適化も可能となる。
【００２２】
最後に、発電機の配置は、有利には、通常空で、発電機を導入するためにエンジンルームの変更が殆ど必要ない領域において行われる。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照する後述の非限定的な実施形態の説明により更に明らかにする。
複数の図面に登場する要素は、同じ参照番号で示されている。
【実施例】
【００２３】
発明の詳細な説明
図１、２、及び５ないし１３は全て、前輪駆動式車両の場合は自動車の前部の、後輪駆動式車両の場合は車両後部の、上面図である。
以降、これらの図面は車両の前部を表わすものと考える。
【００２４】
電力は、白抜きで示す第１の種類の矢印で、機械力は中を塗りつぶした第２の種類の矢印で示す。
図１は、本発明によるハイブリッド式牽引駆動のレイアウトの概略図であり、車両１のハイブリッドドライブに寄与する主要な部材、即ち、
−ヒートエンジン２、
−それぞれのサスペンション部品９Ｇ及び９Ｄを介して車両１の車輪７Ｇ及び７Ｄに接続された第１発電機３１、
−ヒートエンジン２に統合された少なくとも一つの第２発電機３２（この場合４つ）であって、少なくとも一つがオルタネータ−スタータとして機能できる第２発電機、
−ヒートエンジン２及び／又は第１発電機３１及び／又は第２発電機３２を車両１の駆動輪７Ｇ、７Ｄに連結するトランスミッション部材４、
−バッテリＢＡＴ、並びに
−上述の様々な部材を制御する機能を有するハイブリッド式牽引駆動の制御部材５
を示す。
【００２５】
このレイアウトによれば、第１発電機３１は、ヒートエンジン２の背後に配置されて、ヒートエンジンに固定されている。
車両１の前進方向を矢印で示す。
【００２６】
第１発電機３１の回転軸ＹＹ’は、ヒートエンジン２の長手方向軸ＸＸ’に平行である。軸ＸＸ’及びＹＹ’はそれぞれ、互いに平行な面に含まれる。これらの軸は、互いに角度をなす面に含まれてもよい。
トランスミッション部材４は、二つの軸ＸＸ’及びＹＹ’に垂直な方向に配置されている。当該部材は、ヒートエンジン２及び第１発電機３１の端部に配置されてこれらに固定されており、ヒートエンジン２及び／又は発電機３１は、トランスミッション部材４を介してそれぞれ駆動輪７Ｇ、７Ｄに連結されている。
【００２７】
トランスミッション部材４は、例えば電気制御式変速装置（ＥＣＧＢ）、又は自動変速装置、又は好ましくは無段変速機（ＣＶＴ）を有する（図示しない）。これに加えて、当該材は、標準装備として、差動装置６に連結された減速装置（図示しない）を有する。
図２は、ピニオン式減速装置１７を介してトランスミッション部材４に連結される第１発電機３１の一実施例を示す。この図では、差動装置６は、それぞれ二つのトランスミッションシャフト８Ｇ及び８Ｄと、サスペンション手段９Ｇ及び９Ｄとを介して車両１の駆動輪７Ｇと７Ｄに連結された第１及び第２出力６Ｇ及び６Ｄを有する。
【００２８】
ギヤアセンブリ及び変速装置に常套的に装備される他の機械的構成部品は、図を不要に複雑にしないために意図して図示しない。
第１発電機３１は、同心且つ中空の固定子１０及び回転子１１を有し、これらは共にほぼ円筒形状の本体１２の内部に収容されている。本体１２は第１発電機の長手方向軸ＹＹ’に沿って中央空洞部１３を有する。固定子１０は本体１２に装着されており、回転子１１は固定子１０の内部に配置されて空洞１３を取り囲んでいる。
【００２９】
回転子１１は中空のシャフト１４と一体であり、二つの自由端は固定子１０を超えて伸び、それぞれ第１発電機３１の本体１２に取り付けられた第１及び第２ベアリング１５及び１６に接続されてこれらベアリングにより回転式に支持されている。従って、中空シャフト１４は空洞１３を画定し、この空洞の周囲に第１発電機３１が配置される。
トランスミッションシャフト８Ｄは、空洞１３の中央に回転式に搭載され、本体１２の両端から突出している。
【００３０】
トランスミッションシャフト８Ｄの第１端部は、駆動輪７Ｇ及び７Ｄの一方７Ｄに、サスペンション部品９Ｄを介して連結されており、その第２端部は、差動装置６の第１出力に連結されている。
固定子１０、回転子１１、空洞１３及びホイールシャフト８Ｄは同心で、第１発電機３１の長手方向軸ＹＹ’と同軸である。
【００３１】
ここに開示する実施例では、第１発電機３１と差動装置６との連結は、ピニオン減速機１７によって達成される。
減速機１７は、回転式に連結されて、それぞれ第２シャフト２０の第１端部及び第２端部に配置される直径の異なる第１ピニオン１８及び第２ピニオン１９を有するギヤトレインから構成される。シャフト２０は差動装置６のリングギヤと、回転子１１の中空シャフト１４の、差動装置６に近い方の端部に取り付けられたギヤホイール２２の間に伸びている。第１ピニオン１８及び第２ピニオン１９は、差動装置６のリングギヤ２１及びギヤホイール２２と、それぞれ噛み合う。
アセンブリの耐性及びアセンブリの容易さを支援するため、有利には、第２シャフト２０を、互いに回転式に連結された二つのセグメントとして実現することができる。
【００３２】
このギヤトレインの目的は、ピニオン１８及び１９の直径の比と歯の数とによって設定される歯車比で、作動装置６のリングギヤ２１を第１発電機３１の回転子１１に機械的に連結することである。
本実施形態では、ピニオン減速機１７が、トランスミッション部材４の下、且つ第１発電機３１の本体１２の一部の下方に配置及び装着されているハウジング２３の内部に配置されている。直径の大きいピニオン１９の一部がハウジング２３の外側へ伸びて、第１発電機３１の本体１２の内部で回転子１１のギヤホイール２２と噛み合う。
【００３３】
差動装置６のリングギヤ２１は、トランスミッション部材４のハウジング２４の外側へ伸びて、減速機１７のハウジング２３の内部で直径の小さいピニオン２９と噛み合う。
作動装置の出力６Ｄは、トランスミッション部材４のハウジング２４と一体のベアリング２５を介して、ハウジング２４に接続され、ハウジング２４によって回転式に支持されている。
【００３４】
トランスミッションシャフト８Ｄは、第１発電機３１の本体１２の第１端部と一体の第１ベアリング２６と、本体１２の第２端部と一体の第２ベアリング２７とを介して、本体１２に接続され、本体１２によって回転式に支持されている。
本実施形態では、第１発電機３１がピニオン減速機１７を介して差動装置６に連結するため、作動装置６の出力６Ｄは第１発電機３１の中に入らない。
【００３５】
次に、図３及び４を参照し、第２発電機３２及び第２発電機とヒートエンジン２との連結の一実施形態について説明する。
参照番号１００は、一部のみが図示されているヒートエンジン２のクランクシャフトを示す。
【００３６】
クランクシャフト１００は、ヒートエンジン２の軸ＸＸ’と一致する長手方向軸を有し、この軸を中心に、標準的な方法で中央部２８又はクランクジャーナルが配置されており、この部分は、それぞれに回転式に接続されたロッド５０により、クランクシャフト１００及びクランクピン４０を支持するベアリング３０の上に乗っている。
各ロッド５０は、既知の方法で、スリーブ７０内部で動くピストン６０により駆動される。スリーブ７０は図４に更に明瞭に示す。
【００３７】
明確に示すため、図３には一のロッド５０及び一のピストン６０のみを示す。当然のことながら、ロッド５０及びピストン６０の数は、使用するエンジンの種類に応じて決まり、クランクシャフト１００の形状も同様である。
中央部２８とクランクピン４０の間に、クランクシャフト１００は一連のアーム８０〜８６を有する。
【００３８】
図３に示すように、クランクシャフト１００は少なくとも一つのアーム、例えばアーム８４を有し、このアームの周りには空のスペースが存在する。
このアーム８４の周りの空のスペースを参照番号９０で示す。
【００３９】
これはアーム８６の場合も同様であり、このアームは第２の発電機３２を搭載するために使用される。
この第２発電機３２は、クランクシャフト１００のアーム８６に直接搭載される回転子３３を有する。
【００４０】
回転子３３は、適切なあらゆる手段、特に接着、焼嵌め、又は機械的アセンブリによって装着することができる。
この回転子３３は、ヒートエンジンのクランクケース内部に固定されたリードをエネルギー源とする電磁石又は永久磁石、或いは受動性強磁性スチールによって作製することができる。
【００４１】
当然のことながら、回転子３３の寸法は、他のパーツ、特にピストン６０によって占有されるスペースを考慮し、アーム８６の周囲に残された空間に適合するように選択される。
これに関し、クランクシャフト１００は、第１にアーム８６への回転子３３の搭載し易さを考慮して、例えば、クランクシャフト１００の耐性に関する制約の範囲内で、このアームを回転対称な形状とすること及び／又はこのアームを部分的に中空にすることにより、設計することもできる。
【００４２】
第２発電機３２は、コイル３５を有する固定子３４を有することもでき、この固定子３４はヒートエンジン２のクランクケース３６の内部に固定される。
固定子３４の形状は、当然ながら、利用可能なスペースに応じて画定される。
【００４３】
このように、固定子は回転対称にすることができる。図４に示す実施例では、固定子３４は部分的に回転対称であり、よって、第２発電機３４は、ピストン６０が下死点に位置するとき当該ピストンが占める空間の周囲に適合する。
固定子３４は複数の部品で構成することもできる。
【００４４】
図３及び４に示すように、第２発電機３２は、クラクシャフト１００の長手方向軸ＸＸ’にほぼ垂直な平面上に配置される。
図３及び４には第２発電機３２を一つしか示していない。クランクシャフト１００に搭載される第２発電機３２の数は、車両１の最適な動作の動力要件に応じて決定される。
【００４５】
第２発電機２３の少なくとも一つの回転子３３は、クランクシャフト１００に回転式に接続されているので、ヒートエンジン２が回転しており、バッテリが電流の生成に使用されていないとき、付属バッテリＢＡＴの再充電に寄与することができる。第２発電機の少なくとも一つ３２を使用して、車両１の制動フェーズの間にエネルギーを回復することもできる。
既知の方法では、内燃機関は動作中に大きな振動を生成する。これはその燃焼プロセスに起因するものであり、さらには往復するピストンエンジンの動作によるものである。
【００４６】
今日最も広く使用されている燃焼機関は「４気筒」エンジンと呼ばれ、この種のエンジンでは燃焼爆発が様々なシリンダ内で発生する。
これらの爆発によってピストンに大きな衝撃が加わり、このような衝撃はロッド及びクランクシャフトを介して車両の駆動ラインアセンブリに伝わる。
【００４７】
加えて、燃焼爆発は、実際のエンジントルクに大きな周期的振動を生じさせる。
更に、ピストンが上死点と下死点で方向を変えるとき、周波数の変化の大きい振動を運動学的に励起する。
【００４８】
このために、フライホイール、又は可能であれば二質量減衰フライホイールがエンジンの出力に設けられ、これによりクランクシャフトのねじれ振動が減衰され、非常に弱まった振動のみが変速装置に伝達される。
このような減衰フライホイールの、重量、コスト及び大きさは、いずれも大きい。
【００４９】
有利な応用形態では、第２発電機３２の少なくとも一つに指令して、特に第２発電機３２の少なくとも一つが回転中にクランクシャフト１００に伝達するトルクを適切に調節することにより、ヒートエンジン２の周期的振動を制御することができる。
このような調節は、クランクシャフト１００の回転速度を上昇させるか、又は逆に低下させることができる。
【００５０】
この利点は、ヒートエンジンの出力に配置される減衰フライホイールの設計の大きさを減じるか又は設計を単純化することができることである。
最後に、第２発電機３２の少なくとも一つを使用して、クランクシャフト１００の位置及び速度を常時精密にモニタリングすることができる。
【００５１】
これは、単に回転子３３の周囲に歯を設け、且つ回転子３３の周囲の歯の分配に不連続性を導入することにより達成することができる。
つまり、一つの歯を、削除するか、或いは二つの小さな歯又は間隔を空けて配置する二つの歯で置換することができる。
【００５２】
このような不連続性を検出するセンサを用いることにより、クランクシャフト１００の位置を精密に決定することが出来る。
第２発電機３２の少なくとも一つの固定子３４のコイル３５の少なくとも一つをセンサとして使用することにより、このような不連続性をモニタリングすることができる。クランクシャフト１００の位置及び速度を取得することは、特にバルブの開口、燃料注入又はイグニションを適切に調節するために有用である。
【００５３】
本実施形態は特に、通常設けられる特定の歯車と特定のセンサの省略を可能にする。
これにより、ヒートエンジンのクランクケース内部の空きスペースがいくらか増大し、製造費が低減する。
【００５４】
ここで、クランクシャフトの一実施例に言及して本発明を説明する。本発明は、当然のことながら本実施形態に限定されるものではなく、任意のヒートエンジン用に設計されたあらゆる種類のクランクシャフトを利用して実施することができる。
ここでは、自動車１の様々な駆動条件に応じて制御部材５によって実施される、本発明によるハイブリッド式牽引駆動の管理方法の様々な段階を詳細に説明する。この説明は、図５ないし１３を参照して行い、上述の様々な部材に焦点を当てる。
【００５５】
車両１が停止しているとき（図５参照）、バッテリＢＡＴの充電レベルが低すぎて車両を始動できない場合、又はヒートエンジン２の温度が低すぎる場合、例えば車両が汚染防止基準及び乗員区画の快適基準を満たす温度より低い場合、制御部材５はヒートエンジンを使用して、バッテリＢＡＴを再充電するか、又はクランクシャフト１００上に統合されている第２発電機３２の少なくとも一つにより所望の温度を達成する。好ましくは、トランスミッションは、車両１を動かそうとする要求に瞬時に応答することができるよう、係合した歯車比で行われる。
「バッテリ」という用語は、一又は複数のバッテリ又はバッテリパックを有する車両１に搭載されたあらゆる独立の電力源と定義され、例えば、更に再充電又は放電可能であることにより、それぞれ電気エネルギーの蓄積リザーバ及び発生装置として同時に機能することができる。
【００５６】
車両１が一定速度にあるとき（図６及び７参照）で、速度が低い場合、例えば約２０ｋｍ／時であるとき、車輪への動力の必要性は低く、約１０ＫＷ未満である。従って、この動力レベルの効率は非常に低いため、ヒートエンジン２を使用する利点は無い。
よって制御部材５は牽引駆動に対し、次のように指令する。
【００５７】
制御部材５は、車輪７Ｇ、７Ｄに接続されている第１発電機３１に指令して、トランスミッション部材４を介して車両１を純粋な電気モード（図６）で動作させ、設定された最低バッテリＢＡＴ充電レベルに到達したら、次にヒートエンジン２の始動を指令し、ヒートエンジンを、車両１を動作させ続けるため、及びバッテリＢＡＴを再充電するための両方に使用する（図７）。一実施例として、２０ｋｍ／時の定速では、車両１を動作させ続けるために１．５ＫＷの動力が必要である。効率的に（又は最適に）動作しているとき、ヒートエンジン２によって供給される動力は、約７ＫＷである。この実施例では、５．５ＫＷがバッテリＢＡＴの再充電に割り当てられる。この時、ヒートエンジン２が動作している時間は非常に短く、例えば、定速でヒートエンジンが断続的に動作することが判明している場合、ヒートエンジンの総負荷時間の約２０％である。動作時間に対する停止時間の比率は、車輪に要求される動力に応じて変化する。
定速であるが、速度６０ｋｍ／時の場合、車両１を動作させ続けるのに必要な動力は約６．３ＫＷであり、動作時にヒートエンジン２によって供給される動力は７ＫＷである。従って、バッテリＢＡＴの再充電に割り当てられるのは０．７ＫＷのみである。この場合、ヒートエンジン２が動作する時間は非常に長く、例えばヒートエンジンの総負荷時間の約８０％である。
【００５８】
このとき、車両１を前進させ、且つバッテリＢＡＴを再充電するのに必要な複合動力により、ヒートエンジン２を更に効率の高い動作範囲で動作させることが可能である。
ヒートエンジンを効率的に動作させることが可能な動力レベルに対応する設定速度を超えて速度が上昇するとき、制御部材５は第１発電機１の動作を停止させる。こうして、制御部材５は、この時ヒートエンジン２はその最適な動作効率に達しているので、これ以降は電気駆動を使用せず、燃焼駆動のみを使用する。
【００５９】
車両１の速度に関連してエンジン速度を最適化することができるＣＶＴ（無段変速機）の使用が有利である。
また、有利には、制御部材５は、第１発電機３１又は第２発電機３２の少なくとも一つにより、バッテリＢＡＴの再充電を制御することができる。
【００６０】
車両１が小さな比率で加速しているとき（図８ないし１０）、バッテリＢＡＴの充電レベル及び車輪に要求される動力レベルに応じて、制御部材５は牽引駆動に対し、純粋な電気駆動モードでの（車両速度ゼロから非ゼロの速度への）始動を指令し、次いで牽引駆動の設定された制御方針により決定される設定された時点で、制御部材５は駆動系に対し、ヒートエンジン２の始動を指令し、ヒートエンジンに車両１の駆動力を供給させる。
上記の後半の段階は以下のような三つのフェーズ、即ち、
−第１の、純粋な電気駆動フェーズ（図８）であって、制御部材５がバッテリＢＡＴに対し、車輪７Ｇ及び７Ｄに接続される第１発電機３１のみに動力を供給するように指令し、よって第１発電機３１が車両１の運動の動力を供給するフェーズ、
−第２の、引き続き純粋な電気駆動フェーズ（図９）であって、第１発電機３１が依然として車両１の運動の動力を供給しており、制御部材５が更にバッテリＢＡＴに対し、第２発電機３２に動力供給するよう指令してヒートエンジン２を始動させるフェーズ、並びに、
−第３の、純粋な燃焼駆動フェーズ（図１０）であって、制御部材５がヒートエンジンに第１発電機３１を引き継ぐように指令し、ヒートエンジン２に、トランスミッション部材４を介して車両１に駆動の動力を供給させるフェーズであり、有利には、ヒートエンジン２がバッテリＢＡＴの再充電を行うように、制御部材５が牽引駆動に指令することができるフェーズ
に分割される。
【００６１】
車両１が大きな比率で加速しているとき（図１１）、上述の低加速フェーズと同一の非常に短いフェーズの後で、制御部材５は、牽引駆動に対し、全ての利用可能な動力源を車両１の加速専用に充てるよう指令する。
このようにして、この最後の動作モードでは、バッテリＢＡＴの最大動力の範囲内で、利用可能な潜在的動力が、ヒートエンジン２によって送達される動力と、第１発電機３１及び第２発電機３２によってそれぞれ送達される動力の合計となる。
【００６２】
加速の比率が「中間」であるとき、例えば小さい加速比率と大きい加速比率の間であるとき、制御部材５は第１発電機３１と第２発電機の一方又は他方にのみ指令する。
車両１が減速しているとき又は車両１にブレーキがかかっているとき（図１２及び１３）、制御部材５は、要求される減速又は制動の振幅及び第１及び第２発電機によって供給可能な最大動力に基づいて、第１発電機３１か、又は第１発電機３１及び第２発電機の少なくとも一つに指令する。
【００６３】
このようにして、例えば徐々に減速する場合（図１２）、制御部材５は、車輪７Ｇ及び７Ｄに接続される第１発電機３１に対してのみ、第１発電機３１が供給可能な最大動力の範囲内で、車輪７Ｇ及び７Ｄに直接ブレーキをかけるよう指令する。
別の実施例では、大きな減速の場合（図１３）、制御部材５は更に、クランクシャフト１００に統合された第２発電機３２の少なくとも一つに対し、トランスミッション部材４を介して制動に寄与するよう指令する。この場合、トルクの断絶を防ぐために、無段変速機（ＣＶＴ）が選択されなければならない。
【００６４】
発電機３１及び３２の操作に必要なパワーエレクトロニクスユニットは、図示されていない。パワーエレクトロニクスユニットは、例えば、エンジン２のクランクケース内部でヒートエンジン２に直接装着されるか、又はエンジンルームのいずれかの位置に装着される。
第１発電機３１及び第２発電機３２の寸法及び電気特性と共に、クランクシャフト１００に統合される第２発電機３２の数は、車両１の動力要件に応じて適切に調節される。
【００６５】
本発明は、車両１の様々な駆動モードでのハイブリッド式牽引駆動の全ての仕様に適合するという利点を有する。
最後に、使用される変速装置の種類が電気制御式マニュアル変速装置ＥＣＧＢである場合、車輪７Ｇ及び７Ｄに接続される第１発電機３１は、有利には、車輪に伝達されるトルクの不連続性を低減するため、歯車比変更フェーズの間に使用される。
【００６６】
更に、第１発電機３１及び第２発電機３２の特定の選択、並びに本明細書に記載したようなそれら発電機の設置により、ドライブトレインＤＴの全体の寸法に悪影響を与えることなく機能を実施することが可能になる。
また有利には、牽引駆動の最適なハイブリッド動作に必要な全ての電力を提供すると同時に、電気エネルギー源、即ちバッテリ及び発電機の数が最小化される。
【００６７】
最後に、ＣＶＴ式のトランスミッションを使用することにより、ヒートエンジンの動作ポイントを最適に連続して選択することができる。
当然のことながら、本発明は上記の実施モードに限定されることはなく、請求の範囲に含まれる全ての変形例を包含することができる。
【００６８】
上述した一連の様々な段階の後には、本発明の範囲に含まれない特定の駆動条件の方針が実施される。本発明の範囲を逸脱しない他の駆動条件に対応する他の一連の動作も考慮可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】自動車のエンジンルームに設置された、本発明による第１の発電機及び複数の第２の発電機を有するハイブリッド式牽引駆動の上面図である。
【図２】本発明によるハイブリッド式牽引駆動の第１発電機の一実施形態の概略図である。
【図３】本発明によるハイブリッド式牽引駆動の第２発電機を具備するヒートエンジンの一実施例の、当該エンジンのクランクシャフトの長手方向軸に沿った部分図である。
【図４】図３の軸ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】車両の駆動条件に応じて本発明によりハイブリッド式牽引駆動を制御する方法の一の段階を概略的に示したものであり、車両が停止している第１段階を示す。
【図６】車両の駆動条件に応じて本発明によりハイブリッド式牽引駆動を制御する方法の一の段階を概略的に示したものであり、車両が定速にある場合の、本発明による第１動作フェーズを示す。
【図７】車両の駆動条件に応じて本発明によりハイブリッド式牽引駆動を制御する方法の一の段階を概略的に示したものであり、車両が定速にある場合の、本発明による第２動作フェーズを示す。
【図８】車両の駆動条件に応じて本発明によりハイブリッド式牽引駆動を制御する方法の一の段階を概略的に示したものであり、車両が小さい比率で加速している場合の第１動作フェーズを示す。
【図９】車両の駆動条件に応じて本発明によりハイブリッド式牽引駆動を制御する方法の一の段階を概略的に示したものであり、車両が小さい比率で加速している場合の第２動作フェーズを示す。
【図１０】車両の駆動条件に応じて本発明によりハイブリッド式牽引駆動を制御する方法の一の段階を概略的に示したものであり、車両が小さい比率で加速している場合の第３動作フェーズを示す。
【図１１】車両の駆動条件に応じて本発明によりハイブリッド式牽引駆動を制御する方法の一の段階を概略的に示したものであり、車両が大きな比率で加速している場合の動作フェーズを示す。
【図１２】車両の駆動条件に応じて本発明によりハイブリッド式牽引駆動を制御する方法の一の段階を概略的に示したものであり、車両が急速に減速している場合の第１動作フェーズを示す。
【図１３】車両の駆動条件に応じて本発明によりハイブリッド式牽引駆動を制御する方法の一の段階を概略的に示したものであり、車両が急速に減速している場合の第２動作フェーズを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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