(57)【要約】      （修正有）【課題】単純化されたハイブリッド車両を提供する。【解決手段】電気駆動装置の２つの電気機械１６が、それぞれの自在継手シャフト１８を介して第１のアクスルに個々に懸架されたホイールを駆動するため、それぞれに連係するギヤボックス１７と電気アクスル１２に組み合わされ、基本モジュールが車体構造との機械的リンクと、冷却回路とのリンクと、電気エネルギーストレージ２２との電気的リンクとを含むように、２つの電気機械１６とそれぞれに連係する２つの電気コンバータが１つのコンバータユニット２４に組み合わされる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関によって第１のアクスル上のホイールを駆動するための第１の駆動装置、並びに第２のアクスル上のホイールを駆動するための２つの電気機械を有する第２の駆動装置と、電気機械がモータとして運転されるときに放電することができ、且つ電気機械が発電機として運転されるときに充電することができる少なくとも１つの電気エネルギーストレージとを含むハイブリッド車両であって、前記電気駆動装置の前記２つの電気機械（１６）が、それぞれの自在継手シャフト（１８）を介して前記第１のアクスルに個々に懸架されたホイールを駆動するために、それぞれに連係するギヤボックス（１７）と共に電気アクスル（１２）に組み合わされ、前記２つの電気機械とそれぞれに連係する２つの電気コンバータが、１つのコンバータユニットに組み合わされることを特徴とする、ハイブリッド車両。
【請求項２】
基本モジュール（１８ａ）が、車体構造（２８）との機械的リンクと、冷却回路（２１ａ、２１ｂ）とのリンクと、電気エネルギーストレージ（２２）との電気的リンクとを含むように前記コンバータユニットが設計される、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記内燃機関（１４）が前記ハイブリッド車両の後部領域に配置され、かつリアアクスルを駆動することが意図され、前記電気アクスルがフロントアクスル（２０）として提供される、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記内燃機関（１４）が前記ハイブリッド車両の前部領域に配置され、かつ前記リアアクスルを駆動することが意図され、前記電気アクスルが前記フロントアクスル（２０）として提供される、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記電気エネルギーストレージが少なくとも１つのフライホイールストレージの形態である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記ハイブリッド車両の中央領域、特に前部乗員座席の領域又は後部座席の設置領域にフライホイールストレージが配置される、請求項５に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記ハイブリッド車両の後部領域、特にスペアホイールトラフの領域にフライホイールストレージが配置される、請求項５に記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
前記第１の駆動装置が第３の電気機械と連係し、それにより前記第１のアクスル上の前記ホイールを、単独で電気的に、又は前記内燃機関と共に、選択的に駆動することができる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項９】
前記第３の電気機械が、前記内燃機関によって前記第１のアクスルを駆動するためのシャフトに配置される、請求項８に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の前段によるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなハイブリッド車両は、十分な量の電気エネルギーを運ぶため、比較的大型で嵩高い電気エネルギーストレージが必要になるという問題を抱える。従って、各電気エネルギーストレージは、概して電気機械とは物理的に別にして配置される。しかしながら、それにより、特に電気エネルギーストレージと電気機械との間に、複雑な高電圧配線が必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、単純化されたハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、特許請求項１の特徴により達成される。従属請求項は、本発明の有利な改良形態及び発展形態に関する。
【０００５】
本発明に従えば、第２の電気駆動装置の２つの電気機械が、それぞれの電気機械と連係するギヤボックスと組み合わされ、電気アクスル（車軸）として共通ユニットを形成し、それによりそれぞれに個々に懸架されたホイール（車輪）が、いずれの場合も１つの自在継手シャフトを介して、それぞれの電気機械によって駆動される。この場合、各電気機械は電気コンバータと連係し、ここで２つの電気コンバータが共通ユニットとしてコンバータユニットに組み合わされる。本発明による２つの電気機械を単一の電気アクスルに組み合わせ、且つ２つの電気コンバータを１つのコンバータユニットに組み合わせることにより、ハイブリッド車両におけるこれらの構成部品の配置、特に取り付け、が単純となる。さらに、電気エネルギーストレージ及び電気コンバータとの電気接触を設けるために、単一の高電圧ラインだけで十分である。
【０００６】
本発明によるハイブリッド車両の好ましい実施形態の動作原理は、２つの駆動装置、すなわち内燃機関と、この実施形態では２つの電気機械を備えるポータルアクスルである電気駆動装置との間の相互作用に基づく。ハイブリッドシステムのこの実施形態の構成要素は、本質的に、ポータルアクスル、エネルギーストレージ、電気フライホイールストレージ、パワーエレクトロニクス、及び高電圧ケーブルである。
【０００７】
ハイブリッドシステムのこの実施形態により制動エネルギーの回収が可能となり、制動エネルギーは、電気フライホイールストレージに運動エネルギーの形態で貯蔵され得る。必要な場合、運転者はこの追加的なエネルギーを使用して一時的にフロントアクスルを駆動し、それにより内燃機関の負荷を補助又は軽減することができる。ここでの高機能な要素は、この一時的な追加のパワーによって燃料消費が増加しないことである。逆に、運転戦略によっては、より高い効率を実現するよう電気駆動パワーが内燃機関のパワーの一部に代用され得るため、消費は減少さえし得る。例として、これはハイブリッド車両の加速中又は始動中に有利である。特に、２４時間レースに参加するレース用車両の形態のハイブリッド車両の場合、この場合の勝者は最も多くの周回を走破した者であるため、これは基本的な事項である。
【０００８】
この実施形態において、内燃機関はハイブリッド車両の後部領域に配置される。フロントアクスルの第２の駆動装置は、いわゆるポータルアクスルであり、これは２つの電気機械を含み、且つ制動時には発電機として動作し、従って電気エネルギーを生成する。運転者は、ブーストする際、２つの電気機械を追加の駆動装置として用いるためにこの追加のエネルギーを使用することができる。従ってハイブリッド車両は、一時的に、トラクション（牽引）に関して有利な四輪駆動システムを有する。内燃機関からのパワーは、ギヤボックス、本発明によるハイブリッド車両の好ましい実施形態ではシーケンシャル６速ギヤボックスを通じてリアアクスルに伝達され、その間、電気機械がそれらの駆動トルクを、フロントアクスルに対する一定のギヤボックスステップダウン比を介して、フロントアクスルに加える。
【０００９】
他の配置も当然ながら可能であり、例えば、内燃機関がハイブリッド車両の前部領域に配置される。この場合、内燃機関はリアアクスルを駆動するために提供され、電気アクスルがフロントアクスルとして提供されてもよく、又は、代替として内燃機関はフロントアクスルを駆動するために提供され、電気アクスルがリアアクスルとして提供されてもよい。
【００１０】
ハイブリッドシステムにおけるエネルギーストレージは電気フライホイールであり、これは、本発明によるハイブリッド車両の好ましい実施形態では、運転者に隣接した車体に位置決めされ、固定される。エネルギーストレージは、フライホイールとして動作する電気機械であり、従って運動の形態でエネルギーを貯蔵するロータを有する。
【００１１】
電気機械とフライホイールストレージとの間の電流の流れは、複数のパワーエレクトロニクス要素によって制御される。駆動ユニット、すなわち内燃機関と電気機械との相互作用はハイブリッドマネージャ（コントローラ）によって制御され、これはモータコントローラより上位である。これは、システム全体の最適な相互作用を確保するため、あらゆる基本的なシステムデータを受け取る。
【００１２】
本発明によるハイブリッド車両の長所は、効率性と性能との有利な組み合わせである。例として、街中での運転時、又は特に２４時間レースでのレース走行時、これは車両の最大パワーに関係するだけではない。実際には、給油のためのピットストップごとに貴重な時間が失われるため、効率もまた主要な要素である。本発明によるハイブリッド車両の性能上の利点は、様々なレース状況に反映され得る。
【００１３】
例えば、フロントアクスルに対する追加の駆動トルクは、トラックの直線部分での追い越し走行中、又はコーナーを抜けて加速するときに、非常に有利となる。一時的な四輪駆動システムは、トラクション（牽引）に関して有利であるため、ここで特に有用である。この追加のパワーは燃料消費を増加させることはなく、全て制動中に回収されたエネルギーによって生成することができる（レキュペレーション（ｒｅｃｕｐｅｒａｔｉｏｎ））。本発明によるハイブリッド車両は、内燃機関の負荷を低減し、従って燃料を節減することが可能な運転プログラムをさらに有する。交通密度が高い運転状況、例えば交通渋滞の状況、又はレース走行時にドライバーが密集した一群となった運転状況では、効率的な運転プログラムにより貴重な燃料を節減し得る。主な長所は、この場合、追加的な燃料消費のない電気ブースト（追加のトルク）、性能重視又は効率重視の運転戦略のための運転プログラム、一時的な四輪駆動によるトラクション上の利点（リアホイールドライブと比較したラップタイムの潜在能力）、ポータルアクスルによるフロントアクスルとリアアクスルとの間の重量バランスの改善、比較的低いシステムの複雑性（とりわけ、クラッチがなく、ギヤボックス及びモータの制御にアクションが不要）、並びに高性能の構成要素を使用することによる重量及びパッケージ上の利点である。
【００１４】
本発明によるハイブリッド車両の好ましい実施形態では、スポーツ車両にとって重要な低重心の利点が利用される。ポータルアクスルは２つの電気機械を含み、それらは各々、多板クラッチと一定のギヤボックスステップダウン比とを介してフロントアクスル上のホイールと結合される。電気機械の電流はパワーエレクトロニクスによって調整される。
【００１５】
互いに並んで配置された２つの永久磁石同期機を備えるポータルアクスルは、フロントアクスルに直接一体化される。設置位置によってもたらされる低重心は、運転力学上の大きい利点である。各同期機は、いずれの場合もフロントアクスル上の１つのホイール（車輪）を運転する。各機の電力は２５〜１００ｋＷの範囲であり得る。この実施形態において、各機の電力は約６０ｋＷであり、約１５０Ｎｍの追加の最高駆動トルクをもたらす。運転者が制動を行うと、機械は発電機モードで運転する。このように回収されたエネルギーは、高電圧ケーブルを介してフライホイールストレージに送られる。各電気機械はポジションセンサを有し、これが運転を最適化するためのロータの正確な位置（磁界位置）を決定する。
【００１６】
本発明のさらなる態様に従えば、力は、精密な動力伝達を可能にする油圧多板クラッチにより伝達される。多板クラッチはいつも係合され、ハイブリッドマネージャによって自動的に調整される。例として、安全上の理由から、運転者は、電気機械をドライブトレインと切り離すため、制御ユニットによりクラッチを切断することができる。一定のギヤボックスステップダウン比により、毎分回転数が１５０００回に達する電気機械の高い出力回転数が低減され、トルクがドライブシャフトを介してホイールに伝達される。ポータルアクスル及び連係するコンバータユニットは別個の低温水冷却回路を有し、冷却器は車両の前部の中心に位置決めされる。冷却チャネルはポータルアクスルのハウジングに位置する。
【００１７】
本発明のさらなる態様に従えば、電気フライホイールストレージは、制動中に回収された電気エネルギーを運動形態で、すなわち運動エネルギーの形態で貯蔵する。この実施形態において、ストレージは前部座席の乗員に隣接して位置し、安全ハウジングとステータとロータとを含む。電流はパワーエレクトロニクスにより制御される。原則的に、ストレージは、フライホイールとして外側に位置するロータ（外側ロータ）により動作する電気機械である。ステータはハウジングに強固に結合され、ロータは、ステータの周りに自在に回転することができるように取り付けられる。フライホイールが充電されると、発生した電気エネルギーはレキュペレーション（回生）によりステータ巻線を通じて流れ、結果として、ステータにもたらされた電磁界がロータの永久磁石磁界と相互作用することにより回転運動が生じる。電気エネルギーは運動エネルギーに変換される。このようにして回転するロータがエネルギーを貯蔵し、必要になると、ステータを発電機モードに切り換えて運動エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、再びエネルギーを出力する。このプロセスの間、回転するロータの回転磁界によりステータ巻線に電圧が誘導され、それをポータル軸上の２つの電気機械が駆動力として用いる。ロータは、それに対して作用する力によって制動される。
【００１８】
他の貯蔵技術、特に充電式バッテリ、と比較して、電気フライホイールは大きい利点、特に、９０％を超える高い効率、１００万回を超える長いサイクル寿命、単純な機械的設計と、ひいては複雑性の低さ、及びより高いパワー密度を有する。
【００１９】
本発明によるハイブリッド車両の好ましい実施形態についてのパワーエレクトロニクスはコンバータユニットを含み、これは、いずれの場合もポータルアクスルの２つの電気機械の各々について１つの周波数コンバータ（ＡＣ／ＤＣコンバータ）を含み、このコンバータは、各々、１つの電気機械についての電流を調整する。第２のコンバータはフライホイールストレージの電流を制御する。周波数コンバータは、例えばレキュペレーション中に発生する交流電流を直流電流に変換するために必要である。交流電流は、電気フライホイールの運転に直接使用することはできない。これは、電気機械とフライホイールとでは回転数が異なるため周波数に差が生じ、従って電圧に変動が生じるためである。この場合、制動プロセスの時間プロファイルにおいて異なる電圧ピークが生じるため、これは時間成分によって悪化する。従って、まず初めに、発生電流を使用可能とするための整流が必要となる。直流中間回路がフライホイールのコンバータユニットをポータルアクスルのコンバータユニットに接続する。この直流中間回路は電圧レベルを均し、結果として定電流をもたらす。
【００２０】
ハイブリッドシステムの電流は専用の高電圧ケーブルによって送られる。電気機械及びフライホイールストレージを動作させるための三相ケーブルに加え、ＤＣ電圧中間回路に相当する単一のケーブル接続がある。
【００２１】
本発明のさらなる態様に従えば、本発明によるハイブリッド車両の運転席は、複数のハイブリッド専用の制御要素を有し、それにより運転者はシステムを効率的に使用することが容易となる。本質的に、これらの制御ユニットは、追加の電気駆動トルクを要求するためのステアリングホイール上のブーストボタン、フライホイールストレージの充電状態、ブーストを推奨するＬＥＤ表示、特定の運転プログラムを要求するためのマップスイッチ、及びハイブリッドオフスイッチである。
【００２２】
本発明のさらなる態様に従えば、組み合わせ計器の表示（ＬＣＤ）が、運転者にフライホイールストレージの充電状態のパーセンテージ値（０〜１００％の値）を知らせる。最大ブースト持続時間は、本発明によるハイブリッド車両の好ましい実施形態では、５〜２０秒、好ましくは約１０〜１２秒である。加えて、運転者は、同様に組み合わせ計器に収容されるＬＥＤライトによってブーストの推奨を受ける。ブースト機能を使用することができるときの運転者に対するこの信号は、エネルギーの観点から用いられるべきもので、あるいは利用不可とされる。いわゆるマップスイッチ（ラッチスイッチ）もまたステアリングホイールに装着され、特定の運転戦略又はレーシング戦略に特別に適合した運転プログラムが可能となる。このスイッチは、複数の、例えば１０個の機能を有し得る。可能な機能としては、とりわけ、少ない燃料消費と低いパワーで可能な限り効率的に駆動することが可能な「効率モード」が挙げられる。そのために、アクセル特性などのパラメータ及び切り換え点表示が適切に構成される。負荷点が低下すると、所望のパワーを内燃機関により補償することができ、それが電気駆動により補助される。
【００２３】
本発明のさらなる態様に従えば、センターコンソールにおいて、システムはさらなるハイブリッド専用制御ユニット、すなわちハイブリッドオフスイッチを有し得る。基本的な位置では、ハイブリッド駆動は有効である。運転者は、二段階、具体的には、ブースト及びレキュペレーションの機能を制限するハイブリッドシステム「ソフトオフ」、並びにポータルアクスルに対する多板クラッチが切断され、電気機械がドライブトレインから切り離されるハイブリッドシステム「ハードオフ」を介してハイブリッド駆動を無効にすることが可能である。さらに、重要な特性及び診断値が、運転者に対してＬＣＤディスプレイ上に表示され、それらはハイブリッドマネージャによって継続的に評価される。ここで運転者は、とりわけドライブのパワー及び温度データに基づき、運転戦略を適応させることができる。
【００２４】
レキュペレーション中、制動エネルギーの一部は回収することができ、従って再びドライブに利用可能となり得る。油圧ブレーキ系に加え、発電機モードでは、ポータルアクスル上の電気機械もまた制動力の一部を制御する。この場合、２つの電気機械は、ロータにより駆動されるハイブリッド車両のフロントアクスル駆動シャフトの機械的な運動エネルギーを用いる。ロータもまた回転していて、ステータ巻線に電圧を生じさせる。電気エネルギーとして、電圧が電気フライホイールストレージを駆動し、次にそこにエネルギーが運動エネルギーとして貯蔵される。
【００２５】
運転者の減速要求の程度はブレーキペダルによって感知されるとともに、電気機械に制動トルクを生じさせるため、パラメータとして運転戦略にも含まれる。従って、制動力は、機械的な制動装置と電気機械の発電機パワーとが重なってもたらされる。ブースト中のエネルギーフローに関する処理手順は以下のとおりである：
１）運転者がブレーキをかけ、ポータルアクスルの電気機械が発電機モードで運転する。
２）発電機モードによりフロントアクスルに追加の制動トルクが生じる。
３）制動エネルギーの一部が回収され、電気エネルギーに変換される。
４）フライホイールに運動を生じさせ、その運動にエネルギーを蓄えるため、得られた電気エネルギーが用いられる。
【００２６】
制動エネルギー回収（レキュペレーション）の大きい利点は、通常は消失する制動エネルギーの一部の回収、電気機械による追加の制動力、及び機械的なブレーキ装置の保全である。
【００２７】
内燃機関はまた、本発明によるハイブリッド車両における主要駆動装置としても機能する。追加の電気駆動トルクは、運転状況に応じて、ブースト時にフロントホイールに出力される。トラックの直線部分では、ブースト機能を最高出力で短時間だけ、極めて自発的に用いることができ、一方、追加のトルクは、より高い横加速度で曲がるとき、より持続的に加えることができる。特定の限界値を超えた場合（例えば過剰な横加速度又はフライホイールストレージの過剰に低い充電状態）、ブースト機能は自動的に制限される。ブースト機能の使用を可能にするため、ハイブリッドマネージャがあらゆる車両運転特性を常に分析する。それらとしては、とりわけ、回転数、ステアリング角、縦加速度及び横加速度が挙げられる。さらに、フライホイールストレージの充電状態が常に監視される。ハイブリッドマネージャは組み合わせ計器のＬＥＤライトを点灯させて、システムの準備が完了し、追加のパワーが利用可能であることを運転者に信号で知らせる。ブースト中、ハイブリッド車両は一時的に四輪駆動を用いる。
【００２８】
トラクションの利点は、特にコーナーを抜けて加速するときに得られる。パワーを重視したブーストの代替例として、一時的な電気による追加のトルクを用いることにより、特定の運転プログラムによって内燃機関に対する負荷を低減することもできる。特に２４時間レースでは、これにより有益な距離を走行し、燃料を節減することが可能となる。ブースト中、エネルギーフローの処理手順は以下のとおりである：
１）運転者がステアリングホイール上のブーストボタンを押す。
２）回転しているフライホイールが制動され、その過程で発電機モードにおける電気エネルギーが生じる。
３）電気エネルギーがポータル軸における２つの電気機械を駆動し、フロントアクスルに対する追加の駆動力として用いられる。
【００２９】
ブースト中の追加の電気駆動トルクの大きい利点は、より大きく加速するための追加の駆動トルク、より大きい動力のためのブーストボタンによる自発的なパワー要求、一時的な四輪駆動によるトラクションの向上、追加の燃料消費がなく、及び追加の排出がないこと、並びに追加の駆動トルクを使用した内燃機関に対する付加の低減及び燃料消費の低減である。
【００３０】
本発明の有利な改良形態及び発展形態は、従属請求項及び説明から図面を参照して明らかとなる。
【００３１】
以下の本文に、図面の図に示される例示的実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】平面図の形態による本発明によるハイブリッド車両の一例の概略図を示す。
【図２】本発明の一実施形態による第２の電気駆動装置の斜視図を示す。
【図３】図２に示されるとおりの第２の電気駆動装置が設置されている、透視図の形態で図示するハイブリッド車両の斜視図を示す。
【図４】図２、図３に示されるとおりの第２の電気駆動装置の斜視図の詳細を示す。
【図５】本発明の一実施形態による第２の電気駆動装置用のコンバータユニットを、上からの斜視図の形態で示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
特に別記しない限り、同じである、又は機能上同じである要素及び装置には、全ての図において同じ参照符号を付与している。
【００３４】
図１は、内燃機関によって第１のアクスル（車軸）上のホイールを駆動するための第１の駆動装置、並びに本発明の一実施形態による、第２のアクスル上のホイールを駆動するための第２の電気駆動装置を備えるハイブリッド車両１０の、全くの概略として極めて単純化した平面図を示す。
【００３５】
図１に示されるとおり、ハイブリッド車両１０は、内燃機関１４、例えばガソリンエンジンを有する。この場合、例として、内燃機関１４は図１に示されるようにハイブリッド車両１０の後部領域に配置され、第１のアクスル駆動装置５を介して、第１のアクスル、例えばここではリアアクスル、上の２つのホイール（図示せず）を駆動する。
【００３６】
本発明に従えば、その目的上、ハイブリッド車両１０は第２の電気駆動装置１２を有し、これは、ハイブリッド車両１０の第２のアクスル、この場合、例としてフロントアクスル２０、上の２つのホイール（車輪）を駆動する。その目的上、第２の電気駆動装置１２は２つの電気機械１６を有し、その各々が、それとそれぞれに連係する、フロントアクスル２０上の１つのホイール（図示せず）を駆動する。電気機械１６は、この場合、互いに別個であり、２つのホイールを互いに独立して駆動するように設計される。
【００３７】
図１の例に示されるとおり、第２の電気駆動装置１２を伴う電気アクスル２０、又はこの場合フロントアクスル２０は、２つの互いに別個の電気機械１６を含み、それらの電気機械１６が、それぞれの平歯車（スパーギヤ）段１７とそれぞれの自在継手シャフト１８とを介して、それぞれに連係するホイールを駆動する。電気機械１６に電気エネルギーを供給するため、電気エネルギーストレージ２２、例えば高電圧バッテリ又はフライホイールストレージが提供される。しかしながら、本発明は、電気エネルギーストレージ２２に関してこれらの２つの例に限定されるものではない。原則的に、必要な電気エネルギーを電気機械１６に供給するのに好適な任意の他のタイプの電気エネルギーストレージ２２又は電気エネルギーストレージ２２の組み合わせを提供することができる。
【００３８】
さらに、電気エネルギーストレージ２２はコンバータユニット２４と結合される。コンバータユニット２４は、この場合、例えば電気エネルギーストレージ２２からの直流電流を、それぞれの電気機械１６に対する交流電流に変換し、その結果として電気機械１６は、必要に応じて電気アクスル２０上の連係するホイールを駆動することができる。２つのホイールの駆動は、この場合、適切な制御装置２６又はハイブリッド制御装置によって制御することができる。この場合、制御装置２６は、電気エネルギーストレージ２２と、コンバータユニット２４と、２つの電気機械１６とに接続される。この場合、図１に示されるとおり、制御装置２６はモータ制御装置２８と連結されてもよく、又はバスシステム３０、例えばＣＡＮバスシステムを介して接続されてもよく、或いはまた、モータ制御装置２８の一部の形態であり得る（図示せず）。この場合、内燃機関１４及び第１の駆動装置５は、モータ制御装置２８によって制御されることで、連係するリアアクスルを駆動する。
【００３９】
さらに、制御装置２６及び／又はモータ制御装置２８は、場合によりさらに、図１に示されるとおり、少なくとも１つの入力装置３２、例えばブーストボタン３４、及び／又はディスプレイ装置３６に接続され得る。ハイブリッド車両１０の運転者は、この場合、入力装置３２を使用して所望の入力を行い、所定の運転モードでハイブリッド車両１０を運転させることができる。この場合、例として、四輪駆動又はブースト運転に好適な運転モードが、一つのかかる運転モードとしてプリセットされ得る。
【００４０】
例として、一つのかかる運転モードは加速モードであり、ここで運転者は、例えば、コーナーを抜けて自身のハイブリッド車両１０を加速させることができる。運転者が入力デバイス３２を使用して加速モードを選択する場合、それは、ハイブリッド車両１０が、リアアクスルのみを介するのではなく、この加速モードでは双方のアクスルを介して四輪駆動で駆動されることを意味する。本発明に従えば、四輪駆動モードでは、第２のアクスル、例えばここではフロントアクスル２０が第２の電気駆動装置１２によって追加的に駆動され、それにより四輪駆動モードが提供され得る。その目的上、フロントアクスル２０及び２つのフロントホイール１８は、さらに第２の電気駆動装置１２及びその２つの電気機械１６によって駆動される。
【００４１】
例として、選択された運転モードが選択的にさらにディスプレイ装置３６に表示されてもよく、及び／又は好適な運転モードの選択が表示され、そこから運転者が選択することができてもよい。ディスプレイ装置３６は、場合により、さらにまた、入力装置（図示せず）の形態であってもよく、例えば、ハイブリッド車両１０が四輪駆動モードで運転される所望の運転モードを入力又はクリックするためのタッチスクリーンを有してもよい。
【００４２】
上記のとおり、本発明に従えば、ハイブリッド車両１０は二輪駆動モード及び四輪駆動モードの双方で運転することができる。この場合、例として、二輪駆動モードでは、リアホイールは内燃機関１４によって運転され、四輪駆動モードでは、さらにフロントホイール１８が連係する電気機械１６によって運転される。この場合、電気機械１６は電気エネルギーストレージ２２からエネルギーを供給される。電気エネルギーストレージ２２は、発電機として動作する電気アクスル２０上の電気機械１６によって充電又は給電される。この場合、例えば、電気エネルギーストレージ２２は、少なくとも一方又は双方の電気機械１６のみによって充電されてもよく、又は電気エネルギーストレージ２２は、少なくとも１つのさらなる電気供給源によって電気エネルギーを供給されてもよい。例として、追加の電気エネルギー源は、固定の電源供給システム、例えば電気接続を備えた燃料補給点であり得る。
【００４３】
図２は、本発明によるハイブリッド車両１０の第２の電気駆動装置１２の一例の斜視図を示す。上記のとおり、第２の電気駆動装置１２は、車両アクスル２０、例えばリアアクスル又はフロントアクスル２０上のホイールを駆動するための２つの電気機械１６を有し、これらは、いずれの場合もアクスル上の連係するホイールを駆動する。それぞれの電気機械１６は、２つのライン装置３８、例えば２本の高電圧ケーブルを介してコンバータユニット２４の連係する電気コンバータに接続される。さらなる電気コンバータ２５が、ライン装置３７、例えば高電圧ケーブルを介して、電気エネルギーストレージ２２、例えば図２に示されるとおりのフライホイールストレージ装置２２に接続される。
【００４４】
２つの電気機械１６を制御するため、制御装置又はハイブリッド制御装置が提供される。この装置は、それぞれのライン装置を介してコンバータユニット２４の電気コンバータに接続され（図１を参照）、及びライン装置を介して電気エネルギーストレージ２２に接続される。制御装置は、さらに、図１に示されるとおり、例えばＣＡＮバスシステムなどのバスシステムを介してモータ制御装置と接続される。
【００４５】
図３は、さらに、ハイブリッド車両における図２に示されるとおりの第２の電気駆動装置１２の配置の一例を示す。図３の例に示されるとおり、第２の電気駆動装置１２は、第１のアクスル２０上の双方のホイールを駆動することが意図され、従ってフロントホイール１８と結合される。より正確には、電気機械１６がフロントアクスル２０及びそのフロントホイール１８に配置される。さらに、コンバータユニット２４が、例えば、同様にハイブリッド車両１０の前部、電気機械１６又は電気アクスル２０の周辺又は近傍に配置される。しかしながら、コンバータユニット２４はまた、電気機械１６に必要な電気エネルギーを供給するため電気機械１６と結合又は連結されるならば、ハイブリッド車両１０内の任意の他の所望の場所に配置することもできる。例として、フライホイールストレージ２２が電気エネルギーストレージ２２として提供される。図３に示される例では、これはハイブリッド車両１０の中央領域、すなわちハイブリッド車両１０の乗員室の領域に配置される。しかしながら、電気エネルギーストレージ２２は、車両１０内の任意の他の場所、例えばハイブリッド車両１０の前部領域、すなわちフロントアクスル２０の近くか、又は後部領域、すなわちハイブリッド車両１０のリアアクスルの近く、特にスペアホイールトラフ（ｓｐａｒｅ  ｗｈｅｅｌ  ｔｒｏｕｇｈ）の領域にも同様に配置され得る。或いは、互いに電気的に連結されている２つのフライホイールが電気ストレージとして提供され、特にハイブリッド車両１０において後部座席が設置されている領域に配置される。この場合、電気エネルギーストレージ２２は、ライン装置３７を介して連係する電気コンバータ２５に接続され、電気機械１６は２つの適切なライン装置３８を介してコンバータユニット２４に接続される。
【００４６】
図４は、本発明による第２の電気駆動装置１２の詳細を示す。上記のとおり、第２の電気駆動装置１２は、アクスル２０上の２つのホイールを駆動するための２つの電気機械１６を備えたアクスル２０、並びにそれと連係する、コンバータユニット２４内の電気コンバータを有する。この場合、一方で、電気機械１６を電気コンバータに接続するための２つのライン装置３８が示される。電気機械１６は、それぞれの平歯車（スパーギヤ）段１７とそれぞれの自在継手シャフト１８とを介して、それぞれに連係するホイールを駆動する。コンバータユニット２４は、この場合、次の図である図５に示されるとおり、ハウジング内に配置される。
【００４７】
図５は、２つのライン装置３８を介して２つの電気機械１６に接続されるコンバータユニット２４を示し、コンバータユニット２４は、さらなるライン装置３７を介して電気エネルギーストレージ２２に接続される。コンバータユニット２４は、基本モジュール１８ａと、基本モジュール１８ａに連結される追加モジュール１９とを有する。この場合、基本モジュール１８ａは、電気機械１６の一方と相互作用する電気コンバータを含み、一方、対照的に追加モジュール１９は、他方の電気機械１６と相互作用する電気コンバータを含む。
【００４８】
一方の電気機械１６に対するコンバータに加え、基本モジュール１８ａは、コンバータユニット２４を冷却するための接続部２１ａ、２１ｂをさらに有し、この場合、接続部２１ａが冷媒の供給に対応し、接続部２１ｂが回収に対応する。コンバータユニット２４は冷媒回路に含めることができ、冷媒用の接続部２１ａ、２１ｂによって冷却され得る。
【００４９】
コンバータユニット２４を冷却するための接続部２１ａ、２１ｂに加え、コンバータユニット２４の基本モジュール１８ａはまた、電気エネルギーストレージ２２と連係するコンバータ２５とのライン装置３７を介した電気接触を設けるための接続部３７ａも有する。
【００５０】
コンバータユニット２４の基本モジュール１８ａは、基本モジュール１８ａに収容されている電気コンバータと相互作用する一方の電気機械１６とのライン装置３８を介した電気接触を設けるための接続部３８ａをさらに有する。
【００５１】
さらに、コンバータユニット２４の基本モジュール１８ａは取付け手段２３を有し、それによってコンバータユニット２４をハイブリッド車両１０の車体構造２８と機械的に結合することができる。
【００５２】
既述のとおり、基本モジュール１８ａに連結される、又は連結することのできる追加モジュール１９は、他方の電気機械１６と相互作用する電気コンバータ、並びに他方の電気機械１６に対する、追加モジュール１９に収容されている電気コンバータとのライン装置３８を介した電気接触を設けるための接続部３８ａを有する。コンバータユニット２４の追加モジュール１９は、基本モジュール１８ａを介して車体構造２８と機械的に連結され得る。さらに、追加モジュール１９は、基本モジュール１８ａを介して冷却され得る。加えて、追加モジュール１９に収容され、且つ他方の電気機械１６と相互作用する電気コンバータが、基本モジュール１８ａを介して電気エネルギーストレージ２２用のコンバータ２５と連結され得る。
【００５３】
基本モジュール１８ａと追加モジュール１９とが連結されると、基本モジュール１８ａのハウジング２７に形成された突出部が、追加モジュール１９のハウジング２９にある凹部（見えない）に係合する。ハウジング２７、２９は、そこに形成された取付け部４３を介して互いにねじで固定され得る。
【００５４】
一実施形態において、別の第３の電気機械がさらに提供され、これは第１の駆動装置と連係する。この第３の電気機械は、内燃機関１４により駆動される第１のアクスルのホイールのための少なくとも１つの追加の電気駆動を可能にする。ここで第１のアクスル上のホイールは、構成に応じて、内燃機関１４のみによるか、内燃機関１４と第３の電気機械との双方によるか、又はさらには第３の電気機械のみにより駆動され得る。この場合、第３の電気機械は、発電機及び／又はモータとして運転することができる。第３の電気機械が発電機モードの場合、電気エネルギーストレージ２２及び／又は電気機械１６に電気エネルギーを供給することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１２  電気アクスル
１６  電気機械
１７  ギヤボックス
１８  自在継手シャフト
【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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【外国語明細書】
2011178385000001.pdf