(57)【要約】  本発明は、熱機関（３）の出力部（２）と車輪（５）のシャフト（４）との間の動力伝達装置（１）、ならびに関連する動力伝達方法に関する。この装置は、出力部（２）に連結された入力シャフト（１０）と、車輪のシャフト（４）に連結された出力シャフト（１４）と、第１および第２電気機械（６、７）と、入力シャフト（１０）、出力シャフト（１４）、および２つの機械のシャフト（８、９）を相互に連結する機械アセンブリ（１２）とを含む。本装置のサイズを制限するために、アセンブリ（１２）は、共通の遊星キャリア（１８）および遊星歯車（１９、２１）に接触して軸（２３〜２６）を駆動する共通の遊星キャリア（１８）を含む２つの外サイクロイド歯車列（６５、６６）によって形成される。さらに、第１切り換え装置（３０）は、第１機械（６）のシャフト（８）を、入力シャフト（１０）に、または機械アセンブリ（１２）の一方の歯車列（６５、６６）の１つの要素（２２）に連結する。
2008536739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱機関（３）の出力部（２）と車輪（５）のシャフト（４）の間の動力伝達装置（１）であって、
熱機関（３）の出力部（２）に連結された入力シャフト（１０）、および車輪（５）のシャフト（４）に連結された出力シャフト（１４）と、
それぞれシャフト（８、９）を含む第１および第２電気機械（６、７）と、
入力シャフト（１０）、出力シャフト（１４）、および機械（６、７）のシャフト（８、９）を相互に連結する機械アセンブリ（１２）であって、１つの太陽歯車、遊星キャリアに連結された複数の遊星歯車、および１つのクラウン歯車という相互に噛合する複数の要素（１７〜２２）をそれぞれ含む、少なくとも２つの外サイクロイド歯車列（６５、６６）によって形成される機械アセンブリ（１２）と
を備える動力伝達装置（１）において、
２つの外サイクロイド歯車列（６５、６６）が、共通の遊星キャリア（１８）および遊星歯車（１９、２１）に接触して軸（２３〜２６）を駆動する共通の遊星キャリア（１８）を含むこと、および
第１機械（６）のシャフト（８）を入力シャフト（１０）または一方の歯車列の要素（２２）に連結する手段（３１、３３、３４、３５）を含む第１切り換え装置（３０）を備えており、第１機械（６）のシャフト（８）と入力シャフト（１０）との間の連結が、一方の外サイクロイド歯車列（６５、６６）の要素を介して行われないことを特徴とする装置。
【請求項２】
種々の歯車列の遊星歯車（１９．１、１９．２、２１．１、２１．２）が相互に噛合することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
機械アセンブリ（１２）が第１および第２外サイクロイド歯車列（６５、６６）で形成され、第２歯車列（６６）がクラウン歯車をもたないことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
入力シャフト（１０）が共通の遊星キャリア（１８）に連結され、
第１切り換え装置（３０）が、第１機械（６）のシャフト（８）を入力シャフト（１０）または第２歯車列（６６）の太陽歯車（２２）に連結する手段（３１、３３、３４、３５）を含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
第１機械（６）のシャフト（８）の回転速度が第１切り換え装置（３０）の結合手段（３１、３３、３４、３５）の回転速度に等しいときに第２機械（７）のシャフト（９）の回転速度が０になるように、外サイクロイド歯車列（６５、６６）の比が選択されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
第２機械（７）のシャフト（９）を第１歯車列のクラウン歯車（２０）または第１歯車列の太陽歯車（１７）に連結する手段（３７〜３９）を有する第２切り換え装置（３６）を含み、クラウン歯車（２０）が車輪（５）のシャフト（４）に連結されることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
第２機械（７）のシャフト（９）の回転速度が第２切り換え装置（３６）の結合手段（３７〜３９）の回転速度に等しいときに第１機械（６）のシャフト（８）の回転速度が０になるように、外サイクロイド歯車列（６５、６６）の比が選択されることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
第１切り換え装置（３０）が異なる第１および第２ジョークラッチ（３４、３５）を含み、第１ジョークラッチ（３４）が第１機械（６）のシャフト（８）に連結され、第２ジョークラッチ（３５）が入力シャフト（１０）に連結されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
制御ユニット（５３）を含み、この制御ユニット（５３）が、消費量が最小となる動作点で熱機関（２）が常に動作するように電気機械（６、７）および熱機関（２）を制御する手段（５４〜５８）を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
熱機関（３）の出力部（２）に連結された入力シャフト（１０）と、車輪（５）のシャフト（４）に連結された出力シャフト（１４）と、それぞれシャフト（８、９）を含む２つの電気機械（６、７）とを含む、熱機関（３）の出力部（２）と車輪（５）のシャフト（４）との間の動力伝達装置（１）を起動する、動力伝達方法において、
入力シャフト（１０）、出力シャフト（１４）、および２つの機械（６、７）のシャフト（８、９）を、少なくとも２つの外サイクロイド歯車列（６５、６６）によって形成される機械アセンブリ（１２）に連結し、これらの歯車列が、共通の遊星キャリア（１８）とこれらの歯車列の遊星歯車（１９、２１）とに接触して軸（２３〜２６）を駆動する共通の遊星キャリア（１８）を含み、
第１動作モードでは、第１機械（６）のシャフト（８）を一方の外サイクロイド歯車列の第１要素（２２）に連結し、第２機械（７）のシャフト（９）を車輪（５）のシャフト（４）に連結し、
第２動作モードでは、第１機械（６）のシャフト（８）を第１要素（２２）に連結し、第２機械（７）のシャフト（９）を一方の外サイクロイド歯車列の第２要素（１７）に連結し、
第３動作モードでは、第１機械（６）のシャフト（８）を入力シャフト（１０）に連結し、第２機械（７）のシャフト（９）を第２要素（１７）に連結することを特徴とする方法。
【請求項１１】
減速比を別にして、車輪（５）のシャフト（４）の回転速度が第２要素（１７）の回転速度に等しいとき、第１動作モードから第２動作モードに、あるいはその逆に移行することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第１機械のシャフト（８）の回転速度を０にすることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
減速比を別にして、入力シャフト（１０）の回転速度が第１要素（２２）の回転速度に等しいとき、第２動作モードから第３動作モードに、あるいはその逆に移行することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第２機械（７）のシャフト（９）の回転速度を０にすることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、熱機関の出力部と車輪のシャフトとの間の動力伝達装置、ならびに関連する動力伝達方法に関する。本発明は、特にそのような装置のコンパクト化を推し進めることを目的とする。本発明は、ハイブリッドエンジン自動車両の分野において特に有利に適用されるが、他の種類のハイブリッドエンジン地上走行車両に利用することもできよう。
【０００２】
熱機関と、２つの電気機械と、機械アセンブリの内部で相互に連結された１つ、２つまたは複数の外サイクロイド歯車列とを含むハイブリッド車両用伝達装置が知られている。そのような装置の一例がフランス特許出願ＦＲ−Ａ−２８３２３５７に記載されている。そのような伝達装置では、熱機関の動力を、車輪に直接伝達することができ、あるいはバイパスして電気系統を経由させることもできる。
【０００３】
電気系統は、端子上で電気的に受け取ったエネルギの値および／またはシャフト上で機械的に受け取ったエネルギの値に応じてモータまたは発電機として動作することができる電気機械同士を接続する。バイパスされた動力は車両の車輪に再度伝達され、あるいは場合によっては保存システム内に保存される。このバイパスされた動力により、熱機関の効率が最適になるように熱機関のトルクおよび回転速度を正確に適合させながら、車両の車輪に加えられるトルクを運転者が求めるトルクに正確に適合させることができる。
【０００４】
さらに、電気系統は特に、第１インバータ、第２インバータ、ならびに電気バスを含む。実際には、この電気バスは直流電圧バスである。
【０００５】
機械のうちの１つが発電機として動作するとき、発電機の位相間で観察される交流電圧信号は、この機械に結合されたインバータにより、バス上で観察される直流電圧信号に変換される。機械のうちの１つがモータとして動作するとき、バス上で観察される直流電圧信号は、この機械に結合されたインバータにより、移相された交流電圧信号に変換される。これらの電圧信号は、モータとして動作する機械の各位相に印加される。
【０００６】
バスにいかなる保存システムも接続されていない場合、一方の機械によって発生されたエネルギは自動的に他方の機械によって消費される。変形形態では、バッテリやスーパーコンデンサなどの保存システムがバスに接続される。その場合、２つの機械が発電機またはモータとして同時に動作することができる。
【０００７】
文献ＦＲ−Ａ−２８３２３５７には、異なる２つの動作モードで動作することができる装置が記載されている。第１モードでは、一方の機械のシャフトが車輪のシャフトに連結されるが、第２モードでは、このシャフトが一方の外サイクロイド歯車列の１つの要素に連結される。車輪のシャフトおよび歯車列の要素の回転速度に応じてモードの選択が行われる。例えば、機械のシャフトが、（中間減速比を別にして）２つの要素のうちで回転速度が低い方の要素に連結されることが好ましい。電気系統にバイパスされる動力は機械の回転速度にトルクを乗じたものに等しいので、あるモードから別のモードに移行することにより、電気系統にバイパスされる動力を制限することができる。電気系統内部の動力を制限することにより、使用される電気機械のサイズを制限することが可能である。
【０００８】
また、この同じ文献ＦＲ−Ａ−２８３２３５７には、外サイクロイド歯車列で形成される機械アセンブリも記載されている。これらの外サイクロイド歯車列はそれぞれ３つの機械的連結要素を有し、自由度は２である。連結要素とは、本装置のシャフトを連結することができる要素であり、このシャフトは駆動側であっても従動側であってもよい。これらの外サイクロイド歯車列は、そのアセンブリが４つの機械的連結要素を有し、自由度が２となるように、相互に連結される。この目的のため、アセンブリの２つの歯車列の間で２つの連結が実現され、その結果、連結要素の数は６から４になり、自由度は４から２になる。より詳細には、第１歯車列の太陽歯車が第２歯車列のクラウン歯車に連結され、遊星キャリア同士が連結される。しかしながら２つの歯車列間のこれらの連結により、伝達装置のかさが大きくなる。例えば太陽歯車を１つのクラウン歯車に連結することにより、機械アセンブリの連結要素の可動性が損なわれる。
【０００９】
本発明は、電気機械のサイズおよび伝達装置のサイズをともに制限することにより、伝達装置のこれらのかさの問題を解決することを目的とする。
【００１０】
本発明は、電気機械のかさをさらに制限するために、新しい動作モードを用いることを提案する。この目的のため、本装置の一方の電気機械のシャフトが、熱機関のシャフト、あるいは２つの外サイクロイド歯車列のうちの一方の歯車列の要素に連結できるようになっている。その結果、第１動作モードでは、一方の機械のシャフトが一方の歯車列の要素のうちの１つに連結されるが、他方の機械のシャフトは車輪のシャフトに連結される。第２動作モードでは、２つの機械のシャフトはそれぞれ、一方の外サイクロイド歯車列の１つの要素に連結される。第３動作モードでは、一方の機械のシャフトは機関のシャフトに連結されるが、他方の機械のシャフトは一方の外サイクロイド歯車列の１つの要素に連結される。このように、２つの機械のシャフトは、これらシャフトの回転速度を、したがって電気系統に放散される動力を制限する要素に連結される。
【００１１】
さらに、機械アセンブリのサイズを小さくするために、２つの歯車列を、連結要素を１つ節減するように連結する。例えば、２つの歯車列を、これら歯車列の遊星歯車が同一の遊星キャリアによって支承されかつ遊星歯車同士が噛合するように連結する。遊星歯車が同一の遊星キャリアによって支承されることにより、例えば２つの遊星キャリア間の連結を行うことを回避することができる。遊星歯車同士が噛合することにより、遊星歯車にはシャフトを連結できないので、連結要素を失うことなくアセンブリの自由度を１つなくすことができる。このように連結された２つの歯車列は、５つの機械的連結要素を有する。したがって、システムが良好に動作するのに必要な自由度２を有する４つの連結要素を得るために、アセンブリから１つの連結要素をなくすことが可能である。当然のことながら、１つの要素をなくすことにより、機械アセンブリのかさが減る。通常は、一方の歯車列のクラウン歯車をなくす。変形形態では、遊星歯車同士を噛合させる代りに、遊星歯車同士が同軸であり、軸に２つずつ固定される。
【００１２】
したがって本発明は、熱機関の出力部と車輪のシャフトの間の動力伝達装置であって、
−  熱機関の出力部に連結された入力シャフト、および車輪のシャフトに連結された出力シャフトと、
−  それぞれシャフトを含む第１および第２電気機械と、
−  入力シャフト、出力シャフト、および機械のシャフトを相互に連結する機械アセンブリであって、１つの太陽歯車、遊星キャリアに連結された複数の遊星歯車、および１つのクラウン歯車という相互に噛合する複数の要素をそれぞれ含む、少なくとも２つの外サイクロイド歯車列によって形成される機械アセンブリと
を備える動力伝達装置において、
−  ２つの外サイクロイド歯車列が、共通の遊星キャリアおよび遊星歯車に接触して軸を駆動する共通の遊星キャリアを含むこと、および、
−  第１機械のシャフトを入力シャフトまたは一方の歯車列の要素に連結する手段を含む第１切り換え装置を備えること
を特徴とする装置に関する。
【００１３】
本発明はまた、
−  熱機関の出力部に連結された入力シャフトと、車輪のシャフトに連結された出力シャフトと、それぞれ１つのシャフトを含む２つの電気機械とを含む、熱機関の出力部と車輪のシャフトとの間の動力伝達装置を起動する
動力伝達方法において、
−  入力シャフト、出力シャフト、および２つの機械のシャフトを、少なくとも２つの外サイクロイド歯車列によって形成される機械アセンブリに連結し、これら２つの歯車列が、共通の遊星キャリアとこれらの歯車列の遊星歯車とに接触して軸を駆動する共通の遊星キャリアを含むこと、および
−  第１動作モードでは、第１機械のシャフトを一方の外サイクロイド歯車列の第１要素に連結し、第２機械のシャフトを車輪のシャフトに連結し、
−  第２動作モードでは、第１機械のシャフトを第１要素に連結し、第２機械のシャフトを一方の外サイクロイド歯車列の第２要素に連結し、
−  第３動作モードでは、第１機械のシャフトを入力シャフトに連結し、第２機械のシャフトを第２要素に連結する
ことを特徴とする方法にも関する。
【００１４】
本発明は、以下の説明を読み添付の図面を検討することにより、よりよく理解されよう。これらの図は例として示したものであり、決して本発明を限定するものではない。
【００１５】
これらの図において同じ要素は同じ符号で示してある。
【００１６】
図１は、熱機関３の出力２と車輪５のシャフト４との間の本発明による伝達装置１の略図である。
【００１７】
この装置１は、第１電気機械６および第２電気機械７を含む。機械６はシャフト８を、機械７はシャフト９をそれぞれ含む。シャフト８は機械アセンブリ１２の駆動入力部１１．１に、シャフト９は駆動入力部１１．２にそれぞれ連結される。この装置１はまた、熱機関３の出力部２と、機械アセンブリ１２の駆動入力部１１．３とに連結された入力シャフト１０をも含む。この装置１はまた、車輪５のシャフト４と機械アセンブリ１２の駆動出力部１１．４とに同時に連結された出力シャフト１４をも含む。より簡単にする目的から、電気機械６と７を相互に接続する電気系統は図示しない。
【００１８】
より詳細には、機械アセンブリ１２はいわゆるＲａｖｉｇｎｅａｕｘタイプの歯車列１６を含む。この歯車列１６は、４つの機械的リンク要素、すなわち入力シャフト１０用要素、出力シャフト用要素１４、ならびに機械６および７のシャフト８および９用の２つの要素、を有する。従来の外サイクロイド歯車列として、この歯車列１６は、第１太陽歯車１７と、第１遊星歯車１９．１および１９．２を支承する遊星キャリア１８と、クラウン歯車２０とを含み、これらは相互に噛合する。さらに歯車列１６は第２遊星歯車２１．１および２１．２と、第２太陽歯車２２を含む。第２遊星歯車２１．１および２１．２は遊星キャリア１８によって支承され、第１遊星歯車１９．１および１９．２ならびに太陽歯車２２と同時に噛合する。
【００１９】
したがって、Ｒａｖｉｇｎｅａｕｘ歯車列１６は、２つの外サイクロイド歯車列６５および６６と類推することができる。第１歯車列６５は、第１太陽歯車１７と、第１遊星歯車１９．１および１９．２と、クラウン歯車２０とを含む。第２歯車列６６は、第２太陽歯車２２と、第２遊星歯車２１．１および２１．２とを含むが、クラウン歯車は含まない。これら２つの歯車列６５および６６は共通の遊星キャリア１８を含む。この遊星キャリア１８は、この遊星キャリア１８と、遊星歯車１９．１、１９．２、２１．１および２１．２とに同時に接触している軸２３〜２６を駆動する。遊星歯車１９．１、１９．２、２１．１および２１．２はそれぞれ軸２３、２４、２５および２６の周りを回転することができる。変形形態では、以下でわかるように、遊星歯車１９．１と２１．１ならびに遊星歯車１９．２と２１．２を相互に連携することができかつ同軸にすることができる。
【００２０】
この実施形態においては、入力シャフト１０は熱機関３の出力部２および共通の遊星キャリア１８に同時に連結されている。車輪５のシャフト４は、歯車２７および２８で形成された歯車機構と、出力シャフト１４と、歯車２９とを介してクラウン歯車２０に連結される。より詳細には、シャフト４に固定された歯車２７は、出力シャフト１４の一方の端部に固定された歯車２８と噛合する。そしてシャフト１４の他方の端部に固定された歯車２９はクラウン歯車２０と噛合する。
【００２１】
この目的のため、このクラウン歯車２０は２つの外歯２０．１および２０．２ならびに内歯２０．３を支承する。歯車２９は外歯２０．１と噛合する。第１遊星歯車１９．１および１９．２は内歯２０．３と噛合する。また、以下でわかるように、小歯車３７は外歯２０．２と噛合する。
【００２２】
第１機械６のシャフト８は第２太陽歯車２２または入力シャフト１０に連結することができる。この目的のため、伝達装置１は、閉じた点線で囲んだ第１切り換え装置３０を含む。この第１装置３０は小歯車３１および３３、ならびに異なる２つのジョークラッチ３４、３５を含む。小歯車３１と第１ジョークラッチ３４はシャフト８に取り付けられ、小歯車３３と第２ジョークラッチ３５はシャフト１０に取り付けられる。
【００２３】
したがって、シャフト８が第２太陽歯車２２に連結されるとき、第１ジョークラッチ３４により小歯車３１とシャフト８との間のリンクが確保されるが、小歯車３３はシャフト１０上で空転する。このときシャフト８は、小歯車３１と歯車３２で構成される歯車機構と、歯車３２を第２太陽歯車２２に連結する中空シャフト４８とを介して、第２太陽歯車２２に連結される。シャフト８が入力シャフト１０に連結されたときは、第２ジョークラッチ３５により小歯車３３とシャフト１０との間のリンクが確保されるが、小歯車３１はシャフト８上で空転する。したがってシャフト８は、歯車１３と小歯車３３で構成される歯車機構を介してシャフト１０に連結される。
【００２４】
第２機械７のシャフト９は、車輪５のシャフト４または第１太陽歯車１７に連結することができる。この目的のため、伝達装置１は第２切り換え装置３６を含む。この第２装置３６は、小歯車３７、３８ならびにモノブロックの第３ジョークラッチ３９を含む。
【００２５】
シャフト９が車輪５のシャフト４に連結されるとき、第３ジョークラッチ３９により小歯車３７とシャフト９との間のリンクが確保されるが、小歯車３８はシャフト９上で空転する。このときシャフト９は特に小歯車３７、クラウン歯車２０および出力シャフト１４を介してシャフト４に連結される。シャフト９が第１太陽歯車１７に連結されるときは、ジョークラッチ３９により小歯車３８とシャフト９との間のリンクが確保されるが、小歯車３７はシャフト９上で空転する。このときシャフト９は、小歯車３８と歯車４０で構成される歯車機構と、歯車４０を太陽歯車１７に連結する中空シャフト４７とを介して、第１太陽歯車１７に連結される。
【００２６】
変形形態では、第１装置３０はモノブロックジョークラッチを含み、シャフト８にのみ取り付けられる。変形形態では、第２装置３６が、シャフト９に取り付けられた２つの異なるジョークラッチを含む。
【００２７】
ジョークラッチ３４、３５、３９は、それらが取り付けられたシャフトによって回転駆動され、このシャフトに沿って直線移動することができる。一般的にジョークラッチは直流モータによって駆動されるフォークを介して直線移動される。
【００２８】
特定の実施形態においては、共通の遊星キャリア１８およびクラウン歯車２０は、フリーホイール機構（図示せず）を介してオイルポンプ４１に連結される。
【００２９】
変形形態では、シャフト８および９、入力シャフト１０、ならびに出力シャフト１４が歯車列１６の異なる要素に連結される。
【００３０】
図２ａ〜図２ｃは、種々の態様における伝達装置の動作を示す。より簡単にする目的から、これらの図においては、車輪５のシャフト４と出力シャフト１４は一体化しているものとみなす。図２ａは本発明による装置１の第１動作モードを示す。
【００３１】
この第１の動作モードでは、機械６のシャフト８は第２太陽歯車２２に連結される。そして第２機械７のシャフト９は車輪５のシャフト４に連結される。その結果、第１ジョークラッチ３４は小歯車３１の内部に係合され、第２ジョークラッチ３５は小歯車３３との係合から解放される。さらにジョークラッチ３９が小歯車３７の内部に係合されるが、小歯車３８との係合からは解放される。
【００３２】
歯車１３、ならびにシャフト１０上に空転取り付けされた小歯車３３は、車輪５のシャフト４に動力を伝達しないので破線で示してある。また、中空シャフト４７を介して相互に連結されている第１太陽歯車１７および歯車４０も、車輪５のシャフト４に動力を伝達しないので、同じく破線で示してある。
【００３３】
このように、この第１モードでは、機械６は、小歯車３１、歯車３２、シャフト４８、第２太陽歯車２２、第２遊星歯車２１．１および２１．２、第１遊星歯車１９．１、１９．２およびクラウン歯車２０を介して、車輪５のシャフト４と動力をやりとりすることができる。この機械７は、クラウン歯車２０および歯車２９を介して、車輪５のシャフト４と動力をやりとりすることができる。
【００３４】
第１動作モードは、ギア比が小さい場合に実行される。一例では、熱機関３の速度が１０００ｒｐｍに等しいとき、これらの比は０ｋｍ／ｈから１５ｋｍ／ｈの間に含まれる車両速度に相当する。したがってこの第１モードは通常は車両の走行開始時に用いられるが、車両の後退時に使用することもできる。
【００３５】
車輪のシャフト４によって駆動される小歯車３７の回転速度が、第１太陽歯車１７によって駆動される小歯車３８の回転速度よりも高くなると、伝達装置１は第２動作モードに移行する。
【００３６】
図２ｂはこの第２動作モードを示す。
【００３７】
この第２モードでは、前述と同様、第１機械６のシャフト８は第２太陽歯車２２に連結される。そして第２機械７のシャフト９は第１太陽歯車１７に連結される。したがってジョークラッチ３４は常に小歯車３１に係合しているが、ジョークラッチ３５は常に小歯車３３との係合から解放されている。ジョークラッチ３９は小歯車３８と係合しているが、小歯車３７との係合からは解放されている。
【００３８】
前述と同様、歯車１３、ならびにシャフト１０上に空転取り付けされた小歯車３３は、車輪５のシャフト４に動力を伝達しないので、破線で示してある。また、シャフト９に空転取り付けされた小歯車３７も、車輪５のシャフト４に動力を伝達しないので、同じく破線で示してある。
【００３９】
このように、この第２モードでは、機械６は、小歯車３１、歯車３２、シャフト４８、第２太陽歯車２２、第２遊星歯車２１．１および２１．２、第１遊星歯車１９．１、１９．２およびクラウン歯車２０を介して、車輪５のシャフト４と動力をやりとりすることができる。機械７は、小歯３８、歯車４０、シャフト４７、第１太陽歯車１７、第１遊星歯車１９．１、１９．２およびクラウン歯車２０を介して、車輪５のシャフト４と動力をやりとりすることができる。
【００４０】
この第２動作モードは、第１モードよりは大きいが第３モードよりは小さいギア比の場合に実行される。第２モードのギア比は、例えば熱機関の回転速度が１０００ｒｐｍの場合、１５ｋｍ／ｈから５０ｋｍ／ｈの間に含まれる車両速度に相当する。したがってこの第２モードは、通常は車両の走行開始後、前進しているときに用いられる。
【００４１】
第２太陽歯車２２によって駆動される小歯車３１の回転速度が、（減速比を別にして）入力シャフト１０の回転速度よりも高くなると、伝達装置１は第３動作モードに移行する。
【００４２】
図２ｃはこの第３動作モードを示す。
【００４３】
この第３モードでは、第１機械６のシャフト８は入力シャフト１０に連結される。そして第２機械７のシャフト９は第１太陽歯車１７に連結される。したがってジョークラッチ３４は小歯車３１との係合から解放され、ジョークラッチ３５が小歯車３３と係合する。ジョークラッチ３９は常に小歯車３８と係合しており、小歯車３７との係合からは解放されている。
【００４４】
シャフト８に空転取り付けされた小歯車３１、歯車３２、シャフト４８、第２太陽歯車２２、ならびに第２遊星歯車２１．２および２１．２は、車輪５のシャフト４に動力を伝達しないので、破線で示してある。また、シャフト９に空転取り付けされた小歯車３７も、動力を伝達しないので、同じく破線で示してある。
【００４５】
このように、この第３モードでは、第１機械６は、歯車１３、小歯車３３、シャフト１０、遊星キャリア１８およびクラウン歯車２０を介して、車輪５のシャフト４と動力をやりとりすることができる。第２機械７は、小歯３８、歯車４０、シャフト４７、第１太陽歯車１７、第１遊星歯車１９．１、１９．２およびクラウン歯車２０を介して、車輪５のシャフト４と動力をやりとりすることができる。
【００４６】
この第３動作モードは、第２モードより大きな変速比の場合に実行される。第３モードのギア比は、例えば５０ｋｍ／ｈを超える車両の速度に相当する。
【００４７】
もちろん、上で示した条件とは逆の条件の場合、本装置は第３モードから第２モードへ、また第２モードから第１モードへ移行することもできる。
【００４８】
３つの動作モードにおいて、車両が駆動段階にあるとき（機関が動力を車輪に供給しているとき）あるいは回収段階にあるとき（車輪が機関を駆動しているとき）、第１機械６は発電機（または機関）の役割を果たし、第２機械７は機関（または発電機）の役割を果たす。また、機械６および７に接続する電気バス（図示せず）にバッテリが接続されている場合、これら２つの機械６および７は同時に機関または発電機として働くことができる。
【００４９】
実際には、減速比を別にして、車輪５のシャフト４の回転速度が第１太陽歯車１７の回転速度に等しいとき、第１モードから第２モードに、あるいはその逆に切り換えが行われる。また、減速比を別にして、入力シャフト１０の回転速度が第１要素２２の回転速度に等しいとき、第２モードから第３モードに、あるいはその逆に切り換えが行われる。
【００５０】
さらに、第１動作モードから第２動作モードに、あるいはその逆に難なく切り換えるために、Ｒａｖｉｇｎｅａｕｘタイプの歯車列１６の比、すなわちより正確には２つの歯車列６５および６６の比を、シャフト９の回転速度が小歯車３７および３８ならびにジョークラッチ３９の回転速度と等しいときに第１機械６のシャフト８の回転速度が０になるように選択する。実際、電気系統内の動力はそのとき０であり、シャフト９に加えられるトルクも０である。したがってジョークラッチ３９は、小歯車３７との連結から小歯車３８との連結に、あるいはその逆の連結に容易に移行することができる。
【００５１】
同様に、第２モードから第３モードに、あるいはその逆に難なく切り換えるために、歯車列６５および６６の比を、シャフト８の回転速度が小歯車３１および３３ならびにジョークラッチ３４および３５の回転速度と等しいときにシャフト９の回転速度が０になるように選択する。実際、電気系統内の動力はそのとき０であり、シャフト８に加えられるトルクも０である。したがってジョークラッチ３５は容易に小歯車３３と係合することができ、ジョークラッチ３４は小歯車３１との係合から容易に解放することができ、またその逆の動作を行うことができる。
【００５２】
特定の実施形態においては、ジョークラッチ３３、３４および３９により、あるモードから別のモードへの連続的な切り換えが保証される。したがってジョークラッチ３９は、小歯車３７との連結から小歯車３８との連結に、あるいはその逆に移行するときにジョークラッチがこれらの小歯車３７および３８を同時にシャフト９に連結するような幾何形状を有する。したがって、モノブロックジョークラッチ３９は通常、２つの小歯車３７と３８の間の軸方向距離を上回る長さを有する。同様に、ジョークラッチ３４および３５はそれぞれ独立に、小歯車３１との連結から小歯車３３との連結に、あるいはその逆に移行するときにこれらの小歯車３１および３３を同時にシャフト８およびシャフト１０に連結するように制御される。
【００５３】
モードの選択は、ある所与の動力の場合に、熱機関３が常にその最適動作点、すなわち熱機関の消費量が最小となる点で動作するように行われる。この目的のため、伝達装置１はマイクロコントローラなどの制御ユニット５３（図１を参照のこと）を含み、この制御ユニットが、この熱機関３、電気機械６および７、ならびに切り換え装置３０および３６を制御する。
【００５４】
この制御ユニット５３は、マイクロプロセッサ５４、プログラムＰ１〜ＰＮを含むプログラムメモリ５５、データＤ１〜ＤＮを含むデータメモリ５６、ならびに入出力インターフェース５７を含み、これらはバス５８を介して相互に接続される。
【００５５】
インターフェース５７に供給される入力信号Ｉ１〜ＩＮは、例えば車輪のシャフト４に加えられるべき設定トルク、あるいは力センサ、速度センサ、加速度センサ．．．（図示せず）から返される測定値に相当する。データＤ１〜ＤＮは特に、熱機関３の瞬間消費量マップならびに電気機械６および７の効率マップに相当する。マイクロプロセッサ５４は、これらのデータＤ１〜ＤＮおよび入力信号Ｉ１〜ＩＮに応じて、出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯＴの送信を引き起こすプログラムＰ１〜ＰＮのうちの１つを実行する。これらの出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯＴは、それぞれ第１機械６、第２機械７、熱機関３を、これらの機構３、６および７が熱機関３の最小瞬間消費量に相当する動作点で動作するように制御する。ユニット５３が、最小消費量が低速ギア比に相当すると予測する場合、第１動作モードが実行される。反対に、ユニット５３が、最小消費量がより速いギア比に相当すると予測する場合は、その場合に応じて、第２モードまたは第３モードが実行される。
【００５６】
図３ａはＲａｖｉｇｎｅａｕｘタイプの歯車列１６の三次元部分断面図である。簡単にする目的から、クラウン歯車２０の外歯は図示していない。
【００５７】
この図は、歯車列１６が、第１太陽歯車１７と、第１遊星歯車１９．１と、クラウン歯車２０とを含む第１歯車列６５、及び、第２太陽歯車２２と、第２遊星歯車２１．１とを含む第２歯車列６６によって形成されることを明らかにしている。この第２歯車列６６はクラウンをもたない。
【００５８】
２つの歯車列６５、６６の遊星歯車１９．１および２１．１は共通の遊星キャリア１８に連結され相互に噛合する。より正確には、第１遊星歯車１９．１の軸２３は、この第１遊星歯車１９．１および共通の遊星キャリア１８に接触している。第２遊星歯車２１．１の軸２６は、この第２遊星歯車２１．１および共通の遊星キャリア１８に接触している。遊星キャリア１８は軸２３および２６を回転駆動する。遊星歯車１９．１は、軸２３周りで回転することができる。遊星歯車２１．１は、軸２６周りで遊星歯車１９．１とは反対の方向に回転することができる。
【００５９】
特定の実施形態においては、Ｒａｖｉｇｎｅａｕｘ歯車列１６はさらに、第１遊星歯車１９．１の軸２３が連結された円形フランジ６３を含む。
【００６０】
一般に、歯車列１６は、３つの第１遊星歯車１９．１および３つの第２遊星歯車２１．１を含む。
【００６１】
図３ｂは歯車列１６の変形実施形態を示す。この変形形態においては、第１歯車列６５はやはり、相互に噛合する太陽歯車１７、第１遊星歯車１９．１および１９．２ならびにクラウン歯車２０を含む。第２歯車列６６はやはり、相互に噛合する太陽歯車２２ならびに第２遊星歯車２１．１および２１．２を含む。
【００６２】
この変形形態においては、遊星歯車１９．１、１９．２、２１．１および２１．２はやはり、共通の遊星キャリア１８によって支承される。しかしながら、この場合は、第２遊星歯車２１．１および２１．２は固定され、第１遊星歯車１９．１および１９．２に連携している。さらに第１および第２遊星歯車が同軸である。
【００６３】
遊星歯車１９．１および２１．１の軸２３および２４はこの場合は一体化しており、共通の遊星キャリア１８および遊星歯車１９．１に同時に連結される。遊星歯車１９．１および２１．１は、軸２３および２４周りで回転することができる。
【００６４】
同様に、遊星歯車１９．２および２１．２の軸２５および２６は一体化しており、さらに共通の遊星キャリア１８および遊星歯車１９．２に同時に連結される。遊星歯車１９．２および２１．２は、軸２５および２６周りで回転することができる。
【００６５】
変形形態では、追加の結合要素を利用できるようにするために、遊星歯車２１．１、２１．２と噛合する第２クラウン歯車６４（第２歯車列６６のクラウン歯車）を残しておくことが可能である。したがってこの第２クラウン歯車６４により、第３電気機械を伝達装置１の内部に結合することが可能になる。変形形態では、歯車列１６は３以上の外サイクロイド歯車列で形成される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による伝達装置の略図である。
【図２ａ】第１動作モードにおける本発明による伝達装置の使用を示す図である。
【図２ｂ】第２動作モードにおける本発明による伝達装置の使用を示す図である。
【図２ｃ】第３動作モードにおける本発明による伝達装置の使用を示す図である。
【図３ａ】本発明による機械アセンブリの部分切断斜視図である。
【図３ｂ】本発明による機械アセンブリの側面図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【国際調査報告】
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