(57)【要約】【解決手段】  ハイブリッド電気自動車に備えられる動力伝達機構（２００）は，エンジン（２１０），第１の電気装置（２２０），第２の電気装置（２３０），及び少なくとも１つのドライブシャフト（２６０）を含む。前記第１の電気装置（２２０）及び前記第２の電気装置（２３０）は，軸方向磁束電気装置である。前記第１の電気装置（２２０）は，ジェネレータとして機能し，前記第２の電気装置（２３０）に電力を供給するために，前記エンジン（２１０）によって駆動させられるように配置される。前記第２の電気装置（２３０）は，モータとして機能し，前記少なくとも１つのドライブシャフト（２６０）を駆動させるために，電力を受け取るように配置される。前記動力伝達機構は，前記第１の電気装置（２２０）のロータと前記第２の電気装置（２３０）のロータの間で回転動力を伝達するために，それらの間を相互に係合させるための選択的に操作可能なクラッチ（２２５）を含む。
2011502863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド電気自動車に備えられる動力伝達機構であって，
前記動力伝達機構は，エンジン，第１の電気装置，第２の電気装置，及び少なくとも１つのドライブシャフトを含み，
前記第１の電気装置及び前記第２の電気装置は，軸方向磁束電気装置であり，
前記第１の電気装置は，ジェネレータとして機能し，前記第２の電気装置に電力を供給するために，前記エンジンによって駆動させられるように配置され，
前記第２の電気装置は，モータとして機能し，前記少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるために，電力を受け取るように配置され，
前記動力伝達機構は，前記第１の電気装置のロータと前記第２の電気装置のロータの間で回転動力を伝達するために，それらの間を相互に係合させるための，選択的に操作可能な相互係合手段を含む
動力伝達機構。
【請求項２】
前記相互係合手段は，前記２つのロータの間を機械的に連動させるための，選択的に操作可能な機械的連動装置である
請求項１に記載の動力伝達機構。
【請求項３】
前記相互係合手段は，前記２つのロータ間を電気的に連動させるための，選択的に操作可能な手段である
請求項１に記載の動力伝達機構。
【請求項４】
前記相互係合手段は，一のロータを，他のロータに連結する手段である
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達機構。
【請求項５】
前記相互係合手段は，クラッチである
請求項１から請求項４のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項６】
前記クラッチは，回転動力を伝達するために，摩擦力を利用する
請求項５に記載の動力伝達機構。
【請求項７】
前記クラッチは，回転力を伝達するために，電磁気力を利用する
請求項５に記載の動力伝達機構。
【請求項８】
前記クラッチは，電磁クラッチである
請求項７に記載の動力伝達機構。
【請求項９】
前記動力伝達機構は，前記第１の電気装置によって生成された電気エネルギーを蓄電し，蓄電された電気エネルギーを，モータとして機能する前記第２の電気装置へ供給するために配置された電気動力蓄電手段を含む
請求項１から請求項８のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項１０】
前記電気動力蓄電手段は，蓄電のために，電気エネルギーを化学エネルギーに変換する一又は複数の蓄電手段を含む
請求項９に記載の動力伝達機構。
【請求項１１】
前記蓄電手段は，一又は複数のバッテリーを含む
請求項１０に記載の動力伝達機構。
【請求項１２】
前記電気動力蓄電手段は，コンデンサのような，一又は複数の容量性記憶装置を含む
請求項９に記載の動力伝達機構。
【請求項１３】
前記コンデンサは，電気二重層コンデンサを含む
請求項１２に記載の動力伝達機構。
【請求項１４】
前記第１の電気装置は，ギアボックスなしで，前記エンジンと結合している
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項１５】
前記第２の電気装置は，ギアボックスなしで，前記少なくとも１つのドライブシャフトと結合している
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項１６】
ハイブリッド電気自動車の動力伝達機構に備えられたモータ／ジェネレータ機構であって，
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の第１の電気装置，第２の電気装置，及び相互係合手段を含む
モータ／ジェネレータ機構。
【請求項１７】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の動力伝達機構を含む
ハイブリッド電気自動車。
【請求項１８】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の動力伝達機構を操作する方法。
【請求項１９】
ある操作モードにおいて，
前記方法は，前記少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるために，前記相互係合手段が実質的に前記２つのロータの間を相互に係合させない状態で，前記第１の電気装置をジェネレータとして機能させ，第２の電気装置をモータとして機能させる工程を含む
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
他の操作モードにおいて，
前記方法は，前記２つのロータの間で回転動力を伝達するために，それらの間を相互に係合するように相互係合手段を操作する工程を含む
請求項１８又は請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
さらなる操作モードにおいて，
前記方法は，前記他の操作モードであり，
前記第１の電気装置及び／又は前記第２の電気装置は，前記少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるためにモータとして機能する
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１８から請求項２１のいずれかに記載の方法を実行するために，プログラムされた操作可能な電子処理装置。
【請求項２３】
請求項１８から請求項２１のいずれかに記載の方法を実行するための電子処理装置によって実行可能なコードを有するコンピュータプログラム。
【請求項２４】
請求項２３のプログラムを格納する記録担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ハイブリッド電気自動車の動力伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関エンジン，及び運転中に少なくとも自動車のホイールを補助するモータとして機能する電気装置の両方を備えるハイブリッド電気自動車は，より一般的になりつつある。これにより，少なくとも部分的に燃費が向上する。このような自動車の動力伝達機構（自動車を駆動させるための動力を伝達する構成要素の集合体）は，いくつかのレイアウトで構成することができる。例えば，ハイブリッド電気自動車に用いられる従来の動力伝達機構のレイアウトとしては，直列動力伝達機構及び並列動力伝達機構が知られている。
【０００３】
図１は，単純化した図式の直列動力伝達機構１０を示している。図１ついて言及すると，エンジン２０は，第1の電気装置３０のロータ（回転子）を回転させ，これをジェネレータ（発電機）として駆動させることができるように，第1の電気装置３０と機械的に結合している。第1の電気装置３０は，第２の電気装置４０をモータとして駆動させることができるように，第２の電気装置４０と機械的に結合している。第２の電気装置は，この装置のロータがトランスミッション（変速機）５０を駆動させるように，トランスミッション５０と機械的に結合している。トランスミッション５０は，ホイール（車輪）６０を駆動させることができるように，これらのホイール６０と機械的に結合している。直列動力伝達機構１０は，さらに，第１の電気装置３０の出力が装置３０の消費電力を超えた際には余剰電力を蓄電し，第１の電気装置３０の出力が第２の電気装置４０の必要消費電力を下回った際には蓄電された電力を供給するバッテリー（電池）７０を備えている。また，バッテリー７０は，第２の電気装置４０が回生制動のモータとして機能した際に，第２の電気装置４０により生成された電力を蓄電することとしてもよい。
【０００４】
図２は，単純化した図式の並列動力伝達機構１００を示している。図２について言及すると，エンジン１２０は，第1のクラッチ１３０及びドライブシャフト（駆動軸）１３５を介して，トランスミッション１４０と，機械的に結合している。トランスミッション１４０は，ホイール１５０と，機械的に結合している。また，ドライブシャフト１３５は，モータ／ジェネレータとして機能する電気装置１７０と機械的に結合する第２のクラッチと，機械的に結合している。モータ／ジェネレータ１７０は，ジェネレータとして機能する際にはバッテリー１８０に荷電し，モータとして機能する際にはバッテリー１８０を放電させるために，バッテリー１８０と接続されている。２つのクラッチ１３０，１６０は，選択的に，係合又は解放させ，以下のような状態とすることができる。
（a）  エンジン１２０が，ホイール１５０を駆動させ，バッテリー１８０に荷電するために，モータ／ジェネレータ１７０をジェネレータとして駆動させる状態。
（ｂ）  エンジン１２０及びモータ／ジェネレータ１７０が，モータとして機能し，バッテリー１８０を放電させ，ホイール１５０を駆動させる状態。
（ｃ）  モータ／ジェネレータ１７０だけが，ホイール１５０と連結し，モータとして機能し，ホイール１５０を駆動させる状態。
（ｄ）  モータ／ジェネレータ１７０だけが，ホイール１５０を連結し，回生制動においてジェネレータとして機能させるために，ホイールによって駆動させられる状態。
【０００５】
一方，直列動力伝達機構を組み込むハイブリッド電気自動車は，ある動作条件においては，効率性の改善を行う必要があり，動力不足となりがちである。これは，ホイールに伝達される動力がモータによって提供されることから，この自動車のパフォーマンスには，このモータの出力に応じた限界があるからである。
【０００６】
これとは対照的に，並列動力伝達機構を組み込んだハイブリッド電気自動車において，モータ／ジェネレータは，ホイールの駆動中にエンジンを補助するモータとしても機能しうる。従って，ホイールに伝達される動力が増加し，自動車のパフォーマンスも向上する。しかし，この設計では，ある動作条件においては，効率が悪くなる傾向にある。
【０００７】
このような事実に鑑みて，本発明は，ある点においては上記欠点を解消しつつも，ある点においては上記利点をそのまま維持することのできる，新しいレイアウトの動力伝達機構を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の第１の側面によると，ハイブリッド電気自動車に用いられる動力伝達機構が提供される。動力伝達機構は，エンジン，第１の電気装置，第２の電気装置，及び少なくとも１つのドライブシャフトを含む。第１の電気装置及び第２の電気装置は，軸方向磁束電気装置である。第１の電気装置は，ジェネレータとして機能し，第２の電気装置に電力を供給するために，エンジンによって駆動させられるように配置される。第２の電気装置は，モータとして機能し，少なくとも１つのドライシャフトを駆動させるために，電力を受け取るように配置される。また，動力伝達機構は，第１の電気装置のロータと第２の電気装置のロータ間を相互に係合させ，それらの間で回転動力を伝達するための，選択的に操作可能な相互係合手段を含む。
【０００９】
実質的に，第１及び第２の電気装置のロータの間が相互に係合しないように，相互係合手段を操作することにより，動力伝達機構は，直列ハイブリッド動力伝達機構として機能する。実質的に，第１及び第２の電気装置のロータの間が相互に係合するように，相互係合手段を操作することにより，実質的に，直接かつ機械的に，エンジンからホイールまでの駆動を達成することができる。
【００１０】
例えば，市街地における走行のように，頻繁に停止と発進を繰り返す状態で，ある速度の範囲内で動作するために，動力伝達機構が組み込まれた自動車が望ましい場合おいては，動力伝達機構を，直列動力伝達機構として機能させると，自動車の速度に関係なく，エンジンを最も効率的な若しくはそれに近い速度及び動力で機能させることができるという利点がある。第１及び第２の電気装置の間の電気的なリンク（連動装置），及びそれらのロータ間の全ての相互的な係合を解除することにより，効果的に，エンジンからホイールを分離させることができるため，この利点を達成することができる。
【００１１】
しかし，対照的に，例えば，速い速度で運転することが一般的な高速道路（米国英語では“ハイウェイ”）における走行においては，並列ハイブリッド動力伝達機構のような動力伝達機構に利点がある。電気装置間のロータを，実質的に，直接かつ機械的に相互係合させ，エンジンとホイール間のリンク（連動装置）を相互係合させるために，相互係合手段を操作する。これにより，機械的な動力を電気的動力に変換した後，機械的な動力に戻ることを回避することができる。また，効率性に関する損失をも回避することができる。さらに，高速道路における運転において，エンジンは，高速道路における走行においては，通常，より一定の速度及び出力で動作するので，ホイールにエンジンを結合しても，莫大な非効率性が発生することもない。また，一方又両方の電気装置を，ホイールの駆動中においてエンジンを補助するモータとして機能させることもできる。
【００１２】
軸方向磁束電気装置は，内燃機関エンジンの効率的な動作速度に近似した速度で，効率的に動作することができるため，特に有効であることが分かった。すなわち，軸方向磁束電気装置は，これらをエンジンに接続するためのギアボックス（変速機）なしで，効率的に用いることができる。従って，少なくとも，ある実施の形態においては，第１の電気装置を，ギアボックスなしで，エンジンと接続することとしてもよい。また，第２の電気装置を，ギアボックスなしで，エンジンと接続することとしてもよい。これらの間のギアボックスを省略することにより，運転中における，エンジンと，第１の電気装置及び／又は第２の電気装置の摩擦損失は，ギアボックスを設けた場合より低くなる。このように，ギアボックスの構成物品間の摩擦が，損失の原因となることが分かる。従って，動力伝達機構の効率性及びハイブリッド電気自動車の燃費効率は，向上する。
【００１３】
第２の電気装置を，それらの間のギアボックスなしで，少なくとも１つのドライブシャフトと接続することとしてもよい。従って，動力伝達装置の効率性及びハイブリッド電気装置の燃費効率は，さらに向上する。
【００１４】
さらに，軸方向磁束装置は，それらの軸方向長は短いので，本来ギアボックスが占めていた自動車内の空間を，占めることができると分かった。従って，軸方向磁束装置は，駆動系の構成物品を包装するという点において，簡便となる。
【００１５】
相互係合手段は，２つのロータ間を機械的に連結するための，選択的に操作可能な，機械的連動であってもよい。相互係合手段は，２つのロータ間を電気的に連動するために，選択的に機能してもよい。相互係合手段は，一方のロータを，他方のロータに連結するようなものであってもよい。相互係合手段は，クラッチであってもよい。クラッチは，回転動力を伝達する摩擦を利用するタイプであってもよい。クラッチは，回転動力を伝達する電磁気力を利用するタイプであってもよい。クラッチは，従来の摩擦クラッチであってもよい。クラッチは，電磁クラッチであってもよい。相互係合手段は，ギアボックスに用いられるような，分断可能な機械的連結であってもよい。
【００１６】
動力伝達機構は，第１の電気装置によって生成された電気エネルギーを蓄電し，蓄電された電気エネルギーを，モータとして機能する第２の電気装置に供給するために設けられた電気動力蓄電手段を，含むこととしてもよい。電気動力蓄電手段は，蓄電のために，電気エネルギーを化学エネルギーに変換するために設けられた，一又は複数の蓄電手段を含むこととしてもよい。蓄電手段は，一又は複数のバッテリーを含むこととしてもよい。電気動力蓄電手段は，コンデンサ（蓄電器）のような，一又は複数の容量性蓄電手段を含むこととしてもよい。コンデンサは，電気二重層コンデンサを含むこととしてもよい。
【００１７】
第１の電気装置のロータは，エンジンのクランクシャフト（クランク軸）に連結することとしてもよい。第２の電気装置のロータは，ギアボックスの入力シャフト（入力軸）に連結することとしてもよい。ギアボックスの出力シャフトは，少なくとも１つのドライブシャフトと連結する。クラッチは，第２の電気装置のロータとギアボックスの入力シャフトの間に，設けられることとしてもよい。また，動力伝達機構は，フライホイール（弾み車）を含むこととしてもよい。
【００１８】
エンジンは，内燃機関エンジンであってもよい。エンジンは，ガソリンエンジンであってもよい。エンジンは，ディーゼルエンジンであってもよい。
【００１９】
本発明の第２の側面によると，ハイブリッド電気自動車に用いられるモータ／ジェネレータ機構が提供され，この機構は，本発明第１の側面の第１及び第２の電気装置，及び相互係合手段を含む。
【００２０】
本発明の第３の側面によると，本発明第１の側面の動力伝達機構を含む自動車が，提供される。
【００２１】
本発明の第４の側面によると，本発明第１の側面の動力伝達機構を操作する方法が，提供される。
【００２２】
ある操作モードにおいて，この方法は，相互係合手段が実質的に２つのロータ間で係合しない状態で，少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるために，第１の電気装置をジェネレータとして，第２の電気装置をモータとして，操作する工程を含む。このモードは，通常，停止と発進を繰り返し，様々な速度で駆動する動力伝達機構を組み込んだ自動車が，市街地において運転されている期間に対応させることができる。
【００２３】
他の操作モードにおいて，この方法は，２つのロータ間で相互に係合させ，それらの間の回転動力を伝達するために，相互係合手段を操作する工程を含む。このモードは，高速道路を巡行している場合のような，自動車の速度が一定である期間に対応させることができる。
【００２４】
さらなる操作モードにおいて，この方法は，少なくとも１つのドライブシャフトを駆動するために第２の電気装置がモータとして機能する場合を除いて，前記他の操作モードであることとしてもよい。さらに，第１の電気装置を，モータとして機能させることとしてもよい。この又はそれぞれの電気装置は，このモードにおいて，電気動力蓄電手段から蓄電された電気エネルギーを引電することによって，モータとして機能することとしてもよい。この又はそれぞれの電気装置は，このモードにおいて，電気動力蓄電手段によって蓄電するための電気エネルギーを生成するために，ジェネレータとして機能することとしてもよい。このモードは，最大加速時のような，非常に高い負荷のかかる期間に対応することができる。
【００２５】
この方法は，２つのロータが，実質的に一定の速度で回転している又は共に安静状態である際に，２つのロータだけを相互に係合するために，相互係合手段を操作する工程を含む。従って，相互係合手段は，その入力と出力の間を，潤滑にする必要がない。
【００２６】
本発明の第５の側面によると，上記定義した方法を実行するため，プログラムがされ操作可能な電子処理装置が，提供される
【００２７】
本発明の第６の側面によると，上記定義した方法を実行するための電子処理装置によって実行可能なコードを有するコンピュータプログラムが提供される。
【００２８】
本発明の第７の側面によると，本発明第６の側面のプログラムを格納する記録担体が提供される。
【００２９】
この記録担体は，例えば，固体状の記憶手段や，磁気的又は光学的記憶手段のような物理的な記憶媒体であってもよい。また，例えば，フラッシュメモリ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，磁気記憶ディスク，又は光記憶ディスクのような記憶手段であってもよい。
【００３０】
以下，本発明の具体的な実施の形態について，添付した図面における例を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は，ハイブリッド電気自動車に用いられる従来の直列動力伝達機構を示す図である。
【図２】図２は，ハイブリッド電気自動車に用いられる従来の並列動力伝達機構を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る動力伝達機構を示す図である。
【発明の詳細な説明】
【００３２】
図３は，本発明の実施の形態に係る動力伝達機構２００のレイアウトの概略を示している。動力伝達機構２００は，ハイブリッド電気自動車（図示しない）に用いられる。この動力伝達機構は，様々な大きさやハイブリッド自動車やそのアプリケーション内に，又はそれらに組み込むことにより用いることができる。また，本発明の形態に係る自動車は，バンや約７．５トンのトラックであってもよい。また，このような自動車を，商品の配達のために用いられる一般的なタイプの商業用車両とすることとしてもよいことは当然である。
【００３３】
引き続き図３について言及すると，動力伝達機構２００は，ディーゼルエンジン２１０，第１の軸方向磁束電気装置２２０，相互連結手段２２５，第２の軸方向磁束電気装置２３０，従来のクラッチ２４０，従来のギアボックス２５０，ドライブシャフト２６０，及びホイール２７０を含む。
【００３４】
第１の軸方向磁束電気装置２２０は，電気装置２２０のロータが，電気装置２２０の固定子に対して相対的に回転するエンジン２１０のクランクシャフトと連結された状態で，エンジン２１０に取り付けられる。電気装置２２０は，エンジンブロック及び自動車シャシに相対的に固定される。第２の軸方向磁束電気装置２３０は，軸方向に隣接する第１の電気装置２２０に取り付けられる。また，第２の軸方向磁束電気装置は，その固定子と共に，エンジンブロック及び自動車シャシに相対的に取り付けられる。
【００３５】
電気的な結合（図示しない）は，第１の電気装置２２０と第２の電気装置２３０の間に提供される。これにより，前者は，後者の電源であるジェネレータとして用いることができる。従って，この電気的結合，及び第１の電気装置２２０と第２の電気装置２３０の制御操作を管理するための適切な電力供給機器（図示しない）が提供されるということを，当業者であれば理解することができる。本発明の実施の形態に係る方法によると，電子制御ユニット（ＥＣＵ）（図示しない）が，電力供給装置の制御操作に提供されるということがわかる。当業者は，このような電力供給装置及びＥＣＵに精通している。従って，これらの詳細な説明については省略する。図３には示されていないが，動力伝達機構２２０は，また，電気二重層コンデンサ形式において，動力貯蓄手段を含む。これは，第１の電気装置２２０及び第２の電気装置２３０と電気的に接続されている。従って，制御可能な充電及び放電は，電力供給装置及びＥＣＵによって制御される。
【００３６】
相互係合手段２２５は，電磁クラッチ２２５形式である。この電磁クラッチ２２５は，２つの電気装置２２０，２３０の間に取り付けられる。電磁クラッチ２２５の第１の回転部（図示しない）は，第１の電気装置２２０のロータに，機械的に連結されている。電磁クラッチ２２５の第１の回転部（図示しない）は，第１の電気装置２３０のロータに，機械的に連結されている。電磁クラッチ２２５は，その係合部が第１の回転部を第２の回転部に連結するように（すなわち，第１の電気装置２２０のロータを第２の電気装置２３０のロータに連結するように），かつ，非係合が２つのパーツ（すなわち，２つのロータ）を切り離すように，設けられる。電磁クラッチ２２５の操作は，ＥＣＵによって制御される。第１の電気装置２２０及び第２の電気装置２３０の軸方向の分離を最小限とするために，短い軸方向長の電磁クラッチ２２５とすることが好ましい。これにより，スペースを節約することができる。
【００３７】
従来のクラッチ２４０は，第２の電気装置２３０のロータをギアボックス２５０の入力シャフト（図示しない）に選択的に結合するために，第２の電気装置２３０と従来のギアボックス２５０の間に取り付けられる。この実施の形態において，従来のギアボックス２５０の枠体は，第２の電気装置２３０の固定子及び従来のギアボックス２５０の枠体に取り付けられる。この実施の形態において，従来のクラッチ２４０は及びギアボックス２５０は，ＥＣＵの制御下で自動的に操作される。一方，マニュアル操作のクラッチ及びギアボックスを，これらの代わりとして使用してもよい。
【００３８】
ギアボックス２５０は，従来の方法によって，ドライブシャフト２６０及びホイール２７０と連結される。
【００３９】
ＥＣＵは，本発明の実施の形態に係る動力伝達機構を操作する方法を実行するＥＣＵを機能させるコンピュータプログラムを実行するように機能する。本方法は，自動車の様々な運転状況に対応するいくつかのモードを含む。以下，この方法ついて説明する。
【００４０】
第１のモードは，市街地走行のような，自動車の通常の操作に対応するものであると考えることができる。このモードにおいて，自動車は，一定の速度の範囲内で頻繁に停止と発進を繰り返す状態で走行する。ホイールに対して極めて高い出力を行うことが通常必要とされないため，第２の電気装置２３０から，極めて高い出力が頻繁に要求されることもない。このモードにおいて，第１の電気装置２２０はジェネレータとして機能し，第２の電気装置２３０はモータとして機能する。前者は，後者に対して，電力を供給する。このモードにおいて，電磁クラッチ２２５は，係合されない。従って，２つの電気装置２２０，２３０の間で相互に係合されることがないため，エンジン２１０は，ホイール２７０から分離する。
【００４１】
この第１のモードでは，エンジンがホイールから分離するので，エンジンが最も効率的な又は少なくともこれに近い速度及び出力のまま維持されるという点において，利点がある。この分離は，エンジンとって最適な速度と出力をもたらし，自動車がどのような速度であっても，この効率性を維持することができる。従って，効率性は最適化される。一方，ホイール２７０に伝達される動力には，第２の電気装置２４０の出力による限界がある。このモードにおける自動車の操作において，これを適切なものとすることが望まれる。
【００４２】
第１のモードにおいて，要求される第２の電気装置２３０の出力が，第１の電気装置２２０から供給可能な電力以下であった場合，余剰の電力は，後の使用のために，電気二重層コンデンサ内に蓄電される。同様に，要求される第２の電気装置２３０の出力が，第１の電気装置２２０から供給可能な電力以上であった場合，電気二重層コンデンサは，不足分を補うために，放電する。
【００４３】
第２のモードは，自動車の走行が略一定速度であり，動力伝達機構から中出力が要求される期間に対応するものであると考えることができる。このような例の一つは，高速道路（米国英語でハイウェイ）を走行中の場合である。このモードにおいて，電磁クラッチ２５５は，係合している。上述したように，第１の電気装置２２０のロータが，第２の電気装置２３０のロータと連結されているため，これらは共回転する。このような場合に，ホイール２７０に伝達するための回転動力は，第１の電気装置２２０のロータ，電磁クラッチ２２５，及び第２の電気装置２３０を介して，エンジンから，従来のクラッチ２４０及びギアボックス２５０へ，直接伝達される。
【００４４】
従って，この第２のモードは，動力伝達機構が機械的エネルギーから電気的エネルギーへの変換に依存せず，第１のモードにおける場合と同様に機械的エネルギーへと戻るという点において利点がある。代わりに，直接的，実質的に機械的なリンクが存在する。エネルギーの変換が最小限であるため，効率性は最大化される。（このモードにおいては，自動車の速度が第１のモードより一定なので，エンジンをホイールに連結する効率性において損失がほとんどない点に注意すべきである。つまり，ホイールと連結する場合，エンジンは，一定の速度の近づく状態で，駆動する。）
【００４５】
第２のモードにおいて，第１の電気装置２２０は，電気二重層コンデンサに荷電するために，ジェネレータとして機能する。
【００４６】
第３のモードは，動力伝達機構から最大出力が要求される期間，又は高速道路を走行中に他の車を追い越すために加速した場合などのように付加的な出力が要求される，第２のモードで操作されている期間に，対応するものと考えることができる。このモードにおいて，電磁クラッチ２２５は，第２のモードにおける場合のように係合し，第２の電気装置２３０は，ホイール２７０の駆動においてエンジン２１０を補助するためにモータとして機能する。このモードにおいては，第１の電気装置２２０をジェネレータとして機能させず，第２の電気装置２３０には，電気二重層コンデンサの放電による電力供給を行うことが考えられる。さらに，動力伝達機構に対して付加的な回転動力を提供するため，第１の電気装置２２０も，電気二重層コンデンサの放電によってモータとして機能させることとしてもよい。
【００４７】
すでに上述したように，軸方向磁束電気装置が，本発明の実施の形態に係る動力伝達機構に用いられることが，特に好ましいことが分かっている。これは，軸方向磁束電気装置が，内燃機関エンジンの速度と同等の速度で，効率的に機能させることができるからである。従って，軸方向磁束電気装置は，これらをエンジンと連結するためのギアボックスなしで効率的に用いることができる。このことは，軸方向磁束電気装置２２０，２３０をエンジンに連結するためにギアボックスルを用いた場合に発生する損失を回避することによって，動力伝達機構の効率性を向上させる。
【００４８】
図示しない他の実施の形態において，動力伝達機構は，上記図３で言及した動力伝達機構２００と概ね同様のものが提供されるが，第２の電気装置２３０とドライブシャフト２６０の間のギアボックス２５０が設けられない点において異なっている。
【００４９】
また，軸方向磁束電気装置は，軸方向長が短いので，通常はギアボックスによって占領されている自動車のスペースを占めることができる。ここでは，ギアボックスを設ける必要がないからである。従って，上述したように，軸方向磁束装置は，結果として，駆動系部品の包装することを，簡便なものとする。
【００５０】
上記実施の形態において，軸方向磁束電気装置は，単一の回転するディスクロータが，２つのドーナツ形状の固定子の間に取り付けられたタイプであってもよい。ディスクロータは，周囲分散直列型において，取り付けられた複数の永久磁石を有するものであってもよい。巻かれた形状の固定子が，固定子上に形成される。このような電気装置の一例は，国際出願番号ＰＣＴ／ＧＢ２００７／００２５６０に開示されている。この内容は，参照することによって，ここに引用される。しかし，他の実施の形態において，他のタイプの軸方向磁束電気装置が，用いられることとしてもよい。例えば，第２の電気装置には，永久磁石が取り付けられていない誘導軸方向磁束電気装置が，ロータ上に取り付けられることとしてもよい。
【図１】
2011502863.tif 000003
【図２】
2011502863.tif 000004
【図３】
2011502863.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド電気自動車に備えられる動力伝達機構であって，
前記動力伝達機構は，エンジン，第１の軸方向磁束電気装置，第２の軸方向磁束電気装置，及び少なくとも１つのドライブシャフトを含み，
前記第１の電気装置は，前記第２の電気装置に電力を供給するためのジェネレータとして機能するために，前記エンジンによって駆動させられるように配置され，
前記第２の電気装置は，前記少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるためのモータとして機能するために，電力を受け取るように配置され，
前記動力伝達機構は，前記第１の電気装置のロータと前記第２の電気装置のロータの間で回転動力を伝達するために，それらの間を相互に係合させるための，選択的に操作可能な相互係合手段を含み，
前記エンジン，前記第１の電気装置，前記相互係合手段，前記第２の電気装置，及び前記少なくとも１つのドライブシャフトの各出力シャフトは，同軸である
動力伝達機構。
【請求項２】
前記相互係合手段は，前記２つのロータの間を機械的に連動させるための，選択的に操作可能な機械的連動装置である
請求項１に記載の動力伝達機構。
【請求項３】
前記相互係合手段は，前記２つのロータ間を電気的に連動させるための，選択的に操作可能な手段である
請求項１に記載の動力伝達機構。
【請求項４】
前記相互係合手段は，一のロータを，他のロータに連結する手段である
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達機構。
【請求項５】
前記相互係合手段は，クラッチである
請求項１から請求項４のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項６】
前記クラッチは，回転動力を伝達するために，摩擦力を利用する
請求項５に記載の動力伝達機構。
【請求項７】
前記クラッチは，回転力を伝達するために，電磁気力を利用する
請求項５に記載の動力伝達機構。
【請求項８】
前記クラッチは，電磁クラッチである
請求項７に記載の動力伝達機構。
【請求項９】
前記動力伝達機構は，前記第１の電気装置によって生成された電気エネルギーを蓄電し，蓄電された電気エネルギーを，モータとして機能する前記第２の電気装置へ供給するために配置された電気動力蓄電手段を含む
請求項１から請求項８のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項１０】
前記電気動力蓄電手段は，蓄電のために，電気エネルギーを化学エネルギーに変換する一又は複数の蓄電手段を含む
請求項９に記載の動力伝達機構。
【請求項１１】
前記蓄電手段は，一又は複数のバッテリーを含む
請求項１０に記載の動力伝達機構。
【請求項１２】
前記電気動力蓄電手段は，コンデンサのような，一又は複数の容量性記憶装置を含む
請求項９に記載の動力伝達機構。
【請求項１３】
前記コンデンサは，電気二重層コンデンサを含む
請求項１２に記載の動力伝達機構。
【請求項１４】
前記第１の電気装置は，ギアボックスなしで，前記エンジンと結合している
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項１５】
前記第２の電気装置は，ギアボックスなしで，前記少なくとも１つのドライブシャフトと結合している
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項１６】
ハイブリッド電気自動車の動力伝達機構に備えられたモータ／ジェネレータ機構であって，
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の第１の電気装置，第２の電気装置，及び相互係合手段を含む
モータ／ジェネレータ機構。
【請求項１７】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の動力伝達機構を含む
ハイブリッド電気自動車。
【請求項１８】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の動力伝達機構を操作する方法。
【請求項１９】
ある操作モードにおいて，
前記方法は，前記少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるために，前記相互係合手段が実質的に前記２つのロータの間を相互に係合させない状態で，前記第１の電気装置をジェネレータとして機能させ，第２の電気装置をモータとして機能させる工程を含む
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
他の操作モードにおいて，
前記方法は，前記２つのロータの間で回転動力を伝達するために，それらの間を相互に係合するように相互係合手段を操作する工程を含む
請求項１８又は請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
さらなる操作モードにおいて，
前記方法は，前記他の操作モードであり，
前記第１の電気装置及び／又は前記第２の電気装置は，前記少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるためにモータとして機能する
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１８から請求項２１のいずれかに記載の方法を実行するために，プログラムされた操作可能な電子処理装置。
【請求項２３】
請求項１８から請求項２１のいずれかに記載の方法を実行するための電子処理装置によって実行可能なコードを有するコンピュータプログラム。
【請求項２４】
請求項２３のプログラムを格納する記録担体。
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月14日(2010.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド電気自動車に備えられる動力伝達機構であって，
前記動力伝達機構は，エンジン，第１の軸方向磁束電気装置，第２の軸方向磁束電気装置，及び少なくとも１つのドライブシャフトを含み，
前記第１の電気装置は，前記第２の電気装置に電力を供給するためのジェネレータとして機能するために，前記エンジンによって駆動させられるように配置され，
前記第２の電気装置は，前記少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるためのモータとして機能するために，電力を受け取るように配置され，
前記動力伝達機構は，前記第１の電気装置のロータと前記第２の電気装置のロータの間で回転動力を伝達するために，それらの間を相互に係合させるための，選択的に操作可能な相互係合手段を含み，
前記エンジン，前記第１の電気装置，前記相互係合手段，前記第２の電気装置，及び前記少なくとも１つのドライブシャフトの各出力シャフトは，同軸である
動力伝達機構。
【請求項２】
前記相互係合手段は，前記２つのロータの間を機械的に連動させるための，選択的に操作可能な機械的連動装置である
請求項１に記載の動力伝達機構。
【請求項３】
前記相互係合手段は，前記２つのロータ間を電気的に連動させるための，選択的に操作可能な手段である
請求項１に記載の動力伝達機構。
【請求項４】
前記相互係合手段は，一のロータを，他のロータに連結する手段である
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達機構。
【請求項５】
前記相互係合手段は，クラッチである
請求項１から請求項４のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項６】
前記クラッチは，回転動力を伝達するために，摩擦力を利用する
請求項５に記載の動力伝達機構。
【請求項７】
前記クラッチは，回転力を伝達するために，電磁気力を利用する
請求項５に記載の動力伝達機構。
【請求項８】
前記クラッチは，電磁クラッチである
請求項７に記載の動力伝達機構。
【請求項９】
前記動力伝達機構は，前記第１の電気装置によって生成された電気エネルギーを蓄電し，蓄電された電気エネルギーを，モータとして機能する前記第２の電気装置へ供給するために配置された電気動力蓄電手段を含む
請求項１から請求項８のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項１０】
前記電気動力蓄電手段は，蓄電のために，電気エネルギーを化学エネルギーに変換する一又は複数の蓄電手段を含む
請求項９に記載の動力伝達機構。
【請求項１１】
前記蓄電手段は，一又は複数のバッテリーを含む
請求項１０に記載の動力伝達機構。
【請求項１２】
前記電気動力蓄電手段は，コンデンサのような，一又は複数の容量性記憶装置を含む
請求項９に記載の動力伝達機構。
【請求項１３】
前記コンデンサは，電気二重層コンデンサを含む
請求項１２に記載の動力伝達機構。
【請求項１４】
前記第１の電気装置は，ギアボックスなしで，前記エンジンと結合している
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項１５】
前記第２の電気装置は，ギアボックスなしで，前記少なくとも１つのドライブシャフトと結合している
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項１６】
ハイブリッド電気自動車の動力伝達機構に備えられたモータ／ジェネレータ機構であって，
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の第１の電気装置，第２の電気装置，及び相互係合手段を含む
モータ／ジェネレータ機構。
【請求項１７】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の動力伝達機構を含む
ハイブリッド電気自動車。
【請求項１８】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の動力伝達機構を操作する方法。
【請求項１９】
ある操作モードにおいて，
前記方法は，前記少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるために，前記相互係合手段が実質的に前記２つのロータの間を相互に係合させない状態で，前記第１の電気装置をジェネレータとして機能させ，第２の電気装置をモータとして機能させる工程を含む
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
他の操作モードにおいて，
前記方法は，前記２つのロータの間で回転動力を伝達するために，それらの間を相互に係合するように相互係合手段を操作する工程を含む
請求項１８又は請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
さらなる操作モードにおいて，
前記方法は，前記他の操作モードであり，
前記第１の電気装置及び／又は前記第２の電気装置は，前記少なくとも１つのドライブシャフトを駆動させるためにモータとして機能する
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１８から請求項２１のいずれかに記載の方法を実行するために，プログラムされた操作可能な電子処理装置。
【請求項２３】
請求項１８から請求項２１のいずれかに記載の方法を実行するための電子処理装置によって実行可能なコードを有するコンピュータプログラム。
【請求項２４】
請求項２３のプログラムを格納する記録担体。
【国際調査報告】
2011502863.tif 000006
2011502863.tif 000007