(57)【要約】  本発明は、車両用の推進デバイス（２）であって、燃焼機関（４）の出力シャフト（１４）と、ギアボックス（８）の入力シャフト（２７）と、固定子（２４）および回転子（２６）を備える電気機械（６）と、可動構成要素（１８、２０、２２）を備える遊星歯車機構（１０）とを備える推進デバイス（２）に関する。係止スリーブ（３８）が、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、第１の位置で、エンジン出力シャフト（１４）とギアボックス入力シャフト（２７）とが、遊星歯車機構（１０）を介して異なる速度で回転することを可能にされ、第２の位置で、係止スリーブ（３８）が遊星歯車機構（１０）を介してエンジン出力シャフト（１４）をギアボックス入力シャフト（２７）にしっかりと接続する。本発明はまた、そのような推進デバイス（２）を制御するための方法に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の推進デバイスであって、デバイス（２）が、燃焼機関（４）の出力シャフト（１４）と、ギアボックス（８）の入力シャフト（２７）と、固定子（２４）および回転子（２６）を備える電気機械（６）と、可動構成要素（１８、２０、２２）を備える遊星歯車機構（１０）とを備え、デバイス（２）がさらに係止スリーブ（３８）を備え、前記係止スリーブ（３８）が、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、前記第１の位置で、前記エンジン出力シャフト（１４）と前記ギアボックス入力シャフト（２７）とが、前記遊星歯車機構（１０）を介して異なる速度で回転することを可能にされ、前記第２の位置で、前記係止スリーブ（３８）が、前記遊星歯車機構（１０）を介して前記エンジン出力シャフト（１４）を前記ギアボックス入力シャフト（２７）にしっかりと接続する推進デバイスにおいて、前記電気機械の回転子（２６）が、前記遊星歯車機構の内歯車（２０）に接続されることを特徴とする推進デバイス。
【請求項２】
前記係止スリーブ（３８）がキー溝（６４）を設けられ、前記キー溝（６４）が、前記第１の位置で、前記遊星歯車機構（１０）の第１の可動構成要素（２０、２２）のキー溝（６６、６８）と係合し、前記第２の位置で、前記遊星歯車機構（１０）の第２の可動構成要素（２０、２２）にあるキー溝（６６、６８）とも係合することを特徴とする請求項１に記載の推進デバイス。
【請求項３】
前記係止スリーブ（３８）が、少なくとも１つの凹部（４２）を有し、前記第１の可動構成要素にある少なくとも１つのスピゴット（４０）が、前記凹部（４２）内に係合するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の推進デバイス。
【請求項４】
前記係止スリーブ（３８）にある前記少なくとも１つの凹部（４２、４４）が、軸方向の広がりを有することを特徴とする請求項３に記載の推進デバイス。
【請求項５】
前記係止スリーブ（３８）にある前記少なくとも１つの凹部（４２）が、前記凹部（４２）に形成された係止部分（７０）に前記少なくとも１つのスピゴット（４０）が挿入される時、および前記係止スリーブ（３８）と前記第２の可動構成要素（２０、２２）とが共通の回転軸（４８）の周りで回転する時に前記係止スリーブ（３８）が第２の位置に保たれるように構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の推進デバイス。
【請求項６】
前記第１の可動構成要素（２０、２２）が、前記電気機械の回転子（２６）に接続され、前記第２の可動構成要素（２０、２２）が、前記ギアボックス入力シャフト（２７）に接続されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の推進デバイス。
【請求項７】
前記第１の可動構成要素が内歯車（２０）であり、前記第２の可動構成要素が遊星歯車キャリア（２２）であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の推進デバイス。
【請求項８】
前記係止スリーブ（３８）が、第１の位置と第２の位置との間での移動中に、前記内歯車（２０）および前記遊星歯車キャリア（２２）に沿って軸方向にシフト可能であ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推進デバイス。
【請求項９】
前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記係止スリーブ（３８）を移動させるためにシフトフォーク（５３）が提供されることを特徴とする請求項８に記載の推進デバイス。
【請求項１０】
前記係止スリーブ（３８）が、前記第２の位置で前記内歯車（２０）の周縁および前記遊星歯車キャリア（２２）の周縁の一部を実質的に同心状に取り囲む環状スリーブの形態を取ることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の推進デバイス。
【請求項１１】
前記エンジン出力シャフト（１４）、前記電気機械の回転子（２６）、前記ギアボックス入力シャフト（２７）、および前記係止スリーブ（３８）が、共通の回転軸（４８）の周りで回転するように配置されることを特徴とする請求項１０に記載の推進デバイス。
【請求項１２】
制御ユニット（５５）が、特定の適切な動作状況では、前記電気機械（６）が貯蔵された電気エネルギーを使用して前記ギアボックス入力シャフト（２７）に駆動力を与えるように、および他の動作状況では、前記電気機械（６）が前記ギアボックス入力シャフト（２７）の運動エネルギーを使用して電気エネルギーを発生および貯蔵するように、前記電気機械（６）を制御するように適合されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の推進デバイス。
【請求項１３】
推進デバイスを制御するための方法であって、前記推進デバイスが、燃焼機関（４）の出力シャフト（１４）と、ギアボックス（８）の入力シャフト（２７）と、固定子（２４）および回転子（２６）を備える電気機械（６）と、可動構成要素（１８、２０、２２）を備える遊星歯車機構（１０）とを備える方法において、
ａ）前記エンジン（４）および前記電気機械（６）が、前記エンジン出力シャフト（１４）と前記ギアボックス入力シャフト（２７）との間に実質的にトルクのない状態が生成されるように制御されるステップと、
ｂ）前記エンジン出力シャフト（１４）と前記ギアボックス入力シャフト（２７）とが前記遊星歯車機構（１０）を介して異なる速度で回転される第１の位置から、前記係止スリーブ（３８）がキー溝（６６）によって前記遊星歯車機構の内歯車（２０）を前記遊星歯車キャリア（２２）にしっかりと接続する第２の位置に係止スリーブ（３８）が移動されることによって、前記エンジン出力シャフト（１４）と前記遊星歯車機構（１０）とが互いにしっかりと接続されるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記係止スリーブ（３８）が、シフトフォーク（５３）によって前記第１の位置から第２の位置に移動され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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の車両用の推進デバイスに関する。また、本発明は、請求項１３のプリアンブルに記載のそのような推進デバイスを制御するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車は、燃焼機関であることがある一次原動機と、電気機械であることがある二次原動機とによって動力供給することができる。電気機械は、電気エネルギーを貯蔵するための少なくとも１つのバッテリと、バッテリと電気機械との間の電気エネルギーの流れを調整するための調整機器とを装備される。したがって、電気機械は、車両の動作状態に応じて、電動機または発電機として代替的に動作することができる。車両が制動される時、電気機械は、電気エネルギーを発生し、次いでこの電気エネルギーは、バッテリに貯蔵される。貯蔵された電気エネルギーは、その後、車両の動作用のエネルギーとなる。
【０００３】
ギアボックス内でのギアチェンジプロセス中にエンジンからギアボックス入力シャフトを切断する従来のクラッチメカニズムの使用は、例えばクラッチメカニズムのディスクの温度上昇などの欠点を伴い、これは、より大きな燃料消費、およびクラッチディスクの摩耗を引き起こす。さらに、従来のクラッチメカニズムは、比較的重く、高価である。また、車両内の比較的大きな空間を占める。
【０００４】
エンジン出力シャフト、電気機械の回転子、およびギアボックス入力シャフトを遊星歯車機構に接続することで、従来のクラッチメカニズムをなくすことができる。車両の加速は、エンジンおよび電気機械からギアボックスに、さらにそこから車両の駆動輪に、より大きいトルクを送達する。エンジンと電気機械の両方が遊星歯車機構手段に接続されることは、エンジンと電気機械によって送達可能な最大トルクが、これらの原動機のうち他方よりも低い最大トルクを有するものによって制限されることを意味する。電気機械の最大トルクがエンジンの最大トルクよりも低い場合には、電気機械は、遊星歯車機構に十分な反力トルクを発生することができず、その結果、エンジンは、エンジンの最大トルクをギアボックスに、さらにそこから車両の駆動輪に伝達することができない。したがって、ギアボックスに伝送可能な最大トルクは、電気機械の動力によって制限される。特に、車両の強力な加速が望まれ、電気機械が十分な反力トルクを発生することができない時には、電気機械で望ましくない熱が発生される。
【０００５】
米国特許出願公開第２００３／００７８１２７Ａ１号は、遊星歯車機構に接続された燃焼機関および電動機を備える車両のための推進システムに言及している。遊星歯車機構の遊星歯車キャリアが、ギアボックスの入力シャフトに接続される。遊星歯車キャリアと遊星歯車機構の太陽歯車とは、スリーブによってしっかりと接続することができ、それにより、電気機械とギアボックス入力シャフトとが、固定回転ユニットとして回転することができる。
【０００６】
推進デバイスに利用可能な車両内の空間は限られていることが多い。推進デバイスが複数の構成要素、例えば燃焼機関、電気機械、ギアボックス、および遊星歯車機構を備える場合には、構成をコンパクトにする必要がある。このために、電気機械の寸法が小さいことが望ましく、これは、電気機械の動力および最大可能トルク発生量を制限する。
【０００７】
また、推進デバイスの構成要素は、信頼性が高く、動作安全性が高く、大きなトルクを伝達することができ、それと同時に小型で軽量である必要もある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、コンパクトな構造の車両推進デバイスを提案することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、信頼性が高く、動作安全性が高い車両推進デバイスを提案することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、小型で軽量であるトルク伝達構成要素を備える車両推進デバイスを提案することである。
【００１１】
これらの目的は、請求項１の特徴部に示される特徴によって特徴付けられる冒頭で述べた種類の推進デバイスによって達成される。
【００１２】
また、これらの目的は、請求項１３の特徴部に示される特徴によって特徴付けられる冒頭で述べた種類の推進デバイスを制御するための方法によって達成される。
【００１３】
係止スリーブが遊星歯車機構を介してエンジン出力シャフトをギアボックス入力シャフトにしっかりと接続することにより、車両の所望の加速を実現することが可能になり、それと同時に、電気機械の寸法および動力を制限することができ、その結果、寸法を制限されたコンパクトな推進デバイスが得られる。また、電気機械が発生することができる最大トルクを、エンジンによって発生することができる最大トルクよりも小さくすることができる。係止スリーブが遊星歯車機構を介してエンジン出力シャフトをギアボックス入力シャフトにしっかりと接続することにより、大きなトルクアームを実現することが可能になり、これは、係止スリーブおよびまた遊星歯車機構の構成要素を小型で軽量にすることができることを意味する。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、係止スリーブがキー溝を設けられ、キー溝が、第１の位置で、遊星歯車機構の第１の可動構成要素のキー溝と係合し、第２の位置で、遊星歯車機構の第２の可動構成要素にあるキー溝とも係合する。これにより、係止スリーブと遊星歯車キャリアとを小型で軽量にすることができるようになる。また、キー溝接続は、信頼性が高く、動作安全性が高いコンパクトな構成を実現することもできる。
【００１５】
さらなる実施形態によれば、係止スリーブは、少なくとも１つの凹部を有し、第１の可動構成要素にある少なくとも１つのスピゴットが、凹部内に係合するように構成される。凹部およびスピゴットは、第１の位置と第２の位置との間で係止スリーブを高い信頼性で移動させる。
【００１６】
さらなる実施形態によれば、係止スリーブにある少なくとも１つの凹部が、凹部に形成された係止部分に少なくとも１つのスピゴットが挿入され、係止スリーブと第２の可動構成要素とが共通の回転軸の周りで回転する時に、係止スリーブが第２の位置に保たれるように構成される。したがって、係止スリーブを第２の位置に保つのに必要なさらなる手段はなく、コンパクトな構成、高い信頼性、および高い動作安全性が得られる。
【００１７】
遊星歯車機構は、通常は、互いに対して回転するように配置された３つの構成要素、すなわち太陽歯車、遊星歯車キャリア、および内歯車を備える。太陽歯車および内歯車が有する歯の数を知ることにより、３つの構成要素の回転速度を動作中に求めることができる。本発明によれば、遊星歯車機構の構成要素の１つが、エンジンの出力シャフトに接続される。したがって、遊星歯車機構のこの構成要素は、エンジン出力シャフトの速度に対応する速度で回転する。遊星歯車機構の第２の構成要素は、ギアボックスの入力シャフトに接続される。したがって、遊星歯車機構のこの構成要素は、ギアボックス入力シャフトと同じ速度で回転する。遊星歯車機構の第３の構成要素は、電気機械の回転子に接続される。したがって、遊星歯車機構のこの構成要素は、直接接続される場合には電気機械の回転子と同じ速度で回転する。あるいは、ある歯車比を有する伝動機構を介して電気機械を遊星歯車機構の第３の構成要素に接続することができ、この場合、電気機械と遊星歯車機構の第３の構成要素とが異なる速度で回転することができる。電気機械の速度は、無段式に調整することができる。ギアボックス入力シャフトに所望の速度が与えられる動作状況では、制御ユニットは、エンジンの速度の知識を使用して、ギアボックス入力シャフトが所望の速度で動作するために第３の構成要素を駆動させなければならない速度を計算する。制御ユニットは電気機械を作動させ、それにより、電気機械は、計算された速度を第３の構成要素に与え、したがって所望の速度をギアボックス入力シャフトに与える。
【００１８】
本発明のさらなる利点は、以下に述べる詳細な説明で示す。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照しながら例として以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による推進デバイスを備える車両の側面図である。
【図２】係止スリーブが第１の位置にある状態での、本発明による推進デバイスの断面図である。
【図３】係止スリーブが第２の位置にある状態での、本発明による推進デバイスの断面図である。
【図４】本発明による係止スリーブの斜視図である。
【図５】本発明による係止スリーブにある凹部の詳細図である。
【図６】本発明による推進デバイスを制御するための方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明による推進デバイス２を設けられた車両１の側面図である。燃焼機関４が、遊星歯車機構１０を介して電気機械６およびギアボックス８に接続される。また、ギアボックスは、車両の駆動輪１２に接続される。
【００２２】
図２は、本発明による推進デバイス２の断面図である。遊星歯車機構１０は、太陽歯車１８、内歯車２０、および遊星歯車キャリア２２の形態での可動構成要素を備える。図示される実施形態では、太陽歯車１８がエンジン出力シャフト１４に接続されて、複合ユニットを形成する。エンジン出力シャフト１４を内歯車２０または遊星歯車キャリア２２に接続することも可能である。その場合、太陽歯車１８は、電気機械６またはギアボックス８に接続される。これにより、エンジン４、電気機械６、またはギアボックス８に遊星歯車機構１０のどの構成要素が接続されるかに応じて、異なる歯車比が得られる。
【００２３】
電気機械６は、固定子２４と回転子２６とを備える。固定子は、車両にしっかりと接続され、したがって回転しない。回転子は、遊星歯車機構の内歯車２０に接続され、したがって固定子に対して回転することができる。図示される実施形態の例では、内歯車２０と電気機械の回転子２６とが複合ユニットを形成するが、内歯車２０と電気機械の回転子２６を、互いに接続された別個のユニットにすることもできる。
【００２４】
ギアボックス８の入力シャフト２７は、遊星歯車キャリアに接続され、遊星歯車キャリアは、遊星歯車２８と呼ばれるいくつかのギアホイールを備え、遊星歯車２８は、例えば転がり軸受３６によって遊星歯車キャリアに支承される。図示される実施形態では、太陽歯車１８は、同様に、転がり軸受３７によって遊星歯車キャリアに支承される。遊星歯車２８の歯３０は、太陽歯車１８および内歯車２０のそれぞれの歯３２、３４に係合する。
【００２５】
エンジン制動中、運転者は、車両のアクセルペダル（図示せず）を離す。すると、ギアボックス入力シャフト２７が電気機械６を駆動させ、それと同時に、エンジン４と電気機械６がエンジン制動を加える。この状況で、電気機械６は電気エネルギーを発生し、次いでこの電気エネルギーが車載バッテリ５０に貯蔵される。この動作状態は、回生制動と呼ばれる。したがって、電気機械６は発電機として働き、そのように動作する際、ギアボックス８からのトルクに対して逆トルクを及ぼし、車両を制動させる。これは、ギアボックスが駆動輪に接続されているからである。
【００２６】
車両１の加速中には、エンジン４および電気機械６からギアボックス８に、さらにそこから車両の駆動輪１２に、より大きいトルク量が送達されなければならない。エンジンと電気機械がどちらも遊星歯車機構１０に接続されるので、エンジン４と電気機械６によって送達可能な最大トルクは、これらの原動機４、６のうち他方よりも低い最大トルクを有するものによって制限される。電気機械の最大トルクがエンジンの最大トルクよりも低い場合には、電気機械は、遊星歯車機構に十分な反力トルクを発生することができず、その結果、エンジンは、エンジンの最大トルクをギアボックスに、さらにそこから駆動輪に伝達することができない。したがって、ギアボックスに伝送可能な最大トルクは、電気機械の動力によって制限される。特に、車両の強力な加速が望まれ、電気機械が十分な反力トルクを発生することができない時には、電気機械で望ましくない熱が発生される。
【００２７】
遊星歯車機構１０を介して係止スリーブ３８によってエンジン出力シャフト１４をギアボックス入力シャフト２７に接続することにより、車両の望ましい加速を実現することができるようになり、同時に、電気機械の寸法および動力を制限し、その結果、制限された寸法を有するコンパクトな推進デバイス２が得られる。また、これは、電気機械が発生することができる最大トルクが、エンジンによって発生することができる最大トルクよりも低くてもよいことを意味する。
【００２８】
係止スリーブ３８は、第１の位置と第２の位置との間で移動可能である。第１の位置では、エンジン出力シャフト１４とギアボックス入力シャフト２７とが、遊星歯車機構１０を介して異なる速度で回転される。その第２の位置では、係止スリーブ３８は、遊星歯車機構１０を介してエンジン出力シャフト１４をギアボックス入力シャフト２７にしっかりと接続する。
【００２９】
係止スリーブ３８は、キー溝６４を設けられ、キー溝６４は、第１の位置では、内歯車２０にあるキー溝６６と係合する。第２の位置で、係止スリーブのキー溝６４は、遊星歯車キャリアにあるキー溝６８とも係合することができる。係止スリーブは、内歯車の周縁の一部４７と遊星歯車キャリアの周縁の一部４９とを実質的に同心状に取り囲むことができる環状スリーブの形態を取る。キー溝６４は、係止スリーブの内周縁にあり、軸方向の広がりを有し、この軸方向の広がりにより、キー溝６４は、内歯車２０にあるキー溝と遊星歯車キャリア２２にあるキー溝とに同時に係合できるようになる。内歯車に設けられるキー溝６６は、好ましくは、内歯車の外周縁にある。遊星歯車キャリアに設けられるキー溝６８は、好ましくは、遊星歯車キャリアの外周縁にある。その結果、係止スリーブによるトルクの伝送のための大きなトルクアームが得られる。
【００３０】
エンジン出力シャフト１４、電気機械の回転子２６、ギアボックス入力シャフト２７、および係止スリーブ３８は、共通の回転軸４８の周りで回転するように配置される。
【００３１】
係止スリーブ３８は、第１の位置と第２の位置との間で移動する時に、内歯車２０の周縁と遊星歯車キャリア２２の周縁とに沿って軸方向にシフト可能である。第１の位置と第２の位置との間で係止スリーブを移動させるためにシフトフォーク５３が提供される。シフトフォークは、係止スリーブの外周縁に設けられた溝６２内に延びる。シフトフォークは、好ましくは、圧縮空気源５６に接続された空気圧シリンダ５４によって制御される。空気圧シリンダは、ピストンロッド５７を有し、ピストンロッド５７にシフトフォークが取り付けられる。
【００３２】
係止スリーブ３８を第１の位置から第２の位置にシフトして移動させるために、エンジン４および電気機械６は、エンジン出力シャフト１４と遊星歯車機構１０との間でトルクのない状態が生成されるように制御される。これは、制御ユニット５５の使用を伴い、制御ユニット５５はまた、特定の適切な動作状況では、電気機械６が貯蔵された電気エネルギーを使用してギアボックス入力シャフト２７に駆動力を提供し、他の動作状況では、電気機械６がギアボックス入力シャフトの運動エネルギーを使用して電気エネルギーを発生して貯蔵するように適合される。したがって、制御ユニット５５は、エンジン出力シャフトとギアボックス入力シャフトとの間でトルクのない状態が生成されるようにエンジンおよび電気機械を制御するための基礎として、エンジン出力シャフト１４、ギアボックス入力シャフト２７、および電気機械の回転子２６の回転速度および／またはトルクを監視する。トルクのない状態が実現されると、制御ユニットが圧縮空気源５６を作動させて、ライン５８を通して空気圧シリンダ５４に圧縮空気を供給し、それによりシリンダがフォーク５３によって係止スリーブを押すことによって、係止スリーブ３８が第２の位置にシフトされて移動される。制御ユニット５５は、エンジン４、ギアボックス８、電気機械６、および圧縮空気源５６に、導体６０を介して接続される。したがって、制御ユニットは、係止スリーブ３８の移動を制御する。また、圧縮空気源用の別個の制御ユニットを提供することも可能である。
【００３３】
したがって、制御ユニット５５は、係止スリーブ３８を制御するように、また、電気機械６が電動機として動作する時および発電機として動作する時を決定するように適合される。これを決定するために、制御ユニットは、上述した適切な動作パラメータから、電流情報を受け取ることができる。制御ユニットは、この目的に適したソフトウェアを備えるコンピュータでよい。また、制御ユニットは、バッテリ５０と電気機械の固定子２４との間の電気エネルギーの流れも制御する。電気機械が電動機として動作する時には、貯蔵された電気エネルギーがバッテリから固定子に供給される。電気機械が発電機として動作する時には、電気エネルギーが固定子からバッテリに供給される。
【００３４】
図３は、係止スリーブ３８が第２の位置にある状態での本発明による推進デバイス２の断面図であり、エンジン出力シャフト１４とギアボックス入力シャフト２７とが、遊星歯車機構１０を介して係止スリーブによって互いにしっかりと接続されている。係止スリーブのこの移動を可能にするために、制御ユニット５５は、まず、図２に関して上で説明したように、エンジン出力シャフト１４とギアボックス入力シャフト２７との間にトルクのない状態が生成されるようにエンジンおよび電気機械を制御する。
【００３５】
車両が所望の速度まで加速されると、係止スリーブ３８が第１の位置に戻されるようにシフトフォーク５３が制御される。同時に、エンジンおよび電気機械は、制御ユニット５５によって、エンジン出力シャフト１４とギアボックス入力シャフト２７との間にトルクのない状態が生成されるように制御される。トルクのない状態が実現されると、係止スリーブが第１の位置にシフトされて移動される。係止スリーブが第１の位置に戻されると、エンジンと電気機械の両方によって車両に動力供給することができる。
【００３６】
図４は、本発明による係止スリーブ３８の斜視図である。この係止スリーブ３８は、内周にキー溝６４を有する環状スリーブの形態を取る。また、この図は、スリーブの外周縁にシフトフォークのために設けられた溝６２も示す。スリーブの内周面には少なくとも１つの凹部４２が設けられ、内歯車の外周縁にある少なくとも１つのスピゴット４０が、図２および図３に示されるように凹部４２内に係合されるように構成される。図４では、３つの凹部４２がスリーブの周面に等間隔で配置される。スピゴット４０は、内歯車２０の周縁で、数および間隔が対応しなければならない。凹部４２は、軸方向の広がりを有し、スピゴット４０が凹部４２の係止部分７０に挿入される時に係止スリーブが第２の位置に保たれるように構成される。
【００３７】
図５は、本発明による係止スリーブ３８にある凹部４２の詳細図である。この凹部は、スリーブの軸方向の広がり内に延びる。凹部には、実質的に平行な向かい合う第１の壁面７４を有する細長い部分７２が設けられ、第１の壁面７４は、スピゴット４０の直径と、キー溝接続６４、６６、６８での遊びとのどちらよりも大きい距離にわたって離隔されている。したがって、第１の位置では、スピゴット４０が凹部４２の第１の壁面７４に当接して擦れないようにする。細長い部分７２は係止部分７０につながり、係止部分７０は、互いに向かい合わせに、ある距離だけ離して位置された壁面７６を有し、また、係止部分７０は、スピゴット４０の半径に実質的に対応する半径を有する。係止部分の第２の壁面７６の間の距離は、スピゴット４０の直径よりも大きい。係止部分は、スリーブの軸方向でスピゴット４０が係止部分の中心７９にある時にフォーク５３がスリーブの外側溝６２に当接しないように、係止スリーブのキー溝６４に対して位置される。凹部４２の細長い部分７２は、係止スリーブ３８のキー溝６４と、凹部４２の係止部分７０との間に位置される。
【００３８】
係止スリーブ３８が第１の位置から第２の位置に移動される時、まず、エンジン４および電気機械６が、内歯車２０と遊星歯車キャリア２２との間で実質的にトルクのない状態が生じるように制御される。次いで、圧縮空気シリンダ５４が動作され、それにより、フォーク５３が係止スリーブを移動させる。したがって、凹部４２は、係止スリーブの軸方向で、スピゴット４０が係止スリーブのキー溝６４に最も近い位置から、スピゴットが係止部分７０の中心に近い位置に移動される。係止スリーブのキー溝６４が遊星歯車キャリアのキー溝６８と係合すると、スリーブにトルクが生じ、スリーブの円周方向での力、すなわち凹部４２の広がりに垂直な力を生み出す。次いで、係止部分の第２の壁面７６がスピゴットの外周面に接触し、したがってスピゴットが係止部分内で中心を合わされる。したがって、凹部４２の第２の壁面７６の構成によりスピゴット４０が自動的に適正な位置を取るので、フォーク５３がスリーブ３８を適正な位置に正確に移動させることは重要でない。係止スリーブの軸方向でスピゴットが係止部分７０の中心７９にある時、フォークは、係止スリーブの外側溝６２に当接せず、したがって、これらの構成要素の間で摩擦は生じない。しかし、係止スリーブの円周方向では、フォークが係止スリーブの外側溝６２に当接するのを防止するためにスピゴットが係止部分内で中心を合わされる必要はない。
【００３９】
係止スリーブ３８を第２の位置から第１の位置に軸方向で移動させることができるように、エンジン４と電気機械６は、内歯車２０と遊星歯車キャリア２２との間で実質的にトルクのない状態が生じるように制御される。トルクのない状態で、凹部４２の係止部分７０は、スピゴット４０から離れることができ、その結果、フォーク５３によって係止スリーブを軸方向に移動させることができる。
【００４０】
図６は、本発明による推進デバイス２を制御するための方法を示す流れ図である。本発明による方法は、以下のステップによって特徴付けられる。
ａ）エンジン４および電気機械６が、エンジン出力シャフト１４とギアボックス入力シャフト２７との間に実質的にトルクのない状態が生成されるように制御されるステップと、
ｂ）エンジン出力シャフト１４とギアボックス入力シャフト２７とが遊星歯車機構１０を介して異なる速度で回転される第１の位置から、係止スリーブが遊星歯車機構を介してエンジン出力シャフトをギアボックス入力シャフトにしっかりと接続する第２の位置に係止スリーブ３８が移動されることによって、エンジン出力シャフト１４と遊星歯車機構１０とが互いにしっかりと接続されるステップ。
【００４１】
上で言及した構成要素および上述した特徴は、上述した様々な実施形態を組み合わせた本発明の範囲内にあることがある。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年7月19日(2013.7.19)
【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】
車両用の推進デバイスであって、デバイス（２）が、燃焼機関（４）の出力シャフト（１４）と、ギアボックス（８）の入力シャフト（２７）と、固定子（２４）および回転子（２６）を備える電気機械（６）と、可動構成要素（１８、２０、２２）を備える遊星歯車機構（１０）とを備え、デバイス（２）がさらに係止スリーブ（３８）を備え、前記係止スリーブ（３８）が、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、前記第１の位置で、前記係止スリーブが前記遊星歯車機構（１０）の第１の可動構成要素（２０、２２）と係合し、前記エンジン出力シャフト（１４）と前記ギアボックス入力シャフト（２７）とが、前記遊星歯車機構（１０）を介して異なる速度で回転することを可能にされ、前記第２の位置で、前記係止スリーブ（３８）が前記遊星歯車機構（１０）の第２の可動構成要素（２０、２２）と係合し、その結果、前記遊星歯車機構（１０）を介して前記エンジン出力シャフト（１４）を前記ギアボックス入力シャフト（２７）にしっかりと接続する推進デバイスにおいて、前記電気機械の回転子（２６）が、前記遊星歯車機構の内歯車（２０）に接続されること、および前記第１の可動構成要素（２０、２２）が前記電気機械の回転子（２６）に接続され、さらに前記第２の可動構成要素（２０、２２）が前記ギアボックス入力シャフト（２７）に接続されることを特徴とする推進デバイス。
【請求項２】
前記係止スリーブ（３８）がキー溝（６４）を設けられ、前記キー溝（６４）が、前記第１の位置で、前記遊星歯車機構（１０）の前記第１の可動構成要素（２０、２２）のキー溝（６６、６８）と係合し、前記第２の位置で、前記遊星歯車機構（１０）の前記第２の可動構成要素（２０、２２）にあるキー溝（６６、６８）とも係合することを特徴とする請求項１に記載の推進デバイス。
【請求項３】
前記係止スリーブ（３８）が、少なくとも１つの凹部（４２）を有し、前記第１の可動構成要素にある少なくとも１つのスピゴット（４０）が、前記凹部（４２）内に係合するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の推進デバイス。
【請求項４】
前記係止スリーブ（３８）にある前記少なくとも１つの凹部（４２、４４）が、軸方向の広がりを有することを特徴とする請求項３に記載の推進デバイス。
【請求項５】
前記係止スリーブ（３８）にある前記少なくとも１つの凹部（４２）が、前記凹部（４２）に形成された係止部分（７０）に前記少なくとも１つのスピゴット（４０）が挿入される時、および前記係止スリーブ（３８）と前記第２の可動構成要素（２０、２２）とが共通の回転軸（４８）の周りで回転する時に前記係止スリーブ（３８）が第２の位置に保たれるように構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の推進デバイス。
【請求項６】
前記第１の可動構成要素が前記内歯車（２０）であり、前記第２の可動構成要素が遊星歯車キャリア（２２）であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の推進デバイス。
【請求項７】
前記係止スリーブ（３８）が、第１の位置と第２の位置との間での移動中に、前記内歯車（２０）および前記遊星歯車キャリア（２２）に沿って軸方向にシフト可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の推進デバイス。
【請求項８】
前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記係止スリーブ（３８）を移動させるためにシフトフォーク（５３）が提供されることを特徴とする請求項７に記載の推進デバイス。
【請求項９】
前記係止スリーブ（３８）が、前記第２の位置で前記内歯車（２０）の周縁および前記遊星歯車キャリア（２２）の周縁の一部を実質的に同心状に取り囲む環状スリーブの形態を取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推進デバイス。
【請求項１０】
前記エンジン出力シャフト（１４）、前記電気機械の回転子（２６）、前記ギアボックス入力シャフト（２７）、および前記係止スリーブ（３８）が、共通の回転軸（４８）の周りで回転するように配置されることを特徴とする請求項９に記載の推進デバイス。
【請求項１１】
制御ユニット（５５）が、特定の適切な動作状況では、前記電気機械（６）が貯蔵された電気エネルギーを使用して前記ギアボックス入力シャフト（２７）に駆動力を与えるように、および他の動作状況では、前記電気機械（６）が前記ギアボックス入力シャフト（２７）の運動エネルギーを使用して電気エネルギーを発生および貯蔵するように、前記電気機械（６）を制御するように適合されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の推進デバイス。
【請求項１２】
推進デバイスを制御するための方法であって、前記推進デバイスが、燃焼機関（４）の出力シャフト（１４）と、ギアボックス（８）の入力シャフト（２７）と、固定子（２４）および回転子（２６）を備える電気機械（６）と、可動構成要素（１８、２０、２２）を備える遊星歯車機構（１０）とを備える方法において、
ａ）前記エンジン（４）および前記電気機械（６）が、前記エンジン出力シャフト（１４）と前記ギアボックス入力シャフト（２７）との間に実質的にトルクのない状態が生成されるように制御されるステップと、
ｂ）前記エンジン出力シャフト（１４）と前記ギアボックス入力シャフト（２７）とが前記遊星歯車機構（１０）を介して異なる速度で回転される第１の位置から、前記係止スリーブ（３８）がキー溝（６６）によって前記遊星歯車機構の内歯車（２０）を前記遊星歯車キャリア（２２）にしっかりと接続する第２の位置に係止スリーブ（３８）が移動されることによって、前記エンジン出力シャフト（１４）と前記遊星歯車機構（１０）とが互いにしっかりと接続されるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記係止スリーブ（３８）が、シフトフォーク（５３）によって前記第１の位置から第２の位置に移動されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【国際調査報告】
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