(57)【要約】  本発明は、駆動シャフト（４）を備えた燃焼エンジン（ＶＭ）と、ローター（６）を備えた、モーター及び発電機として動作可能な電気機械（ＥＭ）と、二つのインプットシャフト（ＧＥ１，ＧＥ２）と一つのアウトプットシャフト（ＧＡ）を備えた多段変速機（７）と、ディファレンシャル装置（８）とを有する自動車のハイブリッド式パワートレインであって、インプットシャフトの中の少なくとも一つ（ＧＥ１）が、それに割り付けられたカットアウトクラッチ（Ｋ）を介して、駆動シャフト（４）と接続することが可能であり、二つのインプットシャフト（ＧＥ１，ＧＥ２）が、割り付けを切り換えられる異なる変速比の変速歯車セットとそれぞれに割り付けられた変速クラッチとを介して、アウトプットシャフト（ＧＡ）と選択的に接続することが可能であり、ディファレンシャル装置（８）が、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）上に同軸に配置された簡単な遊星歯車装置（９）として構成されており、その遊星歯車装置は、リングギヤ（Ｈ）が一方のインプットシャフト（ＧＥ１）と回転しない形で接続されており、プラネタリキャリヤ（ＰＴ）が他方のインプットシャフト（ＧＥ２）と回転しない形で接続されており、サンギヤ（Ｓ）がローター（６）と動力を断続可能な形で接続されているハイブリッド式パワートレインに関する。
2010513107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動シャフト（４）を備えた燃焼エンジン（ＶＭ）と、ローター（６）を備えた、モーター及び発電機として動作可能な電気機械（ＥＭ）と、二つのインプットシャフト（ＧＥ１，ＧＥ２）と一つのアウトプットシャフト（ＧＡ）を備えた多段変速機（７）と、ディファレンシャル装置（８）とを有する自動車のハイブリッド式パワートレインであって、インプットシャフトの中の少なくとも一つ（ＧＥ１）が、それに割り付けられたカットアウトクラッチ（Ｋ）を介して、駆動シャフト（４）と接続することが可能であり、二つのインプットシャフト（ＧＥ１，ＧＥ２）が、割り付けを切り換えられる異なる変速比の変速歯車セットとそれぞれに割り付けられた変速クラッチとを介して、アウトプットシャフト（ＧＡ）と選択的に接続することが可能であり、ディファレンシャル装置（８）が、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）上に同軸に配置された簡単な遊星歯車装置（９）として構成されており、その遊星歯車装置は、リングギヤ（Ｈ）が一方のインプットシャフト（ＧＥ１）と回転しない形で接続されており、プラネタリキャリヤ（ＰＴ）が他方のインプットシャフト（ＧＥ２）と回転しない形で接続されており、サンギヤ（Ｓ）がローター（６）と動力を断続可能な形で接続されているハイブリッド式パワートレインにおいて、
リングギヤ（Ｈ）と回転しない形で接続された第一のインプットシャフト（ＧＥ１）だけが、カットアウトクラッチ（Ｋ）を介して、駆動シャフト（４）と接続することが可能であることと、
変速機（７）は、二つのインプットシャフト（ＧＥ１，ＧＥ２）が同軸に入れ子状に配置され、アウトプットシャフト（ＧＡ）がそれらと同軸に隣接して配置され、二つの中間シャフト（ＶＧ１，ＶＧ２）がそれぞれ入力一定化部（ＥＫ１，ＥＫ２）を介して二つのインプットシャフト（ＧＥ１，ＧＥ２）の中の一つと動力を断続可能な形で接続された中間シャフト式変速機として構成されており、この変速機の変速歯車セットが、それぞれ第一の中間シャフト（ＶＧ１）とアウトプットシャフト（ＧＡ）並びに第二の中間シャフト（ＶＧ２）とアウトプットシャフト（ＧＡ）に切り換えて割り付けられるように配置されていることと、
を特徴とするハイブリッド式パワートレイン。
【請求項２】
電気機械（ＥＭ）が、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）上に同軸に配置されており、電気機械（ＥＭ）のローター（６）が、遊星歯車装置（９）のサンギヤ（Ｓ）と回転しない形で直接接続されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項３】
電気機械（ＥＭ）が、少なくとも燃焼エンジン（ＶＭ）の最大回転トルク（ＭVM＿max ）を遊星歯車装置（９）の単純歯車列の変速比（ｉSt）で除算した商に等しい最大回転トルク（ＭEM＿max ）を有する（ＭEM＿max ＞＝１／ｉSt＊ＭVM＿max ）ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項４】
電気機械（ＥＭ’）が、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）と軸方向に隣接して配置されており、電気機械（ＥＭ’）のローター（６）が、１よりも大きい変速比の（ｉEK＞１．０）入力一定化部（ＥＫ１）を介して、遊星歯車装置（９）のサンギヤ（Ｓ）と動力を断続可能な形で接続されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項５】
電気機械（ＥＭ’）が、少なくとも燃焼エンジン（ＶＭ）の最大回転トルク（ＭVM＿max ）を電気機械（ＥＭ）の入力一定化部（ＥＫ）の変速比（ｉEK）と遊星歯車装置（９）の単純歯車列の変速比（ｉSt）の積で除算した商に等しい最大回転トルク（ＭEM＿max ）を有する（ＭEM＿max ＞＝１／（ｉEK＊ｉSt）＊ＭVM＿max ）ことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項６】
伝達する回転トルクを定常的に支援するために、制御可能なブレーキクラッチ（Ｂ）が、遊星歯車装置（９）のサンギヤ（Ｓ）又は電気機械（ＥＭ）のローター（６）と筐体に固定された部品（１３）との間に配置されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項７】
奇数番号の変速段（Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５）の変速歯車セットが、第一の中間シャフト（ＶＧ１）とアウトプットシャフト（ＧＡ）に配置されるとともに、偶数番号の変速段（Ｇ２，Ｇ４）と逆転変速段（Ｒ）の変速歯車セットが、第二の中間シャフト（ＶＧ２）とアウトプットシャフト（ＧＡ）に配置されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項８】
二つの中間シャフト（ＶＧ１，ＶＧ２）の入力一定化部（ＥＫ１，ＥＫ２）が、それぞれ１よりも大きい変速比（ｉEK1 ，ｉEK2 ）を有する（ｉEK1 ＞１．０；ｉEK2 ＞１．０）ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項９】
当該の変速歯車セットが、それぞれアウトプットシャフト（ＧＡ）と回転しない形で接続された固定ギヤと、それに割り付けられた中間シャフト（ＶＧ１，ＶＧ２）上に回転可能な形で軸支されたフローティングギヤとから構成されていることと、
これらのフローティングギヤが、それぞれ割り付けられた変速クラッチを介して、それらに割り付けられた中間シャフト（ＶＧ１，ＶＧ２）と接続することが可能であり、それらの変速クラッチが、それぞれ対にして共通のシフトクラスター（Ｓ１，Ｓ３，Ｓ３’，Ｓ４）に統合されていることと、
を特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項１０】
少なくとも第一の中間シャフト（ＶＧ１）とアウトプットシャフト（ＧＡ）に配置された一つの変速歯車セット及び第二の中間シャフト（ＶＧ２）とアウトプットシャフト（ＧＡ）に配置された一つの変速歯車セットが、同じ軸方向の位置に配置されるとともに、共通の固定ギヤ（１１，１２，１４）を有することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項１１】
二つのインプットシャフト（ＧＥ１，ＧＥ２）の中の一つとアウトプットシャフト（ＧＡ）の間にダイレクト接続式変速クラッチ（Ｓ２’）が配置されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項１２】
二つの中間シャフト（ＶＧ１，ＶＧ２）において、それぞれ他方のインプットシャフト（ＧＥ１，ＧＥ２）を介して伝達される回転トルクを支援するために、それぞれ筐体に固定された部品（１３）と接続するための制御可能なブレーキクラッチ（Ｂ１，Ｂ２）が配置されていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項１３】
ブレーキクラッチ（Ｂ１，Ｂ２）が、構造と配置構成に関して、変速クラッチと同じ形態で構成され、制御技術に関して、変速クラッチの操作に組み込まれていることを特徴とする請求項１２に記載のハイブリッド式パワートレイン。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか一つに記載のハイブリッド式パワートレインの制御方法において、
電気モーターによる始動のために、カットアウトクラッチ（Ｋ）を切り離すことと、
第一のインプットシャフト（ＧＥ１）に割り付けられた変速段の変速クラッチと第二のインプットシャフト（ＧＥ２）に割り付けられた変速段の変速クラッチを繋ぐことと、
その後、モーター動作中の電気機械（ＥＭ）のローター（６）を加速することと、
を特徴とする方法。
【請求項１５】
当該の投入すべき二つの変速段の選択を始動負荷に応じて行うことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
始動負荷が大きい場合には、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）の最も低い変速段（Ｇ１）の変速クラッチと第二のインプットシャフト（ＧＥ２）の逆転変速段（Ｒ）の変速クラッチを繋ぐことと、
燃焼エンジン（ＶＭ）の駆動シャフト（４）の回転方向に対して、前進での始動時には逆方向に、後進での始動時には順方向に、電気機械（ＥＭ）のローター（６）を加速することと、
を特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
始動負荷が平均的な場合には、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）の最も低い変速段（Ｇ１）の変速クラッチと第二のインプットシャフト（ＧＥ２）の最も高い変速段（Ｇ４）の変速クラッチを繋ぐことと、
燃焼エンジン（ＶＭ）の駆動シャフト（４）の回転方向に対して、前進での始動時には逆方向に、後進での始動時には順方向に、電気機械（ＥＭ）のローター（６）を加速することと、
を特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
始動負荷が小さい場合には、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）の最も高い変速段（Ｇ５）の変速クラッチと第二のインプットシャフト（ＧＥ２）の最も低い変速段（Ｇ２）の変速クラッチを繋ぐことと、
燃焼エンジン（ＶＭ）の駆動シャフト（４）の回転方向に対して、前進での始動時には順方向に、後進での始動時には逆方向に、電気機械（ＥＭ）のローター（６）を加速することと、
を特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
第一のインプットシャフト（ＧＥ１）の変速クラッチの代わりに、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）に割り付けられたブレーキクラッチ（Ｂ１）を繋ぐか、或いは第二のインプットシャフト（ＧＥ２）の変速クラッチの代わりに、第二のインプットシャフト（ＧＥ２）に割り付けられたブレーキクラッチ（Ｂ２）を繋ぐことを特徴とする請求項１４から１８までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２０】
燃焼エンジン（ＶＭ）が動いている場合に、カットアウトクラッチ（Ｋ）を少なくとも部分的に繋ぐことによって、動力に関して、燃焼エンジン（ＶＭ）により電気機械（ＥＭ）を支援することを特徴とする請求項１４から１９までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２１】
燃焼エンジン（ＶＭ）が停止している場合に、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）において、燃焼エンジン（ＶＭ）の所定の最低回転数に到達するか、或いはそれを上回った場合に、カットアウトクラッチ（Ｋ）を繋ぐことによって、燃焼エンジン（ＶＭ）を迅速にスタートさせることを特徴とする請求項１４から２０までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２２】
第一のインプットシャフト（ＧＥ１）において燃焼エンジン（ＶＭ）の所定の回転数に到達した場合に、カットアウトクラッチ（Ｋ）を繋ぐことと、
時間的に重なり合う形で、燃焼エンジン（ＶＭ）の回転トルクを上昇させるとともに、電気機械（ＥＭ）の回転トルクを低下させることと、
により、燃焼エンジン（ＶＭ）による負荷の引き受けを行うことを特徴とする請求項１４から２１までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２３】
第二のインプットシャフト（ＧＥ２）を介して伝達される回転トルクを定常的に支援するために、電気機械（ＥＭ）に割り付けられたブレーキクラッチ（Ｂ）を繋ぐことを特徴とする請求項１４から２２までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２４】
請求項１から１３までのいずれか一つに記載のハイブリッド式パワートレインの制御方法において、
燃焼エンジンによる始動のために、燃焼エンジン（ＶＭ）をスタートさせた後、前進での始動時には第二のインプットシャフトの最も低い変速段（Ｇ２）の変速クラッチを繋ぎ、後進での始動時には第二のインプットシャフトの逆転変速段（Ｒ）の変速クラッチを繋ぐことと、
それに続いて、カットアウトクラッチ（Ｋ）を繋ぐことと、
その後、燃焼エンジン（ＶＭ）の回転トルクと電気機械（ＥＭ）の発電機用回転トルクを同時に上昇させて、発電機動作中の電気機械（ＥＭ）を電気機械（ＥＭ）の停止状態にまで減速させることと、
を特徴とする方法。
【請求項２５】
第一のインプットシャフト（ＧＥ１）のその次に高い変速段（Ｇ３）の変速クラッチにおいて同期回転が達成されるまで、モーター動作中の電気機械（ＥＭ）を更に加速することと、
次に、当該の変速段（Ｇ３）の変速クラッチを繋ぐことと、
それに続いて、電気機械（ＥＭ）を動力の加えない状態に切り換えるとともに、第二のインプットシャフト（ＧＥ２）の最も低い変速段（Ｇ２）の変速クラッチを切り離すことと、
を特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
燃焼エンジンによる走行動作において、第一のインプットシャフト（ＧＥ１）の負荷変速段（Ｇ３）から第二のインプットシャフト（ＧＥ２）の目標変速段（Ｇ４）に変速段を切り換える場合に、先ずは、電気機械（ＥＭ）を用いて、目標変速段（Ｇ４）の変速クラッチにおいて同期回転数が達成されるまで、目標変速段の中間シャフト（ＶＧ２）を加速することと、
次に、目標変速段（Ｇ４）の変速クラッチを繋ぐことと、
それに続いて、負荷変速段（Ｇ３）の変速クラッチが負荷の加わっていない状態で切り離すことが可能となるまで、電気機械（ＥＭ）の支援トルクを上昇させることと、
を特徴とする請求項１４から２５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２７】
燃焼エンジンによる走行動作において、第二のインプットシャフト（ＧＥ２）の負荷変速段（Ｇ４）から第一のインプットシャフト（ＧＥ１）の目標変速段（Ｇ３，Ｇ５）に変速段を切り換える場合に、先ずは、目標変速段（Ｇ３，Ｇ５）の変速クラッチにおいて同期回転数が達成されるまで、目標変速段（Ｇ３，Ｇ５）の中間シャフト（ＶＧ１）を、シフトアップの場合には電気機械（ＥＭ）の支援トルクを上昇させることによって減速し、シフトダウンの場合には電気機械（ＥＭ）の支援トルクを低下させることによって加速することと、
次に、目標変速段（Ｇ３，Ｇ５）の変速クラッチを繋ぐことと、
それに続いて、電気機械（ＥＭ）を負荷の加わっていない状態に切り換えるとともに、負荷変速段（Ｇ４）の変速クラッチを切り離すことと、
を特徴とする請求項１４から２６までのいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動シャフトを備えた燃焼エンジンと、ローターを備えた、モーター及び発電機として動作可能な電気機械と、二つのインプットシャフトと一つのアウトプットシャフトを備えた多段変速機と、ディファレンシャル装置とを有する自動車のハイブリッド式パワートレインであって、インプットシャフトの中の少なくとも一つが、それに割り付けられたカットアウトクラッチを介して、駆動シャフトと接続することが可能であり、二つのインプットシャフトが、割り付けを切り換えられる異なる変速比の変速歯車セットとそれぞれに割り付けられた変速クラッチとを介して、アウトプットシャフトと選択的に接続することが可能であり、ディファレンシャル装置が、第一のインプットシャフト上に同軸に配置された簡単な遊星歯車装置として構成されており、その遊星歯車装置は、リングギヤが一方のインプットシャフトと回転しない形で接続されており、プラネタリキャリヤが他方のインプットシャフトと回転しない形で接続されており、サンギヤがローターと動力を断続可能な形で接続されているハイブリッド式パワートレインに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼エンジンと電気機械が並行して動作する配置構成の自動車のハイブリッド式パワートレインは、駆動技術に関して後方に配置された多段変速機と関連して、幾何学的形状が簡単に構成されており、電気機械が変速機のインプットシャフト上に同軸に配置されており、電気機械のローターが変速機のインプットシャフトと回転しない形で接続されており、燃焼エンジンの駆動シャフトが制御可能な、即ち、断続可能なカットアウトクラッチを介して、変速機のインプットシャフトと接続することができるようになっている。
【０００３】
その場合、電気機械は、走行動作中に、動力の加えない状態に選択的に切り換えられて、電気エネルギー貯蔵部に充電するための発電機として使用するか、或いは自動車を駆動するための電気モーターとして使用することができる。モーター動作中の電気機械は、カットアウトクラッチが繋がれている場合、特に、大きな加速時と急勾配の上り区間の走行時に燃焼エンジンを支援するために、所謂ブースト動作で使用され、カットアウトクラッチが切り離されている場合、特に、始動時と排出ガスが規制されている市内区域の走行時には、単独の駆動モーターとして完全な電気動作で使用することができる。
【０００４】
しかし、そのようなハイブリッド式パワートレインの欠点は、電気機械の回転数レベルが燃焼エンジンの回転数レベルと同一になり、そのため電気機械が電気動作に十分な動力を達成するためには比較的大型で重い構造にしなければならないことである。しかし、スパーギヤ対や無段変速機などの大きい変速比の入力変速段を介して、電気機械と電気機械のローターの駆動接続部を変速機のインプットシャフトと軸平行に配置した構成と関連して、電気機械は、より小さい動力で、かつそれに対応してより小型に構成することができる。しかし、そのようなハイブリッド式パワートレインの大きな欠点は、走行出力と快適性を損なうことと関連する、シフト切換プロセス中に変速機内での動力の流れが中断されてしまうことである。
【０００５】
従って、ディファレンシャル装置を介して、電気機械を三つの駆動部品と駆動技術により接続することとして、第一の駆動部品がカットアウトクラッチを介して燃焼エンジンと接続することが可能な変速機のインプットシャフトと、第二の駆動部品が電気機械のローターと、第三の駆動部品が変速機の別のトランスミッションシャフト、例えば、アウトプットシャフト又は第二のインプットシャフトと、動力を断続可能な形で接続されたハイブリッド式パワートレインの様々な実施構成が提案されている。
【０００６】
そのような第一のハイブリッド式パワートレインが、特許文献１に、特に、その請求項１及び１１〜１３にもとづく実施構成とその図２に開示されている。当該の変速機は、一つのインプットシャフトと一つのアウトプットシャフトを備えており、それらは、それらに割り付けられた異なる変速比の変速歯車セットを介して、それぞれに割り付けられた変速クラッチを用いて、互いに選択的に接続することが可能である。燃焼エンジンの駆動シャフトは、制御可能なカットアウトクラッチを介して、変速機のインプットシャフトと接続することが可能である。電気機械は、変速機のインプットシャフト上に接触しない形で同軸に配置されている。ディファレンシャル装置は、サンギヤと、そのサンギヤと噛み合う複数の遊星歯車を支持するプラネタリキャリヤと、遊星歯車と噛み合うリングギヤとを備えた簡単な遊星歯車装置として構成されるとともに、同じく変速機のインプットシャフト上に同軸に配置されている。プラネタリキャリヤは、ディファレンシャル装置の第一の駆動部品を構成しており、変速機のインプットシャフトと回転しない形で接続されている。サンギヤは、ディファレンシャル装置の第二の駆動部品を構成しており、電気機械のローターと回転しない形で接続されている。リングギヤは、ディファレンシャル装置の第三の駆動部品を構成しており、スパーギヤ対から成る接続解除段を介して、変速機のアウトプットシャフトと動力を断続可能な形で接続されている。
【０００７】
ディファレンシャル装置は、変速機に対して並列的な動力系統を構成しており、ディファレンシャル装置の比率、例えば、伝達する動力の大きさを電気機械の駆動によって制御することが可能である。シフト切換プロセスでは、投入されている負荷変速段を解除して、目標変速段を同期させた後に投入する前に、燃焼エンジンの回転トルクを出来る限り完全にディファレンシャル装置を介して誘導するものと規定している。その後、電気機械を動力の加えない状態に切り換えて、そうすることによって、燃焼エンジンの回転トルクが、再び完全に変速機を介して、アウトプットシャフトに伝達されることとなる。
【０００８】
しかし、目標変速段との同期は、概ね惰性によるエンジン制御によって行われるので、シフト切換時間が長くなり、それに応じて伝達する回転トルクを支持するための電気機械の電気エネルギーが大きくなっている。そのような支援機能を実現するためには、有効な変速比だけを下げて、少なくとも燃焼エンジンの最大回転トルクに対して電気機械を設計しなければならず、その理由は、さもなければシフト切換中に回転トルクが激減する可能性が有るためである。通常の走行動作において、即ち、カットアウトクラッチを繋いで、変速機の変速段を投入している場合には、電気機械は、電気エネルギー貯蔵部を充電するための発電機として、或いは燃焼エンジンを支援するためのモーターとして使用することができる。変速機がアイドリング状態に有り、被動シャフトがブロックされている場合には、電気機械を用いて、燃焼エンジンをスタートさせることができる。変速機がアイドリング状態に有り、カットアウトクラッチが繋がれているか、切り離されており、燃焼エンジンが動いている場合には、電気機械を用いた始動プロセスは、少なくとも第一の変速段の変速クラッチの同期動作が実現されて、それを繋ぐことができるまで、支援トルクを連続的に増大することによって行われる。電気機械を単独の駆動モーターとする純粋な電気走行動作は、カットアウトクラッチを切り離して、変速機の変速段を投入することによって実行可能であるが、特に、始動のためには、第一の変速段を投入している場合でも、アウトプットシャフトに対する電気機械の全体の変速比が小さく不利な結果となる。
【０００９】
そのような更に別のハイブリッド式パワートレインが、特許文献２により周知である。そこに記載されている変速機では、割り付けを切り換えられる異なる変速比の変速歯車セットを介して、それぞれに割り付けられた変速クラッチを用いて、アウトプットシャフトと選択的に接続することが可能な二つのインプットシャフトが同軸に配置されている。燃焼エンジンの駆動シャフトは、それぞれ制御可能なカットアウトクラッチを介して、二つのインプットシャフトと接続することが可能である。電気機械は、二つのインプットシャフトに対して軸平行に配置されている。ディファレンシャル装置は、サンギヤと、サンギヤと噛み合う複数の遊星歯車を支持するプラネタリキャリヤと、遊星歯車と噛み合うリングギヤとを備えた簡単な遊星歯車装置として構成されるとともに、第一のインプットシャフト上に同軸に配置されている。プラネタリキャリヤは、ディファレンシャル装置の第一の駆動部品を構成して、変速機の第一のインプットシャフトと回転しない形で接続されている。サンギヤは、ディファレンシャル装置の第二の駆動部品を構成して、二つの歯車から成る入力一定化部を介して、電気機械のローターと動力を断続可能な形で接続されている。リングギヤは、ディファレンシャル装置の第三の駆動部品を構成して、変速機の第二のインプットシャフトと回転しない形で接続されている。
【００１０】
通常の走行動作では、一方のカットアウトクラッチが繋がれており、当該のインプットシャフトに割り付けられた変速段が投入されている。他方のカットアウトクラッチは、同様に繋ぐことができ、その場合、ディファレンシャル装置が固定された状態で回転する。そのような動作状態では、当該のインプットシャフトに割り付けられた変速段は、全て解除されており、その理由は、さもなければ変速機がブロックされてしまうためである。電気機械のローターの回転数は、燃焼エンジンの回転数の入力一定化部の変速比によって決まる倍数に等しい。そのような動作フェーズにおいて、電気機械は、電気エネルギー貯蔵部を充電するための発電機として、或いは燃焼エンジンを支援するためのモーターとして使用することができる。
【００１１】
一方のインプットシャフトに割り付けられた負荷変速段から他方のインプットシャフトに割り付けられた目標変速段へのシフト切換プロセスでは、先ずは、電気機械を動力の加えない状態に切り換えて、他方のインプットシャフトに割り付けられたカットアウトクラッチが繋がっている場合には、それを切り離し、次に、電気機械を用いて、目標変速段の変速クラッチを同期させた後に繋ぎ、それに続いて、電気機械を用いて、負荷変速段の変速クラッチを負荷の加わっていない状態で制御した後に切り離し、次に、電気機械を用いて、他方のインプットシャフトをそれに割り付けられたカットアウトクラッチの同期回転数に加速又は減速し、最終的に、当該のカットアウトクラッチを繋ぐものと規定している。シフト切換プロセス後に、電気機械を動力の加えない状態に切り換えるか、或いは発電機動作に制御することができる。
【００１２】
これらのシフト切換プロセスは、そのようにして牽引力を中断すること無く進行するが、比較的手数と時間がかかる。電気機械を用いた外部からの同期のために、変速クラッチを非同期式噛合クラッチとして構成することができる。しかし、そのような周知のハイブリッド式パワートレインの欠点は、二つのカットアウトクラッチと、入力一定化部と、電気機械の軸平行な配置構成と、変速歯車セットの軸方向に隣接した配置構成とのために、構造的な負担と所要構造スペースが大きくなることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】ドイツ特許公開第１９８４９１５６号明細書
【特許文献２】欧州特許第０８４５６１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前述した背景に対して、本発明の課題は、変速機のアウトプットシャフトに対する電気機械の大きい全体的な変速比を簡単かつ省スペースな構造で実現することが可能であり、可制御性を改善した冒頭に述べた形式の自動車のハイブリッド式パワートレインを提案することである。更に、本発明によるハイブリッド式パワートレインの制御方法を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
従って、本発明は、先ずは、請求項１の特徴において、駆動シャフトを備えた燃焼エンジンと、モーター及び発電機として動作可能な、ローターを備えた電気機械と、二つのインプットシャフト及び一つのアウトプットシャフトを備えた多段変速機と、ディファレンシャル装置とを有し、インプットシャフトの中の少なくとも一つが、それに割り付けられたカットアウトクラッチを介して、駆動シャフトと接続することが可能であり、二つのインプットシャフトが、割り付けを切り換えられる異なる変速比の変速歯車セットとそれぞれに割り付けられた変速クラッチとを介して、アウトプットシャフトと選択的に接続することが可能であり、ディファレンシャル装置が、第一のインプットシャフト上に同軸に配置された簡単な遊星歯車装置として構成されており、その遊星歯車装置は、リングギヤが一方のインプットシャフトと回転しない形で接続されており、プラネタリキャリヤが他方のインプットシャフトと回転しない形で接続されており、サンギヤがローターと動力を断続可能な形で接続されている自動車のハイブリッド式パワートレインに関する。
【００１６】
更に、そのハイブリッド駆動において、遊星歯車装置のリングギヤと回転しない形で接続された、変速機の第一のインプットシャフトだけが、カットアウトクラッチを介して、燃焼エンジンの駆動シャフトと接続することが可能であることと、変速機は、二つのインプットシャフトが同軸に入れ子状に配置され、アウトプットシャフトがそれらと同軸に隣接して配置され、二つの中間シャフトがそれぞれ別個の入力一定化部を介して、二つのインプットシャフトの中の一つと動力を断続可能な形で接続された中間シャフト式変速機として構成されており、変速歯車セットは、第一の中間シャフトとアウトプットシャフト、並びに第二の中間シャフトとアウトプットシャフトに、それぞれ割り付けを切り換えられる形で配置されていることとを提案する。
【００１７】
従って、本発明によるハイブリッド式パワートレインは、燃焼エンジンから車両の駆動車軸の車軸駆動部又はセンターディファレンシャル装置と接続されたアウトプットシャフトに回転トルクを伝達するために、二つの伝達系統を備えていることとなる。第一の伝達系統は、カットアウトクラッチと、第一のインプットシャフトと、第一の入力一定化部と、変速クラッチと、第一のインプットシャフトに割り付けられた投入されている変速段の変速歯車セットとから成る。そのような第一の伝達系統を介した回転トルクの伝達は、純粋に機械的に行われる。燃焼エンジンの駆動シャフトの回転数ｎVM、変速機のアウトプットシャフトの回転数ｎGA、第一のインプットシャフトと接続された第一の入力一定化部の変速比ｉEK1 、第一のインプットシャフトに割り付けられた投入されている変速段の変速歯車セットの変速比ｉG1* に対して、燃焼エンジンと変速機のアウトプットシャフトの間の変速比は、次の通りとなる。
ｎVM／ｎGA＝ｉEK1 ＊ｉG1* 
第二の伝達系統は、カットアウトクラッチと、第一のインプットシャフトと、リングギヤと、遊星歯車装置の遊星歯車に対するプラネタリキャリヤと、第二のインプットシャフトと、第二の入力一定化部と、変速クラッチと、第二のインプットシャフトに割り付けられた投入されている変速段の変速歯車セットとから成る。この第二の伝達系統を介した回転トルクの伝達も、基本的に機械的に行われる。しかし、遊星歯車装置を介して回転トルクを伝達するためには、サンギヤと動力を断続可能な形で接続された電気機械によって、サンギヤを支援する必要が有る。そうすることによって、電気機械を用いて、第二の伝達系統を介して伝達される回転トルクを制御することが可能となり、そのため、有利な制御特性が得られる。第二のインプットシャフトと接続された第二の入力一定化部の変速比ｉEK2 、第二のインプットシャフトに割り付けられた投入されている変速段の変速歯車セットの変速比iG2*、遊星歯車装置の単純歯車列の変速比ｉStに対して、厳密に支援した場合、即ち、遊星歯車装置のサンギヤを固定した場合における燃焼エンジンと変速機のアウトプットシャフトの間の変速比は、次の通りとなる。
ｎVM／ｎGA＝（１＋１／ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉG2* 
純粋な電気動作では、電気機械の回転トルクは、サンギヤを介して、遊星歯車装置に導入されて、そこから、カットアウトクラッチが切り離されて、それぞれ一つの変速段が投入されている場合には、二つの伝達系統を介してアウトプットシャフトに伝達され、その場合の有効な変速比は、投入されている二つの変速段の変速歯車セットの変速比と、二つの入力一定化部の変速比と、遊星歯車装置の単純歯車列の変速比との組合せから得られる。遊星歯車装置での回転数の関係は、サンギヤの回転数ｎS 、プラネタリキャリヤの回転数ｎPT、リングギヤの回転数ｎH に対して、一般的に次の式によって与えられる。
ｎS ＝（１＋ｉSt）＊ｎPT−ｉSt＊ｎH 
この式から、電気機械のローターと動力を断続可能な形で接続された遊星歯車装置のサンギヤと変速機のアウトプットシャフトの間の変速比は、次の通りとなる。
ｎS ／ｎGA＝（１＋ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉG2* −ｉSt＊ｉEK1 ＊ｉG1* 
特に、変速歯車セットの変速比とそれらの二つのインプットシャフトへの割り付けを好適に選定することによって、特に、始動負荷が大きい場合の電気モーターによる始動に適した極めて大きい全体的な変速比を達成することができる。更に、変速機の中間シャフト式構造形式からは、ハイブリッド式パワートレインの縦方向の取付に特に有利な、燃焼エンジンの駆動シャフトと変速機のアウトプットシャフトの軸方向の配置構成と、特に、軸方向に対する、ハイブリッド式パワートレインのコンパクトなサイズとが得られる。
【００１８】
本発明によるハイブリッド式パワートレインの有利な実施形態及び改善構成は、請求項２〜１３に記載されており、それに対して、それに続く請求項１４〜２７には、本発明によるハイブリッド式パワートレインの制御方法の手順が提示されている。
【００１９】
ハイブリッド式パワートレインの出来る限りコンパクトなサイズを実現するために、電気機械は、有利には、第一のインプットシャフト上に同軸に配置され、電気機械のローターは、遊星歯車装置のサンギヤと回転しない形で直接接続されいる。そのため、電気機械のローターの回転数ｎEMは、遊星歯車装置のサンギヤの回転数ｎS と同じとなり、その結果、二つの伝達系統にそれぞれ変速段が投入されている場合における電気機械のローターと変速機のアウトプットシャフトの間の変速比は、次の式で与えられる。
ｎEM／ｎGA＝（１＋ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉG2* −ｉSt＊ｉEK1 ＊ｉG1* 
この配置構成において、第二の伝達系統を介して、燃焼エンジンの最大回転トルクＭVM＿max を伝達することを保証するために、電気機械は、少なくとも燃焼エンジンの最大回転トルクＭVM＿max を遊星歯車装置の単純歯車列の変速比ｉStで除算した商に等しい最大回転トルクＭEM＿max を有する（ＭEM＿max ＞＝１／ｉSt＊ＭVM＿max ）。
【００２０】
しかし、前述した実施構成と比べて一層回転トルクを低く、そのため、より小型かつより軽量に電気機械を実現することができるように、電気機械を第一のインプットシャフトに対して軸平行に隣接して配置することも可能であり、その場合、電気機械のローターは、１より大きい変速比ｉEKの入力一定化部を介して、遊星歯車装置のサンギヤと動力を断続可能な形で接続される（ｉEK＞１．０）。
【００２１】
この場合、電気機械のローターの回転数ｎEMは、遊星歯車装置のサンギヤの回転数ｎS に入力一定化部の変速比ｉEKを乗算したものとなるため、二つの伝達系統にそれぞれ変速段が投入されている場合における電気機械のローターと変速機のアウトプットシャフトの間の変速比は、次の式で与えられる。
ｎEM／ｎGA＝ｉEK＊［（１＋ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉG2* −ｉSt＊ｉEK1 ＊ｉG1* ］
この付属の入力一定化部は、有利には、二つのスパーギヤから成る歯車対として実現されるが、それに代わって、ベルト又はチェーン式伝動装置として構成することもできる。そのような配置構成において、第二の伝達系統を介して、燃焼エンジンの最大回転トルクＭVM＿max を伝達することを保証するために、本発明の目的に適うこととして、電気機械は、少なくとも燃焼エンジンの最大回転トルクＭVM＿max を電気機械の入力一定化部の変速比ｉEKと遊星歯車装置の単純歯車列の変速比ｉStの積によって除算した商に等しい最大回転トルクＭEM＿max を有する（ＭEM＿max ＞＝１／（ｉEK＊ｉSt）＊ＭVM＿max ）。
【００２２】
遊星歯車装置を介して伝達される回転トルクを支援する場合、サンギヤが固定されているので、確かに名目的にはエネルギーを消費しない。しかし、それにも関わらず、、電気機械では、界磁巻線のオーム抵抗のために、サンギヤの所要の支援トルクを発生させるために電気エネルギーを消費してしまい、そのことは、少なくとも長い時間間隔に対しては不利である。従って、第二の伝達系統の同じ変速段を介して動力を伝達する、即ち、伝達する回転トルクを定常的に支援する長い動作フェーズに対しては、遊星歯車装置のサンギヤ又は電気機械のローターと筐体に固定された部品との間に制御可能なブレーキクラッチを配置するのが有利である。このブレーキクラッチは、有利には、第二のインプットシャフトに割り付けられた変速段による定常的な走行時、即ち、シフト切換プロセスと関連する加速及び減速フェーズ以外では、繋がれており、そのため、前記の電気機械のエネルギー消費が防止されることとなる。
【００２３】
この変速機では、有利には、奇数番号の変速段の歯車が、第一の中間シャフトとアウトプットシャフトに配置されており、そのため、第一のインプットシャフトに割り付けられており、偶数番号の変速段と逆転変速段の変速歯車は、第二の中間シャフトとアウトプットシャフトに配置されており、そのため、第二のインプットシャフトに割り付けられている。
【００２４】
そうすることによって、第一の変速段が投入されると同時に逆転変速段が投入されている場合に、電気機械のローターとアウトプットシャフトの間の特に大きい全体的な変速比が得られ、それは、特に、始動負荷の大きい場合の電気モーターによる始動に適している。更に、その場合、二つの伝達系統で伝達される回転トルクがアウトプットシャフトを駆動するように作用し、その結果、動力を伝達する効率を悪化させる無効エネルギーが発生しない。電気モーターによる後進への始動が、それに対応する前進への始動時と同じ全体的な変速比で、電気機械の回転方向の逆転によって簡単に実行することができるので、逆転変速段は、必ずしも大きな負の変速比の後進変速段として構成する必要はない。
【００２５】
変速機の、そのためハイブリッド式パワートレイン全体の特にコンパクトな構造形態を実現するために、有利には、それぞれスパーギヤ対として構成された、二つの中間シャフトの入力一定化部の変速比は、本発明の目的に適うこととして、それぞれ１よりも大きい（ｉEK1 ＞１．０；ｉEK2 ＞１．０）。そうすることによって、変速歯車セットの変速比は、それに対応して小さく実現することができ、そのため、中間シャフトと駆動シャフトの半径方向の間隔を低減することができる。
【００２６】
更に、そのために、変速歯車セットは、有利には、それぞれアウトプットシャフトと回転しない形で接続された固定ギヤとそれに割り付けられた中間シャフト上に回転しない形で軸支されたフローティングギヤとから構成され、フローティングギヤは、それぞれに割り付けられた変速クラッチを介して、それらに割り付けられた中間シャフトと接続することが可能であり、変速クラッチは、それぞれ対にして共通のシフト切換クラスターに統合されている。逆転変速段の歯車セットは、回転方向を逆転させるために、周知の手法により、別個のシャフト上に軸支された追加の中間歯車を有する。
【００２７】
シフト切換クラッチを中間シャフト上に配置することによって、一つには、例えば、シフトロッドのシフトフォークに対する、歯車セットの軸方向の間隔を最低限とした歯車セットの最善の入れ子形態と変速クラッチの最善のアクセス可能性とが得られる。同様に、そうすることによって、少なくとも第一の中間シャフトとアウトプットシャフトに配置された変速歯車セット並びに第二の中間シャフトとアウトプットシャフトに配置された変速歯車セットが、同じ軸方向の位置に配置されるとともに、共通の固定ギヤを有することが可能となる。
【００２８】
同様に、有利には、二つのインプットシャフトの中の一つとアウトプットシャフトの間にダイレクト接続式変速クラッチを配置し、そうすることによって、簡単かつ省スペースな手法で変速比ｉ＝１．０のダイレクト接続式変速段を実現するとともに、それに対応する変速歯車セットを節約することができる。
【００２９】
電気モーターによる走行動作において、相互に支援するためのエネルギーを節約するとともに、それと関連した無効エネルギーを防止するために、二つの中間シャフトに、それぞれ筐体に固定された部品と接続するための制御可能なブレーキクラッチを配置して、それぞれ他方のインプットシャフトを介して伝達される回転トルクを支援することができる。二つのブレーキクラッチの中の一つを繋ぎ、そのため、それに割り付けられた中間シャフトと当該の入力一定化部を介して、それに割り付けられたインプットシャフトを筐体と固定する形でロックした場合、遊星歯車装置は、リングギヤを固定した、或いは遊星歯車を固定した単純歯車列の変速機として作用する。二つのブレーキクラッチに関する構造的な負担を出来る限り小さくするために、それらは、有利には、構造と配置構成に関して、前記の変速クラッチと同じ構造で構成され、制御技術に関して、変速クラッチの操作に取り込まれる。
【００３０】
以下において、本発明によるハイブリッド式パワートレインが如何にして動作することが可能であるのかを説明する。
【００３１】
電気モーターによる始動のためには、カットアウトクラッチを切り離し、第一のインプットシャフトに割り付けられた変速段の変速クラッチと第二のインプットシャフトに割り付けられた変速段の変速クラッチを繋ぎ、その後、モーター動作中の電気機械を加速し、その場合、始動負荷に応じて、投入すべき二つの変速段の選択を行うものと規定する。
【００３２】
例えば、山で重い荷物を積んで始動する時などの始動負荷が大きい場合、有利には、第一のインプットシャフトの最も低い変速段の変速クラッチと第二のインプットシャフトの逆転変速段の変速段を繋いで、燃焼エンジンの駆動シャフトの回転方向に関して、前進での始動時には逆方向に、後進での始動時には順方向に電気機械を加速する。そうすることによって、電気機械のローターと変速機のアウトプットシャフトの間の出来る限り大きい変速比が得られ、二つの伝達系統が、アウトプットシャフトを駆動するように作用し、そのため、無効エネルギーが防止されて、より高い伝達効率が達成される。
【００３３】
電気機械のローターを遊星歯車装置のサンギヤと直接接続した場合、例えば、遊星歯車装置の単純歯車列の変速比ｉSt＝３．０、第一のインプットシャフトの入力一定化部の変速比ｉEK1 ＝２．５、第一のインプットシャフトに割り付けられた第一の変速段の変速歯車セットの変速比ｉG1＝２．４、第二のインプットシャフトの入力一定化部の変速比ｉEK2 ＝１．２８及び第二のインプットシャフトに割り付けられた逆転変速段の変速歯車セットの変速比ｉR ＝−０．８８では、その結果得られる変速比は、次の通りとなる。
ｎEM／ｎGA＝（１＋ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉR −ｉSt＊ｉEK1 ＊ｉG1＝−２２．５
例えば、平地で平均的な荷物を積んで始動する時などの平均的な始動負荷の場合、有利には、第一のインプットシャフトの最も低い変速段の変速クラッチと第二のインプットシャフトの最も高い変速段の変速クラッチを繋いで、燃焼エンジンの駆動シャフトの回転方向に関して、前進での始動時には逆方向に、後進での始動時には順方向に電気機械を加速する。
【００３４】
そうすることによって、電気機械のローターと変速機のアウトプットシャフトの間の平均的な変速比が得られ、伝達された回転トルクの部分的なフィードバックによって、無効エネルギーが発生する。電気機械のローターを遊星歯車装置のサンギヤと直接接続した場合、例えば、遊星歯車装置の単純歯車列の変速比ｉSt＝３．０、第一のインプットシャフトの入力一定化部の変速比ｉEK1 ＝２．５、第一のインプットシャフトに割り付けられた第一の変速段の変速歯車セットの変速比ｉG1＝２．４、第二のインプットシャフトの入力一定化部の変速比ｉEK2 ＝１．２８及び第二のインプットシャフトに割り付けられた第四の変速段の変速歯車セットの変速比ｉG4＝０．８２では、その結果得られる変速比は、以下の通りとなる。
ｎEM／ｎGA＝（１＋ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉG4−ｉSt＊ｉEK1 ＊ｉG1＝−１３．８
例えば、下り坂や平地での軽い荷物を積んで始動する時などの始動負荷の小さい場合、有利には、第一のインプットシャフトの最も高い変速段の変速クラッチと第二のインプットシャフトの最も低い変速段の変速クラッチを繋いで、燃焼エンジンの駆動シャフトの回転方向に関して、前進での始動時には順方向に、後進での始動時には逆方向に電気機械を加速する。そうすることによって、電気機械のローターと変速機のアウトプットシャフトの間の比較的小さい変速比が得られ、伝達された回転トルクの部分的なフィードバックによって、無効エネルギーが発生する。
【００３５】
電気機械のローターを遊星歯車装置のサンギヤと直接接続した場合、例えば、遊星歯車装置の単純歯車列の変速比ｉSt＝３．０、第一のインプットシャフトのダイレクト接続式変速段として構成された第五の変速段の変速比ｉG5＝１．０、第二のインプットシャフトの入力一定化部の変速比ｉEK2 ＝１．２８及び第二のインプットシャフトに割り付けられた第二の変速段の変速歯車セットの変速比ｉG2＝１．９４では、その結果得られる変速比は、以下の通りとなる。
ｎEM／ｎGA＝（１＋ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉG2−ｉSt＊ｉG5＝６．９
電気モーターによる始動のために、第一のインプットシャフトの変速クラッチの代わりに、第一のインプットシャフトに割り付けられたブレーキクラッチの中の一つを繋ぐこともできる。そのために、リングギヤをロックして遊星歯車装置を単純歯車列の変速機とすると、サンギヤの回転数ｎS とプラネタリキャリヤの回転数ｎPTの間には、以下の関係が成り立つ。
ｎS ＝（１＋ｉSt）＊ｎPT
電気機械のローターを遊星歯車装置のサンギヤと直接接続した場合、例えば、遊星歯車装置の単純歯車列の変速比ｉSt＝３．０、第二のインプットシャフトの入力一定化部の変速比ｉEK2 ＝１．２８及び第二のインプットシャフトに割り付けられた第二の変速段の変速歯車セットの変速比ｉG2＝１．９４では、その結果得られる変速比は、以下の通りとなる。
ｎEM／ｎGA＝（１＋ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉG2＝９．９
同様に、電気モーターによる始動のために、第二のインプットシャフトの変速クラッチの代わりに、第二のインプットシャフトに割り付けられたブレーキクラッチの中の一つを繋ぐこともできる。そのために、プラネタリキャリヤをロックして遊星歯車装置を単純歯車列の変速機とすると、サンギヤの回転数ｎS とリングギヤの回転数ｎH の間には、以下の関係が成り立つ。
ｎS ＝−ｉSt＊ｎH 
電気機械のローターを遊星歯車装置のサンギヤと直接接続した場合、例えば、遊星歯車装置の単純歯車列の変速比ｉSt＝３．０、第一のインプットシャフトの入力一定化部の変速比ｉEK1 ＝２．５及び第一のインプットシャフトに割り付けられた第一の変速段の変速歯車セットの変速比ｉG1＝２．４では、その結果得られる変速比は、以下の通りとなる。
ｎEM／ｎGA＝−ｉSt＊ｉEK1 ＊ｉG1＝−１８．０
例えば、割り付けられた電気エネルギー貯蔵部の充電が不十分なために、電気機械の駆動トルクが所望の始動時の加速に対して十分でない場合、燃焼エンジンが動いている時には、カットアウトクラッチを少なくとも部分的に繋ぐことによって、燃焼エンジンにより電気機械を支援することができる。
【００３６】
電気エネルギーが十分な場合、有利には、第一のインプットシャフトにおいて燃焼エンジンの所定の最低回転数に到達するか、或いはそれを上回った時に、カットアウトクラッチを繋ぐことによって、その前に停止していた燃焼エンジンが迅速にスタートする。
【００３７】
燃焼エンジンによる負荷の引き受けは、一般的に第一のインプットシャフトが燃焼エンジンの回転数に到達したら、カットアウトクラッチを繋いで、その後、時間的に重なり合う形で燃焼エンジンの回転トルクを上昇させるとともに、電気機械の回転トルクを、場合によっては、ゼロにまで低下させることによって行われる。そのことから、第一の伝達系統で投入されている、即ち、第一のインプットシャフトに割り付けられている変速段は、そのような燃焼エンジンによる負荷の引き受け後に、自動車の所望の登坂力と加速力が得られるように選択されるものとする。
【００３８】
シフト切換プロセスと関連する加速及び減速フェーズ以外、即ち、極めて定常的な走行動作においては、燃焼エンジンから第二のインプットシャフトを介して伝達される回転トルクを支援するために、有利には、電気機械に割り付けられたブレーキクラッチを繋いで、それによって、電気機械の界磁巻線のオーム抵抗による電気エネルギーの損失を防止するものとする。
【００３９】
特に、電気エネルギー貯蔵部がほぼ空の場合に行われる燃焼エンジンによる始動は、有利には、燃焼エンジンのスタート後、前進での始動時には第二のインプットシャフトの最も低い変速段の変速クラッチを繋ぎ、後進での始動時には第二のインプットシャフトの逆転変速段の変速クラッチを繋いで、次に、カットアウトクラッチを繋ぎ、その後、燃焼エンジンの回転トルクと電気機械の発電機用回転トルクを同時に上昇させて、電気機械が停止状態となるまで発電機動作中の電気機械を減速させるように行われる。
【００４０】
その後、本発明の目的に適うこととして、第一のインプットシャフトの次に高い変速段の変速クラッチにおいて同期回転が達成されるまで、モーター動作中の電気機械を更に加速させて、当該の変速クラッチを繋ぎ、それに続いて、電気機械を動力の加えない状態に切り換えて、第二のインプットシャフトの最も低い変速段の変速クラッチを切り離す。
【００４１】
燃焼エンジンによる走行動作において、第一のインプットシャフトの一つの負荷変速段から第二のインプットシャフトの目標変速段への変速段の切り換えは、先ずは、目標変速段の変速クラッチにおいて同期回転数に到達するまで、電気機械を用いて、目標変速段の中間シャフトを加速し、次に、目標変速段の変速クラッチを繋ぎ、それに続いて、負荷変速段の変速クラッチを負荷の加わっていない状態で切り離すことができるまで、電気機械の支援トルクを上昇させる形で行われる。
【００４２】
それに対して、それに対応する第二のインプットシャフトの負荷変速段から第一のインプットシャフトの目標変速段への変速段の切り換えは、先ずは、目標変速段の中間シャフトが、目標変速段の変速クラッチにおいて同期回転数に到達するまで、シフトアップの場合には電気機械の支援トルクを上昇させることによって減速され、シフトダウンの場合には電気機械の支援トルクを低下させることによって加速され、次に、目標変速段の変速クラッチを繋ぎ、それに続いて、電気機械を負荷の加わっていない状態に切り換えるとともに、負荷変速段の変速クラッチを切り離す形で行われる。
【００４３】
本発明を説明するために、実施例を表す図面を明細書に添付する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるハイブリッド式パワートレインの第一の実施構成の模式図
【図２】図１のハイブリッド式パワートレインの電気モーターによる始動プロセス時の動力フロー図
【図３】図１のハイブリッド式パワートレインの第一の改善構成の図
【図４】図１のハイブリッド式パワートレインの第二の改善構成の図
【図５】本発明によるハイブリッド式パワートレインの第二の実施構成の模式図
【図６】図５のハイブリッド式パワートレインの燃焼エンジンの迅速な始動時の動力フロー図
【図７】本発明によるハイブリッド式パワートレインの第三の実施構成の模式図
【図８】図７のハイブリッド式パワートレインの電気モーターによる始動プロセス時の動力フロー図
【図９】図７のハイブリッド式パワートレインの改善構成の図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明によるハイブリッド式パワートレインの第一の実施構成１．１の模式図が図１に図示されている。このハイブリッド式パワートレイン１．１は、駆動シャフト４を備えた燃焼エンジンＶＭと、ステーター５とローター６を備えた、モーター及び発電機として動作可能な電気機械ＥＭと、二つのインプットシャフトＧＥ１，ＧＥ２及び一つのアウトプットシャフトＧＡを備えた多段変速機７と、三つの駆動部品を備えたディファレンシャル装置８とを有する。
【００４６】
変速機７の第一のインプットシャフトＧＥ１は、それに割り付けられたカットアウトクラッチＫを介して、燃焼エンジンＶＭの駆動シャフト４と接続することが可能である。ディファレンシャル装置８は、サンギヤＳ、プラネタリキャリヤＰＴ及びリングギヤＨを備えた簡単な遊星歯車装置９として構成されており、プラネタリキャリヤＰＴは、それぞれサンギヤＳ及びリングギヤＨと噛み合う回転可能な複数の遊星歯車Ｐを支持している。遊星歯車装置９は、第一のインプットシャフトＧＥ１上に同軸に配置されている。リングギヤＨは、変速機７の第一のインプットシャフトＧＥ１と回転しない形で接続されており、プラネタリキャリヤＰＴは、変速機７の第二のインプットシャフトＧＥ２と回転しない形で接続されており、サンギヤＳは、電気機械ＥＭのローター６と回転しない形で結合されている。
【００４７】
変速機７は、二つのインプットシャフトＧＥ１とＧＥ２の同軸で入れ子状の配置構成と、それらと同軸で隣接したアウトプットシャフトＧＡの配置構成と、それぞれ入力一定化部ＥＫ１又はＥＫ２を介して二つのインプットシャフトＧＥ１，ＧＥ２の中の一つと動力を断続可能な形で接続された二つの中間シャフトＶＧ１，ＶＧ２とを備えた中間シャフト式変速機として構成されており、二つの入力一定化部ＥＫ１，ＥＫ２は、それぞれ一つの歯車対から構成されており、それぞれ１より大きい変速比を有する（ｉEK1 ＞１．０；ｉEK2 ＞１．０）。第二のインプットシャフトＧＥ２は、中空シャフトとして構成されており、中央に配置された第一のインプットシャフトＧＥ１上に同軸に配置されている。
【００４８】
変速機７は、五つの前進変速段Ｇ１〜Ｇ５と一つの逆転変速段Ｒを備えている。第一のインプットシャフトＧＥ１は、それぞれ一つのフローティングギヤと一つの固定ギヤから成る、第一の変速段Ｇ１と第三の変速段Ｇ３の変速歯車セットを、それぞれ第一の中間シャフトＶＧ１又はアウトプットシャフトＧＡ上に配置することによって、奇数番号の変速段Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５を割り付けられている。第一の変速段Ｇ１と第三の変速段Ｇ３の固定ギヤは、アウトプットシャフトＧＡ上に回転しない形で配置されている。第一の変速段Ｇ１と第三の変速段Ｇ３のフローティングギヤは、第一の中間シャフトＶＧ１上に回転可能な形で配置されており、それに割り付けられた、共通のシフトクラスターＳ１に統合された変速クラッチを介して、第一の中間シャフトＶＧ１と選択的に接続することができる。第五の変速段Ｇ５は、ダイレクト接続式変速段として構成されており、第一のインプットシャフトＧＥ１とアウトプットシャフトＧＡの間に配置された変速クラッチＳ２’を介して投入及び解除することができる。
【００４９】
第二のインプットシャフトＧＥ２は、それぞれ一つのフローティングギヤと一つの固定ギヤから成る、第二の変速段Ｇ２、第四の変速段Ｇ４及び逆転変速段Ｒの変速歯車セットを、それぞれ第二の中間シャフトＶＧ２又はアウトプットシャフトＧＡ上に配置することによって、偶数番号の変速段Ｇ２、Ｇ４及び逆転変速段Ｒを割り付けられている。逆転変速段Ｒの変速歯車セットは、回転方向の逆転のために、追加の中間歯車１０を有する。第二の変速段Ｇ２、第四の変速段Ｇ４及び逆転変速段Ｒの固定ギヤは、アウトプットシャフトＧＡ上に回転しない形で接続されている。第二の変速段Ｇ２、第四の変速段Ｇ４及び逆転変速段Ｒのフローティングギヤは、第二の中間シャフトＶＧ２上に回転可能な形で配置されており、それらに割り付けられた変速クラッチを介して、第二の中間シャフトＶＧ２と選択的に接続することが可能である。第二の変速段Ｇ２と第四の変速段Ｇ４の変速クラッチは、共通のシフトクラスターＳ３に統合されており、それに対して、逆転変速段Ｒの変速クラッチＳ４’は、別個に配置されている。第一の変速段Ｇ１と第二の変速段Ｇ２の変速歯車セット及び第三の変速段Ｇ３と第四の変速段Ｇ４の変速歯車セットは、それぞれ同じ軸方向の位置に配置されており、それぞれ共通の固定ギヤ１１，１２を有する。
【００５０】
以上の電気機械ＥＭ、ディファレンシャル装置８及び変速機７の構造及び配置構成によって、本ハイブリッド式パワートレイン１．１は、コンパクトなサイズで多様な制御手法を有することとなる。燃焼エンジンによる走行動作に関して、燃焼エンジンＶＭからアウトプットシャフトＧＡへの回転トルクの伝達のために、二つの伝達系統が利用可能である。第一の伝達系統は、カットアウトクラッチＫから、第一のインプットシャフトＧＥ１、それに割り付けられた入力一定化部ＥＫ１及び投入されている変速段Ｇ１又はＧ３の変速歯車セットを介して、アウトプットシャフトＧＡに通じる系統であり、第五の変速段Ｇ５に投入されている場合には、第一のインプットシャフトＧＥ１から直接アウトプットシャフトＧＡに通じる系統である。
【００５１】
第二の伝達系統は、カットアウトクラッチＫから、第一のインプットシャフトＧＥ１、遊星歯車装置９のリングギヤＨ、遊星歯車Ｐ及びプラネタリキャリヤＰＴ、第二のインプットシャフトＧＥ２、それに割り付けられた入力一定化部ＥＫ２及び投入されている変速段Ｇ２又はＧ４或いは逆転変速段Ｒの変速歯車セットを介して、アウトプットシャフトＧＡに通じる系統であり、遊星歯車装置９を介して伝達される回転トルクは、それに対応して遊星歯車装置９のサンギヤＳを介して、電気機械ＥＭにより生成される回転トルクによって支援しなければならない。
【００５２】
第一の伝達系統を介して回転トルクを伝達する場合、電気機械ＥＭは、第二の伝達系統の変速段を投入することによって、必要に応じて電気エネルギー貯蔵部を充填するための発電機として、或いは燃焼エンジンＶＭを支援するためのモーターとして動作させることができる。シフトアップ及びシフトダウンプロセスの場合、それぞれ二つの伝達系統の間を切り換え、その場合に、投入すべき目標変速段の同期と解除すべき負荷変速段の有る伝達系統から投入すべき目標変速段の有る伝達系統への負荷の移行とを電気機械ＥＭを用いて制御する。そうすることによって、シフト切換プロセスが、牽引力を中断すること無く進行する。電気機械ＥＭを用いた外部からの同期のために、変速歯車セットの変速クラッチは、非同期式噛合クラッチとして構成することができ、それは、同期式変速クラッチと比べて、コスト及び構造スペースの節約に繋がるものである。
【００５３】
電気モーターによる走行動作では、電気機械ＥＭから互いに平行な二つの伝達系統への動力の伝達が行われる。第一の伝達系統は、遊星歯車装置９のサンギヤＳから、遊星歯車ＰとリングギヤＨを介して、更に、第一のインプットシャフトＧＥ１、それに割り付けられた入力一定化部ＥＫ１及び投入されている変速段Ｇ１又はＧ３の変速歯車セットを介して、アウトプットシャフトＧＡに通じる系統であり、第五の変速段Ｇ５に投入されている場合には、第一のインプットシャフトＧＥ１から直接アウトプットシャフトＧＡに通じる系統である。第二の伝達系統は、遊星歯車装置９のサンギヤＳから、遊星歯車ＰとプラネタリキャリヤＰＴを介して、更に、第二のインプットシャフトＧＥ２、それに割り付けられた入力一定化部ＥＫ２及び投入されている変速段Ｇ２、Ｇ４又は逆転変速段Ｒの変速歯車セットを介して、アウトプットシャフトＧＡに通じる系統である。
【００５４】
電気モーターによる走行動作は、有利には、始動のために配備されており、その場合、それぞれ二つの伝達系統内に投入される変速段の選択は、荷重の状態や走路の勾配などの負荷状態に応じて行われる。最も低い前進変速段Ｇ１を第一の伝達系統に割り付けるとともに、逆転変速段Ｒを第二の伝達系統に割り付けることによって、これらの変速段Ｇ１，Ｒの投入により、電気機械ＥＭとアウトプットシャフトＧＡの間の特に大きな変速比が得られ、その場合、二つの伝達系統の動力の流れは、電気機械ＥＭ又は遊星歯車装置９のサンギヤＳからアウトプットシャフトＧＡに通じ、そのため伝達効率を悪化させる無効エネルギーが発生しない。
【００５５】
図１では、それに対応するハイブリッド式パワートレイン１．１の構造グループにおいて、例えば、市街バスに適した性能データと、燃焼エンジンＶＭ及び電気機械ＥＭの回転数範囲と、遊星歯車装置９、二つの入力一定化部ＥＫ１又はＥＫ２及び変速歯車セットの変速比の値とが表示されている。即ち、燃焼エンジンＶＭは、２２８ＫＷの出力と１４００Ｎｍの最大回転トルクを持つことができる。電気機械ＥＭは、それが１００ＫＷの出力と５００Ｎｍの最大回転トルクを有し、±４０００回転／分の回転数範囲で動作することができるように構成されている。遊星歯車装置の単純歯車列の変速比が３．０であり、変速機の変速段の変速比は、それぞれ第一の変速段Ｇ１が２．４、第二の変速段Ｇ２が１．９４、第三の変速段Ｇ３が０．９６、第四の変速段Ｇ４が０．８２、第五の変速段Ｇ５が１．０、逆転変速段Ｒが−０．８８であり、入力一定化部ＥＫ１が２．５、入力一定化部ＥＫ２が１．２８である。
【００５６】
図２には、図１のハイブリッド式パワートレイン１．１での電気モーターによる始動プロセスに関する電気機械ＥＭからアウトプットシャフトＧＡへの動力の流れが矢印で図示されている。大きい全体的な変速比を実現するために、第一のインプットシャフトＧＥ１に割り付けられた第一の変速段Ｇ１と第二のインプットシャフトＧＥ２に割り付けられた逆転変速段Ｒの変速クラッチが繋がれている。従って、図１の変速比の値に対して、有効な全体的な変速比は、次の通りとなる。
ｎEM／ｎGA＝（１＋ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉR −ｉSt＊ｉEK1 ＊ｉG1＝−２２．５
ここで、ｎEMは、電気機械ＥＭのローター回転数を表し、ｎGAは、変速機のアウトプットシャフトＧＡの回転数を表し、ｉStは、変速機の単純歯車列の変速比を表し、ｉEK1 又はｉEK2 は、入力一定化部ＥＫ１又はＥＫ２の変速比を表し、ｉR は、逆転変速段の変速比を表し、ｉG1は、第一の変速段Ｇ１の変速歯車セットの変速比の値を表す。
【００５７】
負の符号は、電気機械ＥＭのローター６と変速機７のアウトプットシャフトＧＡの回転方向が逆向きであることを意味する。それは、電気機械ＥＭが、燃焼エンジンＶＭの駆動シャフト４の回転方向に関して、前進での始動時には逆方向に、後進での始動時には順方向に加速しなければならないことを表している。
【００５８】
図３のハイブリッド式パワートレイン１．２の実施構成では、電気機械ＥＭ’は、図１の実施構成と異なり、第一のインプットシャフトＧＥ１の側に軸平行に配置されており、電気機械ＥＭ’のローター６は、変速比ｉEK＝２．０の一つの歯車対から成る入力一定化部ＥＫを介して、遊星歯車装置９のサンギヤＳと動力を断続可能な形で接続されている。そうすることによって、電気機械ＥＭ’は、回転数範囲を倍増すると同時に、回転トルクを２分の１に低下させ、それに対応して、より小型で、より軽くかつより安価に実現することができる。
【００５９】
図４のハイブリッド式パワートレイン１．３の実施構成では、図１の実施形態と異なり、遊星歯車装置９のサンギヤＳ又は電気機械ＥＭのローター６と筐体に固定された部品１３の間で筐体と固定された部品の間に配置されたブレーキクラッチＢが更に配備されている。このブレーキクラッチＢは、有利には、燃焼エンジンによる走行動作において、回転トルクが第二の伝達系統を介して定常的に伝達される場合に繋がれ、それによって、サンギヤＳが機械的にロックされることとなる。そのため、電気機械ＥＭによるサンギヤＳに伝達される回転トルクの電磁気的な支援とそれに関連する電気エネルギーの損失を回避することができる。
【００６０】
本発明によるハイブリッド式パワートレイン２．１の第二の実施形態が図５に模式的に図示されている。図１の第一の実施構成と異なり、変速機７’内の変速歯車セットの配置構成が軸方向に対して逆になっている。更に、第六の変速段Ｇ６の追加の変速歯車セットが配備されており、第二の中間シャフトＶＧ２とアウトプットシャフトＧＡの間で、軸方向に対しては第四の変速段Ｇ４と逆転変速段Ｒの変速歯車セットの間に配置されている。第六の変速段Ｇ６の固定ギヤは、アウトプットシャフトＧＡ上に回転しない形で配置されている。第六の変速段Ｇ６のフローティングギヤは、第二の中間シャフトＶＧ２上に回転可能な形で軸支されており、それに割り付けられた変速クラッチを介して、第二の中間シャフトＶＧ２と接続することが可能である。第六の変速段Ｇ６の変速クラッチは、逆転変速段Ｒの変速クラッチと共に共通のシフトクラスターＳ４に統合されている。
【００６１】
図５では、それに対応するハイブリッド式パワートレイン２．１の構造グループにおいて、例えば、中級の乗用車に適した燃焼エンジンＶＭと電気機械ＥＭの性能データと、遊星歯車装置９、入力一定化部ＥＫ１，ＥＫ２及び変速歯車セットの変速比の値とが表示されている。即ち、燃焼エンジンＶＭは、１００ＫＷの出力と、１０００回転／分で２００Ｎｍ又は３０００回転／分で３２０Ｎｍの最大回転トルクとを有する。電気機械ＥＭは、それが１１０ＫＷの出力と、２５Ｎｍの最大回転トルクとを有するとともに、±３０００回転／分の回転数範囲で動作することができるように構成されている。遊星歯車装置の単純歯車列の変速比は、３．０であり、変速機の変速段の変速比は、それぞれ第一の変速段Ｇ１が１．８、第二の変速段Ｇ２が１．８、第三の変速段Ｇ３が１．０、第四の変速段Ｇ４が１．０、第五の変速段Ｇ５が１．０、第六の変速段Ｇ６が０．６、逆転変速段Ｒが−１．６、入力一定化部ＥＫ１が１．７５、入力一定化部ＥＫ２が１．７５である。
【００６２】
図６では、図５のハイブリッド式パワートレイン２．１における燃焼エンジンＶＭの迅速なスタートに関して、電気モーターによる始動プロセスの間の電気機械ＥＭからアウトプットシャフトＧＡと第一のインプットシャフトＧＥ１又はカットアウトクラッチＫへの動力の流れが矢印で図示されている。この場合、主要な動力の流れは、歯車装置９の遊星歯車Ｐと遊星プラネタリキャリヤＰＴ、第二のインプットシャフトＧＥ２、第二の入力一定化部ＥＫ２、第二の中間シャフトＶＧ２及び投入されている第二の変速段Ｇ２の変速歯車セットを介して、アウトプットシャフトＧＡに進んでいる。この場合の回転トルクの大部分は、投入されている第一の変速段Ｇ１の変速歯車セット、第二の中間シャフトＶＧ２及び第一の入力一定化部ＥＫ１を介して、第一のインプットシャフトＧＥ１に誘導され、そこで遊星歯車装置９のトルクバランスに必要な遊星歯車装置９のリングギヤＨへの部分トルクと、燃焼エンジンＶＭの迅速なスタートのためにカットアウトクラッチＫを介して伝達される部分トルクとに分けられている。燃焼エンジンＶＭの迅速なスタートに必要な回転トルクの方が大きい場合、自動車を減速させて、その結果生じる車両重量の慣性モーメントと回転するパワートレインの質量から、アウトプットシャフトＧＡを介して、より大きい割合の回転トルクを引き出して、フィードバック系統を介して第一のインプットシャフトＧＥ１の方に誘導することができる。
【００６３】
本発明によるハイブリッド式パワートレイン３．１の第三の実施構成が、図７に模式的に図示されている。この変化形態の幾何学的な構造は、図１の第一の実施構成とほとんど同じである。しかし、それと異なり、ここでは、前進変速段Ｇ１，Ｇ３とＧ２，Ｇ４の変速歯車セットが、それぞれ軸方向に対して逆に配置されており、第二の変速段Ｇ２と逆転変速段Ｒの変速クラッチが、共通のシフトクラスターＳ３’に統合されており、第四の変速段Ｇ４の変速クラッチＳ４''が別個に配置されている。更に、ここでは、第一の変速段Ｇ１と逆転変速段Ｒの変速歯車セット及び第二の変速段Ｇ２と第三の変速段Ｇ３の変速歯車セットが、それぞれ同じ軸方向の位置に配置されるとともに、共通の固定ギヤ１４又は１５を有する。
【００６４】
しかし、それに対応するハイブリッド式パワートレイン３．１の構造グループに表示された燃焼エンジンＶＭ及び電気機械ＥＭの性能データと、遊星歯車装置９、入力一定化部ＥＫ１，ＥＫ２及び変速歯車セットの変速比の値とは、図５の中級の乗用車と同じである。即ち、燃焼エンジンＶＭは、１００ＫＷの出力と、１０００回転／分で２００Ｎｍ又は３０００回転／分で３２０Ｎｍの最大回転トルクとを有する。電気機械ＥＭは、それが１１０ＫＷの出力と、２５Ｎｍの最大回転トルクとを有するとともに、±３０００回転／分の回転数範囲で動作することができるように構成されている。遊星歯車装置の単純歯車列の変速比が３．０であり、変速機の変速段の変速比は、それぞれ第一の変速段Ｇ１が１．８、第二の変速段Ｇ２が１．０、第三の変速段Ｇ３が１．０、第四の変速段Ｇ４が０．６、第五の変速段Ｇ５が１．０、逆転変速段Ｒが−１．４５、入力一定化部ＥＫ１が１．７５、入力一定化部ＥＫ２が１．３である。
【００６５】
図８には、図７のハイブリッド式パワートレイン３．１における電気モーターによる始動プロセスに関して、電気機械ＥＭからアウトプットシャフトＧＡへの動力の流れが矢印で図示されている。大きい全体的な変速比を実現するために、図２と同様に、第一のインプットシャフトＧＥ１に割り付けられた第一の変速段Ｇ１と第二のインプットシャフトＧＥ２に割り付けられた逆転変速段Ｒの変速クラッチが繋がれている。従って、図７の変速比の値に対して、有効な全体的な変速比は、次の通りとなる。
ｎEM／ｎGA＝（１＋ｉSt）＊ｉEK2 ＊ｉR −ｉSt＊ｉEK1 ＊ｉG1＝−１７．０
ここで、電気機械ＥＭは、燃焼エンジンＶＭの駆動シャフト４の回転方向に対して、前進での始動時には逆方向に、後進での始動時には順方向に回転する。
【００６６】
図９のハイブリッド式パワートレイン３．２の実施構成では、図７の変化形態と異なり、二つの中間シャフトＶＧ１，ＶＧ２の各々には、それぞれブレーキクラッチＢ１，Ｂ２が更に配置されており、それによって、当該の中間シャフトＶＧ１，ＶＧ２をそれぞれ筐体に固定された部品１３に対してロックすることが可能である。ブレーキクラッチＢ１，Ｂ２は、構造と配置構成に関して、変速段Ｇ１〜Ｇ６及び逆転変速段Ｒの変速クラッチと同様に構成され、制御技術に関して、変速クラッチの操作に組み込まれている。第二のブレーキクラッチＢ２は、第二の中間シャフトＶＧ２上に配置されており、第四の変速段Ｇ４の変速クラッチと共に共通のシフトクラスターＳ４''' に統合されており、それに対して、ブレーキクラッチＢ１は、第一の中間シャフトＶＧ１上に別個に配置されている。二つのブレーキクラッチＢ１，Ｂ２は、有利には、電気モーターによる走行動作において、それぞれ他方のインプットシャフトＧＥ１，ＧＥ２又は中間シャフトＶＧ１，ＶＧ２を介して伝達される回転トルクを支援するように切り換えて繋がれ、そうすることによって、それぞれ遊星歯車装置９のリングギヤＨとプラネタリキャリヤＰＴの何れかが機械的にロックされることとなる。それによって、遊星歯車装置９での対抗して支援するためのエネルギーが節約され、それと関連した無効エネルギーが防止されることとなる。
【符号の説明】
【００６７】
１．１    ハイブリッド式パワートレイン
１．２    ハイブリッド式パワートレイン
１．３    ハイブリッド式パワートレイン
２．１    ハイブリッド式パワートレイン
３．１    ハイブリッド式パワートレイン
３．２    ハイブリッド式パワートレイン
４    駆動シャフト
５    ステーター  
６    ローター
７    変速機
７’  変速機
８    ディファレンシャル装置
９    遊星歯車装置
１０    中間歯車
１１    固定ギヤ
１２    固定ギヤ
１３    筐体に固定された部品
１４    固定ギヤ
１５    固定ギヤ
Ｂ      ＥＭのブレーキクラッチ
Ｂ１    ＶＧ１の第一のブレーキクラッチ
Ｂ２    ＶＧ２の第二のブレーキクラッチ
ＥＫ    ＥＭの入力一定化部
ＥＫ１  ステーター，ＶＧ１の第一の入力一定化部
ＥＫ２  ステーター，ＶＧ２の第二の入力一定化部
ＥＭ    電気機械
ＥＭ’  電気機械
Ｇ１〜Ｇ６    （前進）変速段
ＧＡ    ステーターのアウトプットシャフト
ＧＥ１  ステーター，ＶＧ１の第一のインプットシャフト
ＧＥ２  ステーター，ＶＧ２の第二のインプットシャフト
Ｈ      変速機のリングギヤ
ｉ      変速比
ｉEK    ＥＫの変速比
ｉEK1   ＥＫ１の変速比
ｉEK2   ＥＫ２の変速比
ｉG1*   ＧＥ１の変速歯車セットの変速比
ｉG2*   ＧＥ２の変速歯車セットの変速比
ｉG1    Ｇ１の変速歯車セットの変速比
ｉG2    Ｇ２の変速歯車セットの変速比
ｉG3    Ｇ３の変速歯車セットの変速比
ｉG4    Ｇ４の変速歯車セットの変速比
ｉG5    Ｇ５の変速比
ｉG6    Ｇ６の変速歯車セットの変速比
ｉR     Ｒの変速歯車セットの変速比
ｉSt    変速機の単純歯車列の変速比
Ｋ      カットアウトクラッチ
ＭEM    ＥＭの回転トルク
ＭEM＿max     ＥＭの最大回転トルク
ＭVM    ＶＭの回転トルク
ＭVM＿max     ＶＭの最大回転トルク
ｎ      回転数
ｎEM    ＥＭの回転数
ｎGA    ＧＡの回転数
ｎH     Ｈの回転数
ｎPT    ＰＴの回転数
ｎS     Ｓの回転数
Ｐ      変速機の遊星歯車
ＰＴ    変速機のプラネタリキャリヤ
Ｒ      逆転変速段
Ｓ      変速機のサンギヤ
Ｓ１    シフトクラスター
Ｓ２’  変速クラッチ
Ｓ３    シフトクラスター
Ｓ３’  シフトクラスター
Ｓ４    シフトクラスター
Ｓ４’  変速クラッチ
Ｓ４''  変速クラッチ
Ｓ４'''   シフトクラスター
ＶＧ１  ステーターの第一の中間シャフト
ＶＧ２  ステーターの第二の中間シャフト
ＶＭ    燃焼エンジン
【図１】
2010513107.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010513107.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010513107.tif 000009
【図８】
2010513107.tif 000010
【図９】
2010513107.tif 000011
【国際調査報告】
2010513107.tif 000012
2010513107.tif 000013
2010513107.tif 000014
2010513107.tif 000015