(57)【要約】  本発明は、車両、特に、レンジ・エクステンダを備える電気車両用のドライブトレーン（１）であって、第１、第２および第３遊星ギア部材（５ａ，５ｂ，５ｃ）を含む遊星ギア（５）によって前記車両の少なくとも１つの駆動軸（８）に駆動接続された第１電気機械（２）と、更に、前記遊星ギアによって前記第１電気機械（２）に接続された第２電気機械（３）と、前記第１電気機械（２）に接続された内燃エンジン（４）とを有するドライブトレーン（１）に関する。前記内燃エンジン（４）と前記第２電気機械（３）との間にシフト可能な第１クラッチ（９）が配設されることにより、高度な可変性を有するコンパクトなドライブトレーンが形成される。
2015527246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両、特に、レンジ・エクステンダを備える電気車両用のドライブトレーン（１）であって、第１、第２および第３遊星ギア部材（５ａ，５ｂ，５ｃ）を含む遊星ギア（５）によって前記車両の少なくとも１つの駆動軸（８）に駆動接続された第１電気機械（２）と、前記遊星ギアによって前記第１電気機械（２）に接続された第２電気機械（３）と、前記第１電気機械（２）に接続された内燃エンジン（４）とを有するものにおいて、前記内燃エンジン（４）と前記第２電気機械（３）との間にシフト可能な第１クラッチ（９）が配設されていることを特徴とするドライブトレーン（１）。
【請求項２】
前記第２電気機械（３）と前記遊星ギア（５）との間にシフト可能な第２クラッチ（１０）が設けられている請求項１記載のドライブトレーン（１）。
【請求項３】
前記第１電気機械（２）は、好ましくはリングギアによって構成される第１遊星ギア部材（５ａ）に駆動接続されている請求項１又は２記載のドライブトレーン（１）。
【請求項４】
好ましくは遊星キャリアによって構成される第２遊星ギア部材（５ｂ）は、前記駆動軸（８）に接続可能である請求項１〜３のいずれか１項に記載のドライブトレーン（１）。
【請求項５】
前記第２電気機械（３）は、前記第２遊星ギア部材に接続可能である請求項１〜４のいずれか１項に記載のドライブトレーン（１）。
【請求項６】
前記第２電気機械（３）は、前記第１遊星ギア部材（５ａ）に接続可能である請求項１〜４のいずれか１項に記載のドライブトレーン（１）。
【請求項７】
前記第１遊星ギア部材（５ａ）と前記第２遊星ギア部材（５ｂ）とは、シフト可能な第３クラッチ（１１）によって、互いに対して回転可能でリジッドに接続可能である請求項１〜６のいずれか１項に記載のドライブトレーン（１）。
【請求項８】
好ましくはサンホイールによって構成される前記第３遊星ギア部材（５ｃ）は、ブレーキ装置（１２）によって係止可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載のドライブトレーン（１）。
【請求項９】
少なくとも１つの副装置、好ましくは、空調コンプレッサ（１４）が、特に好ましくはギア段を介して、前記第２電気機械（３）に駆動接続されている請求項１〜８のいずれか１項に記載のドライブトレーン（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、特に、レンジ・エクステンダを備える電気車両用のドライブトレーンであって、第１、第２および第３遊星ギア部材を含む遊星ギアによって前記車両の少なくとも１つの駆動軸に駆動接続された第１電気機械と、更に、前記遊星ギアによって前記第１電気機械に接続された第２電気機械と、前記第１電気機械に接続された内燃エンジンとを有するドライブトレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第５９９１６８３号明細書（特許文献１）は、ハイブリッド車両用のドライブトレーンを開示し、これは、第１電気機械と第２電気機械、そして内燃エンジンを含み、前記第１電気機械は、遊星ギアのサンホイールに接続され、前記第２電気機械は前記遊星ギアの遊星キャリアにリジッドに接続されている。前記第２電気機械は、更に、内燃エンジンにリジッドに駆動接続されている。前記遊星キャリアのリングギアは、前記車両の駆動軸に作用する。前記両機械間にクラッチ部材は設けられていない。これによって当該ドライブトレーンの用途範囲が大幅に制限されている。特に、前記第２機械を前記内燃エンジン又は前記遊星ギアから接続解除することはできない。
【０００３】
その他類似のドライブトレーンが欧州特許出願公開第２２１８６０３号明細書（特許文献２），米国特許出願公開第２００９／２５０２７８号明細書（特許文献３），米国特許出願公開第２０１０／００６３５７号明細書（特許文献４），米国特許第７２０４２２２号明細書（特許文献５），米国特許第６９９１０５４号明細書（特許文献６），米国特許出願公開第６０６７８０１号明細書（特許文献７），米国特許出願公開第６１６１６４０号明細書（特許文献８）および米国特許出願公開第６２７８１９５号明細書（特許文献９）から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第５９９１６８３号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２２１８６０３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／２５０２７８号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／００６３５７号明細書
【特許文献５】米国特許第７２０４２２２号明細書
【特許文献６】米国特許第６９９１０５４号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第６０６７８０１号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第６１６１６４０号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第６２７８１９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の課題は、レンジ・エクステンダを備えるハイブリッド車両用に適したドライブトレーンであって、内燃エンジンによって形成される前記レンジ・エクステンダを介して一時的な直接駆動が可能とされるドライブトレーンを提供することにある。更に、電気装置を短時間サポートするために前記レンジ・エクステンダを使用することも可能にする。又、前記ドライブトレーンは可能な限り必要とされる空間を少ないものとされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これは、本発明に依れば、前記内燃エンジンと前記第２電気機械との間にシフト可能な第１クラッチが設けられ、好ましくは、前記第２電気機械と前記遊星ギアとの間にシフト可能な第２のクラッチが設けられる構成によって達成される。
【０００７】
これによって、内燃エンジンを第２電気機械から接続解除することが可能となり、その結果、第２電気機械を、回復作業（ｒｅｃｕｐｅｒａｔｉｏｎ  ｗｏｒｋ）をサポートするために、あるいは、空調コンプレッサ等の副装置を駆動するために、内燃エンジンから独立して作動させることが可能となる。
【０００８】
前記第２クラッチによって前記第２電気機械を前記遊星ギアから接続解除することができるので、内燃エンジンと第２電気機械とを介して、残りのドライブトレーンから独立して蓄電装置を充電することも可能である。それにもかかわらず、前記第１および第２クラッチを閉じることによって、残りのドライブトレーンに対する駆動接続を作り出すことができ、これによって、内燃エンジンと第２機械との両方を駆動力をサポートするために利用することができる。
【０００９】
前記第１電気機械は、好ましくはリングギアによって構成される第１遊星ギア部材に駆動接続することができる。好ましくは、遊星キャリアによって構成される第２遊星ギア部材が車両の駆動軸に対して作用する。
【００１０】
本発明の第１実施例において、前記第２電気機械は前記第２遊星ギア部材に接続される。前記第２電気機械と前記内燃エンジンとを、前記駆動軸の駆動をサポートするために直接使用することが可能である。これにより、第２電気機械によって、短い時間、シフト工程中に駆動のためのトルクを提供することができるので、トラクションにおける中断の無いシフト操作が可能となる。
【００１１】
本発明の第２実施例において、前記第２電気機械は前記第１遊星ギア部材に接続される。このプロセスにおいて、前記第２電気機械と前記内燃エンジンとは、前記第１電気機械と同じ遊星ギア部材に対して作用する。従って、車両の駆動は、前記遊星ギアの速度変換伝動を介して、前記内燃エンジンと第２電気機械とによって行われる。これによって特に高いトルクが提供される。更に、駆動トルクが二つの電気機械によって提供されるので、代替構成として、ドライブトレーンをよりコンパクトでより軽量な構造として提供することが可能となる。
【００１２】
前記第１遊星ギア部材と前記第２遊星ギア部材とを、シフト可能な第３クラッチを介して、互いにリジッドに接続するならば、少なくとも二つの異なるギア段を簡単に実現することが可能となる。ここで、好ましくはサンホイールによって構成される前記第３遊星ギア部材は、好ましくは、ブレーキ装置によってリジッドに係止可能である。前記第３クラッチとブレーキ部材とを選択的に操作することによって、例えば、１：１又は１．５：１のギア比が可能となる。
【００１３】
前記車両が停止している時にこの車両の室内を空調することを可能とするために、好ましくは、伝動段（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｔｅｐ）を介して、前記第２電気機械に空調コンプレッサを駆動接続すると特に有利である。
【００１４】
以下、略図を参照して本発明についてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例によるドライブトレーンを図示する。
【図２】本発明の第２実施例によるドライブトレーンを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
これらの図面は、ハイブリッド車両用のドライブトレーン１を図示し、これは、第１電気機械２と、第２電気機械３と、とりわけ、所謂レンジ・エクステンダの機能を担う内燃エンジン４、とを有する。
【００１７】
この例において主要な駆動源を構成する前記第１電気機械２は、その駆動軸２ａを介して、遊星ギア５の第１遊星ギア部材５ａに対して作用し、前記ギア部材は、ここでの実施例においてはリングギアによって構成されている。例えば、遊星キャリアによって構成される第２遊星ギア部材５ｂが、ギア段６とディファレンシャルギア７とを介して、前記車両の駆動軸８に接続されている。
【００１８】
前記第２電気機械３の駆動軸３ａは、シフト可能な第１クラッチ９を介して、前記内燃エンジン４の前記軸４ａに接続可能である。前記内燃エンジン４から離間する側において、前記第２電気機械３の前記軸３ｂは、第２クラッチ１０を介して、前記遊星ギア５に接続可能である。
【００１９】
前記遊星キャリアの第１遊星ギア部材５ａと第２遊星ギア部材５ｂとは、第３クラッチ１１を介して、互いにリジッドに接続可能である。例えばサンホイールによって構成される前記第３遊星ギア部材５ｃは、ブレーキ装置１２によって係止可能である。
【００２０】
前記第２電気機械３の前記駆動軸３ｂは、ギア段１３を介して、空調コンプレッサ１４に接続されている。
【００２１】
図１に図示の実施例において、前記第２電気機械３の前記駆動軸３ｂは、前記第２クラッチ１０を介して、固定ギア比を有する前記ギア段６と前記ディファレンシャルギア７とを介して、前記駆動軸８に直接作用する、前記第２遊星ギア部材５ｂに接続可能である。その結果、車両の高速時において、前記第２電気機械３および／又は内燃エンジン４によって駆動サポートを実現することができる。
【００２２】
図２は、前記第２電気機械３の前記駆動軸３ｂが、前記第２クラッチ１０を介して、前記遊星ギア５の第１遊星ギア部材５ａに対して接続可能な、実施例を図示している。これにより、前記第２電気機械３および／又は内燃エンジン４が、第１電気機械２と同様に、前記遊星ギア５の入力に対して作用し、それにより、前記駆動軸８と前記内燃エンジン４とに対して作用する支持用第２電気機械３のトルクは、前記第３クラッチ１１のシフト位置と前記遊星ギア５の現在のギア比と前記ブレーキ装置１２とに依存するものとなる。
【００２３】
前記第３クラッチ１１と前記ブレーキ装置１２の起動と停止（入り切り）を交互に行うことによって、前記遊星ギア５のギア比を変えることができ、ここで、当該実施例においては、第３クラッチ１１を起動しブレーキ装置１２を停止することによって、１：１のギア比（直接動力取出し状態）が得られ、第３クラッチ１１を停止しブレーキ装置１２を起動することによって、１．５：１のギア比が得られる。
【００２４】
当該実施例において、前記第１電気機械２と、第２電気機械３と内燃エンジン４との最大トルクは、４：２：１の比率で作用する。
【００２５】
前記内燃エンジン４を始動するためと、当該内燃エンジン４の起動時に電気エネルギ貯蔵装置を充電するためには、前記第１クラッチ９を閉じる。内燃エンジン４による加速のためにトルクサポートが望まれるか、必要とされる場合にも、前記第１クラッチ９を閉じることができる。
【００２６】
前記第２電気機械３が、加速又は回復をサポートするために起動される時には、前記第２クラッチ１０が閉じられる。前記電気エネルギ貯蔵装置を充電させるためにのみ内燃エンジン４がレンジ・エクステンダとして使用される時には、前記第２クラッチ１０が開放される。このプロセスにおいて、前記第２電気装置３のロータは、内燃エンジン４のためのフライホイールを構成することができる。
【００２７】
これにより、前記レンジ・エクステンダを構成する内燃エンジン４は、ドライブトレーン１の一部となり、前記二つの電気機械２，３と共に、一組の緩衝（ｄａｍｐｉｎｇ）と絶縁（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ）しか必要としないコンパクトなシステムを構成する。前記レンジ・エクステンダは、電気バッテリ貯蔵装置の充電と、たとえば前記主駆動装置のシフト工程中等の追加トルクの提供、との両方に使用可能である。
【００２８】
両方の電気機械２，３を回復（ｒｅｃｕｐｅｒａｔｉｏｎ）のために使用することができる。前記ドライブトレーン１の各コンポーネントを、互いに独立的に、起動または停止することが可能である。
【００２９】
このようにここに記載したシステム１は、レンジ・エクステンダを備えるハイブリッド車両用の極めてコンパクトな構成であって、様々な潜在的用途を提供するものである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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