(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリット動力伝導装置で、全てのシリンダーが停止する時でも、補助装置を駆動可能とし、又燃料消費を低減する。【解決手段】車両動力伝達装置１０はエンジン１４と該エンジンと並列ハイブリッドで組み合わされた電動モーター１８とを備え、エンジンは複数のシリンダーと、複数の選択的に停止可能なシリンダー吸気バルブ３８及び排気バルブ４０を備え、エンジン内の各シリンダー３０は、対応する吸気及び排気弁がクランクシャフト２６の回転に係わらず閉位置を維持する不作動状態により特徴付けられる。コントローラ５２は、バルブに作動的に接続され、バルブを有利に制御しシリンダーを不作動状態にするように構成される。動力伝導装置は、モーターのローター５８が、エンジンのクランクシャフトに連続的作動で接続されて一体回転する。動力伝導装置は、能動的なトルク伝達機構が車両発進を制御する一体化された摩擦式発進により特徴付けられる。【選択図】図１
2005337240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両動力伝導装置であって、
複数のシリンダーを有するエンジンであって、該シリンダーの各々は、該シリンダーに作動的に接続された選択的に作動可能で停止可能な対応する複数のシリンダーバルブを備え、前記エンジン内の各シリンダーは、前記対応するシリンダーバルブが作動される作動状態と、該対応するシリンダーバルブが停止される不作動状態とにより特徴付けられる、前記エンジンと、
前記エンジンとハイブリッドで組み合わされた電動モーターと、
前記モーター及び前記エンジンと作動的に接続されたトランスミッションと、
を備える、車両動力伝導装置。
【請求項２】
前記バルブを選択的に作動及び停止するように構成されたコントローラを更に備え、該コントローラは、エンジンの作動モードを、第１の期間に亘って、前記シリンダーのうち第１のシリンダーが作動状態にあり、且つ、前記シリンダーのうち第２のシリンダーが不作動状態にあるように制御し、第２の期間に亘って、前記シリンダーのうち第１のシリンダーが不作動状態にあり、且つ、前記シリンダーのうち第２のシリンダーが作動状態にあるように制御するように構成されている、請求項１に記載の車両動力伝導装置。
【請求項３】
前記バルブを選択的に作動及び停止するように構成されたコントローラを更に備え、該コントローラは、前記エンジン内の各シリンダーが、全てのシリンダーバルブを停止することにより不作動状態にあるエンジンの作動モードを選択的に引き起こすように構成されている、請求項１に記載の車両動力伝導装置。
【請求項４】
前記動力伝導装置は、流体力学的流体装置が存在しないことにより特徴付けられる、請求項１に記載の車両動力伝導装置。
【請求項５】
前記エンジンはクランクシャフトを備え、前記モーターはローターを備え、前記トランスミッションは、前記ローター及び前記クランクシャフトに作動的に接続された入力シャフトと、出力シャフトと、選択的に係合可能で解放可能なトルク伝達機構と、を備え、前記動力伝導装置は、前記入力シャフトと前記出力シャフトとを作動的に相互接続することにより車両発進を開始するため前記トルク伝達機構が選択的に制御可能となるように構成されている、請求項４に記載の車両動力伝導装置。
【請求項６】
前記動力伝導装置は、前記モーターが車両発進を開始するように該モーターによるトルク発生前に前記トルク伝達機構が係合することができるように構成されている、請求項５に記載の車両動力伝導装置。
【請求項７】
コントローラを更に備え、該コントローラは、前記モーターによる選択的なトルク発生を引き起こすため該モーターに作動的に接続され、前記トルク伝達機構の選択的係合を引き起こすため該トルク伝達機構に作動的に接続され、且つ、前記モーターが車両発進を開始するように、該モーターの作動を引き起こす前に前記トルク伝達機構を係合させるように構成されている、請求項６に記載の車両動力伝導装置。
【請求項８】
前記トランスミッションは入力シャフトを備え、前記エンジンはクランクシャフトを備え、前記モーターはローターを備えており、前記入力シャフトは、前記ローター及び前記クランクシャフトに、これらと共に回転するため連続的に作動接続されている、請求項１に記載の車両動力伝導装置。
【請求項９】
前記トランスミッションは、複数の部材を有する少なくとも１つのトルク増大装置を備え、前記入力シャフトは、前記複数の部材のうち一つに、該部材と共に回転するため連続的に接続されている、請求項８に記載の車両動力伝導装置。
【請求項１０】
トルク伝達機構を更に備え、該トルク伝達機構は、前記複数の部材のうち一つのトルク伝達作動を制御するため選択的に係合可能であり、且つ、前記トランスミッションの前進又は逆進作動を開始するように構成されている、請求項９に記載の車両動力伝導装置。
【請求項１１】
前記動力伝導装置は、スターターモーターが存在しないことにより特徴付けられる、請求項１に記載の車両動力伝導装置。
【請求項１２】
前記エンジンはクランクシャフトを備え、該クランクシャフトに作動的に接続されて駆動される車両補助装置を更に備え、該補助装置は、前記少なくとも１つのシリンダーが不作動状態にあるとき前記クランクシャフトを介して前記モーターにより駆動可能である、請求項１に記載の車両動力伝導装置。
【請求項１３】
前記エンジンはクランクシャフトを備え、前記モーターはローターを備え、該ローターは、該クランクシャフトと一体回転するように該クランクシャフトに連続的に接続されている、請求項１に記載の車両動力伝導装置。
【請求項１４】
車両動力伝導装置であって、
少なくとも１つのシリンダーと、該少なくとも１つのシリンダーに作動的に接続された、選択的に作動可能で停止可能な複数のシリンダーバルブと、該シリンダーバルブを選択的に作動及び停止するように構成されたコントローラとを備える、エンジンであって、前記少なくとも１つのシリンダーは、前記複数のシリンダーバルブが作動される作動状態と、該複数のシリンダーバルブが停止される不作動状態とにより特徴付けられる、前記エンジンと、
前記エンジンとハイブリッドで組み合わされた電動モーターと、
前記エンジン及び前記モーターと作動的に接続されたトランスミッションと、
を備え、
前記エンジンは、アイドルモードにより特徴付けられ、前記コントローラは、該エンジンが前記アイドルモードにあるとき前記少なくとも１つのシリンダーを不作動状態にさせるように構成されている、車両動力伝導装置。
【請求項１５】
ハイブリッド動力伝導装置であって、
回転可能なクランクシャフトを有するエンジンであって、少なくとも１つのシリンダーと、該少なくとも１つのシリンダーにガスを吸気することができる開位置と該少なくとも１つのシリンダーにガスを吸気することができない閉位置との間に移動可能である、少なくとも１つの選択的に停止可能な吸気バルブと、該少なくとも１つのシリンダーからガスを排気することができる開位置と該少なくとも１つのシリンダーからガスを排気することができない閉位置との間に移動可能である、少なくとも１つの選択的に停止可能な排気バルブと、前記少なくとも１つの吸気バルブと前記少なくとも１つの排気バルブとに作動的に接続され、且つ、前記エンジンがシリンダーに空気を吸引すること、又は、シリンダーからガスを排気することを防止するため、クランクシャフトの回転の間に、前記少なくとも１つの吸気バルブと前記少なくとも１つの排気バルブとをそれらの閉位置に維持するように前記バルブを選択的に停止することができるように構成されている、前記エンジンと、
前記クランクシャフトに連続的に接続されて該クランクシャフトと共に回転するローターを有する電動モーターと、
トランスミッションであって、該トランスミッションは、入力シャフトと、複数の部材を有する少なくとも１つの遊星ギアセットと、該複数の部材の一つのトルク伝達作動を制御するため選択的に係合可能であり且つ前記トランスミッションの前進又は逆進作動を開始するように構成された、トルク伝達機構と、を有し、前記入力シャフトは、前記クランクシャフトと、前記ローターと、前記複数の部材のうち一つとに、これらと共に回転するため連続的に接続されている、前記トランスミッションと、
を備える、ハイブリッド動力伝導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のシリンダーを備えたエンジンであって、選択的に停止可能な複数のバルブが各々のシリンダーに作動的に接続されている、該エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術のハイブリッド動力伝導装置は、典型的には、内燃エンジンと、電動モーターと、トランスミッションと、を備えている。エンジンのクランクシャフトと、モーターのローターと、エンジンの入力シャフトと、は、様々なトルク伝達機構によって、選択的に相互接続されている。これらのトルク伝達機構は、エンジンをモーターから解放し、エンジン及びモーターをトランスミッションから解放するため、従来技術では必要とされてきた。
【０００３】
より詳しくは、典型的な従来技術のハイブリッド動力伝導装置では、エンジンのクランクシャフトは、クラッチによりモーターのローターに選択的に接続されている。クラッチが係合されたとき、クランクシャフト及びローターは一斉に回転し、クラッチが解放されたとき、エンジンは、ローター及びトランスミッションから断絶される。動力伝導装置の一つのモードでは、クラッチが係合され、エンジンは、それ単独で又はモーターと組み合わされて、トランスミッションを介して駆動輪に動力を供給する。動力伝導装置の別のモードでは、モーターは全ての動力を駆動輪に供給しており、このときクラッチは、モーターがクランクシャフトを回転させることを防止するため、及び、空気が吸気マニホルド、エンジンシリンダー及び排気マニホルドを通って引き込まれるときの付随したポンプ損失を防止するため解放される。同様に、回生ブレーキ制御の間も、クラッチは、クランクシャフトの回転及び付随したポンプ損失を防止するため解放されなければならない。
【０００４】
モーターのローターは、例えばトルクコンバータ等の液圧流体駆動手段を介してトランスミッションに接続されている。トルクコンバータは、十分なロータートルク及び速度で、モーターローターと、トランスミッション入力シャフトとの間の流体連結を提供する。
【０００５】
例えばパワーステアリングポンプやＨＶＡＣコンプレッサ等の多数の車両補助装置は、エンジンにより駆動されるため、ベルト、チェーン駆動手段等により、クランクシャフトに接続されている。かくして、エンジンは、モーターのみが車両を推進するとき又は車両が停止中であるときでさえ、補助装置を駆動するため、作動がオンにならなければならず、燃料を消費する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
車両動力伝導装置が提供される。該動力伝達機構は、複数のシリンダーを有するエンジンを備える。エンジン内の該シリンダーの各々は、該シリンダーに作動的に接続された選択的に作動可能で停止可能な対応する複数のシリンダーバルブを備える。エンジン内の各シリンダーは、対応するシリンダーバルブが作動される作動状態と、該対応するシリンダーバルブが停止される不作動状態とにより特徴付けられる。電動モーターが、エンジンとハイブリッドで組み合わされている。トランスミッションは、モーター及びエンジンと作動的に接続されている。
【０００７】
クランクシャフトの回転にも係わらず、全てのシリンダーが選択的に不作動状態とみなされ得るエンジンは、ハイブリッド動力伝導作用の間にかなりの利点を提供する。例えば、好ましい実施形態は、車両動力伝導装置は、シリンダーバルブを選択的に作動及び停止するように構成されたコントローラを更に備えている。該コントローラは、第１の期間に亘って、第１のシリンダーが作動状態にあり、且つ、第２のシリンダーが不作動状態にあるエンジンの作動モードを選択的に引き起こすように構成される。また、第２の期間に亘っては、第１のシリンダーが不作動状態にあり、且つ、第２のシリンダーが作動状態にある。電動モーターが車両を推進するため全ての原動力を提供するとき発生し得る、この作動モードの間、燃料は節約される。必ずしも全てのシリンダーが作動されず、ポンプ損失が減少するからである。シリンダーのいずれかが作動して点火され、シリンダーのいずれが停止されることを交互に切り替え制御することにより、シリンダーは高温状態を維持する。
【０００８】
別の好ましい実施例では、コントローラは、バルブを選択的に作動し、停止するように構成されている。また、コントローラは、例えばモーターが全ての原動力を提供するときや回生ブレーキ制御の間等、所定状態が存在するときには、全てのシリンダーバルブを停止することにより、エンジン内の各シリンダーが不作動状態にあるエンジンの作動モードを引き起こすように構成されている。かくして、本発明の動力伝導装置は、従来技術で見出されるローターとクラッチシャフトとの間のクラッチを無くすことを可能にすることにより、従来技術を改善する。ローターは、エンジン内の付随的なポンプ損失無しにクランクシャフトを回転させることができるからである。
【０００９】
クランクシャフトに接続することができる、パワーステアリングポンプ及びＨＶＡＣコンプレッサ等の補助装置は、全てのエンジンシリンダーが不作動状態であるときクランクシャフトをモーター回転することにより駆動される。かくして、本発明の動力伝導装置は、クランクシャフトに作動的に接続された補助装置が、全てのエンジンシリンダーが停止するときモーターにより駆動されることを可能とし、これにより燃料を節約することにより従来技術を改善する。また、エンジンは、単に補助装置を駆動するためだけにオンのままである必要はない。本動力伝導装置は、従来技術と比較して触媒コンバータの温度の損失を最小にする。全てのシリンダーが停止しているとき排気システムを通って低温ガスが送り出されないからである。
【００１０】
本発明の動力伝導装置は、従来技術の動力伝達装置により要求されたような別個のスターターモーターや入力クラッチの必要性を無くす。モーターは、少なくとも１つのシリンダーが作動しているときクランクシャフトを回転することによりエンジンを始動することができるからである。
【００１１】
更に、エンジンが、車両ドライバー又はエンジンコントローラーにより原動力を供給するように指令されるとき、本発明の動力伝導装置は、従来技術と比較して改善された応答を提供する。クランクシャフトは、シリンダーがポンプ損失無しに停止しているときモーターにより駆動することができ、かくして、クランクシャフトは、ローター及び入力シャフトと同じ速度で連続的に回転することができるからである。かくして、エンジンクランクシャフト及びトルクコンバータが速度を得なければならないような隠れた期間が存在しなくなる。原動力を供給するため指令されたとき全てのエンジンシリンダーが停止している場合、吸気バルブ及び排気バルブが働いてエンジンが始動するように、バルブが単に作動されるだけで済む。
【００１２】
好ましい実施形態では、トランスミッションは、クランクシャフト、ローター及び入力シャフトの間に流体力学的流体流体駆動手段が存在しないことにより特徴付けられる。その代わりに、例えば選択的に係合及び解放可能なクラッチ等の能動的なトルク伝達機構が車両発進のため用いられる。一例としての実施形態では、入力シャフトは、ローター及びクランクシャフトに連続的に接続されてこれらと共に回転する。入力シャフトは、更に、例えば遊星ギア部材等のトルク増大装置の部材に連続的に接続され、該部材と共に回転する。トランスミッション内のトルク増大装置の部材のトルク伝達作動を制御する選択的に作動可能な摩擦式トルク伝達機構も、作動を開始するため、即ち発進するため用いられる。
【００１３】
本発明の別の態様では、ハイブリッド動力伝導装置が、少なくとも１つのシリンダーを有するエンジンを備える。複数の選択的に作動可能及び停止可能なシリンダーバルブは、少なくとも１つのシリンダーに作動的に接続され、それにより、少なくとも１つのシリンダーは、複数のシリンダーバルブが作動される作動状態と、複数のバルブが停止される不作動状態とにより特徴付けられる。本動力伝導装置は、エンジンとハイブリッドで組み合わされた電動モーターと、エンジン及びモーターに作動的に接続されたトランスミッションとを更に備える。コントローラは、シリンダーバルブに作動的に接続される。エンジンは、アイドルモードにより特徴付けられ、コントローラは、エンジンがアイドルモードにあるとき少なくとも１つのシリンダーが不作動状態にあるように複数のシリンダーバルブを停止するように構成されている。
【００１４】
本発明の上記特徴及び利点、並びに、他の特徴及び利点は、添付図面を参照して本発明実行するためのベストモードの次の詳細な説明から容易に明らかとなろう。
【実施例】
【００１５】
図１を参照すると、車両動力伝導装置１０が概略的に表されている。動力伝導装置１０は、エンジン１４と、電動モーター１８と、自動トランスミッション２２と、を備えている。エンジン１４は、回転可能なクランクシャフト２６と、エンジンブロック３２内に形成された複数のシリンダー３０Ａ〜Ｄと、選択的に作動可能及び停止可能な複数のシリンダーバルブ、即ち、吸気バルブ３８Ａ〜Ｄ及び排気バルブ４０Ａ〜Ｄと、を備えている。エンジンは、複数のピストン３４Ａ〜Ｄも備えており、各々のピストンは複数のシリンダー３０Ａ〜Ｄの夫々一つの内部で並進可能である。
【００１６】
吸気バルブ３８Ａ〜Ｄの各々は、対応するピストン３４Ａ〜Ｄの各吸気ストロークの間に吸気ポートを介して、対応するシリンダー３０Ａ〜Ｄへとガス（例えば空気４４）が引き込まれる開位置と、ガスが対応するシリンダー３０Ａ〜Ｄ内に引き込まれることを防止するための閉位置と、の間で移動可能である。各々の排気バルブ４０Ａ〜Ｄは、対応するピストン３４Ａ〜Ｄの各排気ストロークの間に対応するシリンダー３０Ａ〜Ｄから排気ガス５４を排気することができる開位置と、対応するシリンダー３０Ａ〜Ｄからガスが排気されることを防止するための閉位置との間で移動可能である。
【００１７】
エンジン１４内の各シリンダー３０Ａ〜Ｄは、対応するシリンダーバルブ３８Ａ〜Ｄ、４０Ａ〜Ｄが作動される作動状態と、対応するシリンダーバルブ３８Ａ〜Ｄ、４０Ａ〜Ｄが停止される不作動状態とにより特徴付けられる。
【００１８】
より詳しくは、吸気バルブ３８Ａ〜Ｄの各々は、閉位置にスプリング偏倚されており、例えばカムシャフト作動式ロッカーアーム等の各々のバルブトレイン機構４２を備える。吸気バルブが作動されるとき、バルブトレイン機構は、大気から吸気マニホルド４６を介して対応するシリンダー３０Ａ〜Ｄ内に空気を引き入れるためその対応するピストン３４Ａ〜Ｄの各々の吸気ストロークの間に吸気バルブ３８Ａ〜Ｄを開放させる。かくして、吸気バルブ３８Ａ〜Ｄが作動されたとき、それは、クランクシャフトの２回転毎に一度づつ開閉する。吸気バルブ３８Ａ〜Ｄが停止されたとき、それは、クランクシャフトの回転に係りなく閉鎖されたままとなる。
【００１９】
同様に、排気バルブ４０Ａ〜Ｄの各々は、閉位置にスプリング偏倚されており、例えばカムシャフト作動式ロッカーアーム等の各々のバルブトレイン機構４２を備える。吸気バルブが作動されるとき、バルブトレイン機構は、排気マニホルド５０を介して、大気中に対応するシリンダー３０Ａ〜Ｄ内からの排気ガス５４を追い出すためその対応するピストン３４Ａ〜Ｄの各々の排気ストロークの間に排気バルブ４０Ａ〜Ｄを開放させる。かくして、排気バルブ４０Ａ〜Ｄが作動されたとき、それは、クランクシャフトの２回転毎に一度づつ開閉する。排気バルブ４０Ａ〜Ｄが停止されたとき、それは、クランクシャフトの回転に係りなく閉鎖されたままとなる。
【００２０】
当業者は、シリンダーバルブ３８Ａ〜Ｄ、４０Ａ〜Ｄの選択的停止を達成するため用いることができる、多数の技術及びバルブトレイン形態を認めるであろう。クランクシャフト回転の間の選択的バルブ停止用に構成された一例としてのバルブは、チャーチらに対し２００１年１１月２７日に発行された米国特許番号６，３２１，７０４号、フェルナンデスらに対し２００１年１１月２７日に発行された米国特許番号６，３２１，７０５号、スパスらに対し２００２年１２月２４日に発行された米国特許番号６，４９７，２０７号、ヘンドリクスマらに対し２００３年２月４日に発行された米国特許番号６，５１３，４７０号、アルバートソンらに対し２００３年５月６日に発行された米国特許番号６，５５７，５１８号、パーテルらに対し２００３年７月１日に発行された米国特許番号６，５８４，９５１号、ゲシムらに対し２００３年１０月２８日に発行された米国特許番号６，６３７，３８７号に記載されており、それらの各々は、その全体が本願に組み込まれる。
【００２１】
動力伝導コントローラ５２は、シリンダーバルブ３８Ａ〜Ｄ、４０Ａ〜Ｄの各々を個々に制御するため各バルブトレイン機構４２に作動的に接続されている。即ち、コントローラ５２は、バルブ３８Ａ〜Ｄ、４０Ａ〜Ｄの各々を選択的に作動及び停止するように構成されている。動力伝導コントローラ５２は、第１の作動モードでエンジンを作動するように構成される。このモードでは、各吸気バルブ３８Ａ〜Ｄが、作動されて対応するピストン３４Ａ〜Ｄの吸気ストロークの間に開放し、各排気バルブが、作動されてクランクシャフト回転の間に対応するピストン３４Ａ〜Ｄの排気ストロークの間に開放するように、コントローラは、全てのシリンダーバルブ３８Ａ〜Ｄ、４０Ａ〜Ｄを制御する。
【００２２】
動力伝導コントローラ５２は、第２の作動モードでエンジン１４を作動するように構成される。このモードでは、全てのシリンダーバルブ３８Ａ〜Ｄ、４０Ａ〜Ｄが停止され、エンジンシリンダー３０Ａ〜Ｄがガスを引き込むことを防止すると共にそこからガスを排気することを防止するため、各々の吸気バルブ３８Ａ〜Ｄ並びに各々の排気バルブ４０Ａ〜Ｄが、クランクシャフト２６の回転に係らず閉鎖されたままとなっている。従って、クランクシャフト２６は、エンジン１４のポンプ作用が無い状態で、第２の作動モードで回転することができる。即ち、空気４４が吸気マニホルド４６及びシリンダー３０Ａ〜Ｄ内に引き込まれ、排気ガス５４はシリンダー３０Ａ〜Ｄ及び排気マニホルド５０から大気中へと排出される。
【００２３】
動力伝導コントローラ５２は、第３の作動モードでエンジン１４を作動するように構成されている。このモードでは、少なくとも１つのシリンダーのためのバルブが作動され、少なくとも１つの他のシリンダーのためのバルブが停止される。例えば、好ましい実施例では、動力伝導コントローラ５２は、第１のシリンダー３０Ａのためのバルブ３８Ａ、４０Ａを、第１のシリンダー３０Ａが働くように作動させると共に、シリンダー３０Ｂ〜Ｄが第１の所定の期間に亘って不作動であるようにバルブ３８Ｂ〜Ｄ、４０Ｂ〜Ｄを停止させる。そのような状況では、シリンダー３０Ａは、作動してパワー（少なくともエンジンをアイドル状態に維持するのに十分なパワー）を生成し続けると共に、他のシリンダー３０Ｂ〜Ｄは、空気を吸引もしなければガスを排出もせず、これにより、エンジンにおけるポンプ損失を最小にする。
【００２４】
コントローラ５２は、シリンダー３０Ａ〜Ｄのいずれかが第３のエンジン作動モードで作動するように交互に切り替え制御する。第１の期間に引き続く第２の期間の間に、動力伝導コントローラ５２は、シリンダー３０Ｂが作動したままとなるようにシリンダー３０Ｂと連係するバルブ３８Ｂ、４０Ｂを作動させ、シリンダー３０Ａ、３０Ｃ及び３０Ｄが不作動となるようにシリンダー３０Ａ、３０Ｃ及び３０Ｄと連係するバルブ３８Ａ、４０Ａ、３８Ｃ〜Ｄ、４０Ｃ〜Ｄを停止させる。同様に、第３の期間の間、動力伝導装置は、シリンダー３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｄを不作動にする間にシリンダー３０Ｃを作動したままとさせる。第４の期間の間、動力伝導装置は、シリンダー３０Ａ〜Ｃを不作動にする間にシリンダー３０Ｄを作動したままとさせる。いずれかのシリンダーが第３のエンジン作動モードで作動するように交互に切り替え制御することにより、シリンダーの各々は、第１のエンジン作動モードが再開されたとき最適な燃焼特性のため高温状態を維持することができる。
【００２５】
コントローラ５２は、エンジンがアイドルモードにあるとき、シリンダー３０Ａ〜Ｄのうち少なくとも１つを不作動にさせるように構成されるのが好ましい。本発明のこの流れでは、「アイドルモード」は、ゼロに指令されたエンジントルクとして定義される。かくして、エンジンは、アイドルモードにおいてポンプ損失及び摩擦損失を克服するのに必要となるトルクを超えたトルクは実質的には生成しない。
【００２６】
電動モーター１８は、エンジン１４と並列ハイブリッドで組み合わせられる。本実施例では、電動モーター１８は、ローター５８を備え、該ローターはこれと一体に回転するためクランクシャフト２６に連続的に接続されている。即ち、解放可能なトルク伝達機構は、ローター５８及びクランクシャフト２６を相互接続していない。
【００２７】
当業者は、請求された本発明の範囲内で用いることができる様々なトランスミッションの形態を認めるであろう。例えば、トランスミッション２２は、連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）、自動シフト式手動トランスミッション（ＭＴＡ）、二重クラッチトランスミッション等であってもよい。活動的なトルク伝達機構、例えば選択的に係合可能な摩擦クラッチが車両発進のために構成されるのが好ましく、これにより、トルクコンバータ等の流体力学的な流体結合を無くすことができる。
【００２８】
好ましい実施例では、ローター５８が、トランスミッション２２の入力シャフト６２に一体回転するため接続されている。トランスミッション２２は、（図２の６４で示されているように）遊星ギア構成を備え、摩擦発進により特徴付けられる。従って、動力伝導装置１０は、クランクシャフト２６、ローター５８、入力シャフト６２、及び、遊星ギア構成の間で流体力学的流体駆動が存在しないことにより特徴付けられる。摩擦発進を備えた一例としてのトランスミッション２２は、本発明の譲受人に譲渡された、２００２年１１月１５日（公開番号２００３−０１１９６２３号）に出願された、米国シリアル番号１０／２９５，１２０号に記載されている。その内容全体は、ここで参照したことにより本願に組み込まれる。
【００２９】
図２を参照すると、同様の参照番号が図１からの同様の構成要素を参照しており、トランスミッション２２は、遊星ギア構成部６４と最終的な駆動機構６８とを作動的且つ直接的に相互接続する出力シャフト６６を更に備えている。遊星ギア構成部６４は、複式遊星ギアセット７４と、２つの単純遊星ギアセット７６及び７８と、３つの選択的に係合可能な回転トルク伝達機構８０、８２及び８４と、２つの選択的に係合可能な静止トルク伝達機構８８、９０と、を備えている。
【００３０】
回転式トルク伝達機構８０、８２及び８４は、従来の流体作動式多プレートクラッチアッセンブリであり、その構成は、パワートランスミッションの分野で周知されている。同様に、静止トルク伝達機構８８及び９０は、摩擦プレート式又はバンドプレート式のいずれかの従来の流体作動式ブレーキアッセンブリである。トルク伝達機構は、従来の電子液圧式機構（図示せず）によって係合状態及び解放状態で制御される。該機構は、液圧バルブ構成部と、動力伝導コントローラ（図１では、５２で示される）と、を備える。
【００３１】
第１の遊星ギアセット７４は、太陽ギア９２と、リングギア９４と、遊星キャリアアッセンブリ９６と、を備えるように示されている。ピニオンギア１００及び１０２の噛み合った対は、キャリアアッセンブリ９６の横方向に間隔を隔てたキャリアセグメントの間に延在するピニオンシャフト１０４及び１０６上に各々回転可能に支持されている。ピニオンギア１００は、太陽ギア９２と噛み合い、ピニオンギア１０２はリングギア９４と噛み合っている。
【００３２】
第２の遊星ギアセット７６は、かくして、キャリアアッセンブリ９６は、第１の遊星ギアセット７４と第２の遊星ギアセット７６との両方に共通している。リングギアアッセンブリ１１６は、第１のギアセット７４のリングギア９４と、一体部品として回転するようにこれと一緒に接続された第２の遊星ギアセット７６のリングギア１１０とにより形成されている。第３の遊星ギアセット７８は、太陽ギア１１８と、リングギア１２０と、太陽ギア１１８及びリングギア１２０の両方と噛み合わされた複数のピニオンギア１２２と、を備えている。ピニオンギア１２２は、キャリアアッセンブリ１２６の構成部品の間に延在するシャフト１２４上に回転可能に支持されている。加えて、太陽ギア１１８は、トランスミッション２２の静止ハウジング部１２８と直接接続することに起因して静止した状態に保持されるように示されている。
【００３３】
引き続き図２を参照すると、リングギア１２０が、入力シャフト６２を介してクランクシャフト２６及びローター５８に連続的に駆動接続された状態で示されている。遊星ギア構成部６４の出力部は、出力シャフト６６を介して最終的な駆動ユニット６８に連続的に駆動接続されているリングギアアッセンブリ１１６である。トルク伝達機構８０は、太陽ギア９２とキャリアアッセンブリ１２６との選択的な係合を制御するように作動的に構成されている。同様に、トルク伝達機構８２は、キャリアアッセンブリ１２６と太陽ギア１０８との選択的係合を制御するように作動的に配置されている。更に、トルク伝達機構８４は、リングギア１２０と共通のキャリアアッセンブリ９６との間に作動的に配置されている。トルク伝達機構８８は、トルク増大装置即ちギア構成部６４の、部材即ちキャリア９６のトルク伝達作動を制御するため選択的に係合可能である。即ち、トルク伝達装置８８は、共通のキャリアアッセンブリ９６のブレーキ動作を選択的に制御するため作動的に配置され、詳細に述べられるように、自動トランスミッション２２のため、低速／逆速開始即ち「発進」クラッチとして機能するように更に配置されている。最終的に、トルク伝達機構９０は、太陽ギア１０８とキャリアアッセンブリ１２６との選択的ブレーキ動作を制御するため作動的に配置されている。
【００３４】
図３を参照すると、トランスミッション２２を変形形態で表すレバー図が示されている。レバー図中の対応する番号は、トランスミッション２２の構成部品と同じ参照番号に添え字Ａを付与したものとして与えられている。例えば、レバーアーム７８Ａは、遊星ギアセット７８を表し、ノード１１８Ａは、太陽ギア１１８を表している。遊星ギアセット７４及び７６は、７４Ａ〜７６Ａの称号の単一レバーとして結合されている。部分７４Ａはノード９２Ａ、９４Ａ及び９６Ａからなり、部分７６Ａはノード１０８Ａ，１１０Ａ及び９６Ａからなる。
【００３５】
トランスミッション２２の作動中には、ニュートラル状態は、トルク伝達機構の全てを解放することにより確立される。逆速比率を確立するためには、トルク伝達機構８２は、完全に係合され、トルク伝達機構８８は、コントローラにより受信された信号に基づく制御状態の下で係合される。制御された発進を提供するため、トルク伝達機構８２は、トルク伝達機構８８の係合の開始前に完全に係合される。かくして、トルク伝達機構８８は、逆速比率のための発進装置となる。トルク伝達機構８８の制御された係合は、入力シャフト６２と出力シャフト６６とを作動的に相互接続し、トランスミッション２２が設置されている車両の制御された発進又は加速をもたらす。このときの比率は、逆速発進比率と称される。
【００３６】
ニュートラル状態から第１の前進速度比率を確立するため、トルク伝達機構８０は、完全に係合され、トルク伝達機構８８は、コントローラにより解釈されたときの車両オペレータからの指令に基づく制御状態の下で係合される。かくして、確立された比率は、前進発進比率として示される。制御された発進を提供するため、トルク伝達機構８０は、トルク伝達機構８８の係合の開始前に完全に係合される。かくして、トルク伝達機構８８は、第１の前進速度比率の間の発進装置となる。トルク伝達機構８８が係合されたとき、車両は制御された態様で加速する。
【００３７】
例えば流体力学的トルクコンバータ等の受動的装置ではなく車両発進のための能動的クラッチの使用は、発進制御に柔軟性を提供する。コントローラは、代替の車両発進のモデルのためにも構成される。ここで、コントローラは、クランクシャフト、ローター、及び、入力シャフトが回転していない間にトルク伝達機構８０、８８を係合させ、モーター１８にトルクを発生させ、これによりモーター１８が作動式車両発進装置となる。代替の発進モデルは、例えば、最大積載の車両重量付近のトラック等の高い車両重量条件の下で望ましい。なお、動力伝導装置１０の構成は、モーター１８によるトルク円滑化を可能にする。
【００３８】
第２の前進速度比率を連続的に確立するため、トルク伝達機構８８が解放され、トルク伝達機構８０が係合された状態のままである間にトルク伝達機構９０が係合される。第３の前進速度比率は、トルク伝達機構９０を解放し、トルク伝達機構８０が係合された状態のままである間にトルク伝達機構８２を係合することにより確立される。第４の前進速度比率は、トルク伝達機構８２を解放し、トルク伝達機構８０の係合状態を維持する間にトルク伝達機構８４を係合することにより確立される。第５の前進速度比率は、トルク伝達機構８０を解放し、トルク伝達機構８４の係合状態を維持する間にトルク伝達機構８２を係合することにより確立される。最後に、第６の前進速度比率は、トルク伝達機構８２を解放し、トルク伝達機構８４の係合状態が維持される間にトルク伝達機構９０を係合することにより確立される。様々なトルク伝達装置の制御された係合及び解放のシーケンスが図４に示されている。かくして、遊星ギア部材、即ちキャリア９６のトルク伝達作動を制御するトルク伝達機構８８は、発進クラッチとなる。即ち、それは、トランスミッション２２の前進及び逆進作動の両方を開始するため係合される。
【００３９】
再び図１を参照すると、トルクコンバータ又は他の流体力学的流体駆動手段を無くすことは、例えば、トランスミッションハウジング１２８内のモーター１８の配置等、従来技術に比べたパッケージ上の改善を容易にする。
【００４０】
コントローラ５２は、エンジンがパワーを供給することを要求されているとき第１の作動モードでエンジンを作動させるように構成されている。車両が静止しているとき、モーター１８が入力シャフト６２への全ての原動力を供給しているとき、及び、回生ブレーキ制御の間、即ち、モーター１８が入力シャフト６２により駆動され、バッテリー（図示せず）を再充填するため発電機として作動するとき、コントローラは、エンジンを、第２又は第３の作動モード、即ち、吸気バルブ及び排気バルブが不能にされている状態で作動させるように構成されている。
【００４１】
例えばポンプ又はＨＶＡＣコンプレッサ等の補助装置１３４は、トランスミッション２２からエンジンブロック３２の反対側でベルト１３８を介してクランクシャフト２６へと接続されている。補助装置１３４は、モーター１８によりクランクシャフト２６を介してエンジンの第２の作動モードの間で駆動される。
【００４２】
本発明を実施するためのベストモードが詳細に説明されたが、本発明が関連する分野の当業者は、添付された請求の範囲内で本発明を実施するための様々な代替設計及び実施例の存在を認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、エンジンと電動モーターと自動トランスミッションとを備える車両動力伝導装置の概略図である。
【図２】図２は、図１のトランスミッションにおける多速遊星ギア構成を表す概略図である。
【図３】図３は、図２に示された遊星ギア構成のレバー図である。
【図４】図４は、図２に示されたパワートランスミッションと連係されたトルク伝達機構のための係合パターンを記述する真値テーブルである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2005337240000001.pdf