(57)【要約】  通常のシリーズ・パラレルハイブリッド電気パワートレイン（パワースプリットｅＣＶＴ）は、遊星ギアが嵌合された２モータＨＥＶ推進システムであり、大部分のマイルドまたはフルパラレルハイブリッドシステムは、電気機械と連結された連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）またはギアボックスを有するシングルモータシステムである。ＶａｒｉＧｌｉｄｅ（登録商標）のようなボール型連続可変遊星（ＣＶＰ）を１つの電気機械と連結することにより、連続可変トランスミッションとして機能するＣＶＰを有するパラレルＨＥＶアーキテクチャを形成すること、並びに、モータが電気アシスト機能性、始動モータ機能、発進アシストおよび回生ブレーキを提供することが可能となる。２つのモータ変形は、シリーズ・パラレルハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）アーキテクチャを提供する。エンジンから車輪への最も効率の高い経路を選択するハイブリッド監視コントローラに連結される、本明細書に開示される実施形態は、任意のモードにおける可能な最善の全効率点での動作が可能であり、トルク可変性もまた提供するハイブリッドパワートレインの形成につながる。
2018529568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのモータ／発電機と、
エンジンと、
複数のボール、第１トラクションリング、第２トラクションリング、サン、およびキャリアを有する連続可変遊星トランスミッションと
を備え、
前記複数のボールのうちのそれぞれのボールには傾動可能な回転軸が提供され、
それぞれのボールは前記第１トラクションリングおよび前記第２トラクションリングと接触しており、
それぞれのボールは前記サンと接触しており、前記サンはそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、
それぞれのボールはシフトアクチュエータへ動作可能に連結された前記キャリアへ動作可能に連結され、
前記エンジンは前記第１トラクションリングへ動作可能に連結され、
前記キャリアは固定され、回転しない、パワートレイン。
【請求項２】
第１モータ／発電機が前記サンへ動作可能に連結される、請求項１に記載のパワートレイン。
【請求項３】
第２モータ／発電機が前記第２トラクションリングへ動作可能に連結される、請求項１または請求項２に記載のパワートレイン。
【請求項４】
前記第２モータ／発電機へ動作可能に連結された第１クラッチをさらに備え、
前記第１クラッチは、前記第２トラクションリングを選択的に係合するように配置される、請求項３に記載のパワートレイン。
【請求項５】
前記第１モータ／発電機へ動作可能に連結された第１クラッチをさらに備え、
前記第１クラッチは前記サンを選択的に係合するように適合されている、請求項２に記載のパワートレイン。
【請求項６】
前記第２トラクションリングへ動作可能に連結されたブレーキをさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパワートレイン。
【請求項７】
前記第２モータ／発電機はファイナルドライブギアへ動作可能に連結される、請求項３に記載のパワートレイン。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１５年９月１７日に出願された米国特許仮出願第６２／２２０，０１９号からの恩恵を主張する。この出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
ハイブリッド車は人気が高まり、受け入れられてきている。大部分は、燃料のコスト、および内燃エンジン車に対する温室効果炭素放出の政府規制に起因する。そのようなハイブリッド車は、車両を推進するために、内燃エンジンと電気モータの両者を含む。
【発明の概要】
【０００３】
電気エネルギーを消費も貯蔵もするための現在の設計においては、組み合わせ電気モータ／発電機からのロータリーシャフトが、ギアトレインまたは遊星ギアセットによって、内燃エンジンのメインシャフトへ連結される。そのようにして、電気モータ／発電機ユニットのためのロータリーシャフトが、ハイブリッド車設計の固定比率で、内燃エンジンメインシャフトと調和して回転する。
【０００４】
これらの固定比率設計は、多くの欠点を有する。例えば、電力を生成し、また、付加的な動力を内燃エンジンのメインシャフトへ提供するという意味の両者において、電気モータ／発電機ユニットは、モータ／発電機ユニットの１分当たりの回転における比較的狭い範囲内でのみ、その最も効率の良い動作を実現する。しかし、以前から知られているハイブリッド車は、モータ／発電機ユニットと内燃エンジンメインシャフトとの間で固定の速度比を利用していたので、モータ／発電機ユニットは、しばしば、その最適速度範囲外で動作する。そのようにして、ハイブリッド車全体では、最適ではない効率で動作する。従って、ハイブリッド車の効率を向上させるパワートレイン構成が必要である。
【０００５】
通常のシリーズ・パラレルハイブリッド電気パワートレイン（パワースプリットｅＣＶＴ）は、遊星ギアが嵌合された２モータＨＥＶ推進システムであり、大部分のマイルドまたはフルパラレルハイブリッドシステムは、電気機械と連結された連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）またはギアボックスを有するシングルモータシステムである。ＶａｒｉＧｌｉｄｅ（登録商標）のようなボール型連続可変遊星（ＣＶＰ）を１つの電気機械と連結することにより、連続可変トランスミッションとして機能するＣＶＰを有するパラレルＨＥＶアーキテクチャを形成すること、並びに、モータが電気アシスト機能性、始動モータ機能、発進アシストおよび回生ブレーキを提供することが可能となる。デュアルモータ変形は、シリーズ・パラレルハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）アーキテクチャの可能性を切り開く。エンジンから車輪への最も効率の高い経路を選択するハイブリッド監視コントローラと連結される、本明細書に開示された実施形態は、エンジンおよびモータ／発電機の動作を最適化するための手段を提供する。それにより、任意のモードにおいて可能な最善の全効率点で動作するであろうハイブリッドパワートレインを提供するとともに、トルク可変性もまた提供し、それにより、特に、マイルドハイブリッドおよびパラレルハイブリッド小型車両の領域において、現在の業界標準を超えるであろうパワートレイン性能と燃料効率との最善の組み合わせをもたらす。
【０００６】
少なくとも１つのモータ／発電機と、エンジンと、複数のボール、第１トラクションリング、第２トラクションリング、サン、およびキャリアを有する連続可変遊星トランスミッションを備えるパワートレインが本明細書にて提供される。ここで、これら複数のボールのうちのそれぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。それぞれのボールは、第１トラクションリングおよび第２トラクションリングと接触している。それぞれのボールはサンと接触しており、サンは、それぞれのボールの半径方向内側に配置される。それぞれのボールは、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアへ動作可能に連結される。エンジンは、第１トラクションリングへ動作可能に連結される。キャリアは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１モータ／発電機がサンへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機が第２トラクションリングへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２モータ／発電機へ動作可能に連結された第１クラッチを備え、第１クラッチは、第２トラクションリングを選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１モータ／発電機へ動作可能に連結された第１クラッチを備え、第１クラッチは、サンを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングへ動作可能に連結されたブレーキを備える。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【０００７】
少なくとも１つのモータ／発電機と、エンジンと、エンジンへ連結された第１クラッチと、複数のボール、第１トラクションリング、第２トラクションリング、サン、およびキャリアを有する連続可変遊星トランスミッションを備えるパワートレインが本明細書にて提供される。ここで、それぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。それぞれのボールは、第１トラクションリングおよび第２トラクションリングと接触している。それぞれのボールはサンと接触しており、サンは、それぞれのボールの半径方向内側に配置される。それぞれのボールはキャリアへ動作可能に連結され、キャリアは、シフトアクチュエータへ動作可能に連結される。エンジンは、第１トラクションリングへ選択的に連結される。キャリアは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１モータ／発電機がサンへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機が第２トラクションリングへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２モータ／発電機へ動作可能に連結された第２クラッチを備え、第２クラッチは、第２トラクションリングを選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１モータ／発電機へ動作可能に連結された第２クラッチを備え、第１クラッチは、サンを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングへ動作可能に連結されたブレーキを備える。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【０００８】
少なくとも１つのモータ／発電機と、エンジンと、エンジンへ連結された第１クラッチと、連続可変遊星トランスミッションを備えるパワートレインが本明細書にて提供される。この連続可変遊星トランスミッションは、複数のボールと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第１トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第２トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触したサンと、複数のボールのうちのそれぞれのボールへ動作可能に連結され、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアを有する。ここで、複数のボールのうちのそれぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。エンジンは、第１トラクションリングへ選択的に連結される。キャリアは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１モータ／発電機がサンへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機が第２トラクションリングへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２モータ／発電機へ動作可能に連結された第２クラッチを備え、第２クラッチは、第２トラクションリングを選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１モータ／発電機へ動作可能に連結された第２クラッチを備え、第１クラッチは、サンを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングへ動作可能に連結されたブレーキを備える。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【０００９】
少なくとも１つのモータ／発電機と、エンジンと、複数のボール、第１トラクションリング、第２トラクションリング、サン、およびキャリアを有する連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）と、ＣＶＰおよび第１モータ／発電機へ動作可能に連結された遊星ギアボックスを備えるパワートレインが本明細書にて提供される。ここで、それぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。それぞれのボールは、第１トラクションリングおよび第２トラクションリングと接触している。それぞれのボールはサンと接触しており、サンは、それぞれのボールの半径方向内側に配置される。それぞれのボールは、キャリアへ動作可能に連結される。キャリアは、シフトアクチュエータへ動作可能に連結される。キャリアは固定される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスは、第２モータ／発電機へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスは、エンジンへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、エンジンは第１トラクションリングへ動作可能に連結され、遊星ギアボックスは第２トラクションリングへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスはエンジンへ動作可能に連結され、第２モータ／発電機が第２トラクションリングへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスは、第１トラクションリングおよびサンへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００１０】
少なくとも１つのモータ／発電機と、エンジンと、連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）を備えるパワートレインが本明細書にて提供される。この連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）は、複数のボールと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第１トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第２トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触したサンと、複数のボールのうちのそれぞれのボールへ動作可能に連結され、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアを有する。ここで、複数のボールのうちのそれぞれのボールには傾動可能な回転軸が提供され、キャリアは固定される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスは、第２モータ／発電機へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスは、エンジンへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、エンジンは第１トラクションリングへ動作可能に連結され、遊星ギアボックスは第２トラクションリングへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスはエンジンへ動作可能に連結され、第２モータ／発電機が第２トラクションリングへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスは、第１トラクションリングおよびサンへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００１１】
少なくとも１つの油圧機械式機械と、エンジンと、複数のボール、第１トラクションリング、第２トラクションリング、サン、およびキャリアを有する連続可変遊星トランスミッションを備えるパワートレインが本明細書にて提供される。ここで、それぞれのボールには傾動可能な回転軸が提供される。それぞれのボールは、第１トラクションリングおよび第２トラクションリングと接触している。それぞれのボールは、サンと接触しており、サンは、それぞれのボールの半径方向内側に配置される。それぞれのボールは、キャリアへ動作可能に連結され、キャリアは、シフトアクチュエータへ動作可能に連結される。エンジンは、第１トラクションリングへ動作可能に連結される。キャリアは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１油圧機械式機械がサンへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２油圧機械式機械が第２トラクションリングへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチを備え、第１クラッチは、第２トラクションリングを選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチを備え、第１クラッチは、サンを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングへ動作可能に連結されたブレーキを備える。いくつかの実施形態において、第２油圧機械式機械は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００１２】
少なくとも１つの油圧機械式機械と、エンジンと、連続可変遊星トランスミッションを備えるパワートレインが本明細書にて提供される。この連続可変遊星トランスミッションは、複数のボールと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第１トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第２トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触したサンと、複数のボールのうちのそれぞれのボールへ動作可能に連結され、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアを有する。ここで、複数のボールのうちのそれぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。エンジンは、第１トラクションリングへ動作可能に連結される。キャリアは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１油圧機械式機械がサンへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２油圧機械式機械が第２トラクションリングへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチを備え、第１クラッチは、第２トラクションリングを選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチを備え、第１クラッチは、サンを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングへ動作可能に連結されたブレーキを備える。いくつかの実施形態において、第２油圧機械式機械は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００１３】
第１車軸と、第２車軸と、第１車軸へ動作可能に連結されたボール遊星連続可変トランスミッションを有するドライブトレインと、第２車軸へ動作可能に連結された電気駆動システムを備える車両が本明細書にて提供される。いくつかの実施形態において、このボール遊星連続可変トランスミッションは、複数のボールと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第１トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第２トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触したサンと、複数のボールのうちのそれぞれのボールへ動作可能に連結され、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアを有する。複数のボールのうちのそれぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。いくつかの実施形態において、電気駆動システムは、少なくとも１つのモータ−発電機をさらに有する。
［参照による組み込み］
【００１４】
本明細書にて言及されている全ての刊行物、特許、および特許出願は、あたかも、それぞれ個々の刊行物、特許、または特許出願が、参照により組み込まれるべきであることが具体的且つ個々に示されているのと同じ程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の新規な特徴は、添付の特許請求項において詳細に説明される。本発明の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明、および添付の図面を参照することにより、本発明のこれらの特徴および利点のより良好な理解が得られるだろう。
【００１６】
【図１】ボール型バリエータの側面断面図である。
【００１７】
【図２】図１のバリエータにおいて使用されるキャリア部材の平面図である。
【００１８】
【図３】図１のボール型バリエータの様々な傾動位置の例示図である。
【００１９】
【図４】遊星ギアシステムを有するハイブリッド動力経路の概略図である。
【００２０】
【図５】遊星ギアシステムを有するハイブリッド動力経路の別の概略図である。
【００２１】
【図６】遊星ギアシステムを有するハイブリッド動力経路の別の概略図である。
【００２２】
【図７】ボール遊星トランスミッション、モータ／発電機、およびエンジンを有する、プリトランスミッション・マイルドハイブリッドシングルモータ、２クラッチパラレルハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【００２３】
【図８】ボール遊星トランスミッション、モータ／発電機、およびエンジンを有する、ポストトランスミッション・マイルドハイブリッドシングルモータ、２クラッチパラレルハイブリッドアーキテクチャの別の概略図である。
【００２４】
【図９】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、およびエンジンを有する、シリーズ・パラレルハイブリッドデュアルモータアーキテクチャの概略図である。
【００２５】
【図１０】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、およびクラッチを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド１クラッチ変形アーキテクチャの概略図である。
【００２６】
【図１１】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、および２つのクラッチを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド２クラッチ変形デュアルモータアーキテクチャの別の概略図である。
【００２７】
【図１２】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、およびエンジンを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド、クラッチなし、デュアルモータアーキテクチャの概略図である。
【００２８】
【図１３】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、およびクラッチを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド１クラッチ変形、デュアルモータアーキテクチャの概略図である。
【００２９】
【図１４】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、および２つのクラッチを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド２クラッチ変形、デュアルモータアーキテクチャの概略図である。
【００３０】
【図１５】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、ブレーキ、およびクラッチを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド１クラッチ、１ブレーキ変形、デュアルモータアーキテクチャの概略図である。
【００３１】
【図１６】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、ブレーキ、およびクラッチを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド１クラッチ、１ブレーキ変形、デュアルモータアーキテクチャの別の概略図である。
【００３２】
【図１７】全輪駆動、デュアルモータ式シリーズ・パラレルハイブリッドの概略図である。
【００３３】
【図１８】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、およびエンジンを有する、別の全輪駆動、デュアルモータ式シリーズ・パラレルハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【００３４】
【図１９】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、ブレーキ、および２つのクラッチを有する、全輪駆動シリーズ・パラレルハイブリッド、デュアルモータアーキテクチャの別の概略図である。
【００３５】
【図２０】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、ブレーキ、および２つのクラッチを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド、デュアルモータ、２クラッチアーキテクチャの別の概略図である。
【００３６】
【図２１】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、ブレーキ、および２つのクラッチを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド、デュアルモータ、２クラッチアーキテクチャの概略図である。
【００３７】
【図２２】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、ブレーキ、および２つのクラッチを有する、シリーズ・パラレルハイブリッド、切換可能なデュアルモータアーキテクチャの別の概略図である。
【００３８】
【図２３】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、ブレーキ、および３つのクラッチを有し、バイパス可能なバリエータおよび切換可能なバリエータを有するシリーズ・パラレルハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【００３９】
【図２４】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、および遊星ギアボックスを有する、シリーズ・パラレルハイブリッドｅＣＶＴおよび機械式ＣＶＴデュアルモータアーキテクチャの概略図である。
【００４０】
【図２５】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、および遊星ギアボックスを有する、シリーズ・パラレルハイブリッドｅＣＶＴおよび機械式ＣＶＴデュアルモータアーキテクチャの別の概略図である。
【００４１】
【図２６】ボール遊星トランスミッション、２つのモータ／発電機、エンジン、および遊星ギアボックスを有する、シリーズ・パラレルハイブリッドｅＣＶＴおよび機械式ＣＶＴデュアルモータ（スプリット）アーキテクチャの別の概略図である。
【００４２】
【図２７ａ】様々な動作条件の間のシリーズ・パラレルハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【図２７ｂ】様々な動作条件の間のシリーズ・パラレルハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【図２７ｃ】様々な動作条件の間のシリーズ・パラレルハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【図２７ｄ】様々な動作条件の間のシリーズ・パラレルハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【００４３】
【図２８】ボール遊星トランスミッションを有するハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【００４４】
【図２９】ボール遊星トランスミッションを有する別のハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【００４５】
【図３０】ボール遊星トランスミッションを有するさらに別のハイブリッドアーキテクチャの概略図である。
【００４６】
【図３１】ボール遊星トランスミッションを有するハイブリッドアーキテクチャを有する車両の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
電気エネルギーを消費も貯蔵もするための現在の設計においては、組み合わせ電気モータ／発電機からのロータリーシャフトが、ギアトレインまたは遊星ギアセットにより、内燃エンジンのメインシャフトへ連結される。そのようにして、電気モータ／発電機ユニットのためのロータリーシャフトが、ハイブリッド車設計の固定比率で、内燃エンジンメインシャフトと調和して回転する。
【００４８】
これらの固定比率設計は、多くの欠点を有する。例えば、電力を生成し、また、付加的な動力を内燃エンジンのメインシャフトへ提供するという意味の両者において、電気モータ／発電機ユニットは、モータ／発電機ユニットの１分当たりの回転における比較的狭い範囲内でのみ、その最も効率の良い動作を実現する。しかし、以前から知られているハイブリッド車は、モータ／発電機ユニットと内燃エンジンメインシャフトとの間で固定の速度比を利用していたので、モータ／発電機ユニットは、しばしば、その最適速度範囲外で動作する。そのようにして、ハイブリッド車全体では、最適ではない効率で動作する。従って、ハイブリッド車の効率を向上させるパワートレイン構成が必要である。
【００４９】
このパワートレインは、ハイブリッド車に使用されるであろう電気パワートレイン構成およびアーキテクチャに関する。このパワートレイン構成および／またはドライブトレイン構成は、ハイブリッド車において使用される動力源、例えば、燃焼エンジン（内燃または外燃）、モータ、発電機、バッテリ、およびギア装置を連結すべく、ＶａｒｉＧｌｉｄｅ（登録商標）のような、ボール遊星式の連続可変トランスミッションを使用する。
【００５０】
両者とも参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００８／０１２１４８７号明細書および米国特許第８，４６９，８５６号明細書に説明されるもののような、典型的なボール遊星バリエータＣＶＴ設計は、薄い流体膜のせん断によって入力転がり面と出力転がり面との間で力を伝達する、ローリングトラクション駆動システムを表す。この技術は、遊星ギアシステムと類似したその動作に起因して、連続可変遊星（ＣＶＰ）と呼ばれている。図１に示されるように、このシステムは、動力源によって駆動される入力ディスク（リングまたはトラクションリング）、ＣＶＰ出力を駆動する出力ディスク（リングまたはトラクションリング）、これら２つのディスクと中央サンとの間に適合された一組のボールから成る。これらのボールは、この一組のボールの軸の各端部にある２つのキャリアディスクの回転によって、それら自身のそれぞれの軸周りに回転することができる。このシステムは、ボール型バリエータともまた呼ばれる。
【００５１】
ここで、添付の図面を参照して、好ましい実施形態が説明される。図面において、同様の番号は、全体にわたって同様の要素を指す。以下の説明において使用される用語法は、単に本発明のいくつかの具体的な実施形態に関する詳細な説明とともに使用されているからというだけで、いかなる限定的または制限的な態様でも解釈されるべきではない。さらに、本発明の実施形態は、いくつかの新規な特徴を含む。それらのうちのどれか単一のものが、単独でその所望の特性に対する役割を果たすもの、または、説明される本発明を実施するのに本質的なものというわけではない。
【００５２】
連続可変遊星を表すＣＶＰとしてもまた知られているボール型バリエータに基づいたＣＶＴの構成が、本明細書にて提供される。ボール型連続可変トランスミッションの基本的な概念は、以前に留意したように、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第８，４６９，８５６号明細書、また８，８７０，７１１号明細書に説明されている。本明細書全体にわたって説明されるような、本明細書に適合されたそのようなＣＶＴは、図１に示されるように、用途に応じた多数のボール（プラネット、球）１、入力リングまたはトラクションリング２および出力リングまたはトラクションリング３としてこれらのボールと円錐面接触する２つのリング（ディスクまたはトラクションリング）アセンブリ、並びに、アイドラ（サン）アセンブリ４を含む。いくつかの実施形態において、入力リング２は、符号「Ｒ１」によって、および／または第１トラクションリングとして図示において参照され、本文において参照される。出力リングは、符号「Ｒ２」によって、および／または第２トラクションリングとして図示において参照され、本文において参照される。アイドラ（サン）アセンブリは、符号「Ｓ」によって図示において参照され、本文において参照される。これらのボールは傾動可能な軸５に取り付けられ、ボール自体は、第２キャリア部材７へ動作可能に連結された第１キャリア部材６を有するキャリア（ステータ、ケージ）アセンブリに保持される。いくつかの実施形態において、このキャリアアセンブリは、符号「Ｃ」によって図示において示され、本文において参照される。これらの符号は、集合的に、ノード（「Ｒ１」、「Ｒ２」、「Ｓ」、「Ｃ」）として参照される。第１キャリア部材６は、第２キャリア部材７に対して回転する。またその逆でもよい。いくつかの実施形態において、第１キャリア部材６は回転が実質的に固定されるのに対し、第２キャリア部材７は第１キャリア部材に対して回転するように構成される。またその逆でもよい。一実施形態において、第１キャリア部材６には、多数の半径方向のガイドスロット８が提供される。図２に示されるように、第２キャリア部材７には、半径方向にオフセットされた多数のガイドスロット９が提供される。半径方向のガイドスロット８および半径方向にオフセットされたガイドスロット９は、傾動可能な軸５を案内するように適合される。軸５は、ＣＶＴの動作の間に、出力速度に対する入力速度の所望の比を実現するように調節される。いくつかの実施形態において、軸５の調節は、軸５の傾動を与えるべく第１および第２キャリア部材の位置を制御することを伴い、それによりバリエータの速度比を調節する。米国特許第６，４６１，２６８号明細書に説明されるような、Ｍｉｌｎｅｒによって生成されるものと同様、その他のタイプのボールＣＶＴもまた存在するが、それらはわずかに異なる。
【００５３】
図１におけるそのようなＣＶＰの動作原理が、図３に示される。ＣＶＰ自体は、トラクション流体によって機能する。ボールと円錐リングとの間の潤滑剤は、高圧で固体として機能し、ボールを介して、入力リングから出力リングへと動力を伝達する。ボールの軸を傾動させることにより、入力と出力との間でこの比は変更される。軸が水平な場合、図３に示されるように比は１であり、軸が傾動された場合、軸と接触点との間の距離が変化し、全体の比を変更する。全てのボールの軸が、キャリアおよび／またはアイドラに含まれる機構によって、同時に傾動される。ここで開示される本発明の実施形態は、それぞれが動作の間に出力速度に対する入力速度の所望の比を実現すべく調節される傾動可能な回転軸を有する、一般には球状のプラネットを使用したバリエータおよび／またはＣＶＴの制御に関する。いくつかの実施形態において、この回転軸の調節は、第１平面と実質的に直交する第２平面におけるプラネット軸の角度調節を実現すべく、第１平面におけるプラネット軸の角度のずれを伴い、それにより、バリエータの速度比を調節する。第１平面における角度のずれは、ここでは、「スキュー」、「スキュー角度」、および／または「スキュー条件」と呼ばれる。一実施形態において、制御システムがスキュー角度の使用を調整して、プラネット回転軸を傾動させるであろう、バリエータ内で接触するいくつかの構成要素間に力を生成する。プラネット回転軸の傾動は、バリエータの速度比を調節する。
【００５４】
ここで使用されるような「動作的に接続され」、「動作的に連結され」、「動作的に結び付けられ」、「動作可能に接続され」、「動作可能に連結され」、「動作可能に結び付けられ」といった用語、および同様な用語は、これによって１つの要素の動作が、第２の要素の対応する、その後の、または同時の動作または作動をもたらすという、要素間の関係（機械的、結合、連結、など）を指す。本発明の実施形態を説明するためにこれらの用語を使用することにおいて、これらの要素を結び付ける、または連結する具体的な構造または機構が典型的に説明されていることに留意する。しかし、具体的に述べられていない限り、これらの用語のうちの１つが使用されている場合、この用語は、実際の結合または連結が様々な形態を取ることが可能なことを示す。これは、いくつかの例において、関連技術の当業者には容易に明らかとなるであろう。
【００５５】
本明細書における「トラクション」という参照は、動力伝達の主モードまたは専有モードが「フリクション」によるものであるような用途を排除するものではないことに留意すべきである。ここではトラクション駆動とフリクション駆動との間の分類上の差異を確立することを試みないけれども、一般に、これらは、動力伝達の異なる型として理解されるであろう。トラクション駆動は、通常、２つの要素間に閉じ込められた薄い流体層におけるせん断力による、これらの要素間での動力の伝達を伴う。これらの用途において使用される流体は、通常、従来の鉱油より大きなトラクション係数を示す。トラクション係数（μ）は、接触している構成要素の境界において利用可能となるであろう、最大限利用可能なトラクション力を表し、接触力当たりの最大利用可能駆動トルクの比である。典型的にフリクション駆動は、概して、２つの要素の間の摩擦力によってこれらの要素間で動力を伝達することに関連する。この開示の目的のために、ここで説明されるＣＶＴは、トラクション用途とフリクション用途の両者で動作可能であることが理解されるべきである。例えば、ＣＶＴが自転車用途に使用されるような実施形態において、このＣＶＴは、動作の間に存在するトルク条件および速度条件に応じて、時にはフリクション駆動として動作し、またある時にはトラクション駆動として動作する。
【００５６】
本明細書にて使用されるように、また、そうでないように特定されない限り、「約」または「およそ」という用語は、その値がどのようにして測定されたのか、または決定されたのかに部分的に応じて、当業者により決定されるような特定の値に対する許容可能な誤差を意味する。いくつかの実施形態において、「約」または「およそ」という用語は、１、２、３、または４標準偏差以内を意味する。いくつかの実施形態において、「約」または「およそ」という用語は、与えられた値または範囲の３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、または０．０５％以内を意味する。いくつかの実施形態において、「約」または「およそ」という用語は、与えられた値または範囲の４０．０ｍｍ、３０．０ｍｍ、２０．０ｍｍ、１０．０ｍｍ、５．０ｍｍ、１．０ｍｍ、０．９ｍｍ、０．８ｍｍ、０．７ｍｍ、０．６ｍｍ、０．５ｍｍ、０．４ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２ｍｍ、または０．１ｍｍ以内を意味する。いくつかの実施形態において、「約」または「およそ」という用語は、与えられた値または範囲の２０．０度、１５．０度、１０．０度、９．０度、８．０度、７．０度、６．０度、５．０度、４．０度、３．０度、２．０度、１．０度、０．９度、０．８度、０．７度、０．６度、０．５度、０．４度、０．３度、０．２度、０．１度、０．０９度、０．０８度、０．０７度、０．０６度、０．０５度、０．０４度、０．０３度、０．０２度、または０．０１度以内を意味する。
【００５７】
本明細書にて使用されるような「含む」、「含み」という用語、またはそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含に及ぶことが意図されている。それにより、列挙された要素を含む処理、方法、物品、または装置が、それらの要素のみを含むのではなく、明示的には列挙されていないその他の要素またはそのような処理、方法、物品、または装置に固有のその他の要素を含んでよい。
【００５８】
ここで図４を参照すると、図１から図３において以前に説明されたような連続可変ＣＶＰ１００を使用するいくつかの実施形態において、第１リング（Ｒ１）４１、第２リング（Ｒ２）４２、サン（Ｓ）４３、およびキャリア（Ｃ）４５を含む固定比率遊星パワートレイン４０を伴うハイブリッドパワートレインアーキテクチャが示されており、内燃エンジン（ＩＣＥ）が固定キャリア４５遊星に連結されている。第１モータ／発電機ＭＧ１が、速度／動力を制御するように構成される。図４の実施形態における第１モータ／発電機ＭＧ１は、ＣＶＰ１００カムドライバ内部にあり、場合によっては、第１トラクションリング４１および第２トラクションリング４２へ動作可能に連結された軸力発生機と呼ばれる。いくつかの実施形態において、第１モータ／発電機ＭＧ１は、３０，０００ｒｐｍから４０，０００ｒｐｍもの高い速度で動作する。当業者であれば、第１モータ／発電機ＭＧ１は、任意で、その相対的動力のために小さなサイズで構成されることを認識するだろう。第２モータ／発電機ＭＧ２が、トルクを制御するように構成される。図４の第２モータ／発電機ＭＧ２駆動レイアウトは、いくつかの実施形態において、ＣＶＰ１００の比を利用しなくてもよいが、いくつかの実施形態においては任意で利用してよい。
【００５９】
図５に移ると、以前に説明されたようなＣＶＰ１００を使用するいくつかの実施形態において、第１リング（Ｒ１）５１、第２リング（Ｒ２）５２、サン（Ｓ）５３、およびキャリア（Ｃ）５５を含む固定比率遊星パワートレイン５０を伴い、高慣性動力経路に配置されたＩＣＥを有するハイブリッド車が示されている。図５の実施形態は固定キャリアを含む。いくつかの実施形態において、回転可能なキャリアを有する無限可変トランスミッションがＩＣＥへ連結されて、逆の動作および車両の発進を可能にする。第１モータ／発電機ＭＧ１は、速度／動力を制御するように構成される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、トルクを制御するように構成される。ＩＣＥは、高慣性動力経路中で動作するように構成される。ＩＣＥは、車両の走行条件下にて、第１モータ／発電機ＭＧ１および第２モータ／発電機ＭＧ２の慣性に反応するように配置される。いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、ガスタービンに典型的な速度と同様な高速で動作する。いくつかの実施形態において、増速ギアがＩＣＥへ連結されて、高速入力をシステムに提供する。
【００６０】
ここで図６を参照すると、ＣＶＰを使用するいくつかの実施形態において、第１リング（Ｒ１）６１、第２リング（Ｒ２）６２、サン（Ｓ）６３、およびキャリア（Ｃ）６５を含む固定比率遊星パワートレイン６０を伴い、高速動力経路に配置されるとともに動作の間に第１モータ／発電機ＭＧ１および第２モータ／発電機ＭＧ２と反応するように構成されるＩＣＥを有するハイブリッド車が示されている。図６の実施形態は固定キャリアを含む。ＩＣＥは、高速動力経路中で動作するように構成される。ＩＣＥは、走行条件の間、第１モータ／発電機ＭＧ１および第２モータ／発電機ＭＧ２に反応するように配置される。ＩＣＥは、任意で、ガスタービンのような非常に高速の入力であり得る。または、ＩＣＥは、任意で増速ギアへ連結される。
【００６１】
本明細書に開示される実施形態は、連続可変パラレルハイブリッドをもたらす通常の固定比率遊星の代わりにＣＶＰを組み込んだハイブリッド車アーキテクチャおよび／または構成に向けられている。本明細書に開示される実施形態は、これらに限定されるものではないが、シリーズ、パラレル、シリーズ・パラレル、またはＥＶ（電気車両）モードを含むハイブリッド動作モードを提供するように適合されることが理解されるべきである。動力フローのコア要素は、図１から図３において説明された連続可変トランスミッションのようなＣＶＰであり、これは、４つのノード（Ｒ１、Ｒ２、Ｃ、およびＳ）を有する連続可変トランスミッションとして機能する。ここで、キャリア（Ｃ）は固定され、リング（Ｒ１およびＲ２）は出力動力用に利用可能であり、サンまたはサンギア（Ｓ）は可変比率を提供し、いくつかの実施形態においては補助的駆動システムを提供する。ＣＶＰは、エンジン（ＩＣＥ）および電気機械（特に、モータ／発電機）が最適化された全体効率で動作することを可能にする。図面および付随するテキストの説明に示される電気機械の代わりに、特に、油圧モータ、ポンプ、アキュムレータのような油圧機械式構成要素が使用されることが可能なことに留意すべきである。さらに、本明細書に開示されるハイブリッドアーキテクチャの実施形態は、エンジンから車輪への最も効率の高い経路を選択するハイブリッド監視コントローラを組み込むことに留意すべきである。本明細書に開示される実施形態は、任意のモードにおける可能な最善の全効率点での動作が可能なハイブリッドパワートレインを可能にするとともに、トルク可変性もまた提供する。それにより、パワートレイン性能と燃料効率の最適な組み合わせをもたらす。本明細書に開示されるハイブリッドアーキテクチャの実施形態を組み込んだハイブリッド車は、限定されるものではないが、特に、バッテリ管理システムまたはウルトラキャパシタを有する高電圧バッテリパック、オンボード充電器、ＤＣ−ＤＣ変換器、またはＤＣ−ＡＣインバータのような、その他多数のパワートレイン構成要素、様々なセンサ、アクチュエータ、およびコントローラを含むことが可能なことが理解されるべきである。説明を目的として、本明細書にて参照され、図４から図３１において描写される、または示唆されるバッテリ１１０は、バッテリストレージ装置の例示である。
【００６２】
図７および図８は、第１クラッチ（「ＣＬ１」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）によって第１モータ／発電機（「ＭＧ１」または「Ｍ／Ｇ１」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）へ連結された内燃エンジン（「ＩＣＥ」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）を含む、ハイブリッド車アーキテクチャの実施形態を描写する。第１モータ／発電機ＭＧ１は、第２クラッチ（「ＣＬ２」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）によってバリエータ１００（場合によっては、「ＣＶＰ１００」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）へ連結される。ＣＶＰ１００は、任意で、図１から図３を参照して描写され、説明されたように構成される。図７および図８に描写されるアーキテクチャは、場合によっては、パラレルハイブリッドシステムと呼ばれる。直流を交流に変換する装置であるインバータ（ＩＮＶ）が、それぞれのモータ／発電機の構成要素へ動作的に連結される。具体的に図７を参照すると、第２クラッチＣＬ２は、ＣＶＰ１００の第１トラクションリングＲ１へ選択的に連結するように構成される。ＣＶＰ１００のキャリアノードＣは固定された部材である。動力は、ＣＶＰ１００から第２トラクションリングＲ２に伝達される。いくつかの実施形態において、第２トラクションリングＲ２をファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結するための第１トランスファーギアセット１１５が提供される。ファイナルドライブギアセット１２０は、本明細書に開示されるハイブリッドパワートレインが備えられた車両の車輪Ｗへ連結するように構成されることが理解されるべきである。第１トランスファーギアセット１１５は、任意で、噛み合いギア、スプロケットとチェーンの連結、ベルトとプーリーの連結、または、回転動力を伝達するように構成された任意の典型的な機械的連結として構成されることに留意すべきである。
【００６３】
具体的に図８を参照すると、第１クラッチＣＬ１は、ＩＣＥをＣＶＰ１００の第１トラクションリングＲ１へ選択的に連結するように配置される。ＣＶＰ１００のキャリアノードＣは固定された部材である。動力は、ＣＶＰ１００から第２トラクションリングＲ２に伝達される。第２クラッチＣＬ２は、第１モータ／発電機ＭＧ１を選択的に連結して動力入力を受け取るように配置される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２を第２クラッチＣＬ２へ連結するように構成される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、ファイナルドライブギアセット１２０へ連結される。
【００６４】
図９から図２３を参照すると、いくつかのハイブリッド車アーキテクチャの実施形態が、場合によってはシリーズ・パラレルハイブリッドシステムと呼ばれるシステム中に配置された第１モータ／発電機ＭＧ１および第２モータ／発電機ＭＧ２（「ＭＧ２」または「Ｍ／Ｇ２」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）を有するように構成される。これらのシステムは、充電持続モードを動作させることを可能にし、概して、パラレルハイブリッドシステムよりも多くの機能を提供する。
【００６５】
図９を再び参照すると、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定部材である。第１モータ／発電機ＭＧ１は、サンＳへ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、第１トランスファーギアセット１１５により第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００６６】
ここで図１０を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。第１モータ／発電機ＭＧ１は、サンＳへ動作可能に連結される。第１クラッチＣＬ１は、第２モータ／発電機ＭＧ２を、第１トランスファーギアセット１１５によって第２トラクションリングＲ２へ選択的に連結するように配置される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００６７】
ここで図１１を参照すると、いくつかの実施形態において、第１クラッチＣＬ１は、ＩＣＥを第１トラクションリングＲ１へ選択的に連結するように配置される。キャリアノードＣは固定された部材である。第１モータ／発電機ＭＧ１は、サンＳへ動作可能に連結される。第２クラッチＣＬ２は、第２モータ／発電機ＭＧ２を第２トラクションリングＲ２へ選択的に連結するように配置される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２を第２クラッチＣＬ２へ動作可能に連結する。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００６８】
ここで図１２を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。第１モータ／発電機ＭＧ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、サンＳへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２を第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結させる。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００６９】
ここで図１３を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。第１クラッチＣＬ１は、第２モータ／発電機ＭＧ２をサンＳへ選択的に連結するように配置される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２および第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００７０】
ここで図１４を参照すると、いくつかの実施形態において、第１クラッチＣＬ１は、ＩＣＥを第１トラクションリングＲ１へ選択的に連結するように配置される。キャリアノードＣは固定された部材である。第２クラッチＣＬ２は、第２モータ／発電機ＭＧ２をサンＳへ選択的に連結するように配置される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２および第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００７１】
ここで図１５を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。ブレーキ（「Ｂ１」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）が、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２および第２モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、サンＳへ動作可能に連結される。第１クラッチＣＬ１は、第２モータ／発電機ＭＧ２をファイナルドライブギアセット１２０へ選択的に連結するように配置されることが可能である。
【００７２】
ここで図１６を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。ブレーキＢ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、サンＳへ動作可能に連結される。第１クラッチＣＬ１は、第２モータ／発電機ＭＧ２をファイナルドライブへ選択的に連結するように配置される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２および第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、第１クラッチＣＬ１によってファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００７３】
ここで図１７を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、サンＳへ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、第２トラクションリングＲ２へ連結される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２および第２モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００７４】
ここで図１８を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。第２モータ／発電機ＭＧ２は、サンＳへ動作可能に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、後車軸駆動および前車軸駆動へ動作可能に連結される。例えば、ファイナルドライブギア１２０は、回転動力を前輪車軸および後輪車軸へ伝達するように適合された噛み合いギアを含む。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２および第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、第１クラッチＣＬ１によってファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００７５】
ここで図１９を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。ブレーキＢ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、サンＳへ動作可能に連結される。第１クラッチＣＬ１は、第２モータ／発電機ＭＧ２をファイナルドライブギアセット１２０、例えば、前輪駆動へ選択的に連結するように配置される。第２クラッチＣＬ２は、第１モータ／発電機ＭＧ１を後輪駆動へ選択的に連結するように配置される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２を第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結する。
【００７６】
ここで図２０を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１クラッチＣＬ１を使用して第１トラクションリングＲ１へ選択的に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。ブレーキＢ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、サンＳへ動作可能に連結される。第２クラッチＣＬ２は、第２モータ／発電機ＭＧ２を第２トラクションリングＲ２へ選択的に連結するように配置される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２および第２クラッチＣＬ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。
【００７７】
ここで図２１を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１クラッチＣＬ１を使用して第１トラクションリングＲ１へ選択的に連結される。ＩＣＥは、第２クラッチＣＬ２を使用して、第２モータ／発電機ＭＧ２へ選択的に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、サンＳへ動作可能に連結される。ブレーキＢ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２および第２モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２トランスファーギアセット１２５が、エンジンＩＣＥおよび第２クラッチＣＬ２へ動作可能に連結される。
【００７８】
ここで図２２を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。ブレーキＢ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、サンＳへ動作可能に連結される。第１クラッチＣＬ１は、第２モータ／発電機ＭＧ２をファイナルドライブギアセットへ選択的に連結するように配置されることが可能である。いくつかの実施形態において、ファイナルドライブギアセット１２０は、第１ギア（「Ｙ」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）、第２ギア（「Ｘ」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）、および第３ギア（「Ｚ」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）を含む。第３ギアＺは、車輪Ｗへ動作可能に連結されることが可能である。第２クラッチＣＬ２は、第１モータ／発電機ＭＧ１を第２ギアへ選択的に連結するように配置されることが可能である。第２ギアＸは、ファイナルドライブへ動作可能に連結されることが可能である。
【００７９】
ここで図２３を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１クラッチＣＬ１を使用して第１トラクションリングＲ１へ選択的に連結されることが可能である。ＩＣＥは、第２クラッチＣＬ２を使用して第２モータ／発電機ＭＧ２へ選択的に連結されることが可能である。キャリアノードＣは固定された部材である。ブレーキＢ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２および第２モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、サンＳへ動作可能に連結される。第３クラッチ（「ＣＬ３」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）が、第１モータ／発電機ＭＧ１を第２ギアＸへ選択的に連結するように配置される。第２モータ／発電機ＭＧ２は第１ギアＹへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２トランスファーギアセット１２５は、エンジンＩＣＥおよび第２クラッチＣＬ２へ動作可能に連結される。第１トランスファーギア１１５および第２トランスファーギア１２５は固定比率を有する噛み合いギアとして概略的に示されているものの、本明細書に開示されるハイブリッドパワートレインの構成要素を動作可能に連結するための任意の数の装置を当業者が構成可能なことが理解されるべきである。
【００８０】
ここで図２４から図２６を参照すると、いくつかの実施形態において、ハイブリッドアーキテクチャが、ＣＶＰ１００と組み合わせた差動装置として単純な遊星ギアを含む。ここで、ＣＶＰ１００は固定キャリアノードＣを有する。このアーキテクチャは、複合スプリットｅＣＶＴシステムにおいて一般的に利用可能な固定比率とは対照的に、可変比率の複合スプリットシステムを可能にする。
【００８１】
ここで図２４を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、単純な遊星ギアボックス（「ＰＣ」として本文中で参照され、図面中で符号が付されている）へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスＰＣは、リングギアＰＣＲ、プラネットキャリアＰＣＣ、およびサンギアＰＣＳを含む。第２モータ／発電機ＭＧ２および第１モータ／発電機ＭＧ１は、ＰＣへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１モータ／発電機ＭＧ１はリングギアＰＣＲへ連結され、第２モータ／発電機ＭＧ２はサンギアＰＣＳへ連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。第２トラクションリングＲ２は、ファイナルドライブへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギア１１５は、第２トラクションリングＲ２およびファイナルドライブギアセット１２０へ連結される。
【００８２】
ここで図２５を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。第２トラクションリングＲ２は、遊星ギアボックスＰＣへ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２および第１モータ／発電機ＭＧ１は、遊星ギアボックスＰＣへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１モータ／発電機ＭＧ１はリングギアＰＣＲへ連結され、第２モータ／発電機ＭＧ２はサンギアＰＣＳへ連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギアセット１１５は、第２トラクションリングＲ２を、遊星ギアボックスＰＣのプラネットキャリアＰＣＣへ動作可能に連結する。
【００８３】
ここで図２６を参照すると、いくつかの実施形態において、ＩＣＥは、遊星ギアボックスＰＣへ動作可能に連結される。第２モータ／発電機ＭＧ２は、遊星ギアボックスＰＣへ動作可能に連結される。遊星ギアボックスＰＣは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１トラクションリングＲ１は、リングギアＰＣＲへ動作可能に連結される。キャリアノードＣは固定された部材である。第１モータ／発電機ＭＧ１は、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。遊星ギアボックスＰＣは、サンＳへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、サンギアＰＣＳへ動作可能に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、ファイナルドライブギアセット１２０へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第１トランスファーギア１１５は、第２トラクションリングＲ２および第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結される。
【００８４】
ここで、図２７ａから図２７ｄを参照すると、いくつかの実施形態において、ハイブリッドアーキテクチャが、固定されたキャリアノードＣを有するＣＶＰを含む。このＣＶＰは、マルチスピードギアボックス、例えば、６速または７速ギアボックスにおいて使用される。本明細書にて開示されるハイブリッドアーキテクチャは、付加的なクラッチ、ブレーキ、およびＣＶＰの３つのノードへの連結もまた含むことが可能である点が理解されるべきである。例えば、マルチスピードギアボックス（図２７ａから図２７ｄにて「ＴＸ」として符号が付されている）には、任意で、参照によって本願に組み込まれている米国特許仮出願第６２／３４３，２９７号明細書に開示されるもののような連続可変トランスミッションが提供される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、任意で、マルチスピードギアボックスＴＸと被駆動輪Ｗとの間に配置されることが理解されるべきである。いくつかの実施形態において、エンジン（ＩＣＥ）は、第１クラッチＣＬ１へ連結される。第１クラッチＣＬ１は、第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結される。第１モータ／発電機ＭＧ１は、パワーインバータシステム１３０を介してバッテリ１１０と電気的に通じている。いくつかの実施形態において、マルチスピードギアボックスＴＸは、第１モータ／発電機へ動作可能に連結され、車両の車輪Ｗに動力を提供する。
【００８５】
ここで図２８から図３０を参照すると、いくつかの実施形態において、ハイブリッドドライブトレインが、ＣＶＰ１００（図２８から図３０にて「ＳＲ  ＣＶＰ」として示されている）および多数の固定ギアセット（図２８から図３０にて「ＳＲ」として示されている）によって構成されることが可能である。説明を目的として、図２８から図３０を参照すると、「ＳＲ  ＣＶＰ」はＣＶＰ速度比を指し、「ＳＲ」は任意の速度比増加または減少（例えば、他にもいくつかある一般的な連結の中でも、典型的な噛み合いギア、スプロケットとチェーン、またはベルトとプーリー）を指し、「ＲＴＳ」はサンギアに対する遊星リングの比を指し、「Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３」は、それぞれノード１、２、および３を指し、「Ｔ（）」はトルクを指し、「ω（）」はｒｐｍで表した速度を指し、
2018529568.tif 000003
は、リングと接触しているプラネットピニオンギアの数または歯、ピッチ半径、ピッチ円直径を指し、
2018529568.tif 000004
は、サンギアと接触しているプラネットピニオンギアの数または歯、ピッチ半径、ピッチ円直径を指す。いくつかの実施形態において、入力動力（「パワーイン１」、「パワーイン２」、または「パワーイン３」として示される）は、特に、エンジン、モータ、または（電気的、油圧式、運動による）貯蔵エネルギー再利用装置からのもである。いくつかの実施形態において、出力動力（「パワーアウト１」、「パワーアウト２」、または「パワーアウト３」として示される）は、特に、装置の主要な機能、車両（車、ボート、ＡＴＶ、自転車）のための推進力、機器（風車、水力タービン、ミル、旋盤、製紙工場）の動作、または、別の分画へのエネルギー伝達（例として、パワーアウト１が発電機を動作させて、パワーイン２におけるモータへ補給するために必要な電力を作り出す）のために供給される。いくつかの実施形態において、出力動力は、特に、（電気的、油圧式、運動による）エネルギー貯蔵、発電機／オルタネーター（電気的、油圧式、空圧式）、ファン、空調機器のような補助的パワーテイクオフ（ＰＴＯ）のために使用される。
【００８６】
ここで図２８、図２９、および図３０を参照すると、いくつかの実施形態において、ハイブリッドパワートレインがステップ式プラネット遊星を含む。プラネット
2018529568.tif 000005
が同じピッチ円直径を有する場合、遊星は、単純な遊星へと単純化されることが可能である。図２８、図２９、または図３０のいずれかにおける遊星は、複合遊星、デュアルサンギア遊星、デュアルリング遊星、または、２つの相互結合された単純遊星であることもまたできるだろう。
【００８７】
図２８、図２９、および図３０に描写されるハイブリッドパワートレイン実施形態は、複数の入力および出力（パワーイン１、パワーイン２、パワーイン３、パワーアウト１、パワーアウト２、およびパワーアウト３）を有する様々なハイブリッドＣＶＰ動力経路を示す。例として、１つの入力／出力が主パワーイン（パワーイン１）として指定され、１つの入力／出力が主パワーアウト（パワーアウト２）として指定される場合、第３パワーイン／アウト３は、１）（パワーイン１において必要な動力を低減するため、および／または、パワーアウト２の動力を増加させるための）第２動力入力であること、２）ストレージのための動力を生成すること、３）補助的な用途のための動力を生成すること、４）主パワーインへ戻って補給される動力を生成すること、５）主パワーアウトへ戻って補給される動力を生成すること、または、６）出力へと直接戻って補給される動力を生成することが可能である。
【００８８】
図２８、図２９、または図３０のいずれのものについても、その基本的な構成は、マルチモードハイブリッドトランスミッションを形成すべく、その他のギア装置およびクラッチへと連結されることもまたできよう。以前の例を使用すると、以前の主パワーイン（パワーイン１）は主パワーインのままであることが可能であるが、以前の主パワーアウト（パワーアウト２）は新たな入力／出力（パワーイン／アウト２）になることが可能であり、以前の第３入力／出力（パワーイン／アウト３）は新たなパワーアウト（パワーアウト３）になることが可能である。従って、実現され得る多くの組み合わせが存在することが容易に理解される。
【００８９】
ここで図２８を参照すると、いくつかの実施形態において、ハイブリッドパワートレイン２００には、ハイブリッドパワートレイン２００に動力を伝達するように、またはハイブリッドパワートレイン２００から動力を伝達するように構成された第１回転可能シャフト２０２が提供される。第１回転可能シャフト２０２は、第１固定比率連結２０４へ動作可能に連結される。第１固定比率連結２０４は、第１遊星２０８および第２遊星２１０を連結するように適合された第１ノード２０６へ連結される。いくつかの実施形態において、第２遊星２１０は、第２固定比率連結２１２へ連結される。第２固定比率連結２１２は、第２ノード２１４へ連結される。第２ノード２１４は、第３固定比率連結２１６へ連結するように構成される。第２回転可能シャフト２１８が、第３固定比率連結２１６へ連結され、ハイブリッドパワートレイン２００に動力を伝達するように、または、ハイブリッドパワートレイン２００から動力を伝達するように構成される。いくつかの実施形態において、第２ノード２１４は、第４固定比率連結２２０へ連結される。第４固定比率連結２２０は、ＣＶＰ１００の第１トラクションリングへ連結される。いくつかの実施形態において、第１遊星２０８は、第５固定比率連結２２２へ動作可能に連結される。第５固定比率連結２２２は、第３ノード２２４へ連結される。第３ノード２２４は、第６固定比率連結２２６へ連結される。第６固定比率連結２２６は、ＣＶＰ１００の第２トラクションリングへ連結される。いくつかの実施形態において、第３ノード２２４は、第７固定比率連結２２８へ連結される。第７固定比率連結２２８は、第３回転可能シャフト２３０へ動作可能に連結される。第３回転可能シャフト２３０は、パワートレイン２００に動力を伝達するように、または、パワートレイン２００から動力を伝達するように構成される。
【００９０】
ここで図２９を参照すると、いくつかの実施形態において、ハイブリッドパワートレイン３００には、ハイブリッドパワートレイン３００に動力を伝達するように、またはハイブリッドパワートレイン３００から動力を伝達するように構成された第１回転可能シャフト３０２が提供される。第１回転可能シャフト３０２は、第１固定比率連結３０４へ動作可能に連結される。第１固定比率連結３０４は、第１遊星３０８を介して第１ノード３０６へ連結される。いくつかの実施形態において、第１ノード３０６は、第２遊星３１０へ連結される。いくつかの実施形態において、第１ノード３０６は、第２固定比率連結３１２へ連結される。第２固定比率連結３１２は、第２ノード３１４へ連結される。第２ノード３１４は、第３固定比率連結３１６へ連結するように構成される。第２回転可能シャフト３１８が、第３固定比率連結３１６へ連結され、ハイブリッドパワートレイン３００に動力を伝達するように、または、ハイブリッドパワートレイン３００から動力を伝達するように構成される。いくつかの実施形態において、第２ノード３１４は、第４固定比率連結３２０へ連結される。第４固定比率連結３２０は、ＣＶＰ１００の第１トラクションリングへ連結される。いくつかの実施形態において、第２遊星３１０は、第５固定比率連結３２２へ動作可能に連結される。第５固定比率連結３２２は、第３ノード３２４へ連結される。第３ノード３２４は、第６固定比率連結３２６へ連結される。第６固定比率連結３２６は、ＣＶＰ１００の第２トラクションリングへ連結される。いくつかの実施形態において、第３ノード３２４は、第７固定比率連結３２８へ連結される。第７固定比率連結３２８は、第３回転可能シャフト３３０へ動作可能に連結される。第３回転可能シャフト３３０は、パワートレイン３００に動力を伝達するように、または、パワートレイン３００から動力を伝達するように構成される。ここで図３０を参照すると、いくつかの実施形態において、ハイブリッドパワートレイン４００には、ハイブリッドパワートレイン４００に動力を伝達するように、またはハイブリッドパワートレイン４００から動力を伝達するように構成された第１回転可能シャフト４０２が提供される。第１回転可能シャフト４０２は、第１固定比率連結４０４へ動作可能に連結される。第１固定比率連結４０４は、第１遊星４０６へ連結される。第１遊星４０６は、第１ノード４０８へ連結される。いくつかの実施形態において、第１ノード４０８は、第２遊星４１０へ連結される。いくつかの実施形態において、第２遊星４１０は、第２固定比率連結４１２へ連結される。第２固定比率連結４１２は、第２ノード４１４へ連結される。第２ノード４１４は、第３固定比率連結４１６へ連結するように構成される。第２回転可能シャフト４１８が、第３固定比率連結４１６へ連結され、ハイブリッドパワートレイン４００に動力を伝達するように、または、ハイブリッドパワートレイン４００から動力を伝達するように構成される。いくつかの実施形態において、第２ノード４１４は、第４固定比率連結４２０へ連結される。第４固定比率連結４２０は、ＣＶＰ１００の第１トラクションリングへ連結される。いくつかの実施形態において、第１ノード４０８は、第５固定比率連結４２２へ動作可能に連結される。第５固定比率連結４２２は、第３ノード４２４へ連結される。第３ノード４２４は、第６固定比率連結４２６へ連結される。第６固定比率連結４２６は、ＣＶＰ１００の第２トラクションリングへ連結される。いくつかの実施形態において、第３ノード４２４は、第７固定比率連結４２８へ連結される。第７固定比率連結４２８は、第３回転可能シャフト４３０へ動作可能に連結される。第３回転可能シャフト４３０は、パワートレイン４００に動力を伝達するように、または、パワートレイン４００から動力を伝達するように構成される。本明細書にて使用される「ノード」という用語は、回転による動力を伝達するように構成された回転構成要素の任意の機械的連結を参照していることに留意すべきである。
【００９１】
ここで図３１に移ると、車両１０が、前車軸１１および後車軸１２を有する。前車軸１１は、少なくとも１つのモータ−発電機を有する電気駆動システム１３へ動作可能に連結される。後車軸１２は、ＣＶＰを有するドライブトレイン１４へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、ドライブトレイン１４は、任意で、電気モータ／発電機、または、図１から図３０に開示される実施形態のようなその他の装置を有するように構成される。いくつかの実施形態において、ＣＶＰは、特に、図２８から図３０において描写されたようなマルチモードハイブリッドトランスミッションであるように、任意で構成される。いくつかの実施形態において、電気駆動システム１３が任意で後車軸１２へ連結するように構成され、ドライブトレイン１４が任意で前車軸１１へ連結するように構成される。
【００９２】
１つのモータ／発電機ＭＧ１と、エンジンＩＣＥと、複数のボール、第１トラクションリングＲ１、第２トラクションリングＲ２、サンＳ、およびキャリアＣを含む連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）１００を有するパワートレインが本明細書にて提供される。ここで、これら複数のボールのうちのそれぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。それぞれのボールは、第１トラクションリングＲ１および第２トラクションリングＲ２と接触している。それぞれのボールはサンＳと接触しており、サンＳは、それぞれのボールの半径方向内側に配置される。それぞれのボールは、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアＣへ動作可能に連結される。エンジンＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアＣは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１モータ／発電機ＭＧ１がサンＳへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２が第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結された第１クラッチＣＬ１を備え、第１クラッチＣＬ１は、第２トラクションリングＲ２を選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結された第１クラッチＣＬ１を備え、第１クラッチＣＬ１は、サンＳを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結されたブレーキＢ１を備える。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００９３】
少なくとも１つのモータ／発電機ＭＧ１と、エンジンＩＣＥと、エンジンＩＣＥへ連結された第１クラッチＣＬ１と、複数のボール、第１トラクションリングＲ１、第２トラクションリングＲ２、サンＳ、およびキャリアＣを含む連続可変遊星トランスミッションを有するパワートレインが本明細書にて提供される。ここで、それぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。それぞれのボールは、第１トラクションリングＲ１および第２トラクションリングＲ２と接触している。それぞれのボールはサンＳと接触しており、サンＳは、それぞれのボールの半径方向内側に配置される。それぞれのボールはキャリアＣへ動作可能に連結され、キャリアＣは、シフトアクチュエータへ動作可能に連結される。エンジンＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ選択的に連結される。キャリアＣは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１モータ／発電機ＭＧ１がサンＳへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２が第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結された第２クラッチＣＬ２を備え、第２クラッチＣＬ２は、第２トラクションリングＲ２を選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結された第２クラッチＣＬ２を備え、第１クラッチＣＬ１は、サンＳを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結されたブレーキＢ１を備える。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００９４】
少なくとも１つのモータ／発電機ＭＧ１と、エンジンＩＣＥと、エンジンＩＣＥへ連結された第１クラッチＣＬ１と、連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）１００を有するパワートレインが本明細書にて提供される。この連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）１００は、複数のボールと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第１トラクションリングＲ１と、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第２トラクションリングＲ２と、複数のボールのうちのそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触したサンＳと、複数のボールのうちのそれぞれのボールへ動作可能に連結され、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアＣを含む。ここで、複数のボールのうちのそれぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。エンジンＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ選択的に連結される。キャリアＣは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１モータ／発電機ＭＧ１がサンＳへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２が第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結された第２クラッチＣＬ２を備え、第２クラッチＣＬ２は、第２トラクションリングＲ２を選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結された第２クラッチＣＬ２を備え、第１クラッチＣＬ１は、サンＳを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結されたブレーキＢ１を備える。いくつかの実施形態において、第２モータ／発電機ＭＧ２は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００９５】
少なくとも１つのモータ／発電機ＭＧ１と、エンジンＩＣＥと、複数のボール、第１トラクションリングＲ１、第２トラクションリングＲ２、サンＳ、およびキャリアＣを含む連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）１００と、ＣＶＰ１００および第１モータ／発電機ＭＧ１へ動作可能に連結された遊星ギアボックスＰＣを有するパワートレインが本明細書にて提供される。ここで、それぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。それぞれのボールは、第１トラクションリングＲ１および第２トラクションリングＲ２と接触している。それぞれのボールはサンＳと接触しており、サンＳは、それぞれのボールの半径方向内側に配置される。それぞれのボールは、キャリアＣへ動作可能に連結される。キャリアＣは、シフトアクチュエータへ動作可能に連結され、キャリアＣは固定される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスＰＣは、第２モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスＰＣは、エンジンＩＣＥへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、エンジンＩＣＥは第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結され、遊星ギアボックスＰＣは第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスＰＣはエンジンＩＣＥへ動作可能に連結され、第２モータ／発電機ＭＧ２が第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスＰＣは第１トラクションリングＲ１およびサンＳへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００９６】
少なくとも１つのモータ／発電機ＭＧ１と、エンジンＩＣＥと、連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）１００を有するパワートレインが本明細書にて提供される。この連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）１００は、複数のボールと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第１トラクションリングＲ１と、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第２トラクションリングＲ２と、複数のボールのうちのそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触したサンＳと、複数のボールのうちのそれぞれのボールへ動作可能に連結され、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアＣを含む。ここで、複数のボールのうちのそれぞれのボールには傾動可能な回転軸が提供され、キャリアＣは固定される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスＰＣは、第２モータ／発電機ＭＧ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスＰＣは、エンジンＩＣＥへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、エンジンＩＣＥは第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結され、遊星ギアボックスＰＣは第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスＰＣはエンジンＩＣＥへ動作可能に連結され、第２モータ／発電機ＭＧ２が第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、遊星ギアボックスＰＣは第１トラクションリングＲ１およびサンＳへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００９７】
少なくとも１つの油圧機械式機械と、エンジンＩＣＥと、複数のボール、第１トラクションリングＲ１、第２トラクションリングＲ２、サンＳ、およびキャリアＣを含む連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）１００を有するパワートレインが本明細書にて提供される。ここで、それぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。それぞれのボールは、第１トラクションリングＲ１および第２トラクションリングＲ２と接触している。それぞれのボールは、サンＳと接触しており、サンＳは、それぞれのボールの半径方向内側に配置される。それぞれのボールは、キャリアＣへ動作可能に連結され、キャリアＣは、シフトアクチュエータへ動作可能に連結される。エンジンＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアＣは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１油圧機械式機械がサンＳへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２油圧機械式機械が第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチＣＬ１を備え、第１クラッチＣＬ１は、第２トラクションリングＲ２を選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチＣＬ１を備え、第１クラッチＣＬ１は、サンＳを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結されたブレーキＢ１を備える。いくつかの実施形態において、第２油圧機械式機械は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００９８】
少なくとも１つの油圧機械式機械と、エンジンＩＣＥと、連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）１００を有するパワートレインが本明細書にて提供される。この連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）１００は、複数のボールと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第１トラクションリングＲ１と、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第２トラクションリングＲ２と、複数のボールのうちのそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触したサンＳと、複数のボールのうちのそれぞれのボールへ動作可能に連結され、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアＣを含む。ここで、複数のボールのうちのそれぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。エンジンＩＣＥは、第１トラクションリングＲ１へ動作可能に連結される。キャリアＣは固定され、回転しない。いくつかの実施形態において、第１油圧機械式機械がサンＳへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、第２油圧機械式機械が第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチＣＬ１を備え、第１クラッチＣＬ１は、第２トラクションリングＲ２を選択的に係合するように配置される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第１油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチＣＬ１を備え、第１クラッチＣＬ１は、サンＳを選択的に係合するように適合される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、第２トラクションリングＲ２へ動作可能に連結されたブレーキＢ１を備える。いくつかの実施形態において、第２油圧機械式機械は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される。いくつかの実施形態において、このパワートレインは、パワートレイン監視コントローラを備える。このコントローラは、パワートレインまたはその構成要素へ制御信号を供給するように構成され、それにより、このコントローラが、パワートレインの複数の動作モードに動的に作用する。
【００９９】
第１車軸１１と、第２車軸１２と、第１車軸１１へ動作可能に連結されたボール遊星連続可変トランスミッション１４を含むドライブトレインと、第２車軸１２へ動作可能に連結された電気駆動システム１３を有する車両が本明細書にて提供される。いくつかの実施形態において、このボール遊星連続可変トランスミッション１４は、複数のボールと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第１トラクションリングＲ１と、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第２トラクションリングＲ２と、複数のボールのうちのそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触したサンＳと、複数のボールのうちのそれぞれのボールへ動作可能に連結され、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアＣを含む。ここで、複数のボールのうちのそれぞれのボールには、傾動可能な回転軸が提供される。いくつかの実施形態において、電気駆動システム１３は、少なくとも１つのモータ−発電機ＭＧ１をさらに含む。
【０１００】
ＩＣＥが説明されているところにおいて、ＩＣＥは、内燃エンジン（ディーゼル、ガソリン、水素）または燃料電池システムのような任意の動力装置、もしくは、空気−ハイブリッドシステムと同様な任意の油圧／空圧動力装置であることが可能な点に留意すべきである。同様に、バッテリは、リチウムイオンバッテリまたは鉛酸バッテリのような高電圧パックのみならず、ウルトラキャパシタまたはアキュムレータのようなその他の空圧／油圧システム、もしくは、その他の形態のエネルギー貯蔵システムであることもまた可能である。第１モータ／発電機ＭＧ１および第２モータ／発電機ＭＧ２は、可変容量形ポンプ、電気機械、または、空圧ポンプによって駆動される空圧モータのような任意の他の形態の回転動力によって作動される油圧モータを表すことが可能である。図面中に描写され、本文中に説明されるｅＣＶＴアーキテクチャは、油圧機械式ＣＶＴアーキテクチャを形成するため、並びに油圧ハイブリッドシステムのために拡張されることが可能である。
【０１０１】
上記の説明は、いくつかの構成要素またはサブアセンブリに対する大きさを提供してきたことに留意すべきである。言及された大きさ、または大きさの範囲は、ベストモードのようないくつかの法的要件にできる限り適合させるべく提供されている。しかし、本明細書にて説明される本発明の範囲は、請求項の文言のみによって決定されねばならない。その結果、言及された大きさのいずれも、任意の１つの請求項が特定された大きさまたは大きさの範囲をその請求項の特徴とする場合を除いて、発明の実施形態に対する限定と考えられるべきではない。
【０１０２】
本発明の好ましい実施形態が本明細書にて示され、説明されてきたが、そのような実施形態は、例示としてのみ提供されるものであることは、当業者には明らかであろう。本発明から逸脱することなく、当業者はここで、多くの変形、変更、および置換に想到するであろう。本明細書にて説明された本発明の実施形態に対する様々な代替物が、本発明を実施するに際して採用されることが可能な点が理解されるべきである。以下の請求項が本発明の範囲を定義し、それにより、これらの請求項の範囲内の方法および構造、並びにそれらの均等物が包含されるべきことが意図されている。
【０１０３】
本明細書にて説明される様々な実施形態が以下の態様で提供される。
【０１０４】
［態様１］
少なくとも１つのモータ／発電機と、
エンジンと、
エンジンに連結された第１クラッチと、
複数のボール、第１トラクションリング、第２トラクションリング、サン、およびキャリアを有する連続可変遊星トランスミッションと
を備え、
それぞれのボールには傾動可能な回転軸が提供され、
それぞれのボールは第１トラクションリングおよび第２トラクションリングと接触しており、
それぞれのボールはサンと接触しており、サンはそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、
それぞれのボールはキャリアへ動作可能に連結され、キャリアはシフトアクチュエータへ動作可能に連結され、
エンジンは第１トラクションリングへ選択的に連結され、
キャリアは固定され、回転しない、パワートレイン。
【０１０５】
［態様２］
第１モータ／発電機がサンへ動作可能に連結される、態様１のパワートレイン。
【０１０６】
［態様３］
第２モータ／発電機が第２トラクションリングへ動作可能に連結される、態様１または態様２のパワートレイン。
【０１０７】
［態様４］
第２モータ／発電機へ動作可能に連結された第２クラッチをさらに備え、第２クラッチは第２トラクションリングを選択的に係合するように配置される、態様１、態様２、または態様３のパワートレイン。
【０１０８】
［態様５］
第１モータ／発電機へ動作可能に連結された第２クラッチをさらに備え、第１クラッチはサンを選択的に係合するように適合されている、態様１または態様２のパワートレイン。
【０１０９】
［態様６］
第２トラクションリングへ動作可能に連結されたブレーキをさらに備える、態様１、態様２、または態様３のパワートレイン。
【０１１０】
［態様７］
第２モータ／発電機は、ファイナルドライブギアへ動作可能に連結される、態様１、態様２、または態様３のパワートレイン。
【０１１１】
［態様８］
少なくとも１つのモータ／発電機と、
エンジンと、
複数のボール、第１トラクションリング、第２トラクションリング、サン、およびキャリアを有する連続可変遊星トランスミッション（ＣＶＰ）と、
ＣＶＰおよび第１モータ／発電機へ動作可能に連結された遊星ギアボックスと
を備え、
それぞれのボールには傾動可能な回転軸が提供され、
それぞれのボールは第１トラクションリングおよび第２トラクションリングと接触しており、
それぞれのボールはサンと接触しており、サンはそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、
それぞれのボールはキャリアへ動作可能に連結され、キャリアはシフトアクチュエータへ動作可能に連結され、
キャリアは固定される、パワートレイン。
【０１１２】
［態様９］
遊星ギアボックスは第２モータ／発電機へ動作可能に連結される、態様８のパワートレイン。
【０１１３】
［態様１０］
遊星ギアボックスはエンジンへ動作可能に連結される、態様８または態様９のパワートレイン。
【０１１４】
［態様１１］
エンジンは第１トラクションリングへ動作可能に連結され、遊星ギアボックスは第２トラクションリングへ動作可能に連結される、態様８または態様９のパワートレイン。
【０１１５】
［態様１２］
遊星ギアボックスはエンジンへ動作可能に連結され、第２モータ／発電機が第２トラクションリングへ動作可能に連結される、態様８のパワートレイン。
【０１１６】
［態様１３］
遊星ギアボックスは第１トラクションリングおよびサンへ動作可能に連結される、態様８−態様１２のいずれか１つのパワートレイン。
【０１１７】
［態様１４］
少なくとも１つの油圧機械式機械と、
エンジンと、
複数のボール、第１トラクションリング、第２トラクションリング、サン、およびキャリアを有する連続可変遊星トランスミッションと
を備え、
それぞれのボールには傾動可能な回転軸が提供され、
それぞれのボールは第１トラクションリングおよび第２トラクションリングと接触しており、
それぞれのボールはサンと接触しており、サンはそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、
それぞれのボールはキャリアへ動作可能に連結され、キャリアはシフトアクチュエータへ動作可能に連結され、
エンジンは第１トラクションリングへ動作可能に連結され、
キャリアは固定され、回転しない、パワートレイン。
【０１１８】
［態様１５］
第１油圧機械式機械がサンへ動作可能に連結される、態様１４のパワートレイン。
【０１１９】
［態様１６］
第２油圧機械式機械が第２トラクションリングへ動作可能に連結される、態様１４または態様１５のパワートレイン。
【０１２０】
［態様１７］
第２油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチをさらに備え、第１クラッチは第２トラクションリングを選択的に係合するように配置される、態様１４、態様１５、または態様１６のパワートレイン。
【０１２１】
［態様１８］
第１油圧機械式機械へ動作可能に連結された第１クラッチをさらに備え、第１クラッチはサンを選択的に係合するように適合されている、態様１４または態様１５のパワートレイン。
【０１２２】
［態様１９］
第２トラクションリングへ動作可能に連結されたブレーキをさらに備える、態様１４、態様１５、または態様１６のパワートレイン。
【０１２３】
［態様２０］
第２油圧機械式機械はファイナルドライブギアへ動作可能に連結される、態様１４、態様１５、または態様１６のパワートレイン。
【０１２４】
［態様２１］
第１車軸と、
第２車軸と、
第１車軸へ動作可能に連結されたボール遊星連続可変トランスミッションを有するドライブトレインと、
第２車軸へ動作可能に連結された電気駆動システムと
を備える車両。
【０１２５】
［態様２２］
ボール遊星連続可変トランスミッションは、複数のボールと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第１トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触した第２トラクションリングと、複数のボールのうちのそれぞれのボールの半径方向内側に配置され、複数のボールのうちのそれぞれのボールと接触したサンと、複数のボールのうちのそれぞれのボールへ動作可能に連結され、シフトアクチュエータへ動作可能に連結されたキャリアを有し、複数のボールのうちのそれぞれのボールには傾動可能な回転軸が提供される、態様２１の車両。
【０１２６】
［態様２３］
電気駆動システムは少なくとも１つのモータ−発電機をさらに有する、態様２１または態様２２の車両。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
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【図２７ｃ】
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【図２７ｄ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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