(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクシャフト及び遊星歯車機構に連結されたメインシャフトと、
上記メインシャフトと平行に且つその軸方向に関してオフセットして配設され、入力側が上記遊星歯車機構に連結され、出力側がデファレンシャルギアに連結された変速機軸と、
上記変速機軸に連結されているとともに、該変速機軸と同軸に配設された変速機を回すことが可能で、且つ、上記変速機軸から吊り下がるマスを構成する電気モーターとを備え、
上記変速機軸と上記電気モーターとをスプリング要素を介して連結することにより、上記電気モーター及び上記スプリング要素が、上記クランクシャフトから上記メインシャフト、上記遊星歯車機構、上記変速機軸、上記ディファレンシャルギアへと伝わる捩じり共振振動を減衰するマスダンパーを構成している、ハイブリッド電気自動車。
【請求項２】
それぞれ、エンジンのクランクシャフトに連結されたメインシャフトに連結され且つ該メインシャフトと同軸に配設された遊星歯車機構及び発電機と、
上記メインシャフトと平行に且つその軸方向に関してオフセットして配設され、上記遊星歯車機構に連結された変速機軸と、
上記変速機軸及びデファレンシャルギアに連結され、該変速機軸と同軸に配設された変速機と、
上記変速機軸にギアを介して連結されたシャフトと、
上記シャフトに連結され、且つ、上記変速機軸から吊り下がるマスを構成する電気モーターとを備え、
上記変速機軸と上記電気モーターとを、上記シャフトに設けられ且つ上記メインシャフトの軸方向において上記ギアに関して上記変速機とは反対側に配設されたスプリング要素を介して連結することにより、上記電気モーター及び上記スプリング要素が、上記クランクシャフトから上記メインシャフト、上記遊星歯車機構、上記変速機軸、上記ディファレンシャルギアへと伝わる捩じり共振振動を減衰するマスダンパーを構成している、ハイブリッド電気自動車。
【請求項３】
上記シャフトは、上記変速機軸と平行に且つその軸方向に関してオフセットして配設されている、請求項２に記載のハイブリッド電気自動車。
【請求項４】
上記メインシャフトにおける上記エンジンと上記遊星歯車機構との間の空間に設けられた第一ギアと上記変速機軸に設けられた第二ギアとを介して、上記メインシャフトと上記変速機軸とが連結され、
上記第二ギアと上記シャフトに設けられた第三ギアとを介して、上記変速機軸と上記シャフトとが連結され、
上記遊星歯車機構及び上記スプリング要素は、上記メインシャフトの軸方向において上記第一、第二及び第三ギアに関して同じ側に配設され、
上記変速機は、上記メインシャフトの軸方向において上記第一、第二及び第三ギアに関して上記遊星歯車機構及び上記スプリング要素とは反対側に配設されている、請求項３に記載のハイブリッド電気自動車。
【請求項５】
上記発電機はロックアップ装置を有する、請求項２乃至４のいずれか一つに記載のハイブリッド電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車分野、具体的には、自動車の振動に関し、そしてより具体的には、並列直列式のハイブリッド自動車の振動に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ねじり共振振動は、反復的で交互のエンジンストローク故に、内燃機関により駆動される自動車の本質的な問題として常に存在してきた。この振動を最小化するためにいくつかの方法が工夫され、それらは通常、ダンパーシステムを追加することを含んでおり、このダンパーシステムは、振動力を吸収するために追加されるマスを用いている。
【０００３】
上記マスが追加されることにより、振動を最小にすることができる一方で、自動車に余分な重量が追加される。従来のダンパーシステムによる重量の増加は、自動車の性能に影響し、自動車を更に複雑なものとする。
【０００４】
ねじり共振振動は、内燃機関と電気モーターにより駆動されるハイブリッド自動車においては低減されているものの、無くなったわけではない。従来、ハイブリッド自動車における振動の問題は、内燃機関自動車におけるものと同じ方法で対処されてきた。つまり、ハイブリッド自動車は内燃機関自動車とはかなり異なる態様で構成されているにも拘わらず、振動力を吸収するために余分なマスを追加している。ハイブリッド自動車特有の点を理解するために、ハイブリッド自動車の概念と構造を概略的に述べる。
【０００５】
一般的に、ハイブリッド電気自動車は、燃料経済性の向上及び／又は排出量低減のために、従来の内燃機関の推進力に電気推進力を組合わせるものである。電気推進力は、バッテリー及び電気モーターを使用することにより生成されのがその典型である。その様な電気推進システムでは、低速高トルク特性、高効率及び失われる制動エネルギーを回生可能に捕捉する機会を提供する等の特長が見られる。内燃機関による推進システムでは、高エネルギー密度を提供し、既存のインフラ基盤を有効活用し、そして規模の経済性故の低コストを提供する等の特長が見られる。これら２つの推進システムを適切な制御と組合わせることにより、各装置を低効率領域で用いる頻度を低下させることができる。更に、並列ハイブリッド構成に関して言えば、小型化したエンジンを電気推進システムと組合わせて最小限のハイブリッド自動車とすることで、エンジンをより活用でき、それが燃料消費の改善になる。更に、電気モーターとバッテリーとで、小型化したエンジンを補うことが出来る。
【０００６】
２種類の推進システム（内燃機関と電気）の組合せとしては、直列システム又は並列システムのハイブリッドシステムが典型的な構成として特徴付けられる。純粋な直列ハイブリッド推進システムにおいては、電気モーターだけがドライブトレインに直接接続されており、エンジンは電気モーターへ供給する電力を発生するために用いられる。この形式のシステムの利点は、運転状態から独立してエンジンを制御することができ、それ故に理想的な効率と低排出量で終始かわらずエンジンを作動することができるるという点である。この直列形式の主な不利な点は、エンジン出力を全て電気に変換することに伴う低効率さによるエネルギー損失である。
【０００７】
純粋な並列ハイブリッド推進システムでは、エンジンと電気モーターの両方が直接ドライブトレインに接続され、いずれか一方が独立して車両を駆動することが出来る。この並列ハイブリッド推進システムにおいてはエンジンとドライブトレインとが直接、機械的に接続されているので、純粋な直列ハイブリッド推進システムと比較して、電気への変換により失われるエネルギーが少ない。しかしながら、エンジンの動作点を常時完全に自由に選ぶことは出来ない。
【０００８】
２つのハイブリッド推進システムは、スイッチングハイブリッド推進システム又は並列直列式のハイブリッド推進システムのいずれかに組合わせることができる。スイッチングハイブリッド推進システムは、一般的にはエンジン、発電機、モーター及びクラッチを有している。エンジンは、発電機に接続されるのが普通である。発電機は、クラッチを介してドライブトレインへ接続される。モーターは、クラッチとドライブトレインの間に配置されるドライブトレインへ接続される。そして、直列ハイブリッド推進又は並列ハイブリッド推進を可能とする様に、クラッチを作動させることが出来る。
【０００９】
本発明に関して例示的に用いられる並列直列式のハイブリッドシステムは、エンジン、発電機及びモーターを有している。遊星歯車機構は、エンジンから発電機へ伝達される直列経路と、エンジンから直接ドライブトレインへ伝達される並列経路とを提供している。並列直列式のハイブリッドシステムにおいて、並列経路を介してエンジンとドライブトレインとの間の機械的連結を維持しながら、直列経路を用いることによりエンジン速度を制御することが出来る。モーターは、純粋な並列ハイブリッド推進システムにおける推進モーターと同じ態様で並列経路上でエンジンを補助し、そして、直列経路を介して直接エネルギーを利用する機会を提供し、それにより、バッテリーにおいて電気エネルギーと化学エネルギーとの間の変換に伴う損失を減少する。
【００１０】
一般的な並列直列式のハイブリッドシステムにおいて、発電機は、遊星歯車機構のサンギアに接続されている。エンジンは遊星キャリアーに接続され、そして出力歯車（通常、モーターと車輪駆動用のファイナルドライブトレインとを相互接続する出力軸と歯車を含む）はリングギアへ接続されている。そのような構成において、並列直列式のハイブリッドシステムでは、一般的に４つの異なるモード、すなわち一つの電気モードと、３つのハイブリッドモードで作動する。
【００１１】
電気モードにおいて、並列直列式のハイブリッド・システムは、蓄積された電気エネルギーのみを用いて車両を推進する。このときエンジンは停止している。推進トルクは、モーター、発電機又は両方の組合せにより得られる。これは、エンジンによるよりも電気システムによる方が効率的に所望のエネルギーを発生することが出来るほどに要求エネルギーが小さく、かつバッテリーが十分に充電されているときに好ましいモードである。これはまた、エンジンがこの構成ではパワートレインへ後退トルクを提供することが出来ないので、後進用に好ましいモードである。
【００１２】
並列ハイブリッドモードでは、エンジンが作動する一方で発電機はロックされる。こうすることにより、エンジンの速度と車速との間の固定関係が確立される。モーターは、エンジンの出力を補助するための駆動トルクを提供するためのモーターとして作動するか、又は発電機として電気を発生するために作動することができる。このモードは、必要とされる出力要求がエンジン作動を必要としており、かつ、必要とされる駆動力が、理想とされるエンジンの作動条件に略等しいときに好ましいモードである。このモードは、ハイブリッド電気自動車に適合した小型内燃機関により専ら維持される巡航速度に特に適している。
【００１３】
ハイブリッドモードのうちポジティブ分割モードでは、エンジンは作動しており、その出力は、ドライブトレインへの直接の機械的経路と、発電機を介しての電気的経路とに分割される。このモードにおけるエンジン速度は、並列モードにおけるエンジン速度よりも高いのが普通で、より高いエンジン出力を引き出す。発電機が発生する電気エネルギーは、充電のためにバッテリーへ流すこともでき、またすぐに利用するためにモーターへ流すこともできる。ポジティブ分割モードにおいて、モーターは、エンジンの出力を補助するために、又は発電機を補助して電気を発生するために作動させることができる。これは、追い越しや登坂などで強い加速が求められているときなど、車両の駆動力として高いエンジン出力が必要とされるときに好ましいモードである。これはまた、バッテリーの充電中にも好ましいモードである。
【００１４】
ハイブリッドモードのうちネガティブ並列直列モードでは、エンジンが作動しており、発電機がエンジンの速度を落とすためのモーターとして用いられる。その結果として、このモードでのエンジン速度は並列モードでのそれよりも低くなり、それ故にエンジン出力も同様に低くなる。必要なときには、モーターも、駆動トルクをドライブトレインへ供給するため、又はそこから電力を発生するために作動させることができる。このモードは、発電機と遊星歯車機構において損失が増大するために決して好ましいものではないのが普通であるが、並列モードにおいて要求レベルよりもエンジン出力を低下させることが要求されるときに用いることができる。この状況は、バッテリーが良く充電されており、且つ／又は要求駆動力が低いときにもたらされるのが普通である。この点に関し、発電機又はモーターの何れとして作動するか否かに関わらず、発電機のトルク出力は同じ向き（+/-）のものとなる。つまり、エンジンのそれと常に方向が反対のトルクを持つ。しかしながら、発電機の速度の符号は、その回転軸の回転方向（発電機モードとモーターモードに対応する）に応じて、負と正の値の間で変化する。出力は、速度の方向に依存する（トルクも同じ方向となる）ので、その出力は、発電機が発電機として機能するときは正とみなされ、発電機がモーターとして機能するときは負とみなされる。
【００１５】
エンジンの速度を低下させようとするとき、発電機に供給される電流は発電機の速度を低下させる様に変更される。これにより、遊星歯車機構を介してエンジンが減速される。この作用は、車輪に接続されて車両全体の質量の影響を受けるドライブシャフトにおいて発生する発電機のトルクに対する抵抗力よりも、エンジンにおいて発生する抵抗力の方が小さくなることにより起こるものである。発電機の速度変化は、エンジンの速度変化に等しいのではなく、それらの間に介在する変速比によってエンジンの速度変化に比例することが分かるだろう。
【００１６】
エンジンが駆動輪と機械的に相互接続されたハイブリッド車両においてエンジンを滑らかに始動させるためには、ドライブトレインの機械的共振速度を超える回転速度でエンジンの燃料噴射と点火の開始を行なうのが普通である。加えて、全開加速時においては、エンジンの出力発生のいかなる遅れもエンジン性能を低下させるのが一般的である。更にまた、運転特性を滑らかなものとし、燃料消費量を低下させるためには、エンジントルク及び速度の変化率を制限しなければならない。このため、全開加速時には、エンジンが最大出力に到達するための時間が増大し、この様な全ての状態が車両の加速性能を低下させることになる。
【００１７】
ご存じの通り、エンジンは車両の動作中に常時作動しているわけではない。エンジンが車両の作動中に十分に長い期間停止していると、排気システムの触媒が過剰に冷やされる可能性があり、その場合、再始動に際し、触媒が活性温度まで再び温まるまでに一時的ではあるがかなり排出量が増大する。
【００１８】
典型的な並列直列式のハイブリッド推進システムにおいては、速度に対する最適効率トルク曲線に沿ってエンジンを作動させる制御が設けられている。駆動力性能と燃料経済性とは相反する関係にあり、このため、最適化を行うためには、車両の推進のために必要とされるよりも大きな出力をエンジンに発生させるように、エンジンと車輪との間の変速比の選択を行うことが必要となる。これは、並列モードでの巡航において又は略一定の車速において生じるのが一般的である。この様な状態で作動したときには、バッテリー及び充電システムがエンジンから送られてくるエネルギーを拒絶することがある。この問題は、エンジンを低速に制御するために発電機をモーターとして用いることに付随するネガティブ分割モードに入ることによってエンジン出力を減少又は制限することにより解決するのが一般的である。その様な制御を行うことにより、低エンジン出力時において、エンジンが最適曲線に従うことが可能となる。
【００１９】
発電機をモーターとして用いると、パワートレイン内でのエネルギー循環が生じ、これは、発電機、モーター、インバーター及び／又は遊星歯車機構における望ましくないエネルギー損失につながる。この様なエネルギー損失は、熱が発生することで明白であり、それは、ドライブトレインの最も効率的な使用が行なわれていないことを示している。
【００２０】
遊星歯車機構を有するとともに発電機ロックアップ装置を利用する並列直列式ハイブリッド推進システムにおいては、発電機ロックアップ装置を締結し又は解放する際に、乗り心地の荒さ（harshness）が生じる。これは主に、車両の作動モードにより、トルクの推定方法に違いがあることに起因する。典型的には、発電機がロックアップされるときには、エンジントルクは、エンジンの燃焼制御過程から推定される。一方、分割モードのように発電機が解放されているときには、エンジントルクは、発電機のトルク制御過程から推定される。ロックアップ装置が締結され又は解放されている場合におけるこれら２つの推定手法による値の違いは、通常、エンジンと発電機との間での作動トルクの変化に相当して生じ、これにより車両の動きの荒さを生じる。これは、車両の乗り心地の急激な変化として、又は急激な動きとして表われるのが一般的である。
【００２１】
発電機は一般的に並列直列ハイブリッドモードでエンジンを制御するんい用いられる。これは、通常、遊星歯車機構に伝達され得るエンジンの最大トルクよりもかなり大きい最大トルク容量を持つ発電機を用いることにより達成することができる。そのような制御のゆとりを持たない場合には、発電機が過回転して、推進システムに損傷が生じる可能性がある。しかしながら、そのような制御のゆとりがあるということは、エンジンと発電機が全開加速において完全に活用されていないということを意味している。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
前述した既知のハイブリッド電気自動車の構成を使用するには、いくつかの欠陥を伴っており、それらの一つ欠陥は、ねじり共振振動に関するものである。
【００２３】
ねじり振動は、他の要素と共に、内燃機関のクランクシャフトの回転の不均一、そしてその結果として起こるドライブトレインの回転の不均一が原因となって発生する。ねじり振動は、種々の周波数の振動分布を有する場合があり、このねじり振動は車体の固有振動数で共振し得る。運転中のねじり共振振動は、ドライバー及び乗員にとり好ましくない振動又は騒音を発生する。
【００２４】
問題となる運転状態からこの様な共振振動を取り除く一つの方法として、一般的にプロップシャフト・ダンパー（Prop-Shaft Damper）として知られる補助ダンパーをドライブシャフトに配置して使用することが挙げられる。この補助ダンパーは、ねじりバネとマスを有しており、特定の周波数にチューニングすることができる。このねじりバネとマスの組合せは、車両を重くし、車両コストを増大させる。車両が重くなれば、動かすのにより多くの燃料が必要とされるので、この重量増は、燃料消費量に直接影響する。
【００２５】
電気モーターからの出力は限られているので、重量の増加は、ハイブリッド車両においては特に望ましくない。現在の技術の下で、ハイブリッド車両は、従来の内燃機関によって推進される車両と比較すると、より軽量になる傾向があり、それ故に、ハイブリッド車両は、電気モーターを用いてより高い性能を発揮することができる。いかなる重量増も、この性能目標に影響することになる。
【００２６】
それ故、ねじり共振振動に対するより良い解決策が必要とされていることは明らかである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
簡単に述べると、本発明は、ハイブリッド自動車である。本発明は、ドライブシャフトに組み込まれるねじりスプリング／マスの組合せダンパーシステムに代わるものであり、電気モーターに隣接して組み込まれ、補助マスを用いないものである。本発明は、スプリングと組合わせて電気モーターのイナーシャ（慣性）(inertia)を用い、ねじり共振振動を低減する。
【００２８】
第１の発明は、エンジンのクランクシャフト及び遊星歯車機構に連結されたメインシャフトと、上記メインシャフトと平行に且つその軸方向に関してオフセットして配設され、入力側が上記遊星歯車機構に連結され、出力側がデファレンシャルギアに連結された変速機軸と、上記変速機軸に連結されているとともに、該変速機軸と同軸に配設された変速機を回すことが可能で、且つ、上記変速機軸から吊り下がるマスを構成する電気モーターとを備え、上記変速機軸と上記電気モーターとをスプリング要素を介して連結することにより、上記電気モーター及び上記スプリング要素が、上記クランクシャフトから上記メインシャフト、上記遊星歯車機構、上記変速機軸、上記ディファレンシャルギアへと伝わる捩じり共振振動を減衰するマスダンパーを構成しているものである。
【００２９】
第２の発明は、それぞれ、エンジンのクランクシャフトに連結されたメインシャフトに連結され且つ該メインシャフトと同軸に配設された遊星歯車機構及び発電機と、上記メインシャフトと平行に且つその軸方向に関してオフセットして配設され、上記遊星歯車機構に連結された変速機軸と、上記変速機軸及びデファレンシャルギアに連結され、該変速機軸と同軸に配設された変速機と、上記変速機軸にギアを介して連結されたシャフトと、上記シャフトに連結され、且つ、上記変速機軸から吊り下がるマスを構成する電気モーターとを備え、上記変速機軸と上記電気モーターとを、上記シャフトに設けられ且つ上記メインシャフトの軸方向において上記ギアに関して上記変速機とは反対側に配設されたスプリング要素を介して連結することにより、上記電気モーター及び上記スプリング要素が、上記クランクシャフトから上記メインシャフト、上記遊星歯車機構、上記変速機軸、上記ディファレンシャルギアへと伝わる捩じり共振振動を減衰するマスダンパーを構成しているものである。
【００３０】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記シャフトは、上記変速機軸と平行に且つその軸方向に関してオフセットして配設されているものである。
【００３１】
第４の発明は、上記第３の発明において、上記メインシャフトにおける上記エンジンと上記遊星歯車機構との間の空間に設けられた第一ギアと上記変速機軸に設けられた第二ギアとを介して、上記メインシャフトと上記変速機軸とが連結され、上記第二ギアと上記シャフトに設けられた第三ギアとを介して、上記変速機軸と上記シャフトとが連結され、上記遊星歯車機構及び上記スプリング要素は、上記メインシャフトの軸方向において上記第一、第二及び第三ギアに関して同じ側に配設され、上記変速機は、上記メインシャフトの軸方向において上記第一、第二及び第三ギアに関して上記遊星歯車機構及び上記スプリング要素とは反対側に配設されているものである。
【００３２】
第５の発明は、上記第２乃至４のいずれか一つの発明において、上記発電機はロックアップ装置を有するものである。
【００３３】
ここに記載されたものなどの本発明の観点及び利点は、図面を参照して本発明の一つ又は複数の実施形態についての以下の詳細な説明から、より良く理解されることになるだろう。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細な説明が以下に記載されるが、開示の実施形態は、種々の代替形態で実施され得る本発明の単なる例示であることが理解されるはずである。図面は必ずしも縮尺があっておらず、部分的に拡大又は縮小され、特定の構成部品の詳細を示す様になっている。それ故、ここに開示された特定の構造的機能的詳細は、限定するものとして解釈されるべきではなく、単に特許請求の範囲の基礎として、そして、当業者が本発明を多様な形で用いるための代表的な基礎として、解釈されるべきである。
【００３５】
以下に、各図面において同様の符号が同様の部品を表している図面をより詳細に参照すると、図１はハイブリッド電気自動車10を示しており、これは、推進力を発すると共に、より詳細に後述される補助機能を奏するパワートレインシステムを備えている。ハイブリッド電気自動車に関しては、パワートレインシステムは、車両10の客室12近くに位置するエンジンルーム11に主に配置される。同じく客室12近くに配置されたバッテリーコンパートメント若しくはハウジング14が、一つ又は複数のバッテリー410を保持している。
【００３６】
図２に示すように、ハイブリッド電気自動車10の全体システム構成は、出力シャフトシステム520によりトランスアクスルシステム530へ機械的に接続された内燃機関511（ガソリン、ディーゼルなど）を含むエンジンシステム510を有している。トランスアクスルシステム530は、更に、ハイブリッド電気自動車10を推進する一つ又は複数の駆動輪20を回転させるために用いられるドライブシャフトシステム540に接続されている。実施形態の一つにおいて、内燃機関511は、エンジン制御モジュール（engine control module: ECM）又は制御ユニット513により制御される。この制御モジュール又は制御ユニット513は、内燃機関511への空気量、燃料量及び／又はエンジン点火時期を他のパラメーターと共に調整することができる。エンジン511は、出力シャフト522を介してトランスアクスルシャフト530へ機械的に接続されている。遊星歯車機構535は、エンジン511（出力シャフト522を介して）、発電機532及びドライブシャフトシステム540（トランスアクスルシステム530を介して）を相互に接続する。モーター531は、ドライブシャフトシステム540へ接続され、あるいは場合によりトランスアクスルシステム530を介してドライブシャフトシステム540へ接続される。
【００３７】
少なくとも図３及び５に図示された実施形態の一つにおいて、ワンウェイクラッチ521は出力シャフト522に連結可能となっている。この出力シャフト522はエンジン511と遊星歯車機構535へ接続される。ワンウェイクラッチ521の機能は、エンジン511から遊星歯車機構535への出力あるいはトルクの入力のみとなるように制限するとともに、回転方向が一方のみとなるように制限することである。結果として、ワンウェイクラッチ521は、出力又はトルクが遊星歯車機構535からエンジン511へ逆に伝達するのを防止する。
【００３８】
別の観点として、図３に示される様に、遊星歯車機構535は、中央に配置されたサンギア538の外周面とリングギア537の内周面との間に機械的に係合された同心状に配置された複数の遊星歯車539を有している。複数若しくは一組の遊星歯車539を構成する個々の歯車は、遊星キャリア536により相対的に固定される。
【００３９】
発電機532は、サンギア538に機械的に連結され、遊星歯車機構535との間で回転力とトルクを伝達するように構成されている。実施形態において、発電機532は、発電機ブレーキ若しくはロックアップ装置533により、サンギア538の回転を阻止することができるようになっている。モーター531は、リングギア537に機械的に連結され、遊星歯車機構535との間で回転力とトルクを伝達するように構成されている。実施形態において、図２に概略的に示される様に、ドライブシャフトシステム540は、モーター531と締結可能でとなっており、このドライブシャフトシステム540は、駆動輪20まで有効な形で続いており、この途中には、従来の形で構成された変速機／デファレンシャル装置542を介装することができる。
【００４０】
図５は、従来のスプリング／マス・ダンパーシステム800の概略図である。この概略図は、内燃機関802と電気モーター840により駆動されるハイブリッド車両についてのものである。エンジン802のクランクシャフト806は、フライホイール804を介してメインシャフト（出力シャフトとしても知られる）808へ連結され、そのメインシャフト808は、更にギア機構810に連結されている。このギア機構810は、他のものと同じ様に遊星歯車機構を含んでいる。
【００４１】
発電機820は、上記メインシャフト808へ接続されている。この発電機820はロックアップ装置822を有している。このロックアップ装置822は、発電機820による出力消費量を低減するために、定常運転状態中に発電機820をロックアップすることができる。定常走行状態においては、車両が比較的安定した速度で移動しており、このときエンジン802からの出力が、ギア機構810内の遊星歯車機構、変速機のカウンターギア830、デファレンシャルギア850、そしてドライブシャフト852へ伝達される。
【００４２】
スプリング／マス・ダンパーシステム800は、ねじり共振振動の影響を受け易い。ねじり共振振動は、クランクシャフト806の不均一な回転が主な原因となって発生する。この振動は、メインシャフト808からギア機構810、変速機軸830、デファレンシャルギア850そしてドライブシャフト852へと伝わり、ドライブトレイン全体に影響する。変速機軸830のガタ音は、電気モーター840がいかなる形の負荷もないときに認識され、このガタ音は振動に加わって自動車の車体へ伝達される。これら振動及びガタ音は、特に前輪駆動車両の運転範囲(driving range)内での周波数で表われる場合が多い。後輪駆動車両については、デファレンシャルギア850もまたがたつくことがある。
【００４３】
ハイブリッド車両で問題となる周波数は、1500rpm（rpm；１分間当たりの回転数）あたりにあり、この周波数は、エンジン802が低速高トルク状態で作動しているハイブリッド作動中の動作範囲に属するものである。この動作モードにおいて、ねじり共振振動がより問題となる。
【００４４】
従来、スプリング860とマス862から構成されたスプリング／マス・ダンパーシステムは、ねじり共振振動を無くすためにドライブシャフト852に沿って配置されている。このスプリング／マス・システムは、変速機軸830とドライブシャフト852の振動を吸収するために、システムの固有振動数にチューニングされており、これにより、車輪及び車体へ伝達するエネルギーの減少が図られている。このチューニングは、マス、バネ定数及び／又は摩擦のうちの一つ又は複数を調整することにより行われている。しかしながら、マス及びスプリングを追加するものであるために、車両重量及びコストの増大を余儀なくされている。
【００４５】
図６は、本発明によるシステム900を示している。図６に示されるのは、電気モーター840を有する並列ハイブリッド車両である。このモーターのイナーシャは、変速機軸830ではなく、ダンパーへ取り付けられている。並列ハイブリッド車両には、ガソリンエンジン802と電気モーター840とが設けられており、このエンジン802と電気モーター840の両方は、それぞれ変速機を回すことができる。この変速機は順次車輪を動かす。電気モーター840は、変速機軸830から吊り下がるマスを構成している。このマスはねじり共振振動を減衰するために用いることができる。本発明に係るダンパーシステム980は、電気モーター840と変速機軸830との間に設けられている。ダンパーシステム980は、複数のスペーサーボルト984により分離された２枚のカバープレート982を備えている。電気モーター840は、ハブリング（図示省略）とスプライン（図示省略）を介してカバープレート982へ接続されている。フランジ986はカバープレート982間に配置されており、このフランジ986は、別のハブリング（図示省略）とスプライン（図示省略）を介して、変速機軸830が接続されたシャフト992へ連結されている。ダンパーシステム980のコイルスプリング990は、フランジ986とカバープレート982の相対運動を起こさせる。このコイルスプリング990は、他の可能性もあるが、鋼からなるコイルスプリング又はゴムからなるコイルスプリングとすることができる。
【００４６】
スプリング／イナーシャ・ダンパーシステム980は、電気モーター840に隣接して配置されている。そして、このシステム980では、振動エネルギーを吸収するために電気モーター840の慣性と摩擦を利用している。減衰率は、その車両について問題となる周波数にチューニングすることができる。また、減衰容量は、電気モーター840のトルクよりも大きくする必要がある。
【００４７】
カバープレート982には、コイルスプリング990を保持するための刻み目（図示省略）が設けられるのが普通であり、また、フランジ986には、コイルスプリング990を配置するためのウインドウ（図示省略）が設けられている。
【００４８】
電気モーター840とダンパーシステム980との締結は、クラッチと同様の締結がなされており、この締結は、電気モーター840と、ギア機構810及びエンジン802との間をイナーシャが直接伝わるのを排除している。つまり、ギア機構810及びエンジン802と電気モーター840とが、該電気モータ840に連結されたシャフトよりも柔らかいコイルスプリング990を介してイナーシャが伝わるように連結されている。
【００４９】
ダンパーシステム980では、電気モーター840によって構成されるマスが用いられており、そしてさらに、柔らかい部材即ちコイルスプリング990を介して連結することにより、共振周波数を運転範囲まで低下させることができる。
【００５０】
ヒステリシスとしても知られるバネ定数を変えることで、ダンパーシステム980の共振周波数を調整することができる。
【００５１】
上記実施形態に代えて、ダンパーシステム980は、変速機、デファレンシャル又はドライブシャフトに隣接するなど、種々の配置とすることができる。一般的には、ダンパーシステム980は、電気モーター840のすぐ下流側に配置するのが好ましい。
【００５２】
本発明の好ましい実施形態の前述の説明は、発明の詳述及び図の説明を目的としてのみなされたものであり、包括的なものとなり又は開示された形態そのものに限定するといった意図はない。上述の内容に鑑み、多くの改良及び変更が可能である。
【００５３】
当業者が本発明と各種実施形態そして考慮される特定の使用に適した各種改良を利用できるように、本発明の原理及びその実際の応用を説明すべく上記実施形態は選択され説明されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両における例示的なシステム部品の配置を示すハイブリッド電気自動車の斜視図である。
【図２】並列直列式のハイブリッド電気自動車を示す概略図である。
【図３】遊星歯車機構の概略断面図である。
【図４】図１に示されたワンウェイ・クラッチの概略図である。
【図５】従来のスプリング／マス・ダンパーシステムの概略図である。
【図６】本発明によるスプリング／イナーシャ・ダンパーシステムの概略図である。
【符号の説明】
840  電気モーター
982  カバープレート
984  スペーサーボルト
986  フランジ
990  コイルスプリング
【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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