(57)【要約】      （修正有）【課題】負荷におけるモータ／ジェネレータ装置のトルクおよび速度範囲を広げることができ、効率の良いエネルギ回収が可能な車両のドライブラインを提供する。【解決手段】車両のドライブラインのためのオートマチックトランスミッション２であって、エンジンと駆動輪とを、エンジンに接続された、トランスミッションの入力軸５と、駆動輪に接続された、トランスミッションの出力軸６との間の可変速度比で、回転接続する。トランスミッションは、連続可変速度比を提供するＣＶＴユニット２０と、２つ以上の不連続の速度比を提供する切換可能な歯車装置３０と、運動エネルギを生成する、または回収するためのモータ／ジェネレータ装置４０とを有し、モータ／ジェネレータ装置は、ＣＶＴユニットと切換可能な歯車装置との間でトランスミッションに組み込まれている。【選択図】図２
0003221022.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１）と駆動輪（４）とを、前記エンジン（１）に接続された、前記トランスミッション（２）の入力軸（５）と、前記駆動輪（４）に接続された、前記トランスミッション（２）の出力軸（６）との間の可変速度比で、回転接続する、特に車両のドライブライン用のオートマチックトランスミッション（２）であって、
前記トランスミッションは、
連続可変速度比を提供するＣＶＴユニット（２０）と、
２つ以上の不連続の速度比を提供する切換可能な歯車装置（３０）と、
を有している、オートマチックトランスミッション（２）において、
前記オートマチックトランスミッション（２）は、運動エネルギを生成する、または回収するためのモータ／ジェネレータ装置（４０）をさらに有し、前記モータ／ジェネレータ装置は、前記ＣＶＴユニット（２０）と前記切換可能な歯車装置（３０）との間で前記トランスミッション（２）に組み込まれていることを特徴とする、オートマチックトランスミッション（２）。
【請求項２】
前記ＣＶＴユニット（２０）は、前記オートマチックトランスミッション（２）の前記入力軸（５）と前記ＣＶＴユニット（２０）のセカンダリシャフト（２２）との間に連続可変速度比を提供し、前記切換可能な歯車装置（３０）は、前記オートマチックトランスミッション（２）の前記出力軸（６）と前記切換可能な歯車装置（３０）の中間軸（３１）との間に不連続の速度比を提供し、前記モータ／ジェネレータ装置（４０）は、前記ＣＶＴユニット（２０）の前記セカンダリシャフト（２２）と、前記切換可能な歯車装置（３０）の前記中間軸（３１）との両方に、回転接続されている、請求項１記載のオートマチックトランスミッション（２）。
【請求項３】
前記モータ／ジェネレータ装置（４０）は、ステータ（４１）とロータ（４２）とを有し、前記ステータ（４１）は、前記ロータ（４２）に対して相対的に回動不能に固定されており、前記ロータ（４２）は、前記ＣＶＴユニット（２０）の前記セカンダリシャフト（２２）と、前記切換可能な歯車装置（３０）の前記中間軸（３１）との両方に、一体に形成されている、または少なくとも回転接続されている、請求項１または２記載のオートマチックトランスミッション（２）。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、原動機と負荷との間で、特に自動車のドライブラインにおけるエンジンと駆動輪との間で機械エネルギを伝達するためのオートマチックトランスミッションに関する。１つの公知の形式のオートマチックトランスミッションは、以下の請求項１の上位概念によれば、無段変速機またはＣＶＴユニットと、切換可能な歯車装置との両方を有していて、このトランスミッションの形式は、例えば欧州特許出願公開第０７８７９２７号明細書により公知である。この公知のオートマチックトランスミッションは、好適には、その構成部品による、すなわち連続可変速度比を提供する公知のＣＶＴユニットと、２つ以上の不連続な速度比を提供する公知の切換可能な歯車装置とによるいくつかの利点を組み合わせている。特にこれにより、比較的大きな（変速）比幅が提供され、この特徴により、エンジンの燃料効率の良い運転が可能となり、かつ／または快適で、容易に適応可能、かつ高性能の運転経験が、オートマチックトランスミッションの比較的小さなパッケージサイズで可能となる。
【０００２】
車両の減速が行われているドライブラインの作動状態では、後の使用のために、すなわちその後に続く車両の加速のために、負荷の運動エネルギの少なくとも一部を回収し、蓄えることが公知である。エネルギ回収は、ドライブラインの作動効率にとって、全体としては勿論、有益なことである。この目的のために最も一般的には、ドライブラインには、関連する電子機器を含む電気的なモータ／ジェネレータ装置が設けられていて、この装置は、負荷の運動エネルギを電気エネルギに変換して、バッテリに蓄えることができ、逆にバッテリの電気エネルギを負荷の運動エネルギに変換することができる。このようなモータ／ジェネレータ装置は、エンジンとオートマチックトランスミッションとの間、またはオートマチックトランスミッションと負荷との間でドライブラインに組み込まれている。このようなドライブラインのいずれの配置においても、負荷を、モータ／ジェネレータ装置がアイドリングしているかまたは完全に駆動経路から分離されている状態でエンジン単独によって駆動することができる、またはエンジンがアイドリングしているかまたは完全に駆動経路から分離されている状態でモータ／ジェネレータ装置単独によって駆動することができる、またはエンジンとモータ／ジェネレータ装置とが一緒に連結されて作動して駆動することができる。しかしながら、オートマチックトランスミッションで生じるパワー損失を回避することによりエネルギ回収を最大にできるので、オートマチックトランスミッションと負荷との間に組み込まれたモータ／ジェネレータ装置を有する上述のドライブラインの配置がしばしば好まれる。さらに、この特定のドライブラインの配置では、エンジン（単独）のパワー出力を伝達するようにＣＶＴユニットを設計する必要があるが、負荷に対する最大のパワー出力は、連結されて作動するエンジンとモータ／ジェネレータ装置とにより決定される。これによりＣＶＴユニットを、少なくともエンジンとモータ／ジェネレータ装置とが、ＣＶＴユニットの同じ（作動）側に組み込まれているドライブラインと比較して、好適にはコンパクトに設計することができる。さらに、オートマチックトランスミッションと負荷との間にモータ／ジェネレータ装置を組み込むことにより、切換可能な歯車装置を、例えばカップリングまたはそのクラッチの開放により非作動状態に、すなわちニュートラル状態にすることができ、これによりモータ／ジェネレータ装置と負荷とをエンジンから切り離すことができる。このような切換可能な歯車装置のニュートラル状態では、負荷が回転し続けて、前記エネルギ回収のためにモータ／ジェネレータ装置を駆動することができる間に、エンジンは停止することができる。選択的に、このような状態で、モータ／ジェネレータ装置にバッテリから電力を供給し、モータ／ジェネレータ装置はエンジンとは独立して負荷を駆動することができる。
【０００３】
具体的には、上述したオートマチックトランスミッションに関連して、本開示によればその代わりに、モータ／ジェネレータ装置が、ＣＶＴユニットの出力軸と切換可能な歯車装置の入力軸との間で、オートマチックトランスミッション内部に組み込まれている。本開示によれば、このようなトランスミッション配置の非効率的なエネルギ回収という予期される欠点は、これにより新規に提供される有利な機能的特徴により相殺される。特に、本開示によるオートマチックトランスミッションの新規の配置は、以下の利点を提供する：
切換可能な歯車装置によって提供される速度比のいずれか１つで、モータ／ジェネレータ装置によって負荷を駆動することができ、これにより負荷におけるモータ／ジェネレータ装置のトルクおよび速度範囲が好適には広げられる；
切換可能な歯車装置によって提供される速度比のいずれか１つで、負荷によってモータ／ジェネレータ装置を駆動することができ、これによりモータ／ジェネレータ装置を、そのエネルギ回収モードにおいて、１つ以上の回転速度で好適には選択的に作動させることができる；
切換可能な歯車装置は、非作動状態、すなわちニュートラル状態も提供することができ、この場合、負荷はオートマチックトランスミッションから分離され、モータ／ジェネレータ装置を、車両停止状態でも、例えばバッテリチャージのために、エンジンによって駆動することができ、またはモータ／ジェネレータ装置が、例えば燃料節約のためにエンジンが停止された後、好適には負荷とは独立して、スタートのためにエンジンを駆動することができる。
【０００４】
非限定的に図示した実施形態により、添付の図面を参照しながら本考案をより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】自動車のドライブラインに適用され、その一部である公知のオートマチックトランスミッションを、極めて図式化した形式で示す図である。
【図２】本考案による新規のオートマチックトランスミッションを、同様に極めて図式化した形式で示す図である。
【０００６】
図１には、オートマチックトランスミッション２を備えた車両のドライブラインの例が示されており、このオートマチックトランスミッションは、エンジン１（のクランクシャフト）に回転接続された入力軸５と、ディファレンシャルギア３を介して駆動輪４に回転接続された出力軸６とを有している。オートマチックトランスミッション２は、特にエンジントルクおよびエンジン速度という点で、駆動輪の回転速度とは無関係に、エンジンの作動点を変化させることができるように設けられている。
【０００７】
オートマチックトランスミッション２には、カップリング１０と、無段変速機またはＣＶＴユニット２０と、２速度切換可能な歯車装置３０とが設けられている。カップリング１０は、トランスミッション入力軸５とＣＶＴユニット２０との間でトルクを伝達するために選択的に閉じることが、またはエンジン１をその他のドライブラインから分離するために選択的に開くことができる。ＣＶＴユニット２０は連続可変比でトルクを伝達することができる。切換可能な歯車装置３０は、トルクを２つの固定比で伝達することができる。トランスミッション２にはさらに、制御システム（図示せず）が、典型的には電気油圧式制御システムが、トランスミッションの操作のために、すなわち例えば、カップリング１０の開閉のために、ＣＶＴユニット２０の変速比の制御のために、そして、切換可能な歯車装置３０の固定比のうちの１つに係合する等のために、設けられている。
【０００８】
特に、図１の実施形態では、カップリング１０は、オートマチックトランスミッション２の入力軸５とＣＶＴユニット２０のプライマリシャフト２１との間に配置されている。ＣＶＴユニット２０のプライマリシャフト２１にはプライマリ可変プーリ２３が設けられている。このＣＶＴユニット２０にはさらに、ＣＶＴユニット２０のセカンダリシャフト２２上のセカンダリ可変プーリ２４と、両プーリ２３，２４の周りに巻き掛けられた、連続可変のトルクおよび速度比で摩擦を利用して両プーリ間でトルクを伝達するための駆動ベルト２５とが設けられている。前記電気油圧式制御システム（図示せず）によって、可変プーリ２３，２４における駆動ベルト２５の半径方向の位置が制御され、この半径方向の位置がプライマリシャフト２１とセカンダリシャフト２２との間の速度比を決定する。切換可能な歯車装置３０は、ＣＶＴユニット２０と、オートマチックトランスミッション２の出力軸６との間に配置されている。切換可能な歯車装置３０は、セカンダリシャフト２２と一体であるか、または少なくとも接続されている中間軸３１を有しており、この中間軸には異なる直径の２つの歯車３２および３３が設けられている。これら２つの歯車は選択的に噛み合わせることができ、すなわち、出力軸６の相対的に回動不能に固定された摺動ハブ３６に設けられたそれぞれ対応する歯車３４または３５に駆動接触させることができる。図１に示した状態では、切換可能な歯車装置３０の歯車３２と３４とが噛み合っており、これらの歯車３２と３４とは同じ直径であるので、切換可能な歯車装置３０は、中間軸３１と出力軸６との間で１：１の速度比を提供する。例えば、前記電気油圧式制御システム（図示せず）によって、ハブ３６を図１の右に向かって軸方向に摺動させることにより、前記歯車３２と３４との噛み合いは解除され、第２の対の歯車３３と３５が噛み合わせられる。図１の切換可能な歯車装置３０の実施形態では、特に歯車装置の歯車３３と３５の特別な直径という点で、これら後者の歯車３３と３５は中間軸３１から出力軸６へと上昇する速度を提供する。
【０００９】
図１に示すドライブラインは、本開示の文脈内で公知のかつ／または考えられるドライブラインの多数の態様のうちの一例である。例えば、ＣＶＴユニット２０および切換可能な歯車装置３０は、第一に、これらＣＶＴユニットおよび歯車装置によってそれぞれ提供される機能により関連しているもので、対応する機能が提供されるならば、原則的には公知の代替手段によって置き換えることもできる。さらに、トルクコンバータや、場合によっては切換可能な歯車装置３０に、またはいわゆるファイナルドライブギアセットに組み込むことができる、切換可能な前進ギア／バックギアのような別の構成要素を、同様にドライブラインに組み込むことが公知である。この点に関して、例えばブレーキペダルの操作のような運転者の指示に応じて、車両が能動的に減速されるときの運動エネルギの回収のために、電気的なモータ／ジェネレータ装置を、ドライブラインに、例えばオートマチックトランスミッション２と駆動輪４との間に、組み込むことも公知である。回収されたエネルギは、典型的には電気エネルギとして蓄えられ、後で、モータ／ジェネレータ装置によって、車両を駆動するために使用される。
【００１０】
本開示により公知であるようなドライブラインは、図２に概略的に示したように、オートマチックトランスミッション２に、ＣＶＴユニットのセカンダリシャフト２２と切換可能な歯車装置３０の中間軸３１との間にモータ／ジェネレータ装置４０を設けることにより改善することができる。モータ／ジェネレータ装置４０の図示した実施形態では、ステータ４１と、ＣＶＴユニット２０のセカンダリシャフト２２および切換可能な歯車装置３０の中間軸３１の両方に回転接続されたロータ４２とを有していることが示されている。このような、車両のドライブラインにおけるモータ／ジェネレータ装置４０の作動原理、ならびにその詳細な構造、および／またはそれが組み込まれた代替的なドライブラインの構成は、当該技術分野、特にハイブリッドドライブラインの設計の技術分野においては周知である。
【００１１】
本開示によれば、ＣＶＴユニットのセカンダリシャフト２２と、切換可能な歯車装置３０の中間軸３１との間におけるモータ／ジェネレータ装置４０の配置は新規かつ有利であり、これにより、駆動輪４を、切換可能な歯車装置３０によって提供される速度比のうちのいずれか１つでモータ／ジェネレータ装置４０によって駆動することができ、逆に駆動輪４によって、モータ／ジェネレータ装置４０を駆動することができる、という機能的な利点が提供される。この場合、モータ／ジェネレータ装置の操作範囲は好適には、駆動輪４のトルクおよび速度に関連して、モータ／ジェネレータ装置のロータ４２のトルクおよび回転速度の点で拡大される。同時に、ＣＶＴユニット２０は好適には、モータ／ジェネレータ装置４０と駆動輪４との間のこのようなトルク経路外に残されているので、前記運動エネルギの回収が行われているときにＣＶＴユニット２０の摩擦損失は大幅に回避される。
【図１】
0003221022.tif 000003
【図２】
0003221022.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月19日(2018.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１）と、
駆動輪（４）と、
オートマチックトランスミッション（２）であって、前記エンジン（１）に接続された、前記トランスミッション（２）の入力軸（５）と、前記駆動輪（４）に接続された、前記トランスミッション（２）の出力軸（６）との間の可変速度比で、前記エンジン（１）を前記駆動輪（４）に、回転接続するオートマチックトランスミッション（２）と、
を有する、車両のドライブラインであって、
前記トランスミッション（２）は、
前記オートマチックトランスミッション（２）の前記入力軸（５）とＣＶＴユニット（２０）のセカンダリシャフト（２２）との間で連続可変速度比を提供するＣＶＴユニット（２０）と、
前記オートマチックトランスミッション（２）の前記出力軸（６）と切換可能な歯車装置（３０）の中間軸（３１）との間で２つ以上の不連続の速度比を提供する切換可能な歯車装置（３０）と、
を有している、車両のドライブラインにおいて、
前記オートマチックトランスミッション（２）は、運動エネルギを生成する、または回収するためのモータ／ジェネレータ装置（４０）であって、ステータ（４１）とロータ（４２）とを含むモータ／ジェネレータ装置（４０）をさらに有し、
前記モータ／ジェネレータ装置（４０）は、前記ＣＶＴユニット（２０）の前記セカンダリシャフト（２２）と前記切換可能な歯車装置（３０）の前記中間軸（３１）との間で前記トランスミッション（２）に組み込まれていて、前記ＣＶＴユニット（２０）の前記セカンダリシャフト（２２）と前記切換可能な歯車装置（３０）の前記中間軸（３１）の両方に回転接続されており、前記モータ／ジェネレータ装置（４０）は、前記駆動輪（４）のトルクおよび速度に関連して、前記ロータ（４２）のトルクおよび回転速度の点で、前記切換可能な歯車装置（３０）によって拡大された操作範囲を有していることを特徴とする、車両のドライブライン。
【請求項２】
前記切換可能な歯車装置（３０）は、前記２つ以上の不連続な速度比の全てにおいて、前記出力軸（６）を、前記中間軸（３１）の回転に関連して同じ方向に回転させるように設計されている、請求項１記載の車両のドライブライン。
【請求項３】
前記切換可能な歯車装置（３０）の前記２つ以上の不連続な速度比のうちの１つは、１：１に等しく、前記切換可能な歯車装置（３０）の２つ以上の不連続な速度比のうちの別の１つは、前記中間軸（３１）から前記出力軸（６）へと上昇する速度を提供する、請求項１記載の車両のドライブライン。
【請求項４】
前記モータ／ジェネレータ装置（４０）の前記ロータ（４２）は、前記ＣＶＴユニット（２０）の前記セカンダリシャフト（２２）と、前記切換可能な歯車装置（３０）の前記中間軸（３１）との両方に、一体に形成されている、請求項１または２または３記載の車両のドライブライン。