(57)【要約】  １台の内燃機関及び/又は選択的に駆動モードあるいは発電モードで運転可能な少なくとも１台の電気機械と結合され、あるいは結合可能に構成され、かつ、ブレーキ装置を有する自動車駆動軸であって、このブレーキ装置が１個の渦電流ブレーキ（１０）を含む自動車駆動軸。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台の内燃機関及び/又は選択的に駆動モードあるいは発電モードで運転可能な少なくとも１台の電気機械と結合され、あるいは結合可能に構成され、かつ、ブレーキ装置を有する自動車駆動軸であって、このブレーキ装置が1個の渦電流ブレーキ（１０）を有することを特徴とする自動車駆動軸。
【請求項２】
２台の電気機械（３）と２個の渦電流ブレーキ（１０）とを有し、それぞれ１台の電気機械（３）と１個の渦電流ブレーキ（１０）が１個の車輪（２）の駆動のために備えられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車駆動軸。
【請求項３】
前記自動車駆動軸が、２個の車輪（２）の駆動のために備えられており、１個のディファレンシャルギアを有していることを特徴とする請求項１に記載の自動車駆動軸。
【請求項４】
前記電気機械あるいはそれぞれの電気機械（３）と、前記自動車駆動軸（１）で駆動される１つの車輪（２）との間に１つのギア（８）が配置されていることを特徴とする請求項１から３の１つに記載の自動車駆動軸。
【請求項５】
前記電気機械（３）と前記渦電流ブレーキ（１０）との間に、１つのギア（９）が配置されていることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の自動車駆動軸。
【請求項６】
少なくとも１個の前記渦電流ブレーキを、１つのクラッチにより結合あるいは分離することができることを特徴とする請求項１から５の１つに記載の自動車駆動軸。
【請求項７】
前記渦電流ブレーキ（１０）のブレーキ効果が、制御装置（４）により調節可能であることを特徴とする請求項１から６の１つに記載の自動車駆動軸。
【請求項８】
前記渦電流ブレーキ（１０）が、１つの固定部（１２）とこれに対向した１つの可動部（１１）を有し、この可動部（１１）をスライドさせることによりブレーキ効果が調節可能であることを特徴とする請求項１から７の１つに記載の自動車駆動軸。
【請求項９】
前記ブレーキ装置が、緊急ブレーキを含んでいることを特徴とする請求項１から８の１つに記載の自動車駆動軸。
【請求項１０】
請求項１から９の１つに記載の自動車駆動軸を少なくとも１つ含むハイブリッド自動車または電気自動車。
【請求項１１】
少なくとも１台の前記電気機械及び／又は少なくとも１個の前記渦電流ブレーキから排出される熱を受け取るために形成された１つの熱装置を有することを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド自動車または電気自動車。
【請求項１２】
前記熱装置が、１つの蓄熱器を有することを特徴とする請求項１１に記載のハイブリッド自動車または電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１台の内燃機関と、及び／又は選択的に駆動モードあるいは発電モードで運転可能な少なくとも１台の電気機械と結合され、あるいは結合可能に構成され、かつ、１つのブレーキ装置を有する自動車駆動軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の駆動軸は、ハイブリッド駆動装置を有する自動車あるいは純電気自動車で使用されている。ハイブリッド自動車とは、少なくとも１台の電気モータと少なくとも１台の他のエンジンとで駆動される自動車である。ハイブリッド自動車は、今日では主に1台の内燃機関と１台の電気機械を有している。
【０００３】
ハイブリッド電気自動車は、これもハイブリッド自動車と称されることがあるが、これとは異なる構成とすることができる。ハイブリッド自動車は、一般に直列ハイブリッド駆動式、並列ハイブリッド駆動式及び出力分岐式自動車に分類される。直列ハイブリッド駆動では、内燃機関が１台の発電機を駆動して、電気エネルギ貯蔵器を充電するために電気を発生させるか、あるいは電気モータを直接駆動する。並列ハイブリッド駆動では、ハイブリッド自動車の駆動は１台の内燃機関ならびに１台の電気機械で行なわれ、これにより内燃機関と電気機械をより小さくすることができる。出力分岐式駆動は、直列ハイブリッド駆動と並列ハイブリッド駆動の特性を組合わせたものである。走行中に走行状態に応じて内燃機関と発電機が電気エネルギ貯蔵器の充電のみを行うか、電気モータを駆動するか、あるいは自動車駆動軸を駆動する。１つのクラッチにより色々な運転状態間で切り替えることができる。
【０００４】
これまでのハイブリッド自動車では、在来式のブレーキ装置、一般的には油圧式ブレーキが使用されているが、これは比較的コスト高であり、大きな取り付けスペースを必要とし、かつ定期的な保守を要する。電気機械は、発電モード運転ではある程度はブレーキ効果を生じさせることができるが、このブレーキ効果は高速域では十分ではないので付加的に在来のブレーキが必要となる。このブレーキは、例えば油圧式ディスクブレーキで実現することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、簡単かつ低コストに構成されたブレーキ装置を備えた自動車駆動軸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、冒頭に述べた自動車駆動軸において、ブレーキ装置が渦電流ブレーキを含むことにより解決される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に基づく自動車駆動軸の概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
渦電流ブレーキにおいては、磁界中で回転する部材の渦電流損失がブレーキに利用され、これにより運動エネルギが熱に転換される。こうして自動車駆動軸は、一方では発電機モード運転の電気機械のブレーキ効果により、他方ではこれに追加して渦電流ブレーキにより、より高速運転時においてもブレーキをかける事ができ、この際に油圧式ディスクブレーキのような付加的な独立したブレーキは必要でない。この渦電流ブレーキは、油圧式ディスクブレーキよりも安価であり、設置スペースも少なくて済む。
【０００９】
本発明による自動車駆動軸では、２台の電気機械と２つの渦電流ブレーキを備えることができ、それぞれ１台の電気機械と１つの渦電流ブレーキは１つの車輪の駆動に使用される。この構成では、ディファレンシャルギアを省くことができる。
【００１０】
本発明による自動車駆動軸の代案として、この駆動軸を２つの車輪の駆動のために設け、１つのディファレンシャルギアを有するようにすることができる。
【００１１】
本発明による自動車駆動軸の別の案として、この電気機械あるいはそれぞれの電気機械とこの駆動軸で駆動される１つの車輪との間に、１つのギアを設置することもできる。これによる利点は、この電気機械の回転数が高くなり、トルクが小さくなり、その結果、この電気機械の大きさを小さくすることができることである。このギアは、電気機械を最適な運転領域で駆動することができるように設計することができる。
【００１２】
本発明によれば、電気機械と渦電流ブレーキとに間に１つのギアを設置することもできる。このギアにより、渦電流ブレーキのブレーキ効果を最適化し、大きくすることができる。というのは、このブレーキ効果は磁界の周波数に依存し、回転数と磁極対数で決まるからである。
【００１３】
本発明による自動車駆動軸において、少なくとも１つの渦電流ブレーキを１つのクラッチで連結・分離可能となるようにしておくと有利である。このクラッチにより、ハイブリッド電気自動車の色々な運転状態を切り替えることができ、このことは出力分岐方式の電気自動車では特に重要である。
【００１４】
渦電流ブレーキの効果が制御装置で調節可能となっていれば、本発明による自動車駆動軸においてよりよいブレーキ効果が得られる。この方法では、渦電流ブレーキを、１つの車輪の特定の回転数領域にわたって、同乗車が快適と感じるほぼ一定の遅れが得られるように制御することができる。
【００１５】
本発明による自動車駆動軸において、渦電流を調整するために、この渦電流ブレーキは１つの固定部とこれに対向した１つの可動部を備えることができ、ブレーキ効果はこの可動部をスライドすることによって調節可能である。こうして、渦電流ブレーキのブレーキ効果は運転状態に応じて無段階に調節できる。
【００１６】
本発明の別の構成においては、本発明による自動車駆動軸のブレーキ装置は１つのロックブレーキを有している。自動車が停止していると渦電流ブレーキの効果が発生しないので、ロックブレーキが必要となる。
【００１７】
本発明は、さらにハイブリッド自動車又は電気自動車に関する。本発明によるこのハイブリッド自動車又は電気自動車は、少なくとも１つの上述した方式の自動車駆動軸を有する。
【００１８】
本発明によるハイブリッド自動車又は電気自動車における別の構成において、少なくとも１つの電気機械及び／又は少なくとも１つの渦電流ブレーキから排出された熱を受け取るために形成された１つの熱装置を設けることができる。ブレーキング過程で発生する摩擦熱を、ハイブリッド自動車又は電気自動車の車内空間の空調に利用することができ、空調のために電気で熱を発生させる必要がなくなる。
【００１９】
これに関連して、本発明によるハイブリッド自動車又は電気自動車の熱装置が１つの蓄熱器を有していると特に有利である。この蓄熱器にブレーキング過程で発生する熱が取り入れられ、集められ、この熱は必要に応じて空調のために再度放出される。
【００２０】
本発明の更なる利点と個別事項を、図を用いた実施例に基づき説明する。
【００２１】
この自動車駆動軸１は対称的に構成され、その両端にそれぞれ１つの車輪２を有し、この車輪を１つの電気機械３で駆動することができる。電気機械３の制御と調節のために１つの制御装置（コントローラ）４が設けられ、この制御装置は一方は電気機械３に、他方は電気接続端子５に接続されている。電気機械３は、冷却用接続管６を有し、この冷却用接続管は１つの熱交換器を介して、模式的に示された蓄熱器７と接続されている。これにより電気機械３を冷却し、蓄熱器７を加熱することができる。この蓄熱器７は、ハイブリッド自動車の車内空間の空調に利用することができる。
【００２２】
車輪２と電気機械３との間に１つのギア８が配置されており、このギアにより電気機械の回転数が高められ、トルクが減少される。このギア８は、電気機械３が最適の回転数領域で駆動されるように設計されている。
【００２３】
電気機械３のこの反対側に１つのギア９が配置されており、このギア９はこの電気機械３と１つの渦電流ブレーキ１０を結合する。この渦電流ブレーキ１０は、１つの回転可能な可動部１１と１つの固定部１２とを有し、この固定部はアクチュエータ１３により動かすことができる。この実施例では、アクチュエータ１３は電気的なギアモータとして構成されており、固定部１２を直線的に動かすように働く。この実施例では、固定部１２は軸1に対して軸方向に動くことができる。しかし、渦電流ブレーキ１０のブレーキ効果を調節するために、アクチュエータ１３が固定部１２を半径方向にスライドすることができるような別の構成も可能である。また、より多くの固定部１２を設けることも可能であり、そのスライドは機械的にカップリングされており、あるいはそれぞれの固定部が別々のアクチュエータで動かされる。このアクチュエータ１３は電気接続端子１４を介して、図示されていない制御装置に接続されている。
【００２４】
図示したように、この反対側にある車輪は同様に１つの電気機械および１つの渦電流ブレーキとカップリングされており、この自動車軸は対称的に構成されている。
【００２５】
このハイブリッド自動車の運転者がブレーキ動作を作動させると、一方では電気機械３がブレーキをかけるように働き、同時にアクチュエータ１３により回転部１１と固定部１２との間隔が狭められ、これにより渦電流ブレーキ１０が付加的なブレーキとして作用する。こうして、複合された電磁ブレーキ装置が出来上がり、これで在来形の油圧式ディスクブレーキを置き換えることができる。電気機械３と渦電流ブレーキ１０の構造的な大きさを最適にするように、ギア８，９を設計することができる。渦電流ブレーキ１０の効果を走行状態に正確に同調するように、駆動走行中に渦電流ブレーキ１０を調節することができる。回生ブレーキ時には、渦電流ブレーキ１０の動作を停止することができ、これにより電気機械３は発電機として駆動され、運動エネルギが電気エネルギに転換され、電池に蓄電される。しかし、運転者が緊急ブレーキを踏んだ場合のようにより強力なブレーキが必要な場合には、当然ながら、アクチュエータ１３の調節アクションにより渦電流ブレーキ１０は活性化され、付加的なブレーキとして効果を発生し、最大ブレーキ効果を生じさせる。
【００２６】
渦電流ブレーキ１０の作動中に電気機械３で発生した熱を蓄熱器に集めて、ハイブリッド自動車の空調に使用することができ、これにより空調用に電気エネルギを使わなくて済む。
【符号の説明】
【００２７】
１  自動車駆動軸
２  車輪
３  電気機械
４  制御装置
５  電気接続端子
６  冷却用接続管
７  蓄熱器
８  ギア
９  ギア
１０  渦電流ブレーキ
１１  可動部
１２  固定部
１３  アクチュエータ
１４  電気接続端子
【図１】
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【国際調査報告】
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2012515679.tif 000005
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