JP2001525646A - ハイブリッド電気車両用のパワートレインシステム - Google Patents

ハイブリッド電気車両用のパワートレインシステム

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JP2001525646A
JP2001525646A JP2000523482A JP2000523482A JP2001525646A JP 2001525646 A JP2001525646 A JP 2001525646A JP 2000523482 A JP2000523482 A JP 2000523482A JP 2000523482 A JP2000523482 A JP 2000523482A JP 2001525646 A JP2001525646 A JP 2001525646A
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motor
gear
housing
clutch
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リチャード、ジー．リード、ジュニア
エバン、エス．ボバーグ
ロバート、イー．ローリー
フランソワ、ジェイ．キャスティング
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ダイムラークライスラー・コーポレーション
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Abstract

(57)【要約】 ハイブリッド電気自動車用のパワートレインシステムトランスミッション（１８）の駆動軸（２０）と駆動的に係合されるモータ／発電機（４２）を含むハイブリッド電気パワートレインシステムが提供される。ギヤシフト操作中に、駆動軸（２０）の回転を被駆動軸（３２）の回転と同期化するためにモータ／発電機（４２）が使用される。さらに、代表的なパワートレインシステムより小さいモータを使用する軽いハイブリッドコンセプトが提供される。またモータがトランスミッション（１８）の駆動軸（２０）と駆動的に係合されるので、自動車速度が低い場合でさえもモータ／発電機（４２）は高速で駆動されるので、モータ／発電機（４２）がより効率的な再生を生じる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は一般的にハイブリッド電気車両用のパワートレインシステムに関する
ものであり、さらに詳しくは電気モータを使用する入力軸同期を有するハイブリ
ッド電気車両の自動化された手動伝動パワートレインシステムに関するものであ
る。
【０００２】 動力車の発明以来、種々のパワートレインシステムが試みられ、例えばボイラ
ーを備えた蒸気機関または蓄電池を備えた電動機などが試みられた。しかし１８
５６年の石油の発見と、１８７６年のオットーによる４ストローク内燃機関の発
見は現代動力車工業に対してはずみを与えた。
【０００３】 化石燃料が動力車の最適の燃料として出現したが、燃料の入手性に関する近代
の問題点およびますます厳しくなる合衆国および各州の排出規制が代替燃料車に
対する関心を呼び起こした。例えば代替燃料車はメタノール、エタノール、天然
ガス、電気またはこれらの燃料の組合わせによって駆動する事が可能である。
【０００４】 電力専用駆動車は二、三の利点を示す。例えば、電力が容易に入手される事、
配電システムがすでに設定されている事、また電力は実際上排気を生じない事で
ある。しかし電気駆動車が一般に受け入れられるようになるまでに解決しなけれ
ばならない二、三の技術的問題点がある。例えば、電気駆動車の走行範囲は、化
石燃料駆動車の約３００マイルに対して約１００マイルに限定される。さらに加
速が対応の化石燃料車より著しく低い。
【０００５】 更新可能エネルギー源および非更新可能のエネルギー源の両方によって駆動さ
れるハイブリッド駆動車は環境上の利点を示すと共に、電力専用車の技術的問題
点を克服する。ハイブリッド駆動車の性能および走行範囲特性は通常の化石燃料
駆動車に匹敵する。従って、エネルギー効率が高く、低排出であって、通常の化
石燃料駆動車の性能を提供するハイブリッドパワートレインシステムが業界にお
いて必要とされている。特に、電気動力機関とガス動力機関との組立体を実現す
るための伝動システムが必要とされている。
【０００６】 現在、通常型の自動車上に使用するための２つの型のパワートレインシステム
が存在する。第１の古い型のパワートレインシステムは手動操作パワートレイン
システムである。これらのパワートレインシステムにおいては代表的には、手動
トランスミッション（マニュアルトランスミッション）を有する自動車がブレー
キペダルの左方のクラッチペダルと、通常自動車の中心にダッシュボードの直後
に配置されるギヤシフトレバーとを含む。手動トランスミッションを駆動するた
め、ドライバは所望のギヤを選択するためにクラッチレバーと加速レバーの押し
下げをシフトレバーの位置と整合させなければならない。手動トランスミッショ
ンの適正な操作は業界公知であって、ここではこれ以上説明しない。
【０００７】 自動トランスミッション（オートマチックトランスミッション）を有する自動
車においてはクラッチペダルは必要でなく、標準型シフトレバーのＨ構造の代わ
りに、代表的には前後に移動するシフトレバーが使用される。ドライバは、停車
、リバース、ニュートラル、ドライブおよび１または２ローギヤのうちから選択
すればよい。業界公知のように、シフトレバーは、それぞれ駐車、リバース、ニ
ュートラル、ドライブおよび１または２ローギヤに対応する記号Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ
，２，そして場合によっては１を有する数位置のいずれか１つに配置される。ギ
ヤシフトレバーがこれらの数位置のいずれかに配置される時の自動車の動作は業
界公知である。さらに詳しくは、ドライブモードにおいては、トランスミッショ
ンは自動的に使用可能の前進ギヤのうちから選択する。周知のように、古い型の
システムは第１、第２および第３ギヤを含んでいたが、新しいシステムは第１乃
至第３ギヤと、第４および可能なら第５オーバドライブギヤとを含む。オーバド
ライブギヤは高速運転において燃料節約を改善する。
【０００８】 周知のように、初期のトランスミッションはほとんど例外なく手動トランスミ
ッションであった。自動トランスミッションの絶えざる発展と共に、ドライバは
ますます自動トランスミッションの簡単な操作に引かれている。しかし１９７０
年代の半ばに、現在および将来の化石燃料の不足に関する関心の高まりの結果、
数カ国で平均的燃料節約規制が実施された。これらの燃料節約規制の結果、政府
の規制に見合うために自動車の燃料節約を研究する事が必要となった。これらの
政府の規制は、自動トランスミッションより一般に効率的な手動トランスミッシ
ョンへ徐々に回帰させた。
【０００９】 次の数年間に多くの機械作動自動車システムが電気的制御システムによって取
って替えられまたは少なくとも制御されるようになった。これらの電子制御シス
テムは自動車エンジンの燃料効率を大幅に高め、便利な自動トランスミッション
への回帰をもたらした。さらに自動的トランスミッションに加えられた電子制御
は自動的トランスミッションのシフトスケジュールとシフトフィールを大幅に改
良し、また第４および第５オーバドライバギヤの操作を可能として、燃料節約を
増進した。このようにして自動トランスミッションは再びポピュラーとなった。
【００１０】 自動トランスミッションと手動トランスミッションは種々の競合する利点と欠
点とを示す。前述のように、手動トランスミッションの主な利点は燃料節約の改
良にある。逆に自動トランスミッションはまずなによりも運転操作の容易さを提
供するので、ドライバは運転中に両手をそれぞれハンドルとギヤシフターの上に
載せる必要がなく、また両足をクラッチペダルとアクセル／ブレーキペダルの上
に載せる必要がない。自動トランスミッションの場合、ドライバは片手と片腕を
自由にする。さらに自動トランスミッションは停止と進行の操作をきわめて楽に
する。ドライバは絶えず変動する速度を調整するために連続的にギヤをシフトす
る事に気遣う必要がないからである。
【００１１】 しかしハイブリッド車に関しては、手動トランスミッションが特に効率を増進
させ燃料節約を改良するために有利である。ハイブリッド車において手動トラン
スミッションの効率が高い主たる理由は自動トランスミッションの基本的操作に
ある。たいがいの自動トランスミッションにおいては、エンジンの出力はトルク
コンバータを介してトランスミッションの入力に接続される。たいがいのトルク
コンバータはエンジンの出力軸に接続された入力タービンと、トランスミッショ
ンの入力軸に接続された入力インペラーとを有する。入力側のタービンの運動の
結果として油圧流体の流れを生じ、これに対応してトランスミッションおよび入
力軸に接続された油圧インペラーの運動が生じる。トルクコンバータはエンジン
とトランスミッションとの間のなめらかな連結をもたらすが、油圧流体を用いた
ことに付随するロスが生じてパワートレインシステムの効率を低下させる。さら
に、自動トランスミッションのシフト操作も油圧流体の圧力を必要とし、これに
付随してパワートレインシステムの効率のロスをも生じさせる。
【００１２】 より効率的な手動トランスミッションを使用したとしても、手動トランスミッ
ション中に一般に使用されるシンクロ機構の係合中に生じる摩擦ロスの故に、動
的エネルギーの大きなロスがある。
【００１３】 手動トランスミッションにおいては、各ギヤ間でシフトを行う前に、駆動軸の
回転速度を被駆動軸の回転速度とをシンクロ（同期）させる必要がある。代表的
には、手動トランスミッションにおいては、シンクロは業界公知の機械的シンク
ロ装置などのシンクロ機構によって実施される。機械的シンクロ機構は、選択さ
れたギヤセットのなめらかな係合を可能とするため、駆動軸の速度を変動させて
被駆動軸の速度と合致させる。例えばアップシフトにおいて、駆動軸上の所望の
ギヤが被駆動軸の所望のギヤとなめらかに係合して駆動するように、機械的シン
クロ装置が駆動軸の回転速度を低下させるために摩擦力を利用する。逆にダウン
シフトにおいては、機械的シンクロ装置は駆動軸上の所望のギヤが被駆動軸上の
所望のギヤとなめらかに係合するように駆動軸の回転速度を増大させる。
【００１４】 従って、業界においては機械的シンクロ装置による動的ロスと油圧制御に付随
するロスとを制限する効率的トランスミッションを備えたパワートレインシステ
ムが必要とされている。
【００１５】 さらに代表的なハイブリッドパワートレインシステムにおいては、モータはト
ランスミッションの出力軸の下流の駆動輪に対して連結される。従って、自動車
の低速においては、再生（回生）モードで作動する場合にモータは比較的遅く駆
動される。しかしこのような比較的低速においては、モータの効率が大幅に低下
する。さらに代表的なハイブリッドパワートレインシステムは自動車を駆動する
のに必要な駆動トルク全部を供給することのできる大型モータを使用してきた。
これらの大型モータは一般にきわめて高価で重い。
【００１６】 本発明のシステムは、自動化された手動トランスミッションの入力／出力軸に
連結されたこれより小型のモータ（近似的に１５ｋＷ）を使用する軽いハイブリ
ッドパワートレインシステムを提供する。モータは限られた状態において、自動
車を推進する駆動トルクを生じるために使用される。またこのモータは発電機と
して作用し、またこのモータはトランスミッションの入力軸に駆動的に接続され
ているので、効率的な再生を生じるために自動車速度が低速である時でも、比較
的高速で駆動される。
【００１７】 また本発明は、トランスミッション駆動軸の速度をトランスミッション被駆動
軸の速度と同期（シンクロ）させるためにモータ／発電機を利用するハイブリッ
ドパワートレインシステムを提供する。また本発明は、実質的に自動化された手
動トランスミッションとして作動するように電気−機械的に制御されるハイブリ
ッドパワートレインシステム用トランスミッションを提供する。また、現存の手
動トランスミッションを自動化された手動トランスミッションとなるように装備
改良する方法および／またはエンジンと手動トランスミッションとを有するパワ
ートレインシステムをハイブリッド電気パワートレインシステムに変換する方法
が提供される。
【００１８】 前記の目的を達成するため、本発明はエンジン出力軸を有する内燃機関と、摩
擦クラッチ機構によって内燃機関に連結されたトランスミッション駆動軸を含み
さらに前記トランスミッション駆動軸に対して複数のギヤ比で選択的に駆動され
るトランスミッション被駆動軸を含むトランスミッションと、トランスミッショ
ン駆動軸に駆動的に係合されたモータ／発電機とを有し、前記モータ／発電機は
前記トランスミッション駆動軸の回転を前記被駆動軸と同期させるために使用さ
れるように成されたハイブリッドパワートレインシステムを提供する。
【００１９】 本発明の１つの利点は、自動化された手動トランスミッションが油圧流体流を
用いたことに付随するロスを除去できるため、さらに効率的なトランスミッショ
ンシステムを提供できる事にある。本発明の他の利点は、トランスミッションが
ドライバにとって自動的トランスミッションの機能的等価物として作用するよう
に、電子的コントローラが手動型トランスミッションを自動的に制御する事にあ
る。本発明のさらに他の利点は、シフト中にモータがトランスミッションの入力
軸の速度を出力軸の速度と実質的に同期させることにある。
【００２０】 以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが、本発明はこれら
の実施例によって限定されるものではない。
【００２１】 図１と図２について述べれば、本発明によるハイブリッドパワートレインシス
テム１０が全体的に８で示す自動車に対して図示されている。ハイブリッドパワ
ートレインシステム１０は炭化水素ベース燃料または化石燃料で作動する熱エン
ジン１４を含む。この実施例においてエンジン１４はディーゼル燃料を供給され
る圧縮点火型エンジンである。好ましくは、エンジン１４は非ハイブリッド型自
動車に対応するサイズを有する。
【００２２】 このハイブリッドパワートレインシステム１０はエンジン１４とトランスミッ
ション１８とを相互に作動的に連結するための業界公知のクラッチ機構１６を含
む。クラッチ機構１６はエンジン１４とトランスミッション１８の回転速度の差
を補償して、エンジン１４とトランスミッション１８との間の係合をなめらかに
する。
【００２３】 トランスミッション１８は、クラッチ１６を通してエンジン出力軸２２に接続
された駆動軸すなわち入力軸２０（以下において「駆動軸２０」と呼ばれる）を
含んでおり、トランスミッションはエンジンの回転と出力を種々の変速比で自動
車の駆動輪に伝達する。このようにして、トランスミッション１８は自動車を特
定の変速比の下で加速させ、エンジン１４は特定の作動レンジで作動する。公知
の型のトランスミッションの例は自動的トランスミッション、手動トランスミッ
ションおよび連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）を含む。ここに示される本
発明の好ましい実施態様においては、トランスミッション１８は公知の５速手動
トランスミッションである。
【００２４】 トランスミッション１８の駆動軸２０はクラッチ機構１６に対して作動的に連
結される。駆動軸２０は複数の駆動ギヤ２８ａ−ｆを支承し、これらの駆動ギヤ
は出力軸すなわち被駆動軸３２（以下において「被駆動軸」と呼ばれる）上に支
承された複数の出力軸すなわち被駆動軸３０ａ−ｆと係合する。被駆動軸３２は
出力ギヤ３４を含み、この出力ギヤが差動ユニット３８の入力ギヤ３６に噛み合
い係合する。差動ユニット３８は一対の車軸４０に結合し、この車軸４０は自動
車の駆動輪２６に対して作動的に連結されて当業者には公知の差動ユニットの動
作に従ってこれらの駆動輪２６を選択的に駆動する。
【００２５】 エンジン１４の動作がトルク出力を生じ、このトルク出力がクラッチ機構１６
を通して駆動軸２０を第１速度で回転させる。これと同時に被駆動軸３２が、駆
動軸２０の回転速度と、駆動軸２０および被駆動軸３２のそれぞれの係合したギ
ヤセットとに関連した第２速度で回転する。同様に、駆動軸３２が差動ユニット
３８を駆動して車軸４０と車輪２６とを駆動する。
【００２６】 ハイブリッドパワートレインシステム１０はさらにモータ／発電機組立体４２
（以下において「モータ４２」と呼ぶ）を含み、このモータ４２が駆動軸２０の
クラッチ１６と反対側末端においてトランスミッション１８に対して作動的に連
結される。モータ４２は入力軸２０に対して、クラッチ１６と反対側において歯
車列４４によって接続される。モータ４２は、それぞれモータとしてまた発電機
として作動する事により正のトルクと負のトルクとを発生することができる。モ
ータ４２の一例は誘導モータまたは永久磁石モータであって、これはデルフィコ
ーポレーション（Delphi Corporation）から市販される。
【００２７】 モータ４２は発電機として駆動軸２０によって駆動され、再生トルクを好まし
くは交流（Ａ／Ｃ）として発生し、この交流がモータコントローラ４６などのコ
ントロール機構に転送される。モータコントローラ４６は交流を公知の方法で直
流（Ａ／Ｃ）に変換する。この直流はバッテリなどのエネルギー貯蔵装置４８に
転送される。別のケースでは、モータ４２は原動機として正トルクを発生し、こ
のトルクはトランスミッション１８の駆動軸２０に伝えられ、このトルクは最終
的には駆動輪２８に対して伝えられる。本発明のシステムは軽いハイブリッドパ
ワートレインシステムを成し、このシステムは小型のモータ４２を使用する。（
５０Ｋｗ以下、好ましくは約１５Ｋｗ）であって駆動軸２０に接続される。一般
に、ハイブリッドパワートレインシステムは７５乃至１００Ｋｗなど、はるかに
大きなモータを使用する。モータ４２は自動車の推進用の駆動トルクを発生する
ために限られた状況において使用される。またモータ４２は発電機としても作用
し、またこのモータはトランスミッション１８の駆動軸２０に駆動的に接続され
ているのであるから、自動車が低速運転している時でさえも高速で駆動されて、
はるかに効率的な再生を行うことができる。
【００２８】 またハイブリッドパワートレインシステム１０は、電子制御ユニットのような
トランスミッションコントローラ５０を含む。トランスミッションコントローラ
５０は、トランスミッション１８が手動型トランスミッションとして設計されて
いるにもかかわらず、ドライバーの視点からは自動トランスミッションとして作
動するように、トランスミッション１８を電子的に制御することができる。この
ような作用を達成するため、トランスミッション１８は一対の機械的シフトアク
チュエータ５２、５４を有し、これらのシフトアクチュエータは通常の手動トラ
ンスミッションにおけるものと同様のスティック型のシフトアクチュエータの位
置をシミュレートする。さらに、通常の手動のトランスミッションにおけるクラ
ッチペダルの代わりに電子／機械的クラッチアクチュエータ５６がクラッチを操
作することができる。このような制御信号を発生するため、トランスミッション
コントローラ５０がエンジン１４またはエンジンコントローラ５８から入力信号
を受ける。エンジン４０またはエンジンコントローラ５８から受けるこのような
情報の例は自動車速度、ＲＰＭ（エンジン回転数）および類似物を含む。同様に
トランスミッションコントローラ５０は制御アクチュエータ５２、５４および５
６に対して出力信号を発生し、またエンジン１４および／またはエンジンコント
ローラ５８に対して診断信号またはその他の出力信号を出力する。トランスミッ
ションコントローラ５０はその構成に従ってその他の自動車状態信号を受けるこ
とができる。
【００２９】 この実施例においては、その他の構造も可能ではあるが、モータ４２は駆動軸
２０を回転させるように配置されている。モータ４２が駆動軸２０を回転させる
ように構成することにより、標準的な手動トランスミッションの場合に必要な機
械的同期（シンクロ）装置を不必要とする。さらに詳しく述べれば、それぞれ駆
動軸２０と被駆動軸３２の回転速度を検出するために回転センサ５９ａ，５９ｂ
が使用される。トランスミッションコントローラ５０は制御信号を生成するとと
もにモータコントローラ４６を介してモータ４２に送り、モータ４２を作動状態
または非作動状態とする。モータ４２を生かしまたは殺すことにより歯車列４４
を通して駆動軸２０の速度を変動させることができるので（選択された変速段の
ギヤレシオ（変速比）を考慮して）、駆動軸２０と被駆動軸２２とを同期させる
ことができ、所望のギヤを係合させることができる。アップシフトに際して、モ
ータ４２は発電機として作動して駆動軸２０に対してトルクを加えこの駆動軸２
０を減速して駆動軸２０を被駆動軸３２と同期させる。モータ４２によって再生
トルクが加えられる。再生モードではポテンシャルエネルギーが発生し、これが
バッテリ中に貯蔵される。ダウンシフトに際して、モータ４２が駆動されて被駆
動軸３２の回転速度を増大させ駆動軸２０を被駆動軸３２の回転と同期させる。
このプロセス中に、モータ４２はトランスミッション１８の駆動軸２０の慣性を
被駆動軸３２と同期させることができるので、手動トランスミッションにおいて
一般に使用される機械的同期装置を設ける必要がなくなる。
【００３０】 モータ４２の能力の他の例はエンジン１４の始動にある。モータ４２は原動機
として作用する際に、駆動軸２０を回転させるのに必要なトルクと回転速度とさ
れ、クラッチ機構１６の係合によってエンジン１４を始動する。従って業界公知
のようなスタータモータは不必要である。
【００３１】 またハイブリッドパワートレインシステム１０は車輪に作動的に連結された制
動システム（図示されていない）を含む。公知の制動システムの一例は業界公知
のドライバ支援油圧制動システムである。ドライバは制動ペダル（図示されてい
ない）を作動して機械的に制動力を加え、駆動輪３２の旋回を減速させまたは駆
動輪３２を静止位置に保持する。しかし、油圧式制動システムにおいては、車輪
のモーメントが動的エネルギーの形で常に失われる。
【００３２】 本発明において使用される制動システムの好ましい型は再生型（回生型）制動
システムであって、これは車輪の減速に際してそのモーメントから動的エネルギ
ーを捕捉しこのエネルギーをポテンシャルエネルギーとしてエネルギー貯蔵装置
４８の中に貯蔵することができる。モータ４２は駆動軸４０の回転を減速させる
制動力を加えることにより車輪を減速させる。再生型制動に際して、モータ４２
は発電機として作動し、逆エネルギー流を電気の形のポテンシャルエネルギーと
して捕捉する。
【００３３】 以下に詳細に説明するように、トランスミッションコントローラ５０は、作動
に際して、エンジン１４，エンジンコントローラ５８，クラッチ１６，クラッチ
アクチュエータ５６，トランスミッション１８から、また追加的センサを介して
入力信号を受ける。クラッチアクチュエータ５６は、好ましくは回転アクチュエ
ータであって、このアクチュエータはクラッチ１６を係合または離脱させる線形
運動を生じる。
【００３４】 トランスミッションコントローラ５０はシフトアクチュエータ５２，５４を介
してギヤシフトを行う。アクチュエータ５２，５４は結合して通常の手動トラン
スミッションにおけるシフトレバーの運動を模倣する。すなわち、代表的な「Ｈ
」型シフト構造において、シフトアクチュエータ５２はクロスオーバアクチュエ
ータとして作動する。すなわち、「Ｈ」のいずれの脚の中にシフターが入るかを
決定する。同様にシフトアクチュエータ５４は「Ｈ」の脚の中においてシフター
の上向き運動または下向き運動を模倣するセレクトアクチュエータとして作動す
る。アクチュエータ５２，５４および５６はトランスミッションコントローラ５
０から制御信号を受けて、通常の手動トランスミッションと同様にトランスミッ
ション１８のシフト部分を作動させる。
【００３５】 ハイブリッドパワートレインシステム１０はバッテリなどのエネルギー貯蔵装
置４８を含み、ポテンシャルエネルギーを自動車が後で使用するために貯蔵する
。例えばバッテリ中に貯蔵されたポテンシャルエネルギーはＤＣ電流として転送
されて付属部品６０を作動する。
【００３６】 またハイブリッドパワートレインシステム１０は少なくとも１つの付属部品６
０を含む。付属部品の一例はパワーステアリングポンプ、ウオータポンプ、照明
システム、加熱および冷却システムとすることができ、これらはすべて通常のも
のであって業界公知である。付属部品６０は一般にエンジン１４によって機械的
に駆動されまたはバッテリ４８のエネルギーによって電気的に駆動される。例え
ばパワーステアリングポンプなどの付属部品６０は作動的にエンジン１４に接続
されエンジン１４によって機械的に駆動される。照明システムは電力源としての
エネルギー貯蔵装置４８によってエネルギーを供給される。しかし本発明によれ
ば、全部の付属部品６０がエネルギー貯蔵装置４８からのエネルギーを用いて作
動する。
【００３７】 また本発明は自動車の制動中に得られる動的エネルギーを利用しこれをバッテ
リ４８中にポテンシャルエネルギーとして貯蔵する。制動力が駆動輪２６に加え
られる場合、車軸４０，被駆動軸３２および駆動軸２０の回転速度が低減するに
従って、動力流の第１方向として、得られた動的エネルギーが駆動軸４０とトラ
ンスミッション１８を通して送られる。動的エネルギーがモータ４２中に流入し
、このモータを発電機として作動させて再生トルクを好ましくはＡＣ電流として
発生させる。このＡＣ電流がモータコントローラ４６に転送されてＤＣ電流に変
換される。ＤＣ電流がエネルギー貯蔵装置４８に転送されてポテンシャルエネル
ギーとして貯蔵される。付属部品６０がエネルギーを必要とする場合、このエネ
ルギーはバッテリ４８からＤＣ電流として引き出される。エンジン１４は付属部
品６０を作動させるために電力を消費しないのであるから、これはエンジン１４
の効率を高める。
【００３８】 逆の状況において、エネルギー貯蔵装置４８がポテンシャルエネルギーをＤＣ
電流としてモータコントローラ４６に供給し、このコントローラがＤＣ電流をＡ
Ｃ電流に変換する。ＡＣ電流がモータ４２に送られて、このモータを原動機とし
て作動させ正トルクを発生する。この正トルクがトランスミッション１８に加え
られ、トランスミッションは自動車の車軸４０および駆動輪２６を回転させる。
【００３９】 本発明の１つの実施態様によるハイブリッドパワートレインシステム１０は、
図示のように、標準型５速手動トランスミッション１８を含む。この手動トラン
スミッションには電気−機械的クラッチアクチュエータ５６が組み込まれ、この
アクチュエータ５６についてはクラッチ機構１６の解除に関して以下に詳細に説
明される。図４と図５にはクロスオーバシフトアクチュエータ５２を図示するが
、これは連結ハウジング６７を介して電位差計６６と駆動的に係合されたモータ
６４を含む。この電気ギヤモータ６４はウォームギヤ６８に連結され、このウォ
ームギヤ６８はアクチュエータハウジング７０中に一対の軸受組立体７２によっ
て回転自在に支承されている。ギヤセグメント７４がウォームギヤ６８に係合し
て、このウォームギヤによって駆動される。ギヤセグメント７４がアクチュエー
タ軸７６上に取付けられ、この軸７６が回転駆動される。アクチュエータ軸７６
がトランスミッション１８のハウジングを貫通してトランスミッション１８上に
備えられたクロスオーバシフト機構（図示されていない）と係合する。アクチュ
エータハウジング７０はトランスミッションハウジングの外側面に対して取付け
られる。モータ６４はトランスミッションコントローラ５０に接続されて、トラ
ンスミッション１８をシフトするように作動的に制御される。
【００４０】 セレクトシフトアクチュエータ５４は、アクチュエータハウジング７０を含み
このハウジングが軸受組立体７２を介してウォームギヤ６８を支承する点におい
て、クロスオーバシフトアクチュエータ５２に類似である。ウォームギヤ６８は
ギヤセグメント７４に係合し、このギヤセグメント７４がアクチュエータ軸７６
に固着され、この軸７６はトランスミッションハウジングを通して挿入されて手
動トランスミッション１８に備えられたセレクトシフトアクチュエータ（図示さ
れていない）に係合する。セレクトシフトアクチュエータ５４（図示）は、モー
タ６４がアクチュエータハウジング７０の一方の側に配置されウォームギヤ６８
と駆動係合する点において前記のクロスオーバシフトアクチュエータ５２と相違
する。電位差計６６がアクチュエータハウジング７０の反対側に配置されている
。図示の好ましい実施態様においては、シフトアクチュエータ５２，５４の構造
はこれらのアクチュエータがトランスミッションハウジングに対して適当間隔を
もって搭載されるように選択される。前述のように、これらのシフトアクチュエ
ータ５２，５４は、手動トランスミッションのシフトリンクシステムの運動を模
倣するようにトランスミッションコントローラ５０によって制御される。
【００４１】 図１と図３について歯車列組立体４４を下記に説明する。歯車列組立体４４は
歯車列ハウジング８０を含み、このハウジングはトランスミッションハウジング
８２に対してネジ込ファスナー８４によって取付けられている。モータ４２は、
この歯車列ハウジング８０に対して取付けられており、またモータ４２はモータ
駆動軸８６を含んでいる。駆動ギヤ８８がこのモータ駆動軸８６に対して取付け
られている。アイドラーギヤ９０が駆動ギヤ８８とかみ合い係合し、アイドラー
軸９２上に支持され、この軸９２は歯車列ハウジング８０と歯車列カバー９４と
の間に支承されている。被駆動ギヤ９６がアイドラーギヤ９０とかみ合い係合し
ている。被駆動ギヤ９６はトランスミッション１８の駆動軸２０を駆動するよう
に取付けられている。図示の実施態様によれば、駆動軸２０をトランスミッショ
ンハウジング８２を貫通させまた歯車列ハウジング８０の中に延在させるために
駆動軸２０は軸延長部分９８を備えていることに留意すべきである。従って、こ
の手動トランスミッション１８は、モータ４２を歯車列４４を介して駆動軸２０
と駆動係合させることによってハイブリッドパワートレインシステム中に組み込
まれている。
【００４２】 自動トランスミッションを備えた自動車を選択した消費者の多くは、「ＰＲＮ
ＤＬ」のシフトパターンの標準型シフトレバーシステムに慣らされてきた。しか
し一般的に手動トランスミッションはパーキング機能を含んでいない。従って手
動型トランスミッション自動車は一般に自動車のドライバによって作動される駐
車用ブレーキを備えている。さらに、駐車状態の自動車の効果的な制動のために
自動車のエンジンが切られた後においても、手動トランスミッションはしばしば
ドライバによってギヤの入った状態にされる。
【００４３】 しかし、手動トランスミッションを自動的手動トランスミッションに変換する
際に、パーキングポジションを含む標準型自動トランスミッションのシフトレバ
ーをシミュレートするシフトレバーを備えることが望ましい。従って本発明は歯
車列ハウジング８０の中に被駆動軸３２に取付けられた駐車（パーキング）ギヤ
１００を備える。被駆動軸３２は軸延長部分１０２を含み、この軸延長部分が被
駆動軸３２をトランスミッションハウジング８２の中に延在させ歯車列ハウジン
グ８０の中に入らせる。駐車ギヤ１００は、以下に詳細に説明される駐車スプラ
ッグ組立体（駐車ギヤの輪止め装置）によって必要な場合に係合される。好まし
い実施態様によれば、駐車スプラッグ組立体１０４は電気的に作動される。図１
１に図示のような先行技術のスプラッグ機構１０６が公知である。このスプラッ
グ機構１０６は、アクチュエータレバー（図示されていない）に対して一端にお
いて固着されるピボットを備えたアクチベーションロッド１０８を含み、またカ
ムローラ組立体１１２が前記アクチベーションロッド１０８の反対側末端に取付
けられ、この組立体１１２は一対のカムローラ１１６を回転自在に支承するハウ
ジング１１４を備える。圧力解除バネ１８がアクチベーションロッド１０８上の
止め部分１０８ａとピボット部材１１０との間に備えられている。
【００４４】 スプラッグ部材（駐車ギヤ用の輪止め部材）１２０はピボットピン１２４を介
して案内ブラケット１２２に取付けられる。スリーブ１２６がピボットピン１２
４上に備えられて、スプラッグ部材１２０を支承する。案内ブラケット１２２に
対するスプラッグ部材１２０の間隔を保持するために一対の取付け部材１２８と
ブッシュ１３０が備えられている。スプラッグ部材１２０を案内ブラケット１２
２の方に片寄らせるため、戻しバネ１３２が備えられている、案内ブラケット１
２２の運動を制限するためにブロッカーピン１３４が備えられている。
【００４５】 図８乃至図１０に図示のように、案内ブラケット１２２はカム面１３６を含み
、またスプラッグ部材１２０は対向するカム面１３８を含む。案内ブラケット１
２２のカム面１３６，１３８とスプラッグ部材１２０との間にそれぞれカムロー
ラ組立体１１２のカムローラ１１６が収容されている。
【００４６】 本発明によれば、アクチュエータレバー１４０に対してアクチベーションロッ
ド１０８が取付けられ、前記のアクチュエータレバー１４０はピボットピン１４
２を介して歯車列ハウジング８０に枢着されている。前記のレバー１４０の第１
アーム部分１４４はアクチベーションロッド１０８に固着されこのロッドに対し
てＣクリップ１４５によって固着されている。レバー１４０の第２アーム部分１
４６はその一端にカムローラ１４８を担持している。カムローラ１４８はリンク
機構用のカム部材１５０に係合し、このカム部材１５０はピボットポイント１５
２回りに回転自在に取付けられている。レバー１４０の第１アーム部分１４４と
案内ブラケット１２２との間に接続される。カムローラ１４８をカム１５０と接
触状態に保持するため、図８乃至図１１に図示のようにバネ１５４がレバー１４
０を逆時計方向に回転させるように片寄らせる。バネ１１８はバネ１５４より弱
いので、このバネ１１８が圧縮状態にある時、カムローラ１４８をカム１５０と
の接触状態に保持する事を妨げない。
【００４７】 駐車スプラッグ組立体の係合中に、リンクカム１５０は、駐車スプラッグが離
脱状態にある図８の位置から、図９の位置まで回転させられる。リンクカム１５
０が回転するに従って、レバー１４０が逆時計方向に枢転して、ローラカム組立
体１１２の複数のカムローラ１１６を案内ブラケット１２２とスプラッグ部材１
２０のカム面１３６，１３８と係合させる。ローラカム組立体１１２がカム面１
３６，１３８と係合状態に押圧されるに従って、スプラッグ部材１２０が戻しバ
ネ１３２の片寄らせ力に対抗して駐車ギヤ１００と係合する方向に押圧される。
【００４８】 図９に図示のようにスプラッグ部材１２０が駐車ギヤ１００の歯１５８の頂部
と接触するが、駐車ギヤ１００そのものには係合させられない。つづいてリンク
カム１５０の回転及びこれに対応するレバー１４０の回転中に、アクチベーショ
ンロッド１０８がローラカム組立体１１２に対して力を加え続け、このカム組立
体１１２がそれぞれカム面１３６、１３８に対して押圧されてスプラッグ部材１
２０を案内部材１２２から離間させる。リンク装置カム１５０が回転するに従っ
てバネ１５４と圧力解除バネ１１８との片寄らせ力が形成され、その間にスプラ
ッグ部材１５０が駐車ギヤ１００の歯１５８に当接する。トランスミッション１
８の駆動軸３２の回転を生じさせる車輪１２６の回転が駐車ギヤ１００を少し回
転させてスプラッグ部材１２０を駐車ギヤ１００の歯１５８と係合させ被駆動軸
３２を駐車位置に確実にロックすることができるようにバネ力が構成されている
。
【００４９】 図１２乃至１４について述べれば、減速装置１６２を駆動するためにモータ１
６０が備えられ、この減速装置は連結軸１６４を介してリンクカム１５０に接続
されている。ギヤモータ１６０／１６２とリンクカム１５０との間において連結
軸１６４上に第２カム１６６が設置される。この第２カム１６６は単極双投（Ｓ
ＰＤＴ）マイクロスイッチ１６８を入れる。この第２カム１６６は、最初の１８
０度回転に対してスイッチ１６８の一方の極を閉じまた次の１８０の回転に対し
て第２極を閉じるように設計されている。図１５は、第２カム１６６によって駆
動されるスイッチ１６８と、客室中のシフタレバーに取り付けられた類似のＳＰ
ＤＴスイッチ１７０とを使用する制御回路を示す。シフタに取り付けられたスイ
ッチ１７０は、シフトレバーが駐車位置まで動かされた時に投入される。これに
より第１回路１７２が閉じる。そこで電力がリレー１７６に供給され、このリレ
ーは、第２カム１６６がスイッチ１６８を投入して第１回路１７２を開くまで電
気ギヤモータ１６０／１６２を駆動する。そこで駐車リンク装置カム１５０の回
転が停止され、スプラッグ部材１２０が駐車ギヤ１００をロックする。
【００５０】 シフトレバーが駐車位置から動かされる時、第２回路１７４が閉じられる。電
力がリレー１７６に供給され、このリレー１７６は、第２カム１６６がスイッチ
１６８を投入して第２回路１７４を開くまで電気ギヤモータ１６０／１６２を駆
動する。次に駐車リンクカム１５０の回転が停止され、スプラッグ部材１２０に
よる駐車ギヤ１００のロックが解除される。
【００５１】 ギヤモータの慣性によりカムが所要停止点を越えて完全に１８０度回転するの
を防止するため、リレー１７６はモータ１６０が電気的に駆動されていない時に
このモータをアースに短絡するように設計されている。これは効果的な電気制動
作用を生じ、これは必要に応じてギヤモータ１６０／１６２を停止させるために
使用される。自動車の駐車ギヤがロック解除されているかどうかということに関
する自動車の制御に関する認識作業を支援し、自動車が駐車している間に自動車
を発進させようとすることを防止するため、第３カム１８０とスイッチ１８２が
第２カム１６６の次に備えられている。第３カム１８０は、駐車ギヤがロック解
除された時を表示するように配置された突起部分１８４を有する。
【００５２】 図１６乃至２６について本発明による電気機械的クラッチアクチュエータ５６
について説明する。クラッチアクチュエータ５６はモータ２１２を含み、このモ
ータの回転駆動部材がこのモータの駆動軸２１８上に取り付けられた駆動ギヤ２
１６を介してボールねじ組立体２１４と駆動的に係合される。駆動ギヤ２１６に
よってアイドラーギヤ２２０が駆動される。このアイドラーギヤ２２０は被駆動
ギヤ２２２を駆動し、この被駆動ギヤはボールねじ組立体２１４のボールねじ軸
２２４に対して取り付けられる。ボールねじナット２２６がボールねじ軸２２４
の上に配置されている。
【００５３】 自己調整ハウジング２２８がアダプタプレート２２９を介して前記のボールね
じナット２２６に取り付けられている。自己調整ハウジング２２８が磨耗補償組
立体２３０の第１部材として役立つ。自己調整ハウジング２２８は一対のピボッ
ト爪（ピボットポール）２３２（図１７参照）を支承し、これらのピボット爪２
３２は、自己調整ハウジング２２８を、歯が形成された面を備えたラック２３４
と係合させる係合機構として役立つ。ラック２３４は磨耗調整組立体２３０の第
２部材として役立つ。またラック２３４は全体として円筒形のカップ状部材とし
て形成され、このラックが自己調整ハウジング２２８の中央開口２３６の中に受
けられる。ピボット爪２３２がピボットピン２４０によって自己調整ハウジング
２２８に対して枢転自在に取り付けられる。ピボット爪２３２はそれぞれ傾斜部
分２４２を含み、この傾斜部分はアクチュエータハウジング２４６から放射方向
内側に延在する一対の調整引込み部材２４４と係合可能である。
【００５４】 自己調整ハウジング２２８が図１６および図１７において最左方位置に向かっ
て矢印Ａ方向に移動されて、クラッチケーブル２４８の中にたわみを生じるに従
って、ピボット爪２３２のランプ部分２４２が調整引込み部材２４４に係合して
、ピボット爪２３２をピボットピン２４０回りに枢転させてラック２３４を解除
する。この時点において、自己調整ハウジング２２８とラック２３４との間に配
置された予圧ばね２５０が全体として弛緩位置に向かって延長させられて、ラッ
ク２３４を自己調整ハウジング２２８に対して押圧する事により、クラッチケー
ブル２４８中のたわみを除去する。従って磨耗補償組立体２３０は自動的に解放
用リンク仕掛けの位置を調整して、クラッチディスクがその使用中に磨耗するに
従って同一の締め付け圧を保持する。
【００５５】 モータ２１２が作動されてボールねじ組立体２１４を駆動し、これによって自
己調整ハウジング２２８を矢印Ｂ方向に駆動する際に、ロック爪２３２の傾斜部
分２４２が調整引込み部材２４４から離脱して板バネ２５２によって片寄らされ
てラック２３４と係合させられる。
【００５６】 本発明のクラッチケーブル２４８はクラッチ離脱リンク装置システムに対して
取り付けられるように設計されている。例えば図２４ａ〜２４ｄに示す代表的な
クラッチリンク装置システムは解放レバー２５４を含み、このレバーはトランス
ミッションケースに対して枢転自在に取り付けられる。解放レバー２５４は、ダ
イヤフラムばね２５８に係合した定接触解放軸受２５６に取り付けられる。ダイ
ヤフラムばね２５８は常態においてクラッチディスク２６０を係合位置に片寄ら
せる。
【００５７】 クラッチディスク２６０を解放するために、モータ２１２が駆動されて駆動ギ
ヤ２１６を回転させ、この駆動ギヤがアイドラーギヤ２２０と被駆動ギヤ２２と
を駆動する。被駆動ギヤ２２２がボールねじ組立体２１４のボールねじ軸２２４
を回転させる。ボールねじ軸２２４の回転が矢印Ｂ方向へのボールねじナット２
２６の軸方向運動を生じる。ボールねじナット２２６の運動により、自己調整ハ
ウジング２２８がナット２２６とともに動く。自己調整ハウジング２２８は、ロ
ック爪２３２と係合しているので、ラック２３４およびクラッチケーブル２４８
を同伴して動く。クラッチケーブル２４８は解放レバー２５４に取り付けられて
いるので、クラッチディスク２６０を解除させる。
【００５８】 クラッチディスク２６０がその使用中に磨耗するに従って、解放リンク装置の
位置を調整して同一のクランプ圧を保持しなければならない。また磨耗サイクル
中に補助ばね力曲線がクラッチディスクと合致することが好ましいので、このよ
うな調整は重要である。従って本発明のクラッチアクチュエータ５６は自動的磨
耗調整機能という特徴を備えており、これにより自己調整ハウジングが矢印Ａ方
向に所定位置まで駆動されて、これによってロック爪２３２の傾斜部分２４２が
調整引込み部材２４４に係合し、次にピボット爪２３２をピボットピン２４２回
りに枢転させてラック２３４から離脱させる。この時点において予圧ばね２５０
がラック２３４に圧着するので、クラッチディスクの磨耗が調整を必要とする程
度になった場合にラック２３４を自己調整ハウジング２２８に対して移動させる
ことができる。ロック爪２３２をラック２３４と再び係合させるために、モータ
２１２が駆動されてボールねじナット２２２を矢印Ｂ方向に駆動し、これによっ
て自己調整ハウジング２２８を同伴して、ロック爪２３２を調整リトラクタ部材
２４４から離脱させる。この時点において、板ばね２５２がロックポール２３２
を片寄らせてラック２３４と係合させ、またアクチュエータはクラッチディスク
の磨耗を調整するように自動的に調整される。
【００５９】 クラッチケーブル２４８はその末端に取り付け部材２６２を備えており、この
取り付け部材がラック２３４の開口の中に受け入れられる。クラッチケーブル２
４８はアクチュエータハウジング２４６の末端部品２６４の中を延在する。自己
調整ハウジング２２８は軸方向に延在する案内部分２６６を備え、この案内部分
が末端部品２４６中の中心孔２６８の中に受け入れられる。クラッチケーブル２
４８は自己調整ハウジング２２８の軸方向に延在する案内部材２６６の中心開口
２７０の中に延在する。クラッチケーブル２４８は末端取り付け部材２７２を備
え、この取り付け部材が前記のクラッチリリースレバーシステムと連結可能であ
る。
【００６０】 アクチュエータハウジング２４６の末端部品２６４と自己調整ハウジング２２
８との間に補助ばね／カム組立体２７４が配置されている。この組立体２７４は
、末端部品２６４のバネシート部分２７８に当接着座されたコイルバネの形の補
助ばね２７６を含む。補助ばね２７６の第２端部が補助ワッシャ２８０に当接配
置され、この補助ワッシャは自己調整ハウジング２２８の軸方向に延在する部分
２６６にそって移動自在に支承される。補助ワッシャ２８０と自己調整ハウジン
グ２２８の放射方向に延在する壁体部分２８４との間に一対の補助カム２８２が
配置される。
【００６１】 図２１と図２２について述べれば、補助カム２８２はそれぞれ補助レバー２８
６を含み、この補助レバー２８６はアクチュエータハウジング２４６に対してピ
ボットピン２８８によって取り付けられまた補助ワッシャ２８０に当接配置され
た第１ローラ２９０と自己調整ハウジング２２８の放射方向に延在する壁体部分
２８４に当接配置された第２ローラ２９２とを含む。補助カム組立体２８２のピ
ボットピン２８８は保持部材２９４によって支承され、この支承部材２９４は図
１７と図２１に図示のようにアクチュエータハウジング２４６に対してファスナ
ー２９６を介して固着されている。
【００６２】 クラッチアクチュエータ５６がクラッチを解除するように作動される際に、補
助ばね／カム組立体２７４がモータに加えられる負荷を減速させるのに役立つ。
図２２および図２３ａ〜２３ｆについて、下記に補助ばね組立体の動作を説明す
る。クラッチディスク２６０の正常係合中に、クラッチアクチュエータ５６はホ
ーム位置にある。この状態において、補助ばね２７６が補助ワッシャ２８０に当
接押圧し、このワッシャ２８０がローラ２９０に作用する事によって補助レバー
２８６を押圧する。この位置においてピボットピン２８８の中心とローラ２９０
の中心との間に非常に短いモーメントの腕「ｘ」が存在するが、ピボットピン２
８８の中心とローラ２９２の中心との間には最大のモーメントの腕の間隔「ｙ」
が設けられる。クラッチアクチュエータ５６の作動中に、矢印Ｂ方向への自己調
整ハウジング２２８の運動が補助レバー２８６をピボットピン２８８回りに回転
させ、自己調整ハウジング２２８の各走行増分中に、モーメントの腕「ｘ」の増
大と、これに対応するモーメントの腕「ｙ」減少とが生じる。図２３ａ〜２３ｆ
は補助レバー２８６の回転中の２０％走行間隔におけるモーメントの腕のサイズ
の変化を示す。図１０は、クラッチディスク２６０を解放するために必要とされ
る解放負荷の量と比較して、補助バネ／カム組立体２７４によって与えられる解
放負荷補助の量を示す。当業者には明かなように、それぞれ各ローラ２９０，２
９２とピボットピン２８８との間のモーメントの腕「ｘ」および「ｙ」の長さが
補助レバー２８６の回転中に増減する際に、補助バネ／カム組立体２７４によっ
て発生される解放負荷補助の量が増大する。これはバネ補助力曲線「ｓ」をクラ
ッチ負荷曲線「ｃ」に近接させる。
【００６３】 アクチュエータシステムが低摩擦であること、クラッチ負荷に対する補助バネ
負荷の不一致が生ずる可能性があるため、アクチュエータが中間行程において停
止された時にクラッチアクチュエータユニットが逆方向動作をする可能性がある
。この可能性を除去するため、図１１において、ワンウエイ摩擦装置３００が図
示されている。このワンウエイ摩擦装置３００はモータ２１２に取付けられたハ
ウジングベースプレート３０２を含む。摩擦ブレーキハウジング３０４がハウジ
ングベースプレート３０２に取付けられ、またバネハウジング３０６がセットネ
ジ３０８を介して前記摩擦ブレーキハウジング３０４に取付けられている。ロー
ラクラッチハウジング３１０が摩擦ブレーキハウジング３０４中に配置される。
ローラクラッチ３１０はローラクラッチ軸３１２を含み、このローラクラッチ軸
３１２はソケットヘッド３１４中に挿入されたセットネジを介して、モータ駆動
軸２１８に取付けられる。減摩ブッシュ３１６がローラクラッチ３１０の外周に
配置され、第１および第２摩擦プレート３１８，３２０の間に挟持される。プレ
ート３１８は摩擦ブッシュ３１６とハウジングベースプレート３０２との間に配
置される。摩擦プレート３２０は摩擦ブッシュ３１６とバネ底板部材３２２との
間に配置される。バネ底板部材３２２は圧縮バネ３２４によって片寄らされ、こ
の圧縮バネは前記バネ底板部材３２２とバネ上板部材３２６とに対して当接着座
される。バネ上板３２６はセットネジ３２８に固着され、このセットネジがバネ
ハウジング３０６中の開口を通して挿入される。セットネジ３２８をバネハウジ
ング３０６に対して軸方向位置に調節自在に支承するため、ジャムナット３３０
がセットネジ３２８上に備えられる。ジャムナット３３０を調整することにより
、バネ上板３２６が軸方向に移動させられて圧縮バネ３２４に対する圧縮力の量
を増減させ、これによりワンウエイ摩擦装置３００によって加えられる摩擦抵抗
を変動させることができる。
【００６４】 モータ２１２はモータ取付け板３３４によってアクチュエータハウジング２４
６に取付けられる。ボールネジ軸２２４の一端が軸受組立体３３６を介してモー
タ取付け板３３４によって支承される。ボールネジ軸２２４の第２端部が軸受組
立体３３８によって支承され、この軸受組立体３３８はアダプタプレート２２９
中に取付けられる。自己調整ハウジング２２８はアクチュエータハウジング２４
６の中にアクチュエータ軸受３４０によって滑動自在に支承される。図１７に図
示のように、端末部品２６４がアクチュエータハウジング２４６に対してネジ込
みファスナー３４２によって取付けられている。またアクチュエータハウジング
２４６はファスナー３４４によってモータ取付け板３３４に取付けられている。
歯車列ハウジング３４５がモータ取付け板３３４に取付けられて駆動ギヤ２１６
，アイドラーギヤ２２０および被駆動ギヤ２２２をカバーする。
【００６５】 アクチュエータの行程を測定しアクチュエータの閉ループ制御を成すために線
形電位差計３４８が備えられている。電位差計３４８はアクチュエータハウジン
グ２４６上に取付けられてクラッチリンク装置の位置を測定する。本発明によっ
て使用される線形電位差計３４８はイリノイス ６０６２９，シカゴ、モーレイ
インスツルーメントコーポレーションから市販されている。線形電位差計３４８
はアクチュエータの行程を測定し、閉ループ制御を実施する。電位差計３４８は
アクチュエータ上に取付けられてクラッチリンク装置の位置を測定する。電位差
計の駆動爪が３５０が摩耗補償装置２３０の下流に接続されているので、クラッ
チ２６０の摩耗を測定することができる。このようにして、クラッチ２６０が摩
耗するに従って制御コンピュータをモード変更のために調整することができ、ま
たコンピュータがクラッチ２６０の摩耗した時を確定することができる。
【００６６】 ボールネジ組立体２１４はその行程の両端においてオーバーラン特性を有する
。このオーバーラン特性の故に、ボールネジ組立体２１４は、ボールネジナット
２２６をその行程の末端まで駆動して電位差計行程をゼロインするように操作さ
れることができる。摩耗調整を実施するためにモータはそのストッパに当接して
走らされ、次の電位差計の読みが成される。これはリリース行程の出発点に使用
される。オーバーラン特性を有するボールネジ組立体はニュージャージ ０７７
２４，イートン タウンのモーションシステムズコーポレーションから市販され
る。オーバーラン特性を有しない通常のボールネジ組立体を使用する場合、軸２
２４の末端までボールネジナット２２６を駆動する能力が限定される。これは、
ボールネジナット２２６が末端に対して過度に強く駆動されると、ロックアップ
が生じる事による。オーバーラン特性によって標準型ボールネジ組立体に伴なう
ロックアップを避けることができ、また電位差計行程のゼロインを適正に達成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原理による自動車用ハイブリッドパワートレインシステムの断面図。
【図２】 本発明の原理による電気接続を含むハイブリッドパワートレインシステムの概
略図。
【図３】 モータをトランスミッション駆動軸に連結する歯車列の平面図。
【図４】 本発明の原理によって使用されるクロスオーバシフトアクチュエータの平面図
。
【図５】 図４のクロスオーバシフトアクチュエータの側面図。
【図６】 本発明の原理によって使用されるセレクトシフトアクチュエータの平面図。
【図７】 図６のセレクトシフトアクチュエータの側面図。
【図８】 本発明の原理による離脱状態のパーキングスプラッグ組立体の詳細図。
【図９】 パーキングギヤの歯の上部と係合したパーキングスプラッグを示す図８と類似
の詳細図。
【図１０】 パーキングギヤと係合したパーキングスプラッグを示す図８と類似の詳細図。
【図１１】 本発明において使用されるスプラッグ機構の分解図。
【図１２】 本発明の原理によるカムリンケージ駆動組立体を示す側面図。
【図１３】 第２カムと対応のスイッチを示す図１２の１３−１３線にそった断面図。
【図１４】 第３カムと対応のスイッチを示す図１２の１４−１４線にそった断面図。
【図１５】 本発明の原理による電気パーキングスプラッグ制御回路図。
【図１６】 本発明の原理による電気−機械的クラッチアクチュエータの断面図。
【図１７】 本発明の原理による電気−機械的クラッチアクチュエータの図１６の１７−１
７線にそった断面図。
【図１８】 歯車列ハウジングを除去された本発明の原理による電気−機械的クラッチアク
チュエータの端面図。
【図１９】 アクチュエータハウジング、モータおよび線形電位差計の相対位置を示す概略
図。
【図２０】 歯車列カバーの端面図。
【図２１】 本発明の原理による補助カム組立体を示す図１６の２１−２１線にそった断面
図。
【図２２】 本発明の原理による補助カム組立体の補助レバーの側面図。
【図２３】 クラッチアクチュエータの作動中の種々の行程範囲中の補助カム組立体の補助
レバーの相対位置を示す図。
【図２４】 本発明の原理による摩耗補償器の動作を示す概略図。
【図２５】 クラッチの解除に必要なリリース負荷の量と、種々のケーブル移動間隔中に補
助バネ組立体によって加えられる解放負荷補助の計算量とを示すグラフ。
【図２６】 本発明のシステムにおいて使用される一方向摩擦クラッチの詳細断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エバン、エス．ボバーグ アメリカ合衆国ミシガン州、ヘイゼル、パ ーク、トーワス、23811 (72)発明者 ロバート、イー．ローリー アメリカ合衆国ミシガン州、ホイトモア ー、レイク、キーニー、ロード、9375 (72)発明者 フランソワ、ジェイ．キャスティング アメリカ合衆国ミシガン州、ブルームフィ ールド、タウンシップ、ミュアフィール ド、6394 Ｆターム(参考） 5H115 PA01 PA12 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PI30 PU22 PU23 PU25 PV07 PV09 QA02 QA04 QE01 QE02 QE03 QE10 QE12 QI04 QI07 QI12 RB08 SE04 SE08 TB01 TE02 TO13 TO23 TO30 UI32 UI36 UI40

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジン出力軸を有する内燃機関と、 摩擦クラッチ機構によって内燃機関に連結されたトランスミッション駆動軸と
    、前記トランスミッション駆動軸に対して、複数の変速比から選択された変速比
    の下で駆動されるトランスミッション被駆動軸と、を含むトランスミッションと
    、 前記トランスミッション駆動軸に駆動的に係合されたモータ／発電機と、を備
    えたハイブリッドパワートレインシステム。
  2. 【請求項２】 前記トランスミッションの前記変速比を変更するに際して前記トランスミッシ
    ョン駆動軸の回転速度を前記トランスミッション被駆動軸の回転速度と同期させ
    るために前記モータ／発電機を利用することを特徴とする、請求項１に記載のハ
    イブリッドパワートレインシステム。
  3. 【請求項３】 前記トランスミッションはトランスミッションハウジングを含み、 前記モータ−ゼネレータは前記トランスミッションハウジングに搭載された歯
    車列ハウジングに取付けられ、 前記モータ／発電機は前記歯車列ハウジングによって支承された歯車列組立体
    によって前記トランスミッションに駆動的に係合していることを特徴とする、請
    求項１に記載のハイブリッドパワートレインシステム。
  4. 【請求項４】 前記クラッチ機構を作動的に制御するために前記クラッチ機構に接続された電
    気機械的クラッチアクチュエータを更に備えたことを特徴とする、請求項１に記
    載のハイブリッドパワートレインシステム。
  5. 【請求項５】 前記被駆動軸に取付けられたパーキングギヤを更に備え、前記パーキングギヤ
    は電気機械的に作動されるパーキングスプラッグに係合可能であることを特徴と
    する、請求項１に記載のハイブリッドパワートレインシステム。
  6. 【請求項６】 前記モータ／発電機は前記トランスミッションの駆動軸に対して歯車列によっ
    て接続されることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッドパワートレイン
    システム。
  7. 【請求項７】 前記電気機械的クラッチアクチュエータは補助バネ組立体を含むことを特徴と
    する、請求項２に記載のハイブリッドパワートレインシステム。
  8. 【請求項８】 前記電気機械的クラッチアクチュエータはクラッチディスクの摩耗を補正する
    ための機械的摩耗補償組立体を含むことを特徴とする、請求項２に記載のハイブ
    リッドパワートレインシステム。
  9. 【請求項９】 手動トランスミッションを含む現存の自動車パワートレインシステムを自動的
    手動トランスミッションを有するハイブリッドパワートレインシステムに変換す
    る方法において、 歯車列ハウジングを前記手動トランスミッションのハウジングに取付け、前記
    歯車列ハウジングが前記トランスミッションの駆動軸の一端を受けまた歯車列組
    立体を回転自在に支承するようにする段階と、 モータ／発電機を前記歯車列ハウジングに取付けまた前記モータ／発電機の前
    記モータ／発電機駆動軸を前記歯車列組立体に取付ける段階と、 電気機械的クラッチアクチュエータを前記手動トランスミッションの摩擦クラ
    ッチ機構に接続する段階と、を備えたことを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 電気機械的シフトアクチュエータを前記手動トランスミッションのギヤシフト
    機構に取付ける段階を更に備えたことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記電気機械的シフトアクチュエータは第１ギヤ要素に取付けられたモータを
    含み、前記第１ギヤ要素が第２ギヤ要素に駆動的に係合し、前記第２ギヤ要素が
    前記手動トランスミッションの前記ギヤシフト機構に取付けられていることを特
    徴とする、請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記電気機械的クラッチアクチュエータはモータによって駆動されるボールネ
    ジ組立体であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記電気機械的クラッチアクチュエータは補助バネ組立体を含むことを特徴と
    する、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記電気機械的クラッチアクチュエータはクラッチディスクの摩耗を補償する
    ための機械的摩耗補償組立体を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法
    。
  15. 【請求項１５】 パーキングギヤを前記トランスミッションの被駆動軸に取付ける段階と、パー
    キングスプラッグを前記歯車列ハウジングに対して前記駐車ギヤと選択的に係合
    するように取付ける段階とを更に備えたことを特徴とする、請求項９に記載の方
    法。
  16. 【請求項１６】 トランスミッションハウジングと、 前記ハウジング中に支承され複数の駆動ギヤを取付けられた駆動軸と、 前記ハウジング中に前記駆動軸と平行に支承され前記複数の駆動ギヤに対応す
    る複数の被駆動ギヤを有する被駆動軸と、 前記手動トランスミッションをエンジンに係合させることができるクラッチ機
    構と、 必要に応じて前記クラッチ機構を解放するために前記クラッチ機構に接続され
    た電気機械的クラッチアクチュエータと、を備えた自動的手動トランスミッショ
    ン。
  17. 【請求項１７】 前記手動トランスミッションのシフト機構を作動するための電気機械的シフト
    アクチュエータを更に備えたことを特徴とする、請求項１６に記載の自動的手動
    トランスミッション。
  18. 【請求項１８】 前記電気機械的クラッチアクチュエータはモータによって駆動されるボールネ
    ジ組立体を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の自動的手動トランスミッ
    ション。
  19. 【請求項１９】 前記電気機械的クラッチアクチュエータは補助バネ組立体を含むことを特徴と
    する、請求項１６に記載の自動的手動トランスミッション。
  20. 【請求項２０】 前記電気機械的クラッチアクチュエータはクラッチディスクの摩耗を補償する
    ための機械的摩耗補償組立体を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の自動
    的手動トランスミッション。
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