JP2002500978A - 2重遊星歯車からなるハイブリッド推進装置群 - Google Patents

2重遊星歯車からなるハイブリッド推進装置群

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、熱機関(14)、電動機(16)、交流発電機(18)および車輪に動力を伝達するためのブリッジ(20)のような手段に回転するように連結された第1の遊星歯車装置(T1)からなり、バッテリ(36)の充電を管理する電子モデュール(34)が、電動機(16)と交流発電機(18)の動作を制御する、ハイブリッド推進自動車用の推進装置群(10)において、推進装置群(10)が、その構成部品の一つ(C2)は電動機(16)に回転するように連結され、その構成部品のその他のものは、ブリッジ(20)に動力出力を伝達するために、第1の遊星歯車装置(T1)の動力の出口(PS1)に連結された、第2の遊星歯車装置(T2)を有し、電子モデュール(34)が熱機関(14)と、その出力軸(22)のブロッキング手段との動作を制御することを特徴とする推進装置群(10)に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は2重遊星歯車からなるハイブリッド推進自動車用の推進装置群に関す
る。
【0002】 本発明は特に、推進装置群の、電動機の出力軸、熱機関の出力軸、交流発電機
の回転子の軸、及び自動車の車輪に動力を伝達するための動力の出口のような手
段に、回転するように連結された、第1のクラウンと、第1のプラネットと、第
1のサテライト支持体と、少なくとも一つの第1のサテライトのような構成部品
からなる第1の遊星歯車装置を含み、バッテリの充電を管理する電子モデュール
が、特にトルクと速度とを制御して、特にバッテリを充電させるために、電動機
と交流発電機との動作を制御する、複数のモードで動作するハイブリッド推進自
動車用の推進装置群に関する。
【0003】 ハイブリッド推進自動車用の推進装置群の沢山の例が公知である。それらは直
列ハイブリッド推進装置群と並列ハイブリッド推進装置群との実質上二つの群に
属する。
【0004】 直列ハイブリッド推進装置群は、ピストンまたはタービン熱機関が、自動車の
車輪に連結された単数または複数の電動機に供給する電気を発生する発電機を駆
動する推進装置群である。電動機を動作させる電気エネルギは、バッテリに蓄積
することが可能である。
【0005】 フランス国特許公報FR-A-2,734,318には、このような推進装置群が記載されて
いる。
【0006】 このような動力伝達チェーンの効率は優れているが、このような装置には、場
所を取り、搭載重量の点で不利な電気的装置が必要であるという問題点がある。
使用される装置は、あらゆる速度で自動車を推進することができるものでなくて
はならず、このためには大寸法の装置が必要である。さらに、それらの電気的装
置の一つが故障すると、自動車が動かないという問題がある。
【0007】 並列ハイブリッド推進装置群は、熱機関と、バッテリによって電力を供給され
る電動機と、トランスミッションとが、それらを互いに回転するように連結する
装置を介して、機械的に結合された推進装置群である。一般に、このような装置
は、電動機、熱機関、およびトランスミッションに連結された、遊星歯車装置ま
たはギヤボックスからなることが問題である。
【0008】 並列ハイブリッド推進装置群は、互いに独立して、あるいは同時に、熱的およ
び電気的な二つの種類の推進を利用することができるという利点を有する。二つ
の原動機は互いに組み合わされ、自動車は、使用条件、すなわち加速要求、自動
車の使用場所、自動車の速度等の関数として、例えば、純粋に電気的なモード、
ハイブリッドモード、または純粋に熱的なモードで動作することが可能である。
【0009】 このように配置することにより、自動車の推進に熱機関の原動力を直接使用す
ることが可能になり、電動機は補助的な手段とすることができるので、小さな寸
法及び重量の電気的な手段のみを使用することが可能になる。
【0010】 熱機関の役割の一つは、発電機としても使用される電動機を介してバッテリを
充電することである。従って、このような推進装置群には、容積の大きな電動機
やバッテリは要しない。また、一方の原動機を優先的に使用することができるの
で、他方の原動機が故障したときにも、自動車が走行不能になることを避けるこ
とが可能である。さらに、これらの装置を機械的に結合することにより、従来の
スタータによる始動に代えて、電動機によって出力軸を駆動して熱機関を始動す
ることが可能になり、このため顕著な重量軽減が可能になり、製造コストの低減
が可能になる。
【0011】 ハイブリッド推進装置群のその他の概念も公知であり、特に電動機およびトラ
ンスミッションが遊星歯車装置の部品に結合され、バッテリを充電するための交
流発電機も遊星歯車装置に機械的に結合されたものが知られている。この種の構
造においては、推進装置群は、交流発電機と、場合によっては発電機としても使
用される電動機との、二つのバッテリ充電源を有する。
【0012】 しかしながら、種々の部品のトルクおよび回転速度の管理に関して検討すべき
問題がある。
【0013】 熱機関は最大トルク領域でのみ最大効率で動作することが知られている。しか
し、従来の熱推進自動車においては、熱機関が唯一の動力源であり、自動車の種
々の速度を得るために、種々の回転数領域で使用される。熱機関は、特に各変速
比で自動車を走行させる必要があるので、最大トルクの領域では希にしか動作し
ない。
【0014】 低燃費の実現が重要視され、また電動機の使用が可能な、ハイブリッド自動車
の場合においては別の問題がある。この場合、熱機関は一定トルクと回転数領域
での動力源として使用され、電動機は所望の加速を得るのに必要な補足出力を供
給可能であることが認められている。
【0015】 したがって、熱機関を最大トルク領域で動作させるように、電子モデュールに
よって熱機関のトルクを調節可能にすることが重要である。このための、簡単な
解決方法は、電子モデュールを用いてハイブリッド動力伝達チェーンの他の構成
要素、すなわち電動機および交流発電機のトルクおよび回転数を制御可能にする
ことからなる。
【0016】 既存の装置によって未解決の問題は、推進装置群の構成部品結合用の遊星歯車
装置を有する構造に起因する。推進装置群の各構成部品は遊星歯車装置によって
互いに機械的に連結されているので、それらのトルクおよび回転速度は、遊星歯
車装置の内部における速度の構成則によって互いに結ばれている。このことは出
力の伝達については有利であるが、一つの構成部品が制御機能を実行するときに
問題を提起する。例えば、以上記載された構造においては、特に電子モデュール
が出力軸の駆動による熱機関の始動を指令するときには、熱機関のトルクの伝達
は遊星歯車装置の二つの異なる構成部品の係合によって行なわれるので、遊星歯
車装置の構成部品の一つに、交流発電機が抵抗トルクを与えうる。この場合、交
流発電機によって与えられるこの抵抗トルクは制御の目的に使用されるが、自動
車の推進のために直接には使用されない。
【0017】 同様に、自動車が同時に電動機と熱機関とによって推進されているときには、
バッテリの充電状態は十分な状態にあって、交流発電機を動作させる必要はない
。したがって、交流発電機の回転は必然的に機械的損失をもたらすので、この場
合には、交流発電機を駆動することは必要ではない。
【0018】 最後に、遊星歯車装置への三つの入力または出力のうちの限られた数のものは
、遊星歯車装置のただ一つの構成部品によって、推進装置群の二つの手段の機械
的な結合を必然的に惹き起こし、これは、一般に遊星歯車装置の構成部品の一つ
を介して電動機をブリッジと接続する際に実現される。このような形態において
は、停車時の自動車のバッテリの充電は交流発電機のみによって行なわれるので
、充電時間の点では大いに不利である。電動機を発電機として使用することを望
むなら、ブリッジから切り離すことができることが重要である。
【0019】 本発明は、これらの手段の連結を解除するという要請に応えるために、本明細
書の発明の詳細な説明の冒頭部分に記載した、複数のモードで動作するハイブリ
ッド推進自動車用の推進装置群において、上記推進装置群は、第2のクラウンと
、第2のプラネットと、第2のサテライト支持体と、少なくとも一つの第2のサ
テライトのような構成部品からなる第2の遊星歯車装置を有し、該構成部品の一
つは上記電動機の上記出力軸に回転するように連結され、該構成部品のその他の
ものは、自動車の車輪に動力を伝達するために、上記第1の遊星歯車装置の上記
動力の出口および上記ブリッジに連結され、上記電子モデュールが、上記熱機関
と、上記熱機関の上記出力軸のブロッキング手段の動作を制御する、ことを特徴
とする複数のモードで動作するハイブリッド推進自動車用の推進装置群を提供す
る。
【0020】 本発明のその他の特徴によれば、 −上記熱機関の上記出力軸の上記ブロッキング手段は、ブロッキングの活性化
モードと不活性化モードに応じて、上記熱機関の上記出力軸と共に回転するよう
に結合されたエンジンのフライホイールに作用するブレーキからなり、 −上記第1の遊星歯車装置は上記第2の遊星歯車装置と同軸であり、上記第1
のサテライト支持体は上記第2のプラネットと共に回転するように結合されてお
り、上記第1のクラウンは上記第2のクラウンと共に回転するように結合されて
おり、 −上記第1のクラウンと上記第2のクラウンとが共通のクラウンを形成し、上
記第1のサテライト支持体と上記第2のプラネットとが共通のハブを形成し、 −上記第1の遊星歯車装置と上記第2の遊星歯車装置とに共通する上記クラウ
ンは、上記電動機の上記出力軸に回転するように連結され、上記第1のプラネッ
トは上記交流発電機の回転子の上記軸と共に回転するように連結され、共通の上
記ハブは上記熱機関の上記出力軸に連結され、上記第2のサテライト支持体が自
動車の車輪に回転するように連結されており、 −上記電子モデュールは、エンジンの上記フライホイールの上記ブレーキが活
性化されており、上記交流発電機は充電していない、純粋な電気的動作モードを
指令することができ、 −上記電子モデュールは、、エンジンの上記フライホイールの上記ブレーキが
不活性化されており、上記交流発電機が充電している場合に、上記電動機によっ
て上記熱機関を始動させる、始動動作モードを指令することができ、 −上記電子モデュールは、上記電動機と上記熱機関とが動作しており、エンジ
ンの上記フライホイールの上記ブレーキが不活性化されており、上記交流発電機
が充電している、自由なハイブリッド動作モードを指令することができ、 −上記電子モデュールは、自動車が停止しているときに、上記熱機関は動作し
ており、エンジンの上記フライホイールの上記ブレーキは不活性化されており、
上記交流発電機は充電しており、上記電動機は発電機として使用されてバッテリ
を充電する、停止動作モードを指令することができ、 −上記推進装置群は、ブロッキングの活性化モードと不活性化モードとに応じ
て、上記電子モデュールによって制御される、上記交流発電機の回転子の上記軸
のブレーキを有し、 −上記電子モデュールは、上記電動機と上記熱機関とが動作しており、エンジ
ンの上記フライホイールの上記ブレーキが不活性化されており、上記交流発電機
の回転子の上記軸の上記ブレーキが活性化されており、上記交流発電機は充電し
ていない、ブロックされたハイブリッド動作モードを指令することができ、 −上記電動機の上記出力軸を上記クラウンに回転するように連結する連結、お
よび上記第2のサテライト支持体を上記ブリッジに回転するように連結する連結
は、歯付き伝達ベルトまたはチェーンのような伝達手段を介して実現され、 −上記推進装置群は、上記第1の遊星歯車装置及び上記第2の遊星歯車装置と
、上記伝達手段と、上記ブリッジとを収容し、上記電動機と、上記交流発電機と
、上記熱機関とがその上に固定される、共通の筐体を有する。
【0021】 本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下の詳細な記載を
読むことにより明らかとなるであろう。
【0022】 図1は、バッテリと、電子モデュールと、電動機と、熱機関と、交流発電機と
、交流発電機に結合されたブロッキング用のブレーキと、熱機関に結合されたブ
ロッキング用のブレーキとを含む、本発明による推進装置群の原理図である。
【0023】 図2は、本発明によって実現された推進装置群の2重遊星歯車装置の軸方向断
面図である。
【0024】 図3は、連続した灰色に塗られた矢印が推進装置群の種々の手段によって供給
され、受けられ、伝達されるトルクを表す、純粋な電気的動作モードを示す、本
発明による推進装置群の出力の伝達チェーンの中に含まれる諸手段の動作の図式
図である。
【0025】 図4は、熱機関の始動動作モードを示す、本発明による推進装置群の、図3に
類似の図である。
【0026】 図5は、交流発電機がバッテリを充電するために回転している、自由なハイブ
リッド動作モードを示す、本発明による推進装置群の、図3に類似の図である。
【0027】 図6は、交流発電機がブロックされ、熱機関がブリッジにトルクを伝達し、電
動機が不連続な灰色に塗られた矢印で示された補足トルクを供給する、ブロック
されたハイブリッド動作モードを示す、本発明による推進装置群の、図3に類似
の図である。
【0028】 図7は、バッテリの充電を可能にする、自動車の停止時動作モードを示す、本
発明による推進装置群の、図3に類似の図である。
【0029】 図1は、本発明によるハイブリッドエンジン自動車用の推進装置群10の全体
を示す。推進装置群10は、熱機関14と、電動機16と、交流発電機18と、
第1の遊星歯車装置T1と、第2の遊星歯車装置T2と、トルクを自動車の車輪
に伝達するブリッジ20等の種々の手段を含んでいる。これらの種々の手段は、
第1の遊星歯車装置T1と、第2の遊星歯車装置T2を保護する筐体12の周囲
及び内部に配置されている。
【0030】 第1の遊星歯車装置T1は、第1のクラウンC1と、第1のプラネットP1と
、第1のサテライト支持体PS1と、複数の第1のサテライトS1との複数の構
成部品等を、第2の遊星歯車装置T2は、第2のクラウンC2と、第2のプラネ
ットP2と、第2のサテライト支持体PS2と、複数の第2のサテライトS2と
の複数の構成部品等を含んでいる。
【0031】 これらの構成部品は、熱機関14、電動機16、交流発電機18、およびブリ
ッジ20に、それぞれ回転するように連結されている。
【0032】 第1の遊星歯車装置T1、第2の遊星歯車装置T2は、熱機関の出力軸22を
介して熱機関14と、電動機16の出力軸24によって支持された出力ピニオン
26と係合する歯付きの伝達ベルト29またはチェーンを介して電動機16と、
交流発電機18の回転子(図示しない)の軸28によって交流発電機18と、ブ
リッジ20の入力ピニオン32と係合する歯付きの伝達ベルト30またはチェー
ンによってブリッジ20と、それぞれ回転するように連結されている。
【0033】 推進装置群10は、バッテリ36に接続され、熱機関14、電動機16、交流
発電機18の、単数または複数のトルクおよび回転速度を特に制御してそれらの
動作を制御する、制御および管理用の電子モデュール34を有する。
【0034】 本発明によれば、熱機関14の出力軸22は、電子モデュール34によって制
御されるブロッキング用のブレーキ40によってブロックすることが可能なフラ
イホィール38を有する。同様に、交流発電機18の回転子(図示しない)の軸
28も、電子モデュール34によって制御されるブロッキング用のブレーキ42
によってブロックすることが可能である。これらのブレーキ40、42は、第1
の遊星歯車装置T1と第2の遊星歯車装置T2のいくつかの構成部品の間接的な
ブロックを可能にする。
【0035】 この推進装置群は、他の構造とは異なって、一つの電動機しか持っていないの
で、この形態は特に有利である。交流発電機およびそれに結び付いた電子回路を
含め、製造コストはそれだけ低減させられる。
【0036】 図2は、第1の遊星歯車装置T1、第2の遊星歯車装置T2の同軸構造の詳細
を示す軸方向断面図である。本発明によれば、第1のクラウンC1と第2のクラ
ウンC2は共通のクラウンCを形成し、クラウンCは、1組みの外側の歯44に
よって、電動機16によって駆動される歯付き伝達ベルト29と係合している。
【0037】 クラウンCは、2組みの内側の歯46、48を含んでおり、それらはそれぞれ
第1の遊星歯車装置T1の第1のサテライトS1、および第2の遊星歯車装置T
2の第2のサテライトS2と係合している。第1のサテライトS1は、交流発電
機18の軸28と共に回転するように結合された第1のプラネットP1と係合し
ており、それらはハブMに属するサテライト支持体PS1によって支持され、ハ
ブMの軸方向に隣接する一部は第2の遊星歯車装置T2の第2のプラネットP2
を構成し、隣接する部分52は熱機関14の出力軸22と回転するように連結さ
れている。
【0038】 更に、第2の遊星歯車装置T2の第2のサテライト支持体PS2は、一部分5
4に1組みの歯56を有しており、歯56は、運動を自動車の車輪に伝達するた
めにブリッジ20を駆動する伝達ベルト30と係合している。
【0039】 第2のサテライト支持体PS2は、一部分54の孔55の中に、第1の遊星歯
車装置T1の第1のサテライト支持体PS1と、第2の遊星歯車装置T2の第2
のプラネットP2を形成するハブMの回転案内を可能にする軸受を持っている。
クラウンCは大きな長さを有し、第1のサテライトS1と第2のサテライトS2
は、第1のサテライトS1と第2のサテライトS2の角度方向の僅かながたつき
を許容し、ブロッキングのあらゆる危険を避けることを可能にする、ボールベア
リング58、60を用いて、第1のサテライト支持体PS1と第2のサテライト
支持体PS2にそれぞれ取り付けられている。
【0040】 他方、ハブMは筐体12を貫通し、その出力軸52は、同様にハブMの角度方
向の僅かながたつきを許容するボールベアリングを有する軸受62によって支持
されている。
【0041】 望ましくは、第1の遊星歯車装置T1と第2の遊星歯車装置T2との二つの遊
星歯車装置は、一方では、第1の遊星歯車装置T1と第2の遊星歯車装置T2と
の全体が小さな半径方向の占有体積を持つことを可能にするクラウンCによって
、他方では、小さな縦方向の占有体積を得ることを可能にする第1のサテライト
支持体PS1と第2のプラネットP2を形成するハブMによって結合する。
【0042】 この装置はまた保守の点で特に有利である。第1の遊星歯車装置T1と第2の
遊星歯車装置T2との二つの遊星歯車装置は、クラウンCの中に配置されている
ので、故障の場合には、第1の遊星歯車装置T1と第2の遊星歯車装置T2との
全体を簡単、迅速に取り外すことが可能である。このことは、殊に、電動機16
とブリッジ20との連結手段が伝達ベルト28、30であることにより、一層容
易に実施可能である。
【0043】 同様に、ハブMは、フライホィール38の個所の固定を外すことによって、熱
機関14の出力軸22から容易に結合を外すことが可能である。
【0044】 以下の図3〜7についての記述においても、上述の本発明の詳細な構成部品の
説明に使用した図1、2の符号を引用する。
【0045】 図面と種々の動作モードとの理解を助けるために、開閉器が開位置にあるか閉
位置にあるかによって、電子モジュール34によって現在どの手段が制御、電力
供給、または充電中であるかを識別可能にする開閉器を含む接続を介して、種々
の手段と電子モジュール34との接続を図式的に表示した。
【0046】 図3は、本発明による推進装置群10の純粋な電気的動作モードを示す。この
配列においては、電動機16は電子モデュール34によって制御され、出力軸2
4に取り付けられた出力ピニオン26および伝達ベルト29を介して、第1の遊
星歯車装置T1と第2の遊星歯車装置T2との二つの遊星歯車装置のクラウンC
にトルクを供給する。熱機関14が駆動されてエネルギの純粋な損失となること
を避けるため、フライホィール38のブレーキ40は活性化されており、熱機関
14の出力軸22はブロックされている。ハブMは実質的に固定されており、ブ
レーキ42は不活性化されており、交流発電機18は充電しておらず、交流発電
機の軸28はブレーキを掛けられていないので、第1のサテライトS1はその軸
の回りを自由に回転する。
【0047】 したがって、トルクは電動機16の出力軸24から、出力ピニオン26と、伝
達ベルト29と、クラウンCと、1組みの内側の歯48とを介して、第2のサテ
ライトS2と、第2のサテライト支持体PS2へ伝達され、第2のサテライト支
持体PS2の1組みの歯56が、入力ピニオン32を介してブリッジ20を駆動
する伝達ベルト30へのトルクの伝達を可能にする。
【0048】 この配列は、熱機関14を完全にブロックし、したがって熱機関14を停止さ
せ、機械的損失の発生が避けられるので、特に有利である。
【0049】 その上、熱機関14の出力軸22はブロックされているので、第1の遊星歯車
装置T1は、電動機16と自動車の車輪の間の減速機を構成する。
【0050】 最後に、交流発電機18は充電することなく自由に回転しているので、交流発
電機18に伝達されるトルクは、無視し得る程度に小さい。
【0051】 図4は、熱機関14が始動動作モードにある推進装置群10を示す。
【0052】 この始動動作モードは、純粋な電気的動作モードの終わりに生じる。始動動作
モードの主要な特徴を再び取り上げると、一度自動車が発進させられると、熱機
関14の始動は、電動機16と、自動車の慣性力によって駆動されるブリッジ2
0とによって可能になる。
【0053】 この形態においては、電子モデュール34は交流発電機18の充電開始を指令
し、このことは第1のプラネットP1に抵抗トルクを対抗させるという効果を持
つ。また、熱機関14のフライホィール38のブロッキングブレーキ40は不活
性化され、電子モデュール34は、点火電圧の印加、燃料供給、噴射装置への燃
料供給等の、熱機関14の動作に必要な全てのパラメータを管理する。
【0054】 この形態においては、図3を参照して前に言及したように、電動機16のトル
クは、第1の遊星歯車装置T1と第2の遊星歯車装置T2の全体のクラウンCに
伝達され、ハブMと第1のプラネットP1はともに回転可能であり、サテライト
S1の抵抗トルクに対抗するので、電動機16から到来するトルクの一部は第1
のプラネットP1上の第1のサテライトS1の反作用によってハブMに伝達され
る。ハブMの回転は、熱機関14の出力軸22を駆動し、熱機関14はそこで始
動可能になる。熱機関14の速度が増大するにつれて、ハブMの回転速度は上昇
し、交流発電機18によって対抗されるトルクは減少する。
【0055】 この配置によって、従来のようなスタータを使用することなく、熱機関14を
有利に始動することが可能になる。交流発電機18は、そのとき、機能が実質上
制御機能である減速機として使用される。実際、交流発電機18に負荷を加える
実質上の目的は、そのときに交流発電機18が電流を発生することが可能なら、
ハブM、したがって熱機関の出力軸22、の駆動を可能にするために、第1のプ
ラネットP1の回転を減速することにある。
【0056】 またこの形態によって、交流発電機18のブレーキ42を使用しないことがで
きる。交流発電機18のブレーキ42を活性化すれば、ハブMは駆動可能である
が、熱機関14が始動し、ハブMがクラウンCの速度に実質上等しい回転速度に
到達したとき、歯の劣化をもたらすリスクが生じる。
【0057】 最後に、第2のサテライト支持体PS2とブリッジ20とを連結することによ
り、第1のサテライトS1とハブMとを介して、始動のために熱機関14の出力
軸22を駆動するためにクラウンCに伝達されるトルク源として、自動車の慣性
力を利用することが可能になる。このように自動車の慣性力を使用することによ
って、電動機16によって消費される電力を制限し、したがってバッテリ36の
持続時間を増大させることが可能になる。
【0058】 図5は、自由なハイブリッド動作モードにおける推進装置群10の形態を示す
。この形態においては、推進装置群10の動作モードは図4を参照して記載した
始動動作モードと類似しており、始動動作モードとの相違点は、熱機関14が動
作中であり、トルクをその出力軸22、次いでハブMへ供給していることにある
【0059】 このトルクは、第1のサテライトS1によって、第1の遊星歯車装置T1と第
2の遊星歯車装置T2との共通のクラウンCと、交流発電機18の回転子の軸2
8と共に回転するように連結されたプラネットP1とに配分される。
【0060】 このようにして、電子モデュール34による管理によって、交流発電機18の
抵抗トルクは乗り越えられ、バッテリ36を充電する電流を発生させることが可
能になる。また、熱機関14によってハブMに供給されるトルクは、第2のサテ
ライトS2と、第2のサテライト支持体PS2とを経て、ブリッジ20に伝達さ
れるので、第1の遊星歯車装置T1と第2の遊星歯車装置T2とに共通するクラ
ウンCの個所で、電動機16によって供給されるトルクと組み合わされる。
【0061】 この措置は、熱エネルギから発生するトルク源と、電気から発生するトルク源
とによる自動車の推進を可能にし、電子モデュール34が推進装置群10の性能
の最適化を確保するので特に有利である。実際、電子モデュール34は、一方で
はトルクおよび速度を調節することが可能な電動機16への電力供給を制御し、
また交流発電機18のトルク、したがって速度の調節も実行し、これによって、
第1の遊星歯車装置T1のトルクの配分に適切に作用を及ぼすように、熱機関1
4によって供給されるトルクを配分させることが可能になる。このようにして、
熱機関14を、最大トルクと、より良好な効率領域に維持することが可能になる
。動力伝達チェーンの効率も、同様に最適化される。この動作モードにおいては
、直列ハイブリッドと同様に熱機関を制御することが可能であり、熱機関の出力
の一部が車輪に伝達されるので、不都合をもたらすことなく燃費および人口稠密
地での汚染を最適に制御できるという点において有利である。熱機関の出力の一
部が直接伝達されることにより、小さな寸法の電動機を使用することが可能にな
る。
【0062】 また、この動作モードは、自動車の推進と、交流発電機18によるバッテリ3
6の充電とを同時に行なうことを可能にする。
【0063】 最後に、バッテリ36の充電状態から、交流発電機18を最良の効率に対応す
る回転速度範囲で優先的に作動させることが必要な場合には、熱機関14を最大
のトルク範囲及び良好な効率で使用しないことも可能である。
【0064】 図6は、ブロックされたハイブリッド動作モードで動作する推進装置群10の
形態を示す。この形態は、交流発電機18の回転子の軸28のブレーキ42がブ
ロックされている点において上述のモードと異なる。この場合、熱機関14から
ハブMに伝達されたトルクは、ブロックされている交流発電機18の軸28に取
り付けられた第1のプラネットP1上を転動する第1のサテライトS1を介して
、クラウンCに全部伝達される。使用者が要求する場合には、電動機16からも
トルクが供給されるが、上記の熱機関14からクラウンCに伝達されるトルクは
、電動機16から供給されるトルクに加えられ、第2のサテライトS2を介して
第2の遊星歯車装置T2のサテライト支持体PS2に、次いでブリッジ20に伝
達される。
【0065】 この形態は、特に、郊外の道路や高速道路を走行中のような特定の使用条件に
おいて、熱機関14によって供給されるトルクの全体をブリッジ20に伝達する
ことを可能にするので、特に有利である。このような推進装置群10が装備され
た自動車の動作は、熱機関14のトルクを、交流発電機18の回転子の軸28が
ブロックされていても電動機16によって制御することができるので、郊外の道
路や高速道路において燃料消費率が優れた、並列ハイブリッドの動作である。補
足のトルク源として電動機16を使用することが可能であるので、推進装置群1
0によって自動車に大加速を加えることが可能である。またこれとは反対に、電
動機16がバッテリ36を充電するように設定されているときには、電動機16
をバッテリ36の充電機及び自動車のブレーキとして使用可能である。
【0066】 図7は、バッテリ36を充電するモードである停止動作モードで動作する推進
装置群10の形態を示す。この形態においては、自動車は停止しており、したが
ってブリッジ20と第2の遊星歯車装置T2の第2のサテライト支持体PS2は
回転していない。熱機関14のトルクはハブMへ伝達され、そのトルクの一部は
、第1のサテライトS1と第1のプラネットP1との係合によって交流発電機1
8に、トルクの残りの部分は、クラウンCと、電動機16の出力軸24を回転駆
動する伝達ベルト29との係合によって電動機16へ伝達される。
【0067】 この場合、電子モデュール34は、電動機16に発電機としての使用を指令し
、バッテリ36の充電は、電動機16が交流発電機18の役割に似た発電機の役
割を果たすので、その分だけ改善される。
【0068】 電子モデュール34は、作動中の構成要素の回転速度に応じて、供給されるト
ルクを調節して電動機16と交流発電機18とがどのような割合で充電に関与す
るべきかを決定する。実際、電動機16についても交流発電機18についてと同
様に、回転運動に対抗する抵抗トルクは、電子モデュール34が固定子に付与す
る電圧の関数である。
【0069】 この形態は、バッテリ36が消耗したとき、および、特に人口密集地域での使
用条件によって、推進装置群10を純粋な電気的動作で使用する必要があるとき
に迅速な充電を行なうために、前に述べたモードのどれよりも高速なバッテリ3
6の充電を可能にするので、特に有利である。
【0070】 一般に、ハイブリッド推進装置群のこの構造は、使用時に不快感をもたらすお
それのある重い機械的装置を操作することなく、一つの動作モードから他の動作
モードへの移行を可能にするので、特に有利である。例えば、純粋な電気的動作
モードから熱機関14を始動する始動動作モードへの移行は、交流発電機18の
充電位置への単なる切換えによって行なわれる。また、自由なハイブリッド動作
モードの位置は、熱機関14が始動すると得られる。さらに、交流発電機18の
ブレーキ42を単にブロックするだけで、推進装置群10を、ブロックされたハ
イブリッド動作モードに適合させることが可能である。バッテリ36の充電のモ
ードは、自動車が最初は純粋な電気的動作モードにある停止状態から非常に簡単
に得ることができる。
【0071】 この推進装置群はまた、二つの遊星歯車装置を有する構造を使用することによ
り、熱的または電気的機関と車輪との間に異なった二つの減速比を形成すること
ができ、このため、適当な最小寸法の、従って重量低減効果がある、熱的、電気
的機関を使用することができるので、特に有利である。また、遊星歯車装置の構
成部品をブロックすることによって減速比を選択することにより、自動車にゼロ
から、ブロックされたハイブリッド動作モードで達せられる最大速度までの、広
範囲の速度を与えることが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D039 AA01 AA03 AB01 AB27 AC21 AD11 5H115 PA11 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PU08 PU24 PU25 PV09 QE01 QE03 QE11 QE12 QI02 RB08 SE04 SE05 SE06 SE08 TI02 TO21 UI32

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 推進装置群(10)の、電動機(16)の出力軸(24)、熱機関(14)の
    出力軸(22)、交流発電機(18)の回転子の軸(28)、及びブリッジ(2
    0)を介して自動車の車輪に動力を伝達するための動力の出口(PS1)のよう
    な手段に、回転するように連結された、第1のクラウン(C1)と、第1のプラ
    ネット(P1)と、第1のサテライト支持体(PS1)と、少なくとも一つの第
    1のサテライト(S1)のような構成部品からなる第1の遊星歯車装置(T1)
    からなり、 バッテリ(36)の充電を管理する電子モデュール(34)が、特にトルクと
    速度とを制御して、電動機(16)と、バッテリ(36)を充電させることがで
    きる交流発電機(18)との動作を制御する、 複数のモードで動作するハイブリッド推進自動車用の推進装置群において、 上記推進装置群(10)は、第2のクラウン(C2)と、第2のプラネット(
    P2)と、第2のサテライト支持体(PS2)と、少なくとも一つの第2のサテ
    ライト(S2)のような構成部品からなる第2の遊星歯車装置(T2)を有し、
    該構成部品の一つ(C2)は上記電動機(16)の上記出力軸(24)に回転す
    るように連結され、該構成部品のその他のものは上記第1の遊星歯車装置(T1
    )の上記動力の出口(PS1)および上記ブリッジ(20)に連結され、 上記電子モデュール(34)が、上記熱機関(14)と、上記熱機関の上記出
    力軸(22)のブロッキング手段の動作を制御する、 ことを特徴とする複数のモードで動作するハイブリッド推進自動車用の推進装
    置群。
  2. 【請求項2】 上記熱機関(14)の上記出力軸(22)の上記ブロッキング手段は、ブロッ
    キングの活性化モードと不活性化モードに応じて、上記熱機関(14)の上記出
    力軸(22)と共に回転するように結合されたエンジンのフライホイール(38
    )に作用するブレーキ(40)からなることを特徴とする、請求項1に記載の複
    数のモードで動作するハイブリッド推進自動車用の推進装置群。
  3. 【請求項3】 上記第1の遊星歯車装置(T1)は上記第2の遊星歯車装置(T2)と同軸で
    あり、上記第1のサテライト支持体(PS1)は上記第2のプラネット(P2)
    と共に回転するように結合されており、上記第1のクラウン(C1)は上記第2
    のクラウン(C2)と共に回転するように結合されていることを特徴とする、請
    求項1または2に記載の複数のモードで動作するハイブリッド推進自動車用の推
    進装置群。
  4. 【請求項4】 上記第1のクラウン(C1)と上記第2のクラウン(C2)とが共通のクラウ
    ン(C)を形成し、上記第1のサテライト支持体(PS1)と上記第2のプラネ
    ット(P2)とが共通のハブ(M)を形成することを特徴とする、請求項3に記
    載の複数のモードで動作するハイブリッド推進自動車用の推進装置群。
  5. 【請求項5】 上記第1の遊星歯車装置(T1)と上記第2の遊星歯車装置(T2)とに共通
    する上記クラウン(C)は、上記電動機(16)の上記出力軸(24)に回転す
    るように連結され、上記第1のプラネット(P1)は上記交流発電機(18)の
    回転子の上記軸(28)と共に回転するように連結され、共通の上記ハブ(M)
    は上記熱機関(14)の上記出力軸(22)に連結され、上記第2のサテライト
    支持体(PS2)は自動車の車輪に回転するように連結されていることを特徴と
    する、請求項4に記載の複数のモードで動作するハイブリッド推進自動車用の推
    進装置群。
  6. 【請求項6】 上記電子モデュール(34)は、エンジンの上記フライホイール(38)の上
    記ブレーキ(40)が活性化されており、上記交流発電機(18)は充電してい
    ない、純粋な電気的動作モードを指令することができることを特徴とする、請求
    項2と組み合わせて考慮した請求項5に記載の複数のモードで動作するハイブリ
    ッド推進自動車用の推進装置群。
  7. 【請求項7】 上記電子モデュール(34)は、、エンジンの上記フライホイール(38)の
    上記ブレーキ(40)が不活性化されており、上記交流発電機(18)が充電し
    ている場合に、上記電動機(16)によって上記熱機関(14)を始動させる、
    始動動作モードを指令することができることを特徴とする、請求項2と組み合わ
    せて考慮した請求項5に記載の複数のモードで動作するハイブリッド推進自動車
    用の推進装置群。
  8. 【請求項8】 上記電子モデュール(34)は、上記電動機(16)と上記熱機関(14)と
    が動作しており、エンジンの上記フライホイール(38)の上記ブレーキ(40
    )が不活性化されており、上記交流発電機(18)が充電している、自由なハイ
    ブリッド動作モードを指令することができることを特徴とする、請求項2と組み
    合わせて考慮した請求項5に記載の複数のモードで動作するハイブリッド推進自
    動車用の推進装置群。
  9. 【請求項9】 上記電子モデュール(34)は、自動車が停止しているときに、上記熱機関(
    14)は動作しており、エンジンの上記フライホイール(38)の上記ブレーキ
    (40)は不活性化されており、上記交流発電機(18)は充電しており、上記
    電動機(16)は発電機として使用されてバッテリ(36)を充電する、停止動
    作モードを指令することができることを特徴とする、請求項4に記載の複数のモ
    ードで動作するハイブリッド推進自動車用の推進装置群。
  10. 【請求項10】 上記推進装置群(10)は、ブロッキングの活性化モードと不活性化モードと
    に応じて、上記電子モデュール(34)によって制御される、上記交流発電機(
    18)の回転子の上記軸(28)のブレーキ(42)を有することを特徴とする
    、請求項1〜9のいずれか一つに記載の複数のモードで動作するハイブリッド推
    進自動車用の推進装置群。
  11. 【請求項11】 上記電子モデュール(34)は、上記電動機(16)と上記熱機関(14)と
    が動作しており、エンジンの上記フライホイール(38)の上記ブレーキ(40
    )は不活性化されており、上記交流発電機(18)の回転子の上記軸(28)の
    上記ブレーキ(42)が活性化されており、上記交流発電機(18)は充電しな
    い、ブロックされたハイブリッド動作モードを指令することができることを特徴
    とする、請求項2および5と組み合わせて考慮した請求項10に記載の複数のモ
    ードで動作するハイブリッド推進自動車用の推進装置群。
  12. 【請求項12】 上記電動機(16)の上記出力軸をクラウン(C)に回転するように連結する
    連結、および上記第2のサテライト支持体を上記ブリッジに回転するように連結
    する連結は、歯付き伝達ベルト(29、30)またはチェーンのような伝達手段
    を介して実現されることを特徴とする、請求項5に記載の複数のモードで動作す
    るハイブリッド推進自動車用の推進装置群。
  13. 【請求項13】 上記推進装置群(10)は、上記第1の遊星歯車装置(T1)及び上記第2の
    遊星歯車装置(T2)と、上記伝達手段と、上記ブリッジ(20)とを収容し、
    上記電動機(16)と、上記交流発電機(18)と、上記熱機関(14)とがそ
    の上に固定される、共通の筐体(12)を有することを特徴とする、請求項12
    に記載の複数のモードで動作するハイブリッド推進自動車用の推進装置群。
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