JP2008516827A

JP2008516827A - トランスミッションセット及びハイブリッド用ツインクラッチトランスミッション

Info

Publication number: JP2008516827A
Application number: JP2007536088A
Authority: JP
Inventors: ユルゲン・ラング; ハインリッヒ・シュトラウブ
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-10-16
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2008-05-22
Anticipated expiration: 2025-10-13
Also published as: US20080000312A1; DE102004050757A1; JP4426624B2; US7798030B2; WO2006040150A1

Abstract

本発明は、ハイブリッド機能が装備される場合もあれば、装備されない場合もある、ツインクラッチトランスミッションのためのモジュラーシステムに関する。本発明は、特に前輪駆動車に関する。ハイブリッド機能用の電動機（１１２）は、２つのカウンタシャフト（２３、２４）と平行に置かれ、その出力は、電機子（１１３）により、２つのクラッチ（１０２、１０３）及び２つの伝達部（９４、９３）を介して部分トランスミッションに交互に供給される。

Description

本発明は、トランスミッションセット及びハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションに関する。

特許文献１において、ツインクラッチトランスミッションが既に開示されており、該文献では、電動機が、ツインクラッチトランスミッションのメインシャフトと平行にオフセットされるよう配置される。

ＤＥ１９８５９４５８号明細書

本発明の目的は、ハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションを形成するための構造を改良する費用を低く抑えて改造され得る、特に小型に設計されたツインクラッチトランスミッションを提供することである。

前記目的は、本発明に従って、請求項１の特徴によって達成される。

本発明の１つの利点によれば、同じ生産ラインにおいて、普通のツインクラッチトランスミッションとハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションとを生産することができる。ここでは、普通のツインクラッチトランスミッションは、ハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションのためのコアトランスミッションを形成する。これにより、トランスミッションのためのモジュラーシステムが実現される。

ツインクラッチトランスミッションは、特に前輪駆動車用の、ハイブリッド用補機を備えて又は備えないで構築され得る。たとえば、横置き前輪駆動及び縦置き前輪駆動用のトランスミッション配置構成が好ましい。たとえば、前輪駆動車は、従来ステアリングが前部に配置されているために、非常に低いトルクでも伝達が可能であり、したがって、ここでは、現在ではまだ高いトルク伝達能力を有する設計がなされていないツインクラッチが使用され得ることが好ましい。

たとえば独国特許出願公開第１９８２１１６４Ａ１号明細書より公知の、湿式多板クラッチが、本発明によるツインクラッチトランスミッションにおけるツインクラッチとして使用されることが特に好ましい。ここでは、前記湿式多板クラッチにオイルクーラが設けられ得ることが特に好ましい。発進工程中に、前記オイルクーラが、主として熱により過負荷となったツインクラッチを冷却する。発進工程後、発進用に高い冷却力を有して設計されているオイルクーラが、主として電動機を冷却する。ここでは、多板クラッチ及び電動機用の冷却油が、コアトランスミッションの油回路内に統合され得ることが特に好ましい。これにより、電動機の廃熱又は発進工程からの摩擦力がコアトランスミッションの熱管理に組み込まれ得るので、コアトランスミッションが非常に早くその動作温度に達し、したがって、冷却油は、これに応じて早い段階でその粘性を減少させ、つまり希薄な液体となり、このため、早い段階でのハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションの高い効率が保証される。

ハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションにおいては、
電動機と、
電動機からコアトランスミッションに動力を導入する、又は制動操作中の電動機のジェネレータ機能においては、前記動力を再吸収する、伝達部と、
の大きさが、電動機が内燃機関を始動し得ないような形で決められ得る。このため、追加の電気スタータモータが必要となるが、前記の種類のスタータモータは、十分に開発された、費用対効果の高い技術を持ったスタータモータであり、内燃機関を始動するためのハイブリッド電動機のために高い起動電流を伝達するための高価なパワーエレクトロニクス機器を省くことができることが特に好ましい。したがって、
ハイブリッド機能用の電動機と、
このパワーエレクトロニクス機器と、
伝達部とを、
特にコールドスタートではなく、低いバッテリ電力で高いトルクを必要とする、特にディーゼル機関のコールドスタート用に設計する必要がある。前記コールドスタートの設計は、通常の運転操作には殊更必要なものではなく、ハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションの、効率及び他の機能、たとえば発進／停止機能に悪影響を及ぼすものではない。したがって、ハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションは、設計を変更せずに、ディーゼル機関用、また火花点火機関用の両方に使用され得ることが特に好ましい。

本発明によるハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションは、エンジンルームの設置空間を同様に利用できるよう、ハイブリッド機能のないツインクラッチトランスミッションより長くない設置空間を有して設計され得ることが特に好ましい。

本発明によるハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションにより、すべての顧客の要求を満たすことができる。たとえば、内燃機関からの駆動なしで、純粋に起電力だけで走行することができる。バッテリで動作する電動機からの追加トルクが内燃機関からの動力伝達経路に導入されるブースト操作も可能である。したがって、ブースト操作において、運転者は、追い越し運転又は素早い発進工程に利用できる十分な力を有する。

本発明のさらなる利点は、カウンタシャフトの平行配置構成である。トランスミッションは、２つのカウンタシャフトが中空シャフト及び内部シャフトとして設計される同軸トランスミッションのコンセプトと比べて、軸方向に短い設計を有し得る。転がり軸受けに対する要求も低くなる。

電動機からツインクラッチトランスミッションにトルクを導入する伝達部は、軸方向に最前部の又は最後尾のギヤセットとして設計され得ることが特に好ましい。トランスミッション端部の１つでの前記配置構成により、電動機から又は伝達部を介して導入されたトルクは、シャフト端部に位置して、トランスミッションハウジング内のトランスミッションシャフトを回転可能に保持する、トランスミッションシャフトの軸受けの近くで支持される。軸受けの１つが、間にある間仕切り壁内の、
コアトランスミッションのギヤセットと、
ツインクラッチと、
の間で軸方向に配置され得ることが特に好ましい。

電動機のジェネレータの機能により、制動エネルギをエネルギ貯蔵装置内に導入できることが特に好ましい。前記導入は回生とも呼ばれる。エネルギ貯蔵装置とは、特に、バッテリ、スーパーキャパシタ、又は燃料電池であり得る。

本発明のさらなる利点は、さらなる請求項、以下の記述、及び図面より見出され得る。

以下、本発明を、ハイブリッド機能のないコアトランスミッションの図面、及びハイブリッド機能を有する連続する３つの例示的実施形態に基づいて例示する。

図１は、ハイブリッド機能のないツインクラッチトランスミッションを示している。前記ツインクラッチトランスミッションは、コアトランスミッションとも呼ばれる。

ツインクラッチ１０の入力側のクラッチの片方７が、内燃機関（詳細に図示せず）に連結される。前記入力側のクラッチの片方７は、ツインクラッチ１０の２つの摩擦クラッチのうちのさらなる１つのクラッチの片方８又は９にそれぞれ交互に結合され得る。

内燃機関から軸方向にさらに離れて位置している一方の出力側のクラッチの片方９は、中空シャフト１２に回転方向に固定して連結される。

他方の出力側のクラッチの片方８は、第２の出力側のクラッチの片方９及び中空シャフト１２を通って同軸状に延在する内部シャフト１１に回転方向に固定して連結され、転がり軸受けが取り付けられた形でトランスミッションハウジング内の他方の端部で保持される。ここでは、内部シャフト１１の半分は中空シャフト１２を通って延在し、もう半分は中空シャフト１２を越えて突出する。

３つのカウンタシャフト２７、２３、２４が、中空シャフト１２及び内部シャフト１１と平行にオフセットして位置しており、このうち、カウンタシャフト２７がリバースギヤＲに割り当てられる。６つの前進ギヤ１、２、３、４、５、６に割り当てられた２つのカウンタシャフト２３、２４は、それらの最前部の端部に、フロントアクスルディファレンシャル２０用のそれぞれ１つのドライブピニオン１８、２６を備える。ここでは、２つのドライブピニオン１８、２６は、フロントアクスルディファレンシャル２０の駆動ホイール１９と噛み合っている。

ギヤホイール面の３つのギヤホイールが、１つの平面内に位置している２つのドライブピニオン１８、２６の直ぐ後ろに位置しており、このギヤホイールのうち、大きいギヤホイールが、それぞれ２つのカウンタシャフト２３、２４の１つに配置された２つの遊び歯車１６、２５と噛み合っている固定ギヤ１５として設計される。２つの遊び歯車１６、２５は、それぞれ、ギヤシフトクラッチ１７、２２により、各カウンタシャフト２３、２４に回転方向に固定して結合され得る。

図１の上部に例示されているギヤシフトクラッチ１７が前方に変位すると、上部のカウンタシャフト２３が上部の遊び歯車１６に回転方向に固定して連結され、したがって、第６の、つまり最も高い、前進ギヤ６が係合される。ここでは、摩擦クラッチＫ２は係合され、摩擦クラッチＫ１は分離される。したがって、駆動力は、内燃機関から、
摩擦クラッチＫ２と、
中空シャフト１２と、
固定ギヤ１５と、
ギヤシフトクラッチ１７により、回転方向に固定して結合された遊び歯車１６と、
ドライブピニオン１８と、
ドライブギヤホイール１９と、
フロントアクスルディファレンシャル２０とを介して、
フロントアクスル２１へと伝達される。

これとは異なり、図１の底部に例示されているギヤシフトクラッチ２２が前方に変位すると、下部のカウンタシャフト２４が下部の遊び歯車２５に回転方向に固定して連結され、したがって、第４の前進ギヤ４が係合される。ここでは、摩擦クラッチＫ２は同様に係合され、摩擦クラッチＫ１は同様に分離される。したがって、駆動力は、内燃機関から、
摩擦クラッチＫ２と、
中空シャフト１２と、
固定ギヤ１５と、
ギヤシフトクラッチ２２により、回転方向に固定して結合された遊び歯車２５と、
ドライブピニオン２６と、
ドライブギヤホイール１９と
フロントアクスルディファレンシャル２０とを介して、
フロントアクスル２１へと伝達される。

前記リバースギヤＲ及び第２の前進ギヤ２を備えたさらなるギヤホイール面が、前記２つのギヤシフトクラッチ１７、２２の後ろに軸方向に位置している。すべての３つのカウンタシャフト２３、２４、２７の及び中空シャフト１２のギヤホイールが、前記ギヤホイール面に位置している。前記中空シャフト１２は、前記ギヤホイール面において終端する。前記端部で、中空シャフト１２は、下部のカウンタシャフト２４からの遊び歯車２９と噛み合っている固定ギヤ２８に回転方向に固定して連結される。下部のギヤシフトクラッチ２２が後方に軸方向に変位すると、カウンタシャフト２４と遊び歯車２９との間に回転方向に固定された連結が作られ、したがって、内燃機関の駆動力は、
摩擦クラッチＫ２と、
中空シャフト１２と、
固定ギヤ２８と、
ギヤシフトクラッチ２２により、回転方向に固定して結合された遊び歯車２９と、
カウンタシャフト２４と、
ドライブピニオン２６と、
ドライブギヤホイール１９と、
フロントアクスルディファレンシャル２０とを介して、
摩擦クラッチＫ２が係合されると、フロントアクスル２１へと伝達される。

前記ギヤホイール面に位置している２つのギヤホイールが、リバースギヤＲに割り当てられる場合、２つのギヤホイールは、
互いに噛み合うとともに、
ギヤホイール面の他のギヤホイールのいずれとも噛み合わない。

１つのギヤホイールは、上部のカウンタシャフト２３の遊び歯車であり、他のギヤホイールは、リバースギヤＲに割り当てられたカウンタシャフト２７の固定ギヤ３０である。前記カウンタシャフト２７は、内部シャフト１１上の固定ギヤ３２と噛み合っているさらなる固定ギヤ３１を、固定ギヤ３０の後ろの軸方向の中間の空間から距離をおいて有する。また、下部のカウンタシャフト２４上に回転可能に配置され、かつギヤシフトクラッチ３４によりカウンタシャフト２４に回転方向に固定して結合され得る、遊び歯車３３が、前記２つの固定ギヤ３１、３２のギヤホイール面に位置している。

遊び歯車３３とカウンタシャフト２４との間に前記回転方向に固定した連結が作られると、第１の前進ギヤ１が係合される。第１の前進ギヤ１において、駆動力は、内燃機関から、
摩擦クラッチＫ１と、
内部シャフト１１と、
固定ギヤ３２と、
ギヤシフトクラッチ３４により、回転方向に固定して結合された遊び歯車３３と、
カウンタシャフト２４と、
ドライブピニオン２６と、
ドライブギヤホイール１９と、
フロントアクスルディファレンシャル２０とを介して、
摩擦クラッチＫ１が係合されると、フロントアクスル２１へと伝達される。

これとは異なり、ギヤシフトクラッチ１７が後方に変位すると、遊び歯車３５と上部のカウンタシャフト２３との間に回転方向に固定した連結が作られ、したがって、リバースギヤＲは係合され、駆動力は、内燃機関から、
摩擦クラッチＫ１と、
内部シャフト１１と、
固定ギヤ３２と、
固定ギヤ３２と噛み合っている固定ギヤ３１と、
カウンタシャフト２７と、
固定ギヤ３０と、
ギヤシフトクラッチ１７により、回転方向に固定して結合された遊び歯車３５と、
カウンタシャフト２３と、
ドライブピニオン１８と、
ドライブギヤホイール１９と、
フロントアクスルディファレンシャル２０とを介して、
摩擦クラッチＫ１が係合されると、フロントアクスル２１へと伝達される。

第３の前進ギヤ３に割り当てられたギヤホイール面が、前記軸方向の中間の空間に位置している。前記ギヤホイール面は、互いに噛み合っている２つのギヤホイールを有し、このギヤホイールの１つは、内部シャフト１１の出口領域３７内の固定ギヤ３６として、内部シャフト１１に回転方向に固定して連結され、他のギヤホイールは、遊び歯車３８として、ギヤシフトクラッチ３４によりカウンタシャフト２４に回転方向に固定して結合され得る。前記回転方向に固定した連結が作られると、第３の前進ギヤ３が係合され、したがって、駆動力は、内燃機関から、
摩擦クラッチＫ１と、
内部シャフト１１と、
固定ギヤ３６と、
ギヤシフトクラッチ３４により、回転方向に固定して結合された遊び歯車３８と、
カウンタシャフト２４と、
ドライブピニオン２６と、
ドライブギヤホイール１９と、
フロントアクスルディファレンシャル２０とを介して、
摩擦クラッチＫ１が係合されると、フロントアクスル２１へと伝達される。

軸方向に最後尾のギヤホイール面は、２つのギヤホイールを有し、この１つは、内部シャフト１１に連結された固定ギヤ４２として設計され、他の１つは、別個のギヤシフトクラッチ４０によりカウンタシャフト２３に結合され得る遊び歯車４１として設計される。前記遊び歯車４１がカウンタシャフト２３に結合されると、第５の前進ギヤ５が係合され、したがって、駆動力は、内燃機関から、
摩擦クラッチＫ１と、
内部シャフト１１と、
固定ギヤ４２と、
ギヤシフトクラッチ４０により、回転方向に固定して結合された遊び歯車４１と、
カウンタシャフト２３と、
ドライブピニオン１８と、
ドライブギヤホイール１９と、
フロントアクスルディファレンシャル２０とを介して、
摩擦クラッチＫ１が係合されると、フロントアクスル２１へと伝達される。

一方の側では、内部シャフト１１に、中空シャフト１２（詳細に図示せず）内で転がり軸受けが取り付けられる。他方の側では、その後端部で、内部シャフト１１に、電動機の伝達部のギヤホイール４２に軸方向に直接隣接するトランスミッションハウジング９９内で転がり軸受けが取り付けられる。

内部シャフト１１に前記転がり軸受けを取り付けることに加えて、中空シャフト１２にも、間仕切り壁９８内で転がり軸受けが取り付けられる。前記間仕切り壁９８は、トランスミッションハウジング９９に対する移動に関して固定連結され、ツインクラッチ１０とコアトランスミッションの歯車列との間に軸方向に配置される。間仕切り壁９８は、内燃機関の方に軸方向にクラッチベルに隣接する。

ツインクラッチの入力側のクラッチの片方７は、前記内燃機関に対する移動に関して固定連結され、その外周部に、スタータモータＭに連結された、非常に小さい直径のギヤホイール９６と係合する大きい歯付きリング９７を備える。

図２は、電動機ユニット１００をさらに備えた、ハイブリッド機能を有するツインクラッチトランスミッションを示している。理解しやすいように、図１のリバースギヤに割り当てられたカウンタシャフト２７、及び上部のカウンタシャフト２３は、図面に示していない。したがって、コアトランスミッションは、図１と同一の設計を有する。したがって、同一の部品には、図１と同じ参照符号が付されている。

電動機ユニット１００は、
電動機１１２と、
２つの別個のクラッチ１０２、１０３と、
２つのカウンタシャフト１０４、１０５と、
２つの固定ギヤ１０６、１０７とを有し、
前記構成要素が、互いに対して同軸状に配置される。電動機１１２は、ここでは、ハウジングに固定されたステータ巻線１０１と、回転電機子１１３とからなる。

電動機ユニット１００は、第４の前進ギヤ４の及び第６の前進ギヤ６のギヤホイール面から軸方向に最後尾のギヤホイール面へと軸方向に延在し、最後尾のギヤホイール面は、第５の前進ギヤ５に割り当てられる。電動機ユニット１００の軸方向の外部境界は、２つの固定ギヤ１０６、１０７によって形成される。前部の固定ギヤ１０６は、中空シャフト１２上で前部の固定ギヤ１５と噛み合っている。後部の固定ギヤ１０７は、内部シャフト１１上で最後尾の固定ギヤ４２と噛み合っている。

対向する２つのカウンタシャフト１０４、１０５の端部は、それぞれ、２つのクラッチの片方１０８、１０９のうちの１つに回転方向に固定して連結される。前記２つのクラッチの片方１０８、１０９に摩擦係合する形で結合され得る、２つの第２のクラッチの片方１１０、１１１は、互いに回転方向に固定して連結され、電動機１１２の回転電機子１１３を形成する。

電機子１１３の強化材１１５が、２つのカウンタシャフト１０４と１０５との間で軸方向に位置している。

６つの前進ギヤ１〜６及びリバースギヤＲは、図１の第１の例示的実施形態と同一の設計を有し、２つのクラッチＫ１、Ｋ２、及び４段ギヤシフトクラッチ２２、３４、１７、４０と同一の方法でシフトされる。

電動機ユニット１００の第１のクラッチ１０３が係合されると、トルクが、電機子１１３と第２の摩擦クラッチＫ２との間で伝達され得る。ここでは、第６の前進ギヤ６の固定ギヤ１５に関連付けられた１つの伝達部９３が、この間の動力伝達経路内にある。摩擦クラッチＫ２が係合された場合には、動力が電動機ユニット１００から来るか又は電動機ユニット１００内に流れるかにより、動力が駆動系内に導入されるか、又はバッテリを充電するよう動力が駆動系から抽出される。

電動機ユニット１００の第２のクラッチ１０２が係合されると、トルクが、電機子１１３と第１の摩擦クラッチＫ１との間で伝達され得る。ここでは、第５の前進ギヤ５の固定ギヤ４２に関連付けられた他の伝達部９４が、この間の動力伝達経路内にある。摩擦クラッチＫ１が係合された場合には、動力が電動機ユニット１００から来るか又は電動機ユニット１００内に流れるかにより、動力が駆動系内に導入されるか、又はバッテリを充電するよう動力が駆動系から抽出される。

したがって、ツインクラッチトランスミッションの部分トランスミッションのそれぞれが、電動機ユニット１００のクラッチ１０２及び１０３に割り当てられる。

図３は、ハイブリッド機能を有するツインクラッチトランスミッションを示しており、この電動機ユニット１００は、図２のツインクラッチトランスミッションとは異なり、電動機ユニット１００用に１つのみのクラッチ１０２を備える。理解しやすいように、図１のリバースギヤに割り当てられたカウンタシャフト２７、及び上部のカウンタシャフト２３は、図面に図示していない。したがって、コアトランスミッショは、図１と同一の設計を有する。したがって、同一の部品には、図１と同じ参照符号が付されている。同様に、図２の例示的実施形態と基本的に同一の構成要素には、同じ参照符号が付されている。

クラッチ１０２により、電動機１１２の回転電機子１１３を、カウンタシャフト１０４に回転方向に固定して連結された固定ギヤ１０７に結合することができる。前記固定ギヤ１０７は、内部シャフト１１上で最後尾の固定ギヤ４２と噛み合っている。これにより、電動機１２２からのトルクが、１つの部分トランスミッション内に直接導入され得る。同様に、トルクが、１つの部分トランスミッションからジェネレータとして利用される電動機１２２内に直接導入され得る。電動機１２２は、状況によっては効率に悪影響を及ぼし得るドラグトルクを回避するよう、クラッチ１０２により結合が解除され得る。

図４は、ハイブリッド機能を有するツインクラッチトランスミッションを示しており、この電動機ユニット１００は、図３のツインクラッチトランスミッションとは異なり、電動機ユニット１００用のクラッチを備えていない。理解しやすいように、図１のリバースギヤに割り当てられたカウンタシャフト２７、及び上部のカウンタシャフト２３は、図面に示していない。したがって、コアトランスミッションは、図１と同一の設計を有する。したがって、同一の部品には、図１と同じ参照符号が付されている。同様に、図２及び図３の例示的実施形態と基本的に同一の構成要素には、同じ参照符号が付されている。

電動機１１２の回転電機子１１３が、固定ギヤ１０７に永久的に回転方向に固定して連結される。固定ギヤ１０７は、カウンタシャフト１０４に回転方向に固定して連結される。前記固定ギヤ１０７は、内部シャフト１１上で最後尾の固定ギヤ４２と噛み合っている。これにより、電動機１２２からのトルクが、１つの部分トランスミッション内に直接導入され得る。同様に、トルクが、１つの部分トランスミッションからジェネレータとして利用される電動機１２２内に直接導入され得る。効率に悪影響を及ぼす、永久的に存在するドラグトルクを回避するよう、代替形態として又は追加形態としてオーバーランクラッチが装備され得る、摩擦の点で最適化された電動機１１２が使用される。

図２、図３、及び図４のハイブリッド用トランスミッション構造により、電動機ユニット１００のみを使用して、つまり内燃機関を操作せずに、発進することができる。同様に、電動機ユニット１００のみを使用して、つまり内燃機関を操作せずに、走行することもできる。したがって、時間遅延なしで、発進し、停止することもできる。つまり、動作温度の内燃機関は、たとえば赤信号で、車両が停止状態となった場合に自動的に止まることが可能である。その後運転者により動力が要求された時には、電動機ユニット１００により車両は直ちに運転され、動作温度の内燃機関は、いったん走行し始めると、スタータモータの助けがあるなしにかかわらず始動する。

特に、たとえばディーゼル機関などの、高圧縮の内燃機関のコールドスタートについて、追加の軸方向にずれたスタータモータＭ（その変速比により信頼できる始動が保証される）が、図２〜図４のハイブリッド駆動のすべての例示的実施形態において必要となり得る。

図２、図３、及び図４のハイブリッド用トランスミッション構造により、駆動力を中断せずに、同じ部分トランスミッション又は同じカウンタシャフト２３又は２４に割り当てられた２つのギヤの間でシフトすることもできる。例として図１〜図４に例示されているツインクラッチトランスミッションにおいては、前進ギヤ１、３、５は、一方の部分トランスミッションに割り当てられ、前進ギヤ２、４、６は、他方の部分トランスミッションに割り当てられる。このことにより、ギヤを予め選択しておき、２つの摩擦クラッチＫ１及びＫ２を重ねて制御するというツインクラッチトランスミッションの原理により、電動機１１２がない場合にも、駆動力を中断せずに、２つの隣接するギヤの間で、次々に（シーケンシャルに）ギヤシフトすることが可能となる。しかし、電動機はまた、動力を出力することにより、また動力を吸収することにより、シフトを滑らかにするよう、前記のシーケンシャルなギヤシフトに追加的に連動し得る。

図３及び図４のように１つ又は２つのクラッチを省くことは、機能範囲が減少するという欠点はあるものの、高い費用対効果及びユニットの軽量小型化という利点を有する。

図２のハイブリッド用トランスミッションにおいては、電動機１１２は、前進ギヤ１〜６及びリバースギヤＲのそれぞれの動力伝達経路に連結され得る。

図３及び図４のハイブリッド用トランスミッションにおいては、電動機１１２は、偶数の前進ギヤ２、４、及び６のそれぞれの動力伝達経路に間接的に連結され得る。

図２の例示的実施形態において、１つの部分トランスミッションに割り当てられた２つのシフト要素１７及び２２が係合する場合には、２つのシフト要素１７及び２２に電動機１１２のドラグトルクの負荷がかからないよう、電動機１１２のクラッチ１０３が分離される。

図２の例示的実施形態において、２つのシフト要素３４及び４０が係合する場合には、２つのシフト要素３４及び４０に電動機１１２のドラグトルクの負荷がかからないよう、電動機１１２のクラッチ１０２が分離される。

クラッチ１０２又は１０３を分離する代りに、電動機は、シフトアップが行われるか又はシフトダウンが行われるかにより、動力を導入するか又は吸収することによって、シフトを滑らかにするよう係合し得る。

シフト要素は、シンクロナイザリングとして、または確動ドグクラッチとして具現化され得る。シフト要素としてシンクロナイザリングを使用する場合、摩擦コーンは、前述の方法で負荷から解放され得る。したがって、シングルコーンシンクロでも長い運用寿命も保証され得る。シフト要素としてドグクラッチを使用する場合、前述のシフトを滑らかにする方法で、ドグクラッチが係合した時のシフトショックを確実に小さくすることができる。

例示的実施形態に例示されている、中空シャフト１２とクラッチの片方９との間の、又は内部シャフト１１とクラッチの片方８との間の、ねじり強度も、ねじり振動ダンパによって与えられ得る。これは、制限された範囲での回転運動を許容する。

電動機１１２用のクラッチ１０２、１０３はまた、前記の種類のトーショナルダンパを備え得る。

フロントアクスルディファレンシャルはまた、ドライブギヤホイールとして、縦置き前輪駆動の車両より公知の円錐形のギヤホイールを備え得る。フロントアクスルディファレンシャルは、同様に、横置き前輪駆動の車両より公知のスパーギヤも備え得る。

前進ギヤに割り当てられたカウンタシャフト上に位置している２つのドライブピニオンは、同一の直径も異なる直径も有し得る。

本発明の特に好ましい実施形態においては、内燃機関を始動するためのスタータモータ、及びハイブリッド駆動用の電動機の大きさは、内燃機関が特にコールド状態において両方の電動機のみを用いて始動し得るような形で決められる。本発明の前記実施形態により、費用上の利点だけでなく、スタータモータの小型軽量化が可能となる。

図２〜図４の電動機のクラッチ１０２、１０３は、クラッチプレート１０８、１０９を備えた、単なる例として提供されている。クラッチは、たとえば、
乾式クラッチとして、
乾式又は湿式多板クラッチとして、
シンクロナイナイザ装置と同様に、
確動ドグクラッチ、又は、
磁性粉体式クラッチとして具現化され得る。

ハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションの、カウンタシャフト及びメインシャフト、つまり内部シャフト及び中空シャフトと平行に、ハイブリッド用電動機を配置することは、効率の点で特に好ましく、これにより、小型の設計が可能となる。しかし、他の配置構成、たとえばベベルホイールギヤを用いた垂直の配置構成も考えられる。

記述されている実施形態は、単なる例示的実施形態である。異なる実施形態について、記述されている特徴を組み合せることも同様に可能である。本発明に関する装置部品の、特に記述されていないさらなる特徴が、図面に例示されている装置部品の形状寸法より明らかとなり得る。

ハイブリッド機能のないツインクラッチトランスミッションを示す図である。図１のツインクラッチトランスミッションと大部分同一の部品を備えた、ハイブリッド機能を有するツインクラッチトランスミッションを示す図である。これによれば、２つの別個のクラッチにより、電動機を交互に又は同時にツインクラッチトランスミッションの２つの部分トランスミッションの動力伝達経路に結合することができる。図１及び図２のツインクラッチトランスミッションと大部分同一の部品を備えた、ハイブリッド機能を有するツインクラッチトランスミッションを示す図である。これによれば、１つのクラッチにより、電動機をツインクラッチトランスミッションの１つの部分トランスミッションに結合することができる。図１及び図２及び図３のツインクラッチトランスミッションと大部分同一の部品を備えた、ハイブリッド機能を有するツインクラッチトランスミッションを示す図である。これによれば、電動機が１つの部分トランスミッションに固定連結される。

Claims

ハイブリッド用ツインクラッチトランスミッションと、互いに平行で距離を隔てて配置された２つのカウンタシャフト（２３、２４）を介して駆動力を交互に伝える、ハイブリッド機能のないツインクラッチトランスミッションとを備えたトランスミッションセット。
ハイブリッド機能用の電動機（１１２）も同様に、前記２つのカウンタシャフト（２３、２４）と平行で、距離を隔てて配置されることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッションセット。
前記電動機（１１２）が、前記電動機（１１２）により回生及び電動機単独での走行運転の両方を可能とするよう、伝達部（９３又は９４）を介して、ツインクラッチ（１０）の一方のクラッチの片方（８又は９）に回転方向に固定して連結されたメインシャフト（１１又は１２）に駆動を提供する一方、少なくともコールド状態においてトランスミッションの入力側の内燃機関を始動するよう、スタータモータ（Ｍ）が設けられることを特徴とする請求項２に記載のトランスミッションセット。
前記伝達部のギヤホイール（４２）が、前記メインシャフト（１１）上の軸方向で最後のギヤホイール（４２）であり、前記メインシャフト（１１）が、トランスミッションハウジング（９９）内で前記ギヤホイール（４２）に軸方向に隣接して、転がり軸受けが取り付けられた形で回転可能に、前記ツインクラッチ（１０）から離れた側で保持されることを特徴とする請求項３に記載のトランスミッションセット。
前記伝達部（９４）の別のギヤホイール（１０７）が、前記電動機（１１２）の、前記トランスミッションハウジング（９９）に対して回転可能である電機子（１１３）に回転方向に固定して結合されることを特徴とする請求項４に記載のトランスミッションセット。
前記伝達部（９４）の別のギヤホイール（１０７）が、クラッチ（１０２）により、前記電動機（１１２）の回転可能な電機子（１１３）に断接可能とされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のトランスミッションセット。
前記伝達部（９３）が、互いにオフセットされ、ギヤ（６又は４）の、前記ツインクラッチ（１０）に軸方向において最も近いギヤホイール面に割り当てられた、少なくとも２つのギヤホイール（１５、１０６）を有し、前記メインシャフト（１２）が、前記１つのギヤホイール（１５）と前記ツインクラッチ（１０）との間で軸方向に、かつ前記トランスミッションハウジング（９９）に対する移動に関して固定して連結された、特にネジ留めされた、間仕切り壁（９８）内に、転がり軸受けが取り付けられた形で回転可能なように、保持されることを特徴とする請求項３に記載のトランスミッションセット。
回転方向に固定した連結を、前記電動機（１１２）の前記他のギヤホイール（１０６）と前記電機子（１１３）との間に作り、また解放し得るクラッチ（１０３）が設けられることを特徴とする請求項７に記載のトランスミッションセット。
２つのクラッチ（１０２、１０３）が設けられ、前記内燃機関からの動力に加えて及びこれの代りに、
前記第１のクラッチ（１０２）により、前記電動機（１１２）の前記電機子（１１３）からの動力が、第１の伝達部（９４）を介して第１の部分トランスミッション内に導入され得る、そして、
前記第２のクラッチ（１０３）により、前記電動機（１１２）の前記電機子（１１３）からの動力が、第２の伝達部（９３）を介して第２の部分トランスミッション内に導入され得ることを特徴とする請求項２に記載のトランスミッションセット。
駆動力を、互いに平行で距離を隔てて配置された２つのカウンタシャフト（２３、２４）を介して交互に伝え、ハイブリッド機能用の電動機（１１２）も同様に、前記２つのカウンタシャフト（２３、２４）と平行で距離を隔てて配置され、前記電動機（１１２）の前記電機子（１１３）からの動力伝達が、１つの伝達部（９４）を介して１つの部分トランスミッションに、或いはさらなる伝達部（９３）を介して別の部分トランスミッションに導入され得る２つのクラッチ（１０２、１０３）が設けられたハイブリッド用ツインクラッチトランスミッション。