JP2011527967A - 自動車のハイブリッド動力伝達系 - Google Patents

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Abstract

本発明は、駆動軸を有する内燃エンジンと、モータとして及び発電機として作動可能な、ステータ（２３）並びにロータ（２４）を有する電気モータ（ＥＭ）と、入力軸（２）と出力軸（３）とを有する遊星歯車式多段自動変速機（１）と、を備えた、自動車のハイブリッド動力伝達系に関する。前記内燃エンジンの駆動軸は、制御可能な分離クラッチ（Ｃ０）を介して、前記自動変速機の入力軸（２）と駆動接続状態にあり、前記電気モータ（ＥＭ）のロータ（２４）は、入力ギヤ段（２５）を介して、前記入力軸（２）と駆動接続状態にある。何らの機能的制約無しに、できる限りシンプルかつ省スペースなデザインを維持して、従来の動力伝達系の寸法を有するようなハイブリッド動力伝達系を創造するために、前記電気モータ（ＥＭ）、前記分離クラッチ（Ｃ０）、及び、前記入力ギヤ段（２５）は、事前取付可能なハイブリッドモジュール（４）内で同軸に配置されて、モジュールハウジング（２２）、入力要素（５）及び出力要素（６）と共に一体化されており、入力要素（５）は、内燃エンジンの駆動軸と固定結合されており、出力要素（６）は、自動変速機（１）の入力軸（２）と固定結合されており、ハイブリッドモジュール（４）は、従来のハイドロダイナミックトルクコンバータの寸法を維持している。

Description

本発明は、駆動軸を有する内燃エンジンと、モータとして及び発電機として運転可能な、ステータ並びにロータを有する電気モータと、入力軸と出力軸とを有する遊星歯車式多段自動変速機と、を備え、前記内燃エンジンの駆動軸は、制御可能な分離クラッチを介して、前記自動変速機の入力軸と駆動接続状態にあり、前記電気モータのロータは、入力ギヤ段を介して、前記自動変速機の前記入力軸と駆動接続状態にある、というハイブリッド動力伝達系に関している。
内燃エンジンと電気モータとを並列的に作用するように配置にした自動車のハイブリッド動力伝達系は、駆動技術上後置される多段シフト（マニュアル）変速機との関連において、公知のように幾何学的に単純に、以下のように形成され得る。すなわち、電気モータは、シフト変速機の入力軸上に同軸に配置され、電気モータのロータは、シフト変速機の入力軸と回転しないように結合され、内燃エンジンの駆動軸は、制御可能な、つまり解除可能および係合可能な分離クラッチを介して、シフト変速機の入力軸と結合可能である。この場合において、電気モータは、走行運転中に、選択的に無力状態に切り換えることができるし、あるいは、電気バッテリを充電するための発電機として利用され得るし、あるいは、車両を駆動するための電気駆動モータとして利用され得る。電気駆動モータ運転において、当該電気モータは、分離クラッチの係合時において、特に急激な加速時や登り区間の走行時に内燃エンジンを補佐するために、いわゆるブースト運転で利用され得るし、また、分離クラッチの解除時において、特に発進時や排出規制のある市街地走行時に、純粋な電気運転で唯一の駆動装置として使用され得る。
遊星歯車式の自動変速機として形成されたシフト変速機を備えた類のハイブリッド動力伝達系は、例えば、ＤＥ１０３４６６４０Ａ１から、２つの実施形態が知られている。これらの公知のハイブリッド動力伝達系の、当該文献の図１及び図２に従う２つの実施形態においては、それぞれ、選択的にモータあるいは発電機として運転可能な電気モータが、自動変速機の入力軸上に同軸に配設されている。そして、電気モータのロータが、それぞれ、自動変速機の入力軸と直に一体結合されている。ねじり振動ダンパが設けられた内燃エンジンの駆動軸は、それぞれ、制御可能な分離クラッチを介して、自動変速機の入力軸と結合可能である。さらに、自動変速機のシフト要素に圧力油および冷却油を供給するために設けられた油圧ポンプの出力要素が、自動変速機の入力軸と駆動結合状態にある。
遊星歯車式の自動変速機として形成されたシフト変速機を備えたもう一つの類のハイブリッド動力伝達系は、ＤＥ１０２００４０４３５８９Ａ１の中で、様々な実施形態で記述されている。この公知のハイブリッド動力伝達系の、当該文献の図１に従う第１の実施形態は、ＤＥ１０３４６６４０Ａ１によるハイブリッド動力伝達系の当該文献の図２に従う第２の実施形態に、かなり対応（類似）している。これに対して、ＤＥ１０２００４０４３５８９Ａ１から知られたハイブリッド動力伝達系の当該文献の図２による第２の実施形態は、追加の第２の電気モータを有していて、そのロータが、自動変速機のシフト要素に圧力油および冷却油を供給するために設けられた油圧ポンプの出力要素と恒久的に駆動結合状態にあって、追加の第２分離クラッチを介して内燃エンジンの駆動軸と結合可能である。この第２電気モータは、第１電気モータより低出力に形成されており、第一義的には内燃エンジンを始動するスタータとして、そして内燃エンジン停止時には油圧ポンプを駆動するためのポンプ駆動部として、設けられている。２つの電気モータと２つの分離クラッチにより、この公知のハイブリッド動力伝達系の第２の実施形態の場合、装置的コストおよび制御技術的コストは、もちろん不都合に高い。
一般に、前述のハイブリッド動力伝達系の場合には、以下のような欠点がある。すなわち、入力軸と結合される電気モータの回転数レベルが、それぞれ、内燃エンジンの回転数レベルに一致し、従って、関係する電気モータは、純粋な電気運転にとって十分な駆動出力を得るために、比較的大きくかつ重く形成されなければならない。
しかしながら、関係する電気モータの軸平行な配置と、平歯車の対（Stirnzahnradpaar）や無段変速機（Umschlingungsgetriebe）のようにギヤ比ｉＥＫ>>１である入力ギヤ段を介しての電気モータのロータとシフト変速機の入力軸との駆動結合と、の関連で、電気モータは明らかに、低出力で、それに応じて小型かつ軽量に、形成され得る。
これに対応するハイブリッド動力伝達系は、例えば、ＤＥ１００１２２２１Ａ１の２つの実施形態で知られている。当該文献の図１及び図２による公知のハイブリッド動力伝達系の２つの実施形態では、それぞれ、選択的にモータ及び発電機として運転可能な第１電気モータが、特に遊星歯車式自動変速機としても形成され得る主変速機の入力軸に、軸並行に配置されている。この第１電気モータのロータは、平歯車の対として形成された高いギヤ比（ｉＥＫ>>１）の入力ギヤ段を介して、主変速機の入力軸と駆動結合の関係にある。
しかしながら、この公知のハイブリッド動力伝達系の場合、特に電気モータと入力ギヤ段の領域における径方向の寸法が、車体を大きく変更することなく車両に組み入れることができないほどに、大きい。さらに、入力ギヤ段のギヤ比によって条件付けられる電気モータのロータの回転数が、ロータの回転数由来のデザイン、バランス、軸受のために不都合に高いコストが必要であるほどに、高いという可能性がある。
従って、純粋な電気走行にとって十分な電気モータを使用して、車体を変更せずに従来の動力伝達系に代わって車両に組み入れることができるような、自動車のハイブリッド動力伝達系に対する需要がある。ここで、従来の動力伝達系とは、自動変速機とそれに前置された流体式トルクコンバーターを有するものである。
従って、本発明の課題は、可能な限り単純で省スペースの構造でありながら、機能の制約がなく、流体式トルクコンバータを有する従来の動力伝達系の寸法を維持するような、冒頭で述べた種類のハイブリッド動力伝達系を提案することである。さらに、使用される電気モータのロータには、適切な軸受が与えられるべきである。
提示された課題を解決するために、本発明は、駆動軸を有する内燃エンジンと、モータとして及び発電機として運転可能な、ステータ並びにロータを有する電気モータと、入力軸と出力軸とを有する遊星歯車式多段自動変速機と、を備え、前記内燃エンジンの駆動軸は、制御可能な分離クラッチを介して、前記自動変速機の入力軸と駆動接続状態にあり、前記電気モータのロータは、入力ギヤ段を介して、前記自動変速機の前記入力軸と駆動接続状態にある、というハイブリッド動力伝達系から由来（出発）している。さらに、本発明によれば、前記電気モータ、前記分離クラッチ、及び、前記入力ギヤ段は、事前取付可能なハイブリッドモジュール内で同軸に配置されて、モジュールハウジング、入力要素及び出力要素と共に一体化されており、前記入力要素は、前記内燃エンジンの駆動軸と回転に関して結合されており、前記出力要素は、前記自動変速機の入力軸と回転に関して結合されており、前記ハイブリッドモジュールは、従来のハイドロダイナミックトルクコンバータの寸法を維持している。
本発明に従うハイブリッド動力伝達系の有利な形態と更なる形態とは、請求項２乃至請求項１５の対象である。
本発明は、本質的に、電気モータ、分離クラッチ及び入力ギヤ段を有する、構造的な融合ユニットを形成するハイブリッドモジュールの中に存在し、これら構成部品の同軸配置に基づいて、特にコンパクトな形態が達成され、これにより、既存の従来の動力伝達系の流体式トルクコンバータに相当するような寸法が、機能を制約することなく、維持され得る。
ハイブリッドモジュールの入力要素は、トルクコンバータのポンプインペラシャフトに類似して、目的に応じて、シャフトまたはフランジシャフトとして形成されている。当該シャフトは、ハイブリッド動力伝達系を取り付ける際、例えばプラグコネクタないしフランジ継手を介して、内燃エンジンのクランクシャフトまたは当該クランクシャフトと結合されているフライホイールと回転に関して結合可能である。トルクコンバータのタービンホイールハブに類似して、ハイブリッドモジュールの出力要素がハブとして形成されているなら、同じように目的にかなっている。当該ハブは、ハイブリッド動力伝達系を取り付ける際、例えばスプライン（Steckverzahnung）を介して、軸方向に突出している自動変速機の入力軸に、回転に関して結合可能である。
従って、本発明に従うハイブリッド動力伝達系は、車内の他の場所、例えば後部座席下またはトランクルーム内、に配設され得る電気モータ用のより大きなバッテリを別にすれば、従来の動力伝達系とは、流体式トルクコンバータの代わりに設けられるハイブリッドモジュールによってのみ、区別される。従来の動力伝達系の遊星歯車式自動変速機は、本発明に従うハイブリッド動力伝達系内では、変更なしに維持され得る。これによって、公知のハイブリッド動力伝達系とは対照的に、ギヤの多数の段数とギヤ比の大きな広がりを利用できる。さらに、共通の自動変速機の全生産数量が大きいことにより、特定の変速機仕様を伴う公知の解決策に対して、明らかにコスト面で有利になる。また、本発明に従うハイブリッド動力伝達系を車両に統合するために、車体に如何なる変更をも加える必要がないことも、有利である。
ハイブリッドモジュールのコンパクトな寸法を得るために、好適には、以下のことが考慮される。すなわち、前記電気モータは、インナーロータとして、径方向にステータの内側に配置されたロータとともに形成されており、前記分離クラッチは、軸方向の内燃エンジン側に配置されており、前記入力ギヤ段は、軸方向の変速機側に、径方向にロータの内側に配置されている、ということが考慮される。
レシプロピストンエンジンの駆動軸を形成するクランクシャフトの不可避な回転振動を有効に低減させるために、ハイブリッドモジュールの入力要素は、ねじれ振動ダンパを介して互いに結合されていて互いのねじれが制限された２つの部品から構成され得る。これにより、当該ねじれ振動ダンパは、同様にハイブリッドモジュールの一構成要素であり、軸方向にエンジン側で電気モータのロータの径方向内側あるいは少なくとも当該ロータの近傍に配置され得る。
電気モータのコンパクトな構造と可能な限り高い効率との両方を達成するために、入力ギヤ段は、目的に合うように、１．２〜１．７のギヤ比ｉＥＫを有する（１．２＜ｉＥＫ＜１．７）。
このギヤ比ｉＥＫは、コンパクトな寸法との関連で、以下の場合に達成可能である。すなわち、前記入力ギヤ段が、単一の遊星歯車セットとして、１個の太陽歯車と、遊星キャリヤの周側に分散配置されて回転可能に軸受され、前記太陽歯車と噛合状態にある、複数の遊星歯車と、前記遊星歯車と噛合状態にある１個のリングギヤと、で構成されており、前記太陽歯車が、前記モジュールハウジングに対してロックされており、前記リングギヤが、前記電気モータのロータと回転しないように結合されており、前記遊星キャリヤが、前記ハイブリッドモジュールの出力要素と回転しないように結合されている場合に達成可能である。
入力ギヤ段のギヤ比ｉＥＫは、この場合、それぞれの歯数に応じて、正確には１．２５から１．６７の間にある（１．２５＜ｉＥＫ＜１．６７）。入力ギヤ段のこの構成の場合、比較的小さい相対回転数が、回転する構成部品間で、例えば太陽歯車と遊星キャリヤとの間や、遊星キャリヤとリングギヤとの間で、有利に生じる。これにより、全体的に高い伝達効率が生じる。
電気モータのロータは、単純かつ省スペースな態様で、入力ギヤ段の軸方向のエンジン側に配置された固定軸受と、入力ギヤ段の軸方向の変速機側に配置された可動軸受と、で構成される二面せん断（zweischnittige） 軸受を介して、モジュールハウジング及び／または当該モジュールハウジング内で回転可能に軸受された１つの構成部品に対して、回転可能に軸受され得る。
これら軸受の少なくとも一つ、すなわち、電気モータのロータの固定軸受及び／または可動軸受は、目的に合うように、転がり軸受によって形成されており、当該転がり軸受は、径方向の内側で、ハウジングに固定された外側筒状軸受シートで支えられている。当該外側筒状軸受シートは、例えば、ハウジングに固定された軸受支持部の構成部材であり得る。
また、ロータの可動軸受が、転がり軸受によって形成されてもよい。当該転がり軸受は、径方向の内側で、外側筒状軸受シートで支えられており、当該軸受シートは、ハイブリッドモジュールの出力要素と回転に関して結合された構成部品、例えば当該出力要素によって駆動可能な油圧ポンプの出力要素、に固定されている。可動軸受に発生する径方向の力は、この場合、ハイブリッドモジュールの出力要素の軸受を介して、モジュールハウジングに伝達される。
前記ロータの固定軸受及び／または可動軸受として使用される転がり軸受は、好ましくは、それぞれ、溝付きボールベアリングとして形成されている。標準化された溝付きボールベアリングは、頑丈で低コストであり、その構造に基づく負荷方向のために、可動軸受としても固定軸受としても使用することができる。
また、電気モータのロータの可動軸受は、入力ギヤ段の構成部品の噛合及び軸受によっても形成され得るということが、特に有利である。これによって、別個の転がり軸受用の取付けスペースやコストを抑えることができる。単一遊星歯車セットとして入力ギヤ段が形成された好ましい形態の場合、可動軸受の径方向に発生する力は、電気モータのロータから、主にリングギヤと遊星歯車の噛合を介して遊星キャリヤに伝達され、そこからハイブリッドモジュールの出力要素の軸受を介してモジュールハウジングに伝達される。
また、二面せん断（zweischnittige）軸受の代わりに、電気モータのロータは、入力ギヤ段の軸方向のエンジン側に配置された唯一の固定軸受を介しても、モジュールハウジングまたは当該モジュールハウジング内で回転可能に軸受された１つの構成部品に対して、回転可能に軸受され得る。入力ギヤ段ないし遊星歯車セットのリングギヤから発生する軸方向の緊張力は、当該軸受が利用される場合、当該リングギヤの軸方向の移動によって、場合によっては、遊星キャリヤに対する遊星歯車の軸方向の移動によって、及び／または、電気モータのロータの弾性変形によって、相殺される。
前記ロータの固定軸受は、目的に従って、転がり軸受装置によっても形成され得る。この装置は、径方向の内側で、ハウジングに固定された外側筒状軸受シートに支えられる。
通常の径方向力および軸方向力のほかに、運転に基づいて生じるロータの傾斜モーメントおよび曲げモーメントをも吸収できるように、ロータの固定軸受は、この場合、好ましくは、２列（複列）アンギュラボールベアリングとして、あるいは、２個のテーパローラベアリングが採用されだ軸受として、形成される。
本発明に従う、ハイブリッドモジュールを備えたハイブリッド動力伝達系の、概略図である。 図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第１軸受が設けられている。 図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第２軸受が設けられている。 図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第３軸受が設けられている。 図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第４軸受が設けられている。 図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第５軸受が設けられている。
本発明を明確にするために、この説明に、実施の形態を含む図面が添付されている。
図１は、本発明に従う、ハイブリッドモジュールを備えたハイブリッド動力伝達系の、概略図である。
図２は、図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第１軸受が設けられている。
図３は、図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第２軸受が設けられている。
図４は、図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第３軸受が設けられている。
図５は、図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第４軸受が設けられている。
図６は、図１のハイブリッドモジュールであり、電気モータのロータの第５軸受が設けられている。
本発明に従う図１による動力伝達系は、入力軸２及び出力軸３を有する遊星歯車式自動変速機１と、当該自動変速機１に流体式トルクコンバータに代わって前置接続され、入力要素５と出力要素６を有するハイブリッドモジュール４と、を備えている。
自動変速機１は、入力側部分ギヤセット７と出力側部分ギヤセット８とで構成されており、これらの部分ギヤセットは、入力軸２と出力軸３との間に配置されており、３個のシフトクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３と２個のシフトブレーキＢ１、Ｂ２との選択的な締結（係合）によって切換可能である。
入力側部分ギヤセット７は、単一遊星歯車セットとして、ギヤハウジング１０に対して恒久的に固定された太陽歯車１１と、当該太陽歯車１１と噛合関係にあり共通の遊星キャリヤ上に回転可能に軸受されている遊星歯車群１２と、当該遊星歯車群１２と噛み合うと共に入力軸２と回転に関して恒久的に結合されたリングギヤ１４と、で形成されている。
出力側部分ギヤセット８は、軸方向により短い第１遊星歯車群１７と噛み合った、径方向により小さい第１太陽歯車１６と、それぞれ軸方向により短い遊星歯車群１７の１つと噛み合う軸方向により長い第２遊星歯車群１９と噛み合った、径方向により大きい第２太陽歯車と、軸方向により短い遊星歯車群１７と軸方向により長い遊星歯車群１９とが回転可能に軸受されている遊星キャリヤ２０と、軸方向により長い遊星歯車群１９と噛み合うと共に出力軸３と回転に関して恒久的に結合されたリングギヤ２１と、を備えた、ラビニヨ式歯車セット１５として形成されている。
径方向により小さい第１太陽歯車１６は、第１シフトクラッチＣ１によって、選択的に入力側部分ギヤセット７の遊星歯車１３と結合可能である。径方向により大きい第２太陽歯車１８は、第２シフトクラッチＣ２によって、選択的に入力側部分ギヤセット７の遊星歯車１３と結合可能である。出力側遊星キャリヤ２０は、第３シフトクラッチＣ３によって、選択的に入力軸２と結合可能である。径方向により大きい第２太陽歯車１８は、第１シフトブレーキＢ１によって、ギヤハウジング１０に対して選択的に固定（ロック）可能である。最後に、遊星キャリヤ２０は、第２シフトブレーキＢ２によって、ギヤハウジング１０に対して選択的に固定可能である。
この（それ自体）公知の自動変速機は、Ｇ１からＧ６までの前進６段と、Ｒの後退ギヤ段と、を有しており、それらは、それぞれ、２つのシフト要素の選択的な締結（係合）、すなわち、シフトクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びシフトブレーキＢ１，Ｂ２のうちの２つの選択的な締結（係合）、によって切換可能である。
ハイブリッドモジュール４は、駆動モータとしても発電機としても運転可能な電気モータＥＭと、入力要素５と駆動結合する内燃エンジンを必要に応じて接続及び遮断するための制御可能、すなわち係合可能および解除可能な分離クラッチＣ０と、を有している。電気モータＥＭは、インナーロータとして、径方向外側に配置されモジュールハウジング２２に固定されたステータ２３と、当該ステータ２３の径方向内側に配置されたロータ２４と、で構成されている。
当該ロータ２４は、入力ギヤ段２５を介して、出力要素６と駆動結合状態にある。入力ギヤ段２５は、単一遊星歯車セット９として形成されており、軸方向の変速機側でロータ２４によって形成された電気モータＥＭの中空空間内に同軸配置されている。入力ギヤ段２５は、モジュールハウジング２２に恒久的に固定された太陽歯車２６と、当該太陽歯車２６と噛合関係にあり共通の遊星キャリヤ２８上に回転可能に軸受されている遊星歯車群２７と、当該遊星歯車群２７と噛み合うと共に電気モータＥＭのロータ２４と回転に関して恒久的に結合されたリングギヤ２９と、を有している。これによって、入力ギヤ段２５は、１．２５と１．６７との間のギヤ比ｉＥＫを有する（１．２５＜ｉＥＫ＜１．６７）。
入力側では図示されていない内燃エンジンの駆動軸と回転に関して結合された入力要素５にねじり振動ダンパ３０を介して結合され、出力側ではハイブリッドモジュール４の出力要素６に直結されている分離クラッチＣ０は、軸方向に内燃エンジン側で、電気モータＥＭのロータ２４内に同軸配置されている。
電気モータＥＭ、分離クラッチＣ０及び入力ギヤ段２５の形態及び配置に基づいて、ハイブリッドモジュール４は、機能を制約されることなく、従来の動力伝達系の流体式トルクコンバータの寸法を維持している。このため、本発明に従う図１によるハイブリッド動力伝達系は、従来の動力伝達系の代わりに問題なく車両に統合可能であり、場合によっては、共通の生産ラインで車両に取り付けることができる。
図２乃至図６では、図１において図式的にかなり簡素化されて示されたハイブリッドモジュール４の拡大部分図において、電気モータＥＭのロータ２４の様々な軸受が、それぞれ例示的に描かれている。
図２に従うハイブリッドモジュール４の実施形態では、電気モータＥＭのロータ２４は、入力ギヤ段２５の軸方向エンジン側に配置された固定軸受３１と、入力ギヤ段２５の軸方向変速機側に配置された可動軸受３２と、で構成されている二面せん断軸受を介して、モジュールハウジング２２に対して回転可能に軸受されている。ロータ２４の固定軸受３１は、溝付きボールベアリングとして形成された転がり軸受３３によって形成されており、これは、径方向内側で、ハウジングに固定された軸受支持部３５の構成部材である外側筒状軸受シート３４に支えられている。ロータ２４の可動軸受３２は、溝付きボールベアリングとして形成された転がり軸受３６によって形成されており、これは、径方向内側で、モジュールハウジング２２に直接結合された外側筒状軸受シート３７に支えられている。
図３に従うハイブリッドモジュール４の実施形態でも、電気モータＥＭのロータ２４は、入力ギヤ段２５の軸方向エンジン側に配置された固定軸受３１と、入力ギヤ段２５の軸方向変速機側に配置された可動軸受３２と、で構成されている二面せん断軸受を介して軸受されている。ただし、前述の図２に従う実施形態と異なって、ロータ２４の可動軸受３２が、ここでは溝付きボールベアリングとして形成された転がり軸受３６’によって形成されており、これは、径方向内側で、外側筒状軸受シート３８に支えられており、当該軸受シート３８は、軸受ディスク３９を介して、ハイブリッドモジュール４の出力要素６と回転に関して結合された油圧ポンプ４１の出力要素４０に固定されている。可動軸受３２の発生する径方向力は、この場合、出力要素６の軸受を介して、モジュールハウジング２２に伝達される。
図４に従うハイブリッドモジュール４の実施形態では、図２及び図３に従う実施形態とは対照的に、電気モータＥＭのロータ２４の可動軸受３２のために、転がり軸受が設けられていない。ロータ２４の可動軸受３２は、この場合、入力ギヤ段２５の構成部品２６、２７、２８、２９の噛合及び軸受支持によって形成されている。可動軸受３２の発生する径方向力は、この場合、本質的にリングギヤ２９と遊星歯車２７との噛み合いを介して遊星キャリヤ２８へ伝達され、そしてそこから出力要素６の軸受を介してモジュールハウジング２２へ伝達される。
図５及び図６に従うハイブリッドモジュール４の実施形態では、電気モータＥＭのロータ２４が、それぞれ、入力ギヤ段２５の軸方向エンジン側に配置された唯一の固定軸受４２を介して、モジュールハウジン２２に対して回転可能に軸受されている。ロータ２４の固定軸受４２は、それぞれ、転がり軸受装置４３、４４によって形成されており、当該転がり軸受装置４３、４４は、径方向内側で、ハウジングに固定された軸受支持部３５’の構成部材である外側筒状軸受シート３４’に支えられている。
転がり軸受装置は、図５による実施形態では、２列（複列）アンギュラボールベアリング４３として形成されており、図６による実施形態では、２個のテーパローラベアリング（円錐ころ軸受）が採用された（鏡像配置された）軸受４４として形成されている。入力ギヤ段２５ないし遊星歯車セット９のリングギヤ２９から発生する軸方向の緊張力は、これらの軸受仕様の場合、当該リングギヤ２９の軸方向の移動によって、場合によっては、遊星キャリヤ２８に対する遊星歯車２７の軸方向の移動によって、及び／または、電気モータＥＭのロータ２４の弾性変形によって、相殺される。

Claims (15)

  1. 駆動軸を有する内燃エンジンと、
    モータとして及び発電機として運転可能な、ステータ（２３）並びにロータ（２４）を有する電気モータ（ＥＭ）と、
    入力軸（２）と出力軸（３）とを有する遊星歯車式多段自動変速機（１）と、
    を備え、
    前記内燃エンジンの駆動軸は、制御可能な分離クラッチ（Ｃ０）を介して、前記自動変速機（１）の入力軸（２）と駆動接続状態にあり、
    前記電気モータ（ＥＭ）のロータ（２４）は、入力ギヤ段（２５）を介して、前記自動変速機（１）の前記入力軸（２）と駆動接続状態にあり、
    前記電気モータ（ＥＭ）、前記分離クラッチ（Ｃ０）、及び、前記入力ギヤ段（２５）は、事前取付可能なハイブリッドモジュール（４）内で同軸に配置されて、モジュールハウジング（２２）、入力要素（５）及び出力要素（６）と共に一体化されており、
    前記入力要素（５）は、前記内燃エンジンの駆動軸と回転に関して結合されており、
    前記出力要素（６）は、前記自動変速機（１）の入力軸（２）と回転に関して結合されており、
    前記ハイブリッドモジュール（４）は、従来のハイドロダイナミックトルクコンバータの寸法を維持している
    ことを特徴とするハイブリッド動力伝達系。
  2. 前記電気モータ（ＥＭ）は、インナーロータとして、径方向にステータ（２３）の内側に配置されたロータ（２４）とともに形成されており、
    前記分離クラッチ（Ｃ０）は、軸方向の内燃エンジン側に配置されており、
    前記入力ギヤ段（２５）は、軸方向の変速機側に、径方向にロータ（２４）の内側に配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド動力伝達系。
  3. 前記ハイブリッドモジュール（４）の入力要素（５）は、ねじれ振動ダンパ（３０）を介して互いに結合されていて互いのねじれが制限された２つの部品から構成されている
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド動力伝達系。
  4. 前記入力ギヤ段（２５）は、１．２〜１．７のギヤ比ｉＥＫを有する（１．２＜ｉＥＫ＜１．７）
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハイブリッド動力伝達系。
  5. 前記入力ギヤ段（２５）は、単一の遊星歯車セット（９）として、
    １個の太陽歯車（２６）と、
    遊星キャリヤ（２８）の周側に分散配置されて回転可能に軸受され、前記太陽歯車（２６）と噛合状態にある、複数の遊星歯車（２７）と、
    前記遊星歯車（２７）と噛合状態にある１個のリングギヤ（２９）と、
    で構成されており、
    前記太陽歯車（２６）は、前記モジュールハウジング（２２）に対してロックされており、
    前記リングギヤ（２９）は、前記電気モータ（ＥＭ）のロータ（２４）と回転しないように結合されており、
    前記遊星キャリヤ（２８）は、前記ハイブリッドモジュール（４）の出力要素（６）と回転しないように結合されている
    ことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド動力伝達系。
  6. 前記電気モータ（ＥＭ）のロータ（２４）は、前記入力ギヤ段（２５）の軸方向のエンジン側に配置された固定軸受（３１）と、前記入力ギヤ段（２５）の軸方向の変速機側に配置された可動軸受（３２）と、で構成される二面せん断（zweischnittige） 軸受を介して、前記モジュールハウジング（２２）及び／または当該モジュールハウジング（２２）内で回転可能に軸受された１つの構成部品（６、４０）に対して、回転可能に軸受されている
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド動力伝達系。
  7. 前記ロータ（２４）の固定軸受（３１）は、転がり軸受（３３）によって形成されており、
    当該転がり軸受（３３）は、径方向の内側で、ハウジングに固定された外側筒状軸受シート（３４）で支えられている
    ことを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド動力伝達系。
  8. 前記ロータ（２４）の可動軸受（３２）は、転がり軸受（３６）によって形成されており、
    当該転がり軸受（３６）は、径方向の内側で、ハウジングに固定された外側筒状軸受シート（３７）で支えられている
    ことを特徴とする請求項６または７に記載のハイブリッド動力伝達系。
  9. 前記ロータ（２４）の可動軸受（３２）は、転がり軸受（３６’）によって形成されており、
    当該転がり軸受（３６’）は、径方向の内側で、外側筒状軸受シート（３８）に支えられており、
    当該軸受シート（３８）は、前記ハイブリッドモジュール（４）の出力要素（６）と回転に関して結合された１つの構成部品（４０）に固定されている
    ことを特徴とする請求項６または７に記載のハイブリッド動力伝達系。
  10. 前記ロータ（２４）の固定軸受（３１）及び／または可動軸受（３２）を形成する転がり軸受（３３，３６，３６’）は、溝付きボールベアリングとして形成されている
    ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載のハイブリッド動力伝達系。
  11. 前記ロータ（２４）の可動軸受（３２）は、前記入力ギヤ段（２５）の構成部品（２６、２７、２８、２９）の噛合及び軸受によって形成されている
    ことを特徴とする請求項６または７に記載のハイブリッド動力伝達系。
  12. 前記電気モータ（ＥＭ）のロータ（２４）は、前記入力ギヤ段（２５）の軸方向のエンジン側に配置された唯一の固定軸受（４２）を介して、前記モジュールハウジング（２２）または当該モジュールハウジング（２２）内で回転可能に軸受された１つの構成部品に対して、回転可能に軸受されている
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド動力伝達系。
  13. 前記ロータ（２４）の固定軸受（４２）は、転がり軸受装置（４３、４４）によって形成されており、当該装置は、径方向の内側で、ハウジングに固定された外側筒状軸受シート（３４’）に支えられている
    ことを特徴とする請求項１２に記載のハイブリッド動力伝達系。
  14. 前記ロータ（２４）の固定軸受（４２）は、２列（複列）アンギュラボールベアリング（４３）として形成されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載のハイブリッド動力伝達系。
  15. 前記ロータ（２４）の固定軸受（４２）は、２個のテーパローラベアリングが採用されだ軸受（４４）として形成されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載のハイブリッド動力伝達系。
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