JP2024510745A - ハイブリッド駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】多数の有用な伝動装置機能を備えた、簡潔で、特に軸方向において非常に小型の構造を提供する。【解決手段】本発明は、内燃機関（２）及び電動機（３）と、少なくとも１つの副軸（１２）を介して出力が取り出される、第１の平歯車副伝動装置（Ｂ）及び第２の平歯車副伝動装置（Ａ）と、内燃機関（２）のクランク軸に同軸に配置されている、４軸式の遊星歯車セット（８）と、を有するハイブリッド駆動システム（１）に関するものであり、第１の軸（８．１）がクランク軸と連結されているか又は連結可能であり、電動機（３）のロータ（５）が第２の軸（８．２）と連結されているか、連結可能であるか、又は第２の軸（８．２）として形成されており、第１の平歯車副伝動装置（Ｂ）の第１の入力軸（９）が第３の軸（８．３）と相対回動不能に接続されており、第２の平歯車副伝動装置（Ａ）の第２の入力軸（１０）が遊星歯車セット（８）の第４の軸（８．４）と相対回動不能に接続されている。本発明は、第１の平歯車副伝動装置（Ｂ）及び第２の平歯車副伝動装置（Ａ）がそれぞれ、ちょうど１つの平歯車対（１１，１４）を有し、遊星歯車セット（８）の軸（８．１、８．２、８．３、８．４）のうちの２つを相対回動不能にインターロックするためのインターロックシフト部材（ＳＫ）が、入力軸（９、１０）に沿った軸方向（ａ）から見て、２つの平歯車対（１１、１４）の間に配置されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前段において詳細に定義されている種類の、内燃機関及び電動機を備えたハイブリッド駆動システムに関する。

下記特許文献１には、内燃機関と、電動機と、４軸式の遊星歯車セット及び２つの平歯車副伝動装置を有する伝動装置と、を備えたハイブリッド駆動システムが開示されている。

内燃機関及び電動機を備えた、冒頭で述べたようなハイブリッド駆動システムは、例えば本出願人の下記特許文献２に記載されている。このハイブリッド駆動システムでは、４軸式の遊星歯車セットが使用され、この遊星歯車セットを介して、電動機及び内燃機関がハイブリッド駆動システムの伝動装置に連結されている。

更に、これに関連して、下記特許文献３を参照することができる。この文献もまた、４軸式の遊星歯車セットと、２つの平歯車副伝動装置とを備えたハイブリッド駆動システムを開示しており、それら２つの平歯車副伝動装置の間の中央には、ディファレンシャルへの出力部が副軸を介して実現されている。

最初に挙げた従来技術における構造は、多くの機能の実現において高い複雑性を有し、２番目に挙げた従来技術の構造では、確かにより簡潔なものとなっている。しかしながら、非常に多くの構造空間を特に軸方向において、即ち主伝動装置軸乃至２つの平歯車副伝動装置の入力軸の方向において必要とする。

独国特許出願公開第１０ ２０１３ ２２１ ４６１ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０ ２０１７ ００６ ０８２ Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１０２４３０ Ａ１号明細書

本発明の課題は、多数の有用な伝動装置機能を備えた、簡潔で、特に軸方向において非常に小型の構造を提供することである。

本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴、ここでは特に請求項１に記載の特徴部分を備えたハイブリッド駆動システムによって解決される。本発明によるハイブリッド駆動システムの有利な実施形態及び発展形態は、従属請求項から明らかになる。

本発明に係るハイブリッド駆動システムは、特に車両駆動部として用いられる。ハイブリッド駆動システムは、内燃機関と、１つ又は少なくとも１つの電動機と、４軸式の遊星歯車セットと、を含む。４軸式の遊星歯車セットは、内燃機関のクランク軸と同軸に配置されている。さらに、第１の平歯車副伝動装置及び第２の平歯車副伝動装置を介する２つの機械的な区間が設けられており、これによって、一方の区間、又は他方の区間、又は両方の区間を介して、出力エネルギが出力される。このために、遊星歯車セットの第１の軸が、内燃機関のクランク軸に連結されているか、又は好適には、分離クラッチ、また必要に応じて、ねじり振動ダンパを介して連結可能である。電動機のロータは、遊星歯車セットの第２の軸に連結されているか、又は連結可能である。例えば、電動機のロータが遊星歯車セットの内歯車を形成するか、又はその内歯車と直接的に接続されていることによって、電動機のロータが、遊星歯車セットのこの第２の軸を直接的に形成することもできる。第１の平歯車副伝動装置の第１の入力軸及び第２の平歯車副伝動装置の第２の入力軸は、この場合、遊星歯車セットの第３の軸及び第４の軸を形成するか、又は好適には遊星歯車セットと相対回動不能に接続されている。

本発明によれば、簡潔で小型の構造を実現するために、第１の平歯車副伝動装置及び第２の平歯車副伝動装置それぞれがちょうど１つの平歯車対を有している。一方が第１の平歯車副伝動装置の平歯車対であり、他方が第２の平歯車副伝動装置の平歯車対である、２つの平歯車対は、各平歯車副伝動装置の２つの入力軸に沿った軸方向から見て、遊星歯車セットの２つの軸をインターロックするためのインターロックシフト部材が２つの平歯車対の間に配置されているように、相互に配置されている。つまり、遊星歯車セットは、自身の２つの軸を相応に接続させることができるインターロックシフト部材を有し、これによって、遊星歯車セットがインターロックされ、その結果、自身の構成部品が相互に相対移動することなく、遊星歯車セットがユニットとして回転する。このインターロックシフト部材は、軸方向において２つの平歯車対の間に、従って軸方向において２つの平歯車副伝動装置の間に配置されている。これによって、軸方向において極めて小型の構造が実現される。内燃機関の４軸式の遊星歯車セット及び電動機を上述の配置で使用することによって、機能が多数であるにもかかわらず、それらの機能を本発明に係るハイブリッド駆動システムでもって簡単且つ効率的に実現することができる。

４軸式の遊星歯車セットの前述の４つの軸は、相互に同軸に配置されている。従って、前述の４つの軸の回転軸は、４軸式の遊星歯車セットの１つの回転軸と一致する。以下において使用する「軸」という用語は、４軸式の遊星歯車セットの回転軸を指す。ここでは、４軸式の遊星歯車セットのこの回転軸を主回転軸とみなす。以下において使用する「軸方向」という用語も、主回転軸の方向を指す。４軸式の遊星歯車セットは内燃機関のクランク軸と同軸に配置されているので、内燃機関のクランク軸の回転軸も主回転軸と一致する。

前述の２つの平歯車副伝動装置及び４軸式の遊星歯車セットは、一緒に１つの伝動装置を形成する。伝動装置は、内燃機関からのトルクの流れに関して、内燃機関と、ディファレンシャルとも称される車軸ギアとの間に配置されている。同様に、伝動装置は、電動機からのトルクの流れに関して、電動機と車軸ギアとの間に配置されている。

本発明において意図される相対回動不能とは、回動可能に支承されている２つの部材が相対回動不能に接続又は連結された状態において、それら２つの部材が相互に同軸に配置されており、且つそれら２つの部材が同一の角速度でもって回転するように相互に接続されていることであると解される。本発明の範囲では、２つの部材間に、例えば、特に回転数が急激に変化した際にそれら２つの部材間に僅かなねじれしか許容しない振動ダンパ又はトーションダンパが配置されている場合の、２つの部材の相対回動不能な接続についても言及する。

ハイブリッド駆動システムの部品の特に有利な配置は、内燃機関からのトルクの流れに関して、内燃機関、４軸式の遊星歯車セット、及び前述の２つの平歯車副伝動装置が、前述の順序で相前後して配置されている場合に得られる。従って、ハイブリッド駆動システムの相応の動作時に、トルクは、内燃機関を起点として、先ず４軸式の遊星歯車セットに導入され、続いて、その４軸式の遊星歯車セットから前述の２つの平歯車副伝動装置のうちの一方に導入される。トルクの流れに関して、前述の２つの平歯車副伝動装置の後段に、有利には車軸ギアが配置されている。

電動機からのトルクの流れに関して、４軸式の遊星歯車セットは、有利には、電動機の後段、且つ２つの平歯車副伝動装置の前段に配置されている。

遊星歯車セットの相応の軸の速度が異なる場合であっても部材のインターロックを実現するために、インターロックシフト部材自体を、例えば摩擦クラッチとして形成することもできる。しかしながら、特に好適で有利な構成によれば、インターロックシフト部材を形状結合式のクラッチとして形成することができる。そのような形状結合式のクラッチでは、特にあらゆる種類の同期部材が省略され、特に簡潔で小型の構造が実現される。この形状結合式のクラッチはほとんど摩耗なく動作し、また４軸式の遊星歯車セットの第２軸に連結されているか又は連結可能である電動機の使用によって、必要に応じて回転数を適合させることができ、これによって、インターロックシフト部材としての形状結合式に構成されているそのようなクラッチによっても快適且つ信頼性の高いシフトが実現される。

本発明に係るハイブリッド駆動装置の非常に好適な発展形態によれば、ちょうど１つの副軸に相対回動不能に接続される出力歯車を、副軸に設けることができ、この出力歯車は、軸方向について、遊星歯車セットと重畳して配置されている。この１つの副軸によって、軸方向を横断する方向において、伝動装置の非常に小型の構造が実現される。副軸に相対回動不能に連結されており、従って固定歯車として形成されている出力歯車を、遊星歯車セットと軸方向について重畳して配置することによって、従来技術とは異なり、軸方向において非常に小型の構造が実現される。これによって、内燃エンジンの非常に近傍にディファレンシャルを移動させることができ、このことは、車両内に一般的に存在する構造空間の理想的な利用を有利に促進する。これによって、特に、走行方向を横断する方向における設置が実現される。

２つの部材が「軸方向（軸）について重畳して」配置されているという表現は、本発明の範囲において、それら２つの部材がそれぞれ少なくとも部分的に同じ軸方向（軸）領域又は軸方向（軸）区間に配置されていることを意味する。軸方向領域は、基準軸、ここでは主回転軸における座標間隔によって定義されており、他の２つの空間方向の座標は任意である。

本発明に係るハイブリッド駆動システムの１つの有利な実施形態によれば、内燃機関又はそのクランク軸を、分離クラッチを介して、遊星歯車セットの第１の軸に相対回動不能に接続可能である。ここで、分離クラッチを補完する形で、又は分離クラッチとコンパクトに一体化させた形で、ねじり振動を減衰又は吸収するためのデュアルマスフライホールを設けることができる。ねじり振動ダンパの代替的な構造も考えられる。分離クラッチ自体は、伝動装置又は遊星歯車セットを内燃機関から分離することによって、ハイブリッド駆動システムの純粋に電気的な動作を可能にし、このことは、本発明に係るハイブリッド駆動システムの機能性を向上させる可能性を相応に増大させる。ここで、分離クラッチ自体は、形状結合式に形成されていてもよいし、摩擦結合式に形成されていてもよい。特に、分離クラッチは、その構造がとりわけ簡潔で小型なものであるようにするために、同期を伴わない形状結合式に実現することもできる。

電動機又は電動機のロータの少なくとも１つのロータ歯車は、軸方向から見て、遊星歯車セットと重畳して配置されている。２つの平歯車副伝動装置の入力軸及びクランク軸に対してとりわけ軸方向に平行に配置されている電動機のこの配置も、軸方向における非常に小型の構造を可能にする。ロータ歯車とは、ロータに相対回動不能に接続されている歯車を意味し、この歯車を介して、電動機からのトルクを、４軸式の遊星歯車セットに伝達することができる。

有利な発展形態によれば、電動機の接続は、ここでは別の伝動装置部材を介して、例えば平歯車伝動装置、ベルト駆動部、チェーン駆動部等を介して行うことができる。

しかしながらこれとは異なり、電動機を同軸に、例えば遊星歯車セットに同軸に配置することもでき、この場合、とりわけ遊星歯車セットの内歯車は、第２の軸を形成し、この第２の軸は、電動機のロータ歯車と連結されているか、又はその種の同軸の配置において、電動機のロータの一部を直接的に形成する。

本発明によるハイブリッド駆動システムの非常に好適な発展形態では、第１の平歯車副伝動装置のためのシフト部材を、副軸に対して同軸に配置することができ、且つ軸方向において平歯車対の間に配置することができる。つまり、第１の平歯車副伝動装置のためのシフト部材の、副軸に対するそのような同軸の配置は、第１の平歯車対における入力軸の領域において固定歯車を用い、また相応に、少なくとも１つの副軸、上述の構成によればちょうど１つの副軸におけるアイドラ歯車を用いる。原理的には、そのようなシフト部材が、副軸におけるいずれの軸方向位置においても、これに同軸に配置することができる。特に有利には、シフト部材が２つの平歯車対の間に設けられている。

ここで、本発明において意図される同軸とは、回動可能に支承されている一方の部材が、回動可能に支承されている他方の部材、例えば軸に対して同軸に設けられており、それによって、それら２つの部材の回転軸がそれぞれ一致している、又は整列されていることと解される。更に、本発明によれば、歯車対又は平歯車対は、平行な回転軸を有し、且つそれらの回転軸に対して垂直な平面に関して、歯車セット平面と称される共通の平面に配置されている、相互に係合された２つの複数の歯車又は平歯車であると解される。

非常に好適な１つの発展形態によれば、同等のことが、第２の平歯車副伝動装置のための第２のシフト部材についても該当し、この第２のシフト部材はとりわけ、副軸に対して同様に同軸に配置されており、特に軸方向において平歯車対の間に配置されている。つまりこの構造は、２つの平歯車副伝動装置において、それぞれの入力軸の領域に固定歯車を備えた構造をもたらし、それらは、インターロックシフト部材を軸方向において固定歯車の間に含み、またとりわけちょうど１つの副軸において相応のアイドラ歯車を含む。２つのシフト部材は、好適には、軸方向において平歯車対の間に配置されている。つまり、軸方向において、インターロックシフト部材と同じ構造空間を利用するので、軸方向においては付加的な構造空間は必要とされない。

この場合、この着想の非常に好適な発展形態によれば、２つのシフト部材は共通の同期体を有することができ、それによって、可能な限り簡潔で、またやはり軸方向において小型の構造が実現される。とりわけ、本発明に係るハイブリッド駆動システムのこの変形例の非常に有利な発展形態によれば、構成部材及びアクチュエータ系に関するコストも更に低減するために、共通の摺動スリーブを設けることができる。

本発明に係るハイブリッド駆動システムの有利な実施形態では、４軸式の遊星歯車セットの第１の軸が第１の太陽歯車であり、第２の軸が内歯車であり、第３の軸が第２の太陽歯車であり、第４の軸がキャリア、ここではデュアルキャリアである。つまり、そのような構成によって、電動機を接続するための第２の軸として内歯車を相応に利用することができ、その結果、平歯車伝動装置、ベルト駆動部又はチェーン駆動部等のような伝動装置部材を介する接続も考えられる。つまりこの場合、電動機のロータの回転軸は、内燃機関のクランク軸の回転軸について軸方向に平行に位置する。あるいは、これとは異なり、遊星歯車セットを電動機に相応に一体化させ、それにより、電動機のロータが、４軸式の遊星歯車セットの内歯車を形成し、また電動機を伝動装置の主回転軸に対して同軸に配置させることも可能である。この場合、第１の太陽歯車及び第１の軸を介して、内燃機関による駆動が行われ、第２の太陽歯車及びキャリアは相応に出力を取り出し、特にインターロックシフト部材を介して相互に相対回動不能に接続可能である２つの平歯車副伝動装置の入力軸を形成する。

代替的ではあるが、僅かに有利な実施形態によれば、遊星歯車セットの第１の軸が内歯車であってよく、第２の軸が第２の太陽歯車であってよく、第３の軸がキャリアであってよく、第４の軸が第１の太陽歯車であってよい。この配置構成においても、４軸式の遊星歯車セットを備えた本発明に係るハイブリッド駆動装置の有利な動作が実現される。

最後に、上述の２つの変形例における４軸式の遊星歯車セットは、第３の軸及び第４の軸に接続された２つの平歯車副伝動装置が能動的に切り替えられると即座に、第１の軸がその第３の軸及び第４の軸に関して和軸を表すように構成されている。即ち、それらの相応のシフト部材は閉じられており、電動機は顕著なトルクを供給しない。第１の平歯車副伝動装置に相対回動不能に接続されている、遊星歯車セットの第３の軸は、この場合、第１の平歯車副伝動装置におけるギア段に能動的に切り替えられ、また他方の平歯車副伝動装置のシフト部材が開かれると即座に第２の軸及び第１の軸に関して和軸を表し、電動機は顕著なトルクを供給する。

本発明によるハイブリッド駆動システムの更に有利な実施形態は、各図を参照して以下において更に詳細に説明する２つの実施形態からも明らかになる。

本発明に係るハイブリッド駆動システムの第１の可能な実施形態の概略図である。 本発明に係るハイブリッド駆動システムの代替的な実施形態の一部を示す図である。 図１及び図２における本発明に係るハイブリッド駆動システムの可能な状態を説明するためのシフトテーブルを示す図である。

図１には、概略的に示されている内燃機関２と、ステータ４及びロータ５を備えた電動機３と、を含むハイブリッド駆動システム１が示されている。ロータ５は、相対回動不能にロータ歯車６に接続されており、このロータ歯車６は、伝動装置部材としての中間歯車７を介して、４軸式の遊星歯車セット８に接続されている。ここで、４軸式の遊星歯車セット８は、第１の軸乃至第１の部材８．１を含み、この第１の軸乃至第１の部材８．１は、ここでは第１の太陽歯車によって形成される。ここで、第２の部材８．２は、中間歯車７に連結されており、遊星歯車セット８の内歯車によって形成される。これら２つの軸８．１及び８．２の他に、遊星歯車セット８の第３の軸乃至第３の部材８．３が、第２の太陽歯車によって形成され、また第１の平歯車副伝動装置Ｂの第１の入力軸９と相対回動不能に接続されている。遊星歯車セット８の第４の軸乃至第４の部材８．４としてのキャリア（ウェブ）又はデュアルキャリア（ダブルウェブ）は、第２の平歯車副伝動装置Ａの第２の入力軸１０と相対回動不能に接続されている。

遊星歯車セット８の第１の軸乃至第１の部材８．１は、分離クラッチＫ０と、オプションのねじり振動ダンパ１３とを介して、内燃機関２の図示していないクランク軸に接続可能である。とりわけ同期を伴わない形状結合式のクラッチとして形成することができる分離クラッチＫ０が閉じられると、内燃機関２乃至そのクランク軸を、必要に応じて第１の軸８．１に連結させることができる。

第１の入力軸９に同軸且つ相対回動不能に配置されている第１の固定歯車ＦＢは、第１の入力軸９を介して駆動され、これにより第１のアイドラ歯車ＬＢが駆動され、これらは一緒に１つの平歯車対１１を形成する。ここで、この平歯車対１１は、第１の平歯車副伝動装置Ｂの単一の平歯車対であり、そのアイドラ歯車ＬＢは、副軸１２に同軸に配置されており、また必要に応じて、シフト部材ＳＢを介して、相対回動不能に副軸１２に接続可能である。第２の平歯車副伝動装置Ａは、遊星歯車セット８の第４の軸８．４に接続された第２の入力軸１０に固定歯車ＦＡを含み、この第２の入力軸１０は、第１の入力軸９に対して同軸であって、第１の入力軸周りに形成された中空軸として実現されている。この場合、アイドラ歯車ＬＡが平歯車対１４を、ひいては第２の平歯車副伝動装置Ａを補完し、この第２の平歯車副伝動装置Ａは、この１つの平歯車対１４のみを含む。シフト部材ＳＡを介して、このアイドラ歯車ＬＡも副軸１２と、必要に応じて、相対回動不能に接続可能である。

副軸１２自体は、内燃機関のクランク軸の回転軸、ひいては平歯車副伝動装置Ａ、Ｂの主回転軸に常に関係する軸方向ａにおいて、一部が遊星歯車セット８と重畳して配置されている出力歯車１５を支持する。この出力歯車１５は、車軸ギアとも称される、ここでは概略的に示唆されているディファレンシャル１６と係合しており、このディファレンシャル１６を介して、ハイブリッド駆動システム１が装備された車両の駆動軸が駆動される。

２つのシフト部材ＳＡ、ＳＢは、ここで図示した実施形態では、組み合わされた１つの特別なシフト部材に統合されているので、ＳＡＢと称されてよい。この特別なシフト部材は、ここで図示した実施形態では、共通の同期体１７と、共通の摺動スリーブ１８とを含む。摩擦シフト部材としてシフト部材を構成することも原理上は考えられるが、単一のアクチュエータを介する形状結合式のシフト部及び共通の摺動スリーブ１８を備えた、組み合わせシフト部材としてのシフト部材ＳＡ及びＳＢの構成を用いるこの変形例が理想的である。配置に関しては、とりわけ、２つの平歯車対１１、１４の間に配置することが好ましい。種々のシフト位置を有することができる。つまり、一方では、第１のアイドラ歯車ＬＢを副軸１２に接続させることができ、ひいては出力歯車１５を介して出力部に接続させることができる。他方のアイドラ歯車ＬＡも同様に接続することができる。更に、２つのアイドラ歯車を副軸１２に接続させることができる。オプションとして、摺動スリーブ１８が２つのアイドラ歯車の内の一方、例えばアイドラ歯車ＬＡと依然として接続されているように移動され、その結果、副軸１２との接続は存在せず、従って出力部から切り離されているニュートラルギアに位置する別のシフト位置も考えられる。

遊星歯車セット８の複数の部材の内の２つ、例えばここに図示した実施形態では、第３の軸８．３及び第４の軸８．４、又はそれと相対回動不能に接続されている第１の入力軸９乃至第２の入力軸１０を、インターロックシフト部材ＳＫを介して相互に接続させることができ、このインターロックシフト部材ＳＫは、ここでもまた、とりわけ同期を伴わない形状結合式のシフト部材として形成されている。それらの部材の相応の回転数により、遊星歯車セットの部材間の相対運動を、第４の部材８．４としてのキャリアと第３の部材８．３としての第２の太陽歯車との接続によって実現することができる。遊星歯車セット８は、一体となって回転するので、シフト部材ＳＫは一般にインターロックシフト部材と称される。

ハイブリッド駆動システム１の代替的な構造を、図１とは異なりディファレンシャル１６が示されないハイブリッド駆動システム１の断面を示す図２に基づき説明する。ここで、関連する全ての部材には上述のものと同じ参照符号を付しており、相違点についてのみ再度説明する。ここでは、分離クラッチＫ０を介して内燃機関２に接続可能である、遊星歯車セット８の第１の軸８．１が内歯車によって形成されるように、遊星歯車セット８が形成されている。電動機３と接続された第２の軸８．２は、第２の太陽歯車によって形成される。第３の軸８．３は、ここでは、キャリア又はデュアルキャリアであり、第３の部材として、ここでもまた第１の平歯車副伝動装置Ｂの第１の入力軸９と接続されている。遊星歯車セット８の残りの部材は第１の太陽歯車であり、第４の軸８．４として、第２の平歯車副伝動装置Ｂの第２の入力軸１０に相応に接続されている。

２つの平歯車副伝動装置Ａ、Ｂは、実質的に、図１に図示したものと同じ構造を有する。この場合、アイドラ歯車ＬＢ及びＬＡを副軸１２に接続させるための２つのシフト部材ＳＢ及びＳＡは、共通の同期体１７を備えるが、別個の摺動スリーブ１８Ａ、１８Ｂと、アクチュエータとを備えているので、相互に別個にシフト部材ＳＡ又はシフト部材ＳＢを作動させることができるか、又は両シフト部材ＳＡ及びＳＢを作動させることができる。ここに図示した、２つの摺動スリーブ１８Ａ、１８Ｂのシフトの変形例では、ニュートラルギアに入っており、駆動部は出力歯車１５又は副軸１２からは切り離されている。更に、これらの相違に加え、インターロックシフト部材ＳＫは、ここに図示した実施形態では摩擦クラッチとして形成されている。３つ全ての相違点は、それぞれ個別に、図１の実施形態に基づく相応の実施形態の変形例と組み合わされてもよい。つまり例えば、遊星歯車セット８のここで図示した配置構成を備えた組み合わせシフト部材ＳＡＢの構成、又は、図１に示した遊星歯車セット８の配置構成を備えた摩擦クラッチとしてのインターロックシフト部材ＳＫの構成などが考えられる。

ハイブリッド駆動システム１の実施形態の上述のいずれの変形例も、図３における表に基づき以下において説明する種々の状態を実現する。この表では、それぞれ、黒丸によって、閉じられたクラッチ、又は閉じられたシフト部材、又は表に記入された相応の状態が表されている。

内燃機関も電動機もハイブリッド駆動システム１に作用することができる第１の組み合わせ状態は、ＥＶＴ１で表されている。この場合、内燃機関２及び電動機３のトルク又は回転数が遊星歯車セット８において重畳され、それと同時にシフト部材ＳＡが閉じられ、シフト部材ＳＢが開かれる。例えば、ハイブリッド駆動システム１を用いてハイブリッドモードにおいて車両を走行させるために、この状態にすることができる。ここでは、内燃機関２も電動機３も関与している。内燃機関２からのトルクと、始動時の電動機３のジェネレータ動作とによって、電動機３の駆動制御に応じて、電動機３におけるジェネレータ出力が相応に低減されることで、トルクが増大し続け駆動に達することができる。これによって、電気力学的な運転開始を実現することができる。更なる経過において、電動機３をモータ運転させることもできる。ハイブリッド駆動システム１を備えた車両のこの始動に加えて、第１のＥＶＴモードＥＶＴ１は、とりわけ、特に第１のギアから第２のギアへの切替時の、シフト部材ＳＢ内の回転数同期並びに能動的な変速比調整にも用いられる。これについては、以下に詳述する。第１のギアでは、形状結合式のクラッチ部材を介して、又は、図２に示唆されているように、ここではインターロックシフト部材を形成する摩擦結合式のクラッチ部材を介して、関与する部材の回転数が電動機３によって同期されて同じになった状態において、インターロックシフト部材ＳＫが閉じられることによって、遊星歯車セット８が相応にロックされる。

上記において既に説明したシフト部材ＳＢの領域における同期によって、第１のギアから第２のギアへの切替時に、一方では、インターロックシフト部材ＳＫが開かれ、シフト部材ＳＡの他にシフト部材ＳＢも閉じられるか、又は共通の摺動スリーブ１８では、この摺動スリーブが相応の位置に移動される。

続いて、第２のギアから第３のギアに変速させるために、シフト部材ＳＡが開かれるか、又は共通の摺動スリーブ１８が相応に移動され、それと同時にインターロックシフト部材ＳＫが再び閉じられ、その結果、２つの入力軸９、１０及び遊星歯車セット８が相応にインターロックされる。

第２のＥＶＴモードでは、インターロックシフト部材ＳＫが開かれており、シフト部材ＳＡが開かれシフト部材ＳＢが閉じられており、内燃機関２の回転数及び電動機３のトルクが、遊星歯車セット８において相応に重畳される。この第２のＥＶＴモードＥＶＴ２は、特にオーバードライブモードとして用いられ、相応の「長い」変速比を提供する。この第２のＥＶＴモードＥＶＴ２は、同様に、能動的な変速比調整に用いられ、また図１からも見て取れるように、インターロックシフト部材ＳＫが同期を伴わない形状結合式のシフト部材として形成されている場合には、第２のギアから第３のギアへの切替時のインターロックシフト部材ＳＫ内での回転数同期のために使用することができる。このモードにおいても、電動機を、ジェネレータによってもモータによっても駆動させることができる。

別の状態Ｅ１、Ｅ２、及びＥ３は、分離クラッチＫ０が開かれた状態において、シフト部材ＳＡ及びＳＢが入れられているＥ１の場合に実現される電気的なギアである。Ｅ１からＥ２への切替時に、シフト部材ＳＢが開かれ、遊星歯車セット８がインターロックされ、Ｅ３への更なる切替時に、シフト部材ＳＡが開かれ、シフト部材ＳＢが相応に閉じられる。

上述のように、本発明に係るハイブリッド駆動システムの説明した２つの実施形態の変形例は、副軸、ひいては出力部が出力歯車１５を介して分離されている「ニュートラル」位置を有することができる。このために、図２に図示した２つのシフト部材ＳＡ及びＳＢは、それぞれの摺動スリーブ１８Ａ及び１８Ｂがアイドラ歯車ＬＡ、ＬＢのうちの一方とのみ接続されているか、又は図２から見て取れるように、共通の同期体１７と接続されているが、各アイドラ歯車ＬＡ、ＬＢとは接続されていないように操作される。図１に示した構成では、このニュートラル位置は、摺動スリーブ１８が例えばアイドラ歯車ＬＡの方向に相応に移動され、その結果、摺動スリーブ１８が依然としてこのアイドラ歯車ＬＡと接続されていることによって達成することができ、これに関して、図１では、副軸１２周りの相応の突出部を備えたアイドラ歯車ＬＡが形成されており、これによって、必要とされる構造空間が生じていることも図面において示唆されている。

更に、これに関連して、下記特許文献３を参照することができる。この文献もまた、４軸式の遊星歯車セットと、２つの平歯車副伝動装置とを備えたハイブリッド駆動システムを開示しており、それら２つの平歯車副伝動装置の間の中央には、ディファレンシャルへの出力部が副軸を介して実現されている。４軸式の遊星歯車セットを備えた別のハイブリッド駆動システムは、下記特許文献４～６から公知である。

独国特許出願公開第１０ ２０１３ ２２１ ４６１ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０ ２０１７ ００６ ０８２ Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１０２４３０ Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２００９／０２０９３８１ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００６ ０５０ ５９８ Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０２６１５６５ Ａ１号明細書

Claims (13)

1. 内燃機関（２）及び電動機（３）と、少なくとも１つの副軸（１２）を介して出力が取り出される、第１の平歯車副伝動装置（Ｂ）及び第２の平歯車副伝動装置（Ａ）と、前記内燃機関（２）のクランク軸に同軸に配置され、第１の軸（８．１）、第２の軸（８．２）、第３の軸（８．３）、及び第４の軸（８．４）を備えた４軸式の遊星歯車セット（８）とを有し、前記第１の軸（８．１）が、前記内燃機関（２）からのトルクを、前記第１の軸（８．１）を介して前記遊星歯車セット（８）に導入させることができるように、前記内燃機関（２）の前記クランク軸と連結されているか又は連結可能であり、前記電動機（３）のロータ（５）が、該ロータ（５）からのトルクを、前記第２の軸（８．２）を介して前記遊星歯車セット（８）に導入させることができるように、前記第２の軸（８．２）と連結されているか又は連結可能であり、前記第１の平歯車副伝動装置（Ｂ）の第１の入力軸（９）が、前記第３の軸（８．３）と相対回動不能に接続されており、前記第２の平歯車副伝動装置（Ａ）の第２の入力軸（１０）が、前記第４の軸（８．４）と相対回動不能に接続されている、ハイブリッド駆動システム（１）において、
   前記第１の平歯車副伝動装置（Ｂ）及び前記第２の平歯車副伝動装置（Ａ）は、それぞれ、ちょうど１つの平歯車対（１１、１４）を有し、
   前記遊星歯車セット（８）の前記軸（８．１、８．２、８．３、８．４）のうちの２つを相対回動不能に接続するためのインターロックシフト部材（ＳＫ）が、前記入力軸（９、１０）の回転軸を基準にする軸方向（ａ）から見て、２つの平歯車対（１１、１４）の間に配置されている
   ことを特徴とするハイブリッド駆動システム（１）。
2. 前記内燃機関（２）からのトルクの流れに関して、前記内燃機関（２）、前記４軸式の遊星歯車セット（８）、及び前記２つの平歯車副伝動装置（Ａ、Ｂ）が、前述の順序で相前後して配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動システム（１）。
3. 前記インターロックシフト部材（ＳＫ）は、形状結合式のクラッチとして形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のハイブリッド駆動システム（１）。
4. ちょうど１つの副軸（１２）には、前記副軸（１２）に相対回動不能に接続されている出力歯車（１５）が設けられており、
   前記出力歯車（１５）は、前記軸方向（ａ）に関して、前記遊星歯車セット（８）と重畳して配置されている
   ことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項記載のハイブリッド駆動システム（１）。
5. 前記内燃機関（２）の前記クランク軸を、分離クラッチ（Ｋ０）を介して、前記遊星歯車セット（８）の前記第１の軸（８．１）と相対回動不能に接続することができる
   ことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか一項記載のハイブリッド駆動システム（１）。
6. 前記電動機（３）、又は前記電動機（３）のロータ（５）と相対回動不能に接続されているロータ歯車（６）が、軸方向（ａ）から見て、前記遊星歯車セット（８）と重畳して配置されている
   ことを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか一項記載のハイブリッド駆動システム（１）。
7. 前記電動機（３）は、別の伝動装置部材（７）を介して、前記遊星歯車セット（８）の前記第２の軸（８．２）と接続されている
   ことを特徴とする請求項１～請求項６のいずれか一項記載のハイブリッド駆動システム（１）。
8. 第１のシフト部材（ＳＢ）が、前記少なくとも１つの副軸（１２）と同軸に、且つ軸方向（ａ）において前記平歯車対（１１、１４）の間に配置されている
   ことを特徴とする請求項１～請求項７のいずれか一項記載のハイブリッド駆動システム（１）。
9. 第２のシフト部材（ＳＡ）が、前記少なくとも１つの副軸（１２）と同軸に、且つ軸方向（ａ）において前記平歯車対（１１、１４）の間に配置されている
   ことを特徴とする請求項８記載のハイブリッド駆動システム（１）。
10. 前記２つのシフト部材（ＳＡ，ＳＢ）は、共通の同期体（１７）を有する
    ことを特徴とする請求項９記載のハイブリッド駆動システム（１）。
11. 前記２つのシフト部材（ＳＡ，ＳＢ）は、共通の摺動スリーブ（１８）を有する
    ことを特徴とする請求項１０記載のハイブリッド駆動システム（１）。
12. 前記遊星歯車セット（８）の前記第１の軸（８．１）は、前記遊星歯車セット（８）の第１の太陽歯車によって形成されており、前記第２の軸（８．２）は、前記遊星歯車セット（８）の内歯車によって形成されており、前記第３の軸（８．３）は、前記遊星歯車セット（８）の第２の太陽歯車によって形成されており、前記第４の軸（８．４）は、前記遊星歯車セット（８）のキャリアによって形成されている
    ことを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれか一項記載のハイブリッド駆動システム（１）。
13. 前記遊星歯車セット（８）の前記第１の軸（８．１）は、前記遊星歯車セット（８）の内歯車によって形成されており、前記第２の軸（８．２）は、前記遊星歯車セット（８）の第２の太陽歯車によって形成されており、前記第３の軸（８．３）は、前記遊星歯車セット（８）のキャリアによって形成されており、前記第４の軸（８．４）は、前記遊星歯車セット（８）の第１の太陽歯車によって形成されている
    ことを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれか一項記載のハイブリッド駆動システム（１）。

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