JP3935673B2 - ２重遊星歯車からなるハイブリッド推進装置群 - Google Patents

Description

【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トルク伝達装置に、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のサテライトを含む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、トルクと速度とを制御して、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トルク伝達装置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、トルク伝達装置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のサテライトを含む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第１のサテライト支持体よび上記トルク伝達装置に連結され、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不動化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不動化手段は、不動化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、不動化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、不動化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トルク伝達装置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、上記トルク伝達装置とを収容し、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不動化用のブレーキと、熱機関に結合された不動化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、交流発電機が不動化され、熱機関がトルク伝達装置にトルクを伝達し、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、不動化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トルク伝達装置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、およびトルク伝達装置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、トルク伝達装置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トルク伝達装置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不動化用のブレーキ４０によって不動化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不動化用のブレーキ４２によって不動化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不動化を可能にする。
【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Ｔ２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５４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トルク伝達装置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、不動化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とトルク伝達装置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２４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は不動化されている。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を介してトルク伝達装置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を完全に不動化し、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は不動化されているので、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トルク伝達装置２０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とトルク伝達装置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２８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、トルク伝達装置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１４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３６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、不動化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が不動化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、不動化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、次いでトルク伝達装置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トルク伝達装置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が不動化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１０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、したがってトルク伝達装置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１８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３６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を単に不動化するだけで、推進装置群１０を、不動化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不動化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、不動化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。

Claims (13)

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）、及びトルク伝達装置（２０）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）を含む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、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）を含む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）の上記動力の出口である上記第１のサテライト支持体（ＰＳ１）および上記トルク伝達装置（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）の不動化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. 上記熱機関（１４）の上記出力軸（２２）の上記不動化手段は、不動化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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 上記推進装置群（１０）は、不動化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. 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、不動化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. 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トルク伝達装置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. 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、上記トルク伝達装置（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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