JP4243794B2 - 自動車用ハイブリッド式推進システム - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力および／または回転トルクを生じしめる一体型始動発電装置において、一次固定子と協働するように構成される一次回転子と、二次固定子と協働するように構成される二次回転子を含む装置に関する。本発明は、さらにまた、前記一体型始動発電装置を含む自動車用推進システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関（ＩＣＥ）とたとえば一体型始動発電装置（ＩＳＧ）とを用いる並行ハイブリッド式自動車においては、電力のみを用いて自動車を走行させるために、ＩＣＥをＩＳＧから接続解除しうることが望ましい場合がある。したがって、ＩＣＥを停止させることができなければならない。その後、ＩＳＧを電動機として用いて走行し、必要な場合には、ＩＣＥを再始動させて動力伝達を再接続させることができなければならない。
【０００３】
国際公開第９９／２２９５５号パンフレットに、一体型始動発電装置を備えた自動車用ハイブリッド式推進システムが開示されている。この装置は、単一の固定子−回転子ユニットと２個の独立制御可能な軸方向配置クラッチとを含む。
【０００４】
前記およびその他のタイプの従来式一体型始動発電装置では、特に大電力容量が必要とされる場合に、推進システムの長さが増大する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、必要とされるのは、大電力容量を有し、しかも長手方向において小型である一体型始動発電装置である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明にしたがった一体型始動発電装置は、一方向クラッチが一次回転子と二次回転子との間に配置されて、両回転子を一方の回転方向において互いに固定するとともに、逆の回転方向において独立して動作させることを特徴とする。
本発明の好ましい具体例によれば、前記クラッチと前記一次および二次回転子とは、共通の回転軸に同心的に配置される。
【０００７】
【発明の実施形態】
以下に、添付図面を参照して、非限定的な方法で本発明をさらに説明する。
【０００８】
本発明にしたがった一体型始動発電装置は、ハイブリッド式自動車の内燃機関と代替の駆動装置との間において動力伝達の自動的な接続および接続解除を可能にする。
【０００９】
図１および２に、本発明の装置および推進システムの好ましい具体例の主要構成要素が示されている。内燃機関の出力軸１０は、一体型始動発電装置１２とクラッチ１３とを介して変速機１４に接続される。
【００１０】
ハウジング１５は、一次固定子１６と二次固定子１７とからなる。一次回転子１８は、軸１０に取り付けられて一次固定子１６の内側において回転するようになっている。この一次回転子１８は、中心に配置される一方向クラッチ１９を備える。二次回転子２０は、このクラッチ１９に取り付けられて、両回転子を一方の回転方向において互いに固定するとともに、逆の回転方向において独立して動作させるようになっている。二次回転子２０は、変速機１４の異なる歯車を選択して異なる速度で走行する時に従来式クラッチとして用いられるクラッチ１３の取付点を形成する。
【００１１】
図３は、一方向クラッチ１９を備えた一次回転子１８の分解図である。このクラッチ１９は、クラッチ・コア２２が軸受２３上に載置された状態で円筒形集合フライホイール２１の内側に取り付けられ、このクラッチ組立体は、前記フライホイールの内側においてスナップリング２４によって固定される。
【００１２】
以下に、本発明にしたがった推進システムを用いたハイブリッド式自動車の主要な基本モードについて説明するが、当然ながら、本明細書に含まれないその他のモードもある。
【００１３】
内燃機関（ＩＣＥ）始動モード
内燃機関は、一体型始動発電装置（ＩＳＧ）の一次固定子１６を付勢することによって始動せしめられうる。
【００１４】
従来式ＩＣＥ駆動モード
ＩＣＥの動作中は、一方向ローラクラッチ１９が動力伝達装置と固定されて、内燃機関に直結されている機関フライホイール、すなわち円筒形集合フライホイール２１と二次ＩＳＧ回転子２０とが一緒に回転するようになる。これによって、一次固定子１６と一次回転子１８との組み合わせ、及び二次ＩＳＧ固定子１７と二次ＩＳＧ回転子２０との組み合わせにより電気が発生するようになっており、従来式の自動車では、バッテリで賄っていた全電力がＩＳＧにより発電可能となる。
【００１５】
電気自動車（ＥＶ）モード
ＩＣＥは、運転停止されうる。二次ＩＳＧ固定子１７を付勢することができ、二次回転子によりＥＶ駆動が可能になる。このモードでは、一方向ローラクラッチ１９は固定解除されて、ＩＣＥと二次ＩＳＧ回転子２０との間の動力伝達装置が接続解除される。このモードは、通行車両が非常に密集している場合または緩慢に移動する場合に徐行機能としても用いられうる。
【００１６】
自動車惰行モード
惰行または下り坂走行時にスロットルを解放すると、ＩＣＥが空転状態になり、一方向クラッチは固定解除されて、自由転輪となる。このモードにおいて、ハウジング１５により固定された一次固定子１６と、一方向ローラクラッチ１９とともに回転する一次回転子１８との組み合わせが、低レベルで電力を生じしめ続け、ハウジング１５により固定された二次ＩＳＧ固定子１７と、変速機１４から回転力を与えられた二次ＩＳＧ回転子２０との組み合わせが、自動車の走行速度を低下させなければならない場合のリターダとして、または自動車のエネルギーの一部を回復させる手段としてのいずれにも使用されうる。
【００１７】
一般に、本発明により、下記の機能性が得られる。一般に必要とされるフライホイール効果は、駆動接続が分離されている場合でも維持される。一方向ローラクラッチ１９が固定解除されている時、すなわち内燃機関からの駆動が接続解除されている時に、一次回転子１８と二次ＩＳＧ回転子２０に関して適正な機械的支持と位置決めとが維持される。また、一方向ローラクラッチ１９は、一方の回転方向において互いに固定するとともに、逆の回転方向において独立して動作させることで、一方向ローラクラッチ１９の結合／結合解除は、完全に自動的に行なわれうる。結合／結合解除装置としての一方向ローラクラッチ１９は、メンテナンス不要となりうる。ＩＳＧ固定子の部分に電圧を加えることにより、電気駆動装置（代替の駆動装置）にいかなる影響も与えることなしに、すなわち電気駆動装置から伝達される動力を機械的に内燃機関に接続したり解除したりすることなしに、ＩＣＥの再始動が可能である。
【００１８】
本発明は、前記具体例に限定されるわけではなく、以下の請求項の範囲内において複数の改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にしたがった推進システムを示す略図である。
【図２】 図１にしたがった推進システムの分解斜視図である。
【図３】 本発明にしたがった一体型始動発電装置の分解斜視図である。

Claims (4)

  1. 電力および／または回転トルクを生じしめる一体型始動発電装置（１２）であって、一次固定子（１６）と協働するように構成される一次回転子（１８）と、二次回転子（２０）とを含む装置において、
    二次回転子（２０）は、二次固定子（１７）と協働するように構成されるとともに、一方向クラッチ（１９）が、前記一次回転子（１８）と前記二次回転子（２０）との間に配置され、かつ前記回転子（１８；２０）の一方は、内燃機関の出力軸（１０）に接続されており、前記内燃機関により回転トルクを発生させるモードと、前記一体型始動発電装置により回転トルクを発生させるモードと、の少なくとも２つのモードに切り換えられる自動車に搭載されることを特徴とする装置。
  2. 前記クラッチ（１９）と前記一次および二次回転子（１８、２０）とは、共通の回転軸において同心的に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 前記回転子（１８；２０）の他方は、自動車の変速機（１４）に接続されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
  4. 内燃機関と多重歯車式変速機（１４）とを含む自動車用推進システムにおいて、前記内燃機関と前記変速機とが、請求項１に記載の一体型始動発電装置（１２）を介して相互接続されるシステム。
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