JPH07172196A - 動力列、パワートランスミッション及び付属素子駆動方法 - Google Patents

動力列、パワートランスミッション及び付属素子駆動方法

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JPH07172196A
JPH07172196A JP22991494A JP22991494A JPH07172196A JP H07172196 A JPH07172196 A JP H07172196A JP 22991494 A JP22991494 A JP 22991494A JP 22991494 A JP22991494 A JP 22991494A JP H07172196 A JPH07172196 A JP H07172196A
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JP
Japan
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engine
generator
planetary gear
electric motor
transmission
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James F Sherman
ジェームズ・フランシス・シャーマン
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Motors Liquidation Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パワートランスミッション及び電気モータ／
発電機を有する動力列を提供する。 【構成】 動力列はエンジン（１１）と駆動比選択トラ
ンスミッション（３９）との間に位置する。電気モータ
／発電機（１４）はパワートランスミッション（１０）
に接続され、これがオイルポンプ等の付属素子（５３−
５６）を駆動する。パワートランスミッションは複合遊
星ギヤセット（１９、２１）を使用し、共通ギヤ部材
（１６）は第２遊星ギヤセットのリングギヤ及び第２遊
星ギヤセットのサンギヤとして働く。エンジンのアイド
リング時及び停止時に電気モータ／発電機が付属素子を
駆動するようにし、十分な出力を提供できる付属素子の
小型化を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両のパワー（動力）ト
ランスミッションに関し、特に、電気モータ及びエンジ
ンの双方から入力トルクを受け取ることができるパワー
トランスミッション、このパワートランスミッションに
組み込んだ動力列（パワートレイン）及びこの動力列を
介して付属素子を駆動する方法に関する。
【０００２】特に、本発明は、エンジンを始動させるの
みならず、車両を推進させるために摩擦始動クラッチを
電気発生トルク及び（又は）電気モータの慣性トルクで
作動させる電気モータ／発電機に接続されたハイブリッ
ド（混成）型式のパワートランスミッションに関する。
【０００３】
【従来の技術およびその問題点】オイルポンプやパワー
ステアリングポンプ等のエンジン作動式の付属素子へ回
転動力を入力する入力手段は、エンジンとハイブリッド
型式のパワートランスミッションとの接続部に設けてあ
る。それ故、付属素子への入力手段は電気モータ／発電
機のロータと一緒に連続的に回転する。この構成によ
り、従来の構成において普通に採用されていたエンジン
からのみから直接得られる（付属素子への）制限された
入力とは異なり、電気モータ／発電機により提供される
動力及び電気モータ／発電機の回転量の利点を得ること
ができる。
【０００４】本発明は駆動比選択トランスミッションへ
の電気モータ／発電機及びエンジンのトルク出力を統合
するパワートランスミッション、特に、車両を推進する
上でエンジンにとって必要な経済的要求及び排気物流出
に関する要求を満たすようにエンジンと電気モータ／発
電機との間の所望の相互関係を提供するために使用され
る遊星歯車セット及びこれに関連するトルク伝達装置に
関する。
【０００５】本明細書において開示するパワートランス
ミッションは、エンジンのアイドリング状態又はエンジ
ンの停止状態でエンジンの付属素子を駆動するように
し、これにより、これらの付属素子を電気モータ／発電
機のロータに関連して作動させることができる（その最
低作動速度でさえエンジンのアイドリング速度の２倍な
いし３倍も速い）。
【０００６】従来、モータ／発電機は車両を推進させる
ために使用していた。しかし、空調コンプレッサやパワ
ーステアリングポンプの如き付属素子を一層有効に駆動
するためにモータ／発電機の作動を車両の全体の作動に
対していかに組み合わせるかについての認識及び開示は
今までなかった。
【０００７】
【発明の構成並びに作用効果】本発明の動力列の特徴と
するところは、パワートランスミッションと、パワート
ランスミッションに接続した電気モータ／発電機と、パ
ワートランスミッションに接続した補助駆動手段とを備
えたことである。また、本発明の動力列のためのパワー
トランスミッションの特徴とするところは、第１ギヤ手
段、第２ギヤ手段、及びキャリヤに装着され第１ギヤ手
段と第２ギヤ手段とを接続する複数個の遊星ギヤをそれ
ぞれ有する複合した第１及び第２遊星ギヤセットであっ
て、第１遊星ギヤセットの第２ギヤ手段及び第２遊星ギ
ヤセットの第１ギヤ手段が共通のギヤ部材により構成さ
れており、電気モータ／発電機が第１遊星ギヤセットの
第１ギヤ手段へトルクを供給するようになっており、エ
ンジンが第２遊星ギヤセットの第２ギヤ手段へトルクを
供給するようになっている第１及び第２遊星ギヤセット
と；電気モータ／発電機と第２遊星ギヤセットのキャリ
ヤとの間でトルクを選択的に伝達する手段と；第２遊星
ギヤセットのキャリヤを介して駆動比選択トランスミッ
ション及びエンジンへ又は駆動比選択トランスミッショ
ン及びエンジンからトルクを選択的に伝達する手段と；
第１遊星ギヤセットのキャリヤを選択的に固定する手段
と；駆動比選択トランスミッションを選択的に固定する
手段と；を備えたことである。
【０００８】本発明は、エンジンの補助を受けて又はエ
ンジンの補助を受けずに、エンジン作動付属素子を電気
モータ／発電機で駆動することのできるパワートランス
ミッションを提供する。
【０００９】本発明はまた、エンジン作動付属素子の駆
動を補助するために電気モータ／発電機から得られる慣
性を利用するパワートランスミッションを提供できる。
【００１０】更に、本発明は、電気モータ／発電機が動
力列を介してベルト駆動発電機により得られる発電容量
よりも大きな発電容量を提供できるパワートランスミッ
ションを提供できる。
【００１１】更にまた、本発明は、静かなエンジン始動
が可能で、アイドリング状態においてエンジン負荷のな
いパワートランスミッションを提供できる。
【００１２】本発明は１つのトルク源を提供するエンジ
ンと駆動比選択トランスミッションとを有する車両のた
めの動力列に関する。動力列はエンジンと駆動比選択ト
ランスミッションとの間に位置するパワートランスミッ
ションを含む。好ましい実施例においては、モータ／発
電機はパワートランスミッションに接続され、パワート
ランスミッションがモータ／発電機により得られたトル
クをエンジンにより得られたトルクに対して選択的に加
えたり差し引いたりする（また、逆に、エンジンにより
得られたトルクをモータ／発電機により得られたトルク
に対して選択的に加えたり差し引いたりする）。
【００１３】動力列におけるエンジン及びモータ／発電
機と駆動比選択トランスミッションとの接続はパワート
ランスミッションにより達成される。好ましくは、パワ
ートランスミッションは複合した第１及び第２遊星ギヤ
セットを使用する。第１及び第２遊星ギヤセットはそれ
ぞれ、サンギヤと、リングギヤと、複数個の遊星ギヤと
を有する。遊星ギヤは対応する第１及び第２キャリヤに
装着され、対応する遊星ギヤセットのサンギヤ及びリン
グギヤに接続する。
【００１４】従来の複合遊星ギヤセットを使用すること
もできるが、共通のギヤ部材を第１遊星ギヤセットのリ
ングギヤのみならず第２遊星ギヤセットのサンギヤとし
ても作用させることができない。エンジンは第２遊星ギ
ヤセットのリングギヤ及びキャリヤへ選択的にトルクを
供給できる。
【００１５】好ましくは、モータ／発電機と第１遊星ギ
ヤセットのサンギヤ及び第２キャリヤとの間でトルクを
伝達する手段を設ける。別の手段は駆動比選択トランス
ミッションとエンジンとの間で選択的にトルクを伝達
し、第２キャリヤを介して第２遊星ギヤセットのリング
ギヤとモータ／発電機との間で選択的にトルクを伝達す
る。第１キャリヤは選択的に固定（接地）され、駆動比
選択トランスミッションを選択的に固定する手段を設け
る。
【００１６】本発明により提供されるパワートランスミ
ッションはモータ／発電機により得られたトルクをエン
ジンにより得られたトルクに対して加えたり差し引いた
りして、最も好ましい燃費及び（又は）排気物制御を提
供する。パワートランスミッションはまた、エンジンの
アイドリング時にエンジンに対する付属素子を駆動し、
付属素子の小型化を可能にする。
【００１７】
【実施例】図面、特に図１を参照すると、パワートラン
スミッション１０はエンジン１１からの入力トルク、及
び電気モータ／発電機１４のステータ１３に関して回転
できるロータ１２からの入力トルクを受け取る。
【００１８】パワートランスミッション１０は複合遊星
ギヤセット１５（図１、２）を使用する。複合遊星ギヤ
セット１５については、米国特許第５，２８５，１１１
号明細書に詳細に開示されているので、必要ならそれを
参照されたい。上述の複合遊星ギヤセット１５は共通の
接続ギヤ１６を使用する。接続ギヤ１６の半径方向内側
表面は複数個の歯１８を備え、接続ギヤ１６は複合遊星
ギヤセット１５の第１遊星ギヤセット１９のリングギヤ
として機能できる。接続ギヤ１６はまた複数個の歯２０
を備え、接続ギヤ１６は複合遊星ギヤセット１５の第２
遊星ギヤセット２１のサンギヤとして機能できる。従っ
て、共通の接続ギヤ１６はサンギヤ及びリングギヤとし
て同時に機能する。
【００１９】第１遊星ギヤセット１９を参照すると、共
通の接続ギヤ１６をリングギヤとして機能させる歯１８
はキャリヤ２３に接続した複数個のピニオン即ち遊星ギ
ヤ２２と噛合する。遊星ギヤ２２はサンギヤ２４とも噛
合する。従って、サンギヤ２４、キャリヤ２３に装着し
た遊星ギヤ２２及び共通接続ギヤ１６のギヤ部分として
機能する歯１８は、第１遊星ギヤセット１９を構成す
る。
【００２０】第２遊星ギヤセット２１を参照すると、共
通の接続ギヤ１６を第２遊星ギヤセット２１のサンギヤ
として機能させる歯２０はキャリヤ２３に接続した複数
個のピニオン即ち遊星ギヤ２５と噛合する。遊星ギヤ２
５はリングギヤ２８とも噛合する。従って、共通接続ギ
ヤ１６をサンギヤとして機能させる歯２０、キャリヤ２
６に装着した遊星ギヤ２５及びリングギヤ２８は、第２
遊星ギヤセット２１を構成する。
【００２１】第２遊星ギヤセット２１のリングギヤ２８
は図１にライン（線）２７にて示すトランスミッション
の入力シャフトを介してエンジン１１に恒久的に接続し
ている。ダンパ（図示せず）をリングギヤ２８とエンジ
ン１１との間に設けて、エンジントルクの脈動を減少さ
せることができる。
【００２２】第１遊星ギヤセット１９のサンギヤ２４は
リンク即ちハブ２９を介して電気モータ／発電機１４の
ロータ１２に恒久的に接続されていて、パワートランス
ミッション１０のこれらの２つの素子は一体的に回転す
る。
【００２３】第１遊星ギヤセット１９のキャリヤ２３は
摩擦ブレーキ３１の形をしたトルク伝達装置を介して固
定部３０に選択的に連結される。一方向クラッチ３２は
キャリヤ２３と固定部３０との間に位置していて、キャ
リヤ２３の一方向回転のみを可能にする。
【００２４】共通の接続ギヤ１６は第１及び第２遊星ギ
ヤセット１９、２１の遊星ギヤ２２、２５のみと噛合す
る。
【００２５】第２遊星ギヤセット２１のキャリヤ２６は
第１トルク伝達装置３３を介してロータ１２に選択的に
接続できる。キャリヤ２６はまた、クラッチ３４の形を
した第２のトルク伝達装置を介して第２遊星ギヤセット
２１のリングギヤ２８に選択的に接続できる。更に、キ
ャリヤ２６は図１にライン３７にて示す出力スリーブシ
ャフトに恒久的に固定されている。スリーブシャフト３
７は出力部材を構成するプーリー３５に接続され、この
出力部材により、トルクがチェーン駆動子３６を介して
パワートランスミッション１０から入力プーリー３８へ
伝達される。
【００２６】入力プーリー３８は標準の駆動比選択トラ
ンスミッション３９に接続され、この駆動比選択トラン
スミッションは、周知のように、１以上の遊星ギヤセッ
トを有する。従来と同じように、駆動比選択トランスミ
ッション３９は差動装置４０を介してパワートランスミ
ッション１０を使用する車両の最終駆動シャフト４１
Ａ、４１Ｂに接続できる。
【００２７】パワートランスミッション１０の第２遊星
ギヤセット２１のキャリヤ２６に恒久的に接続したプー
リー３５はブレーキ４２の形をしたトルク伝達装置を介
して固定部３０に選択的に接続できる（選択的に固定さ
れる）。
【００２８】大半の従来の構造においては、付属素子は
エンジンに接続したベルトにより駆動せしめられる。こ
のような付属素子はオイルポンプ、パワーステアリング
ポンプ、トランスミッションオイルポンプ等である。こ
のような付属素子は一般にベルトを介してエンジンによ
り駆動せしめられるので、その作動効率はエンジンの作
動速度に左右される。それ故、付属素子は最低エンジン
速度即ちアイドリング速度で有効に作動するように設計
しなければならない。このように設計しなければ、エン
ジンがアイドリング速度より十分大きな速度即ち通常の
作動範囲の速度で回転しているときのみしか、すべての
付属素子がその十分な機能を果たさない。
【００２９】従来の付属素子はエンジンのアイドリング
時に十分な出力を提供するように設計せねばならなかっ
たので、通常のエンジン作動速度では過大容量を持つこ
ととなる。過大容量の付属素子はコストを必要以上に高
くし、車両の重量及び寸法を必要以上に増大させてしま
う。重量及び寸法が過剰に増大すると、燃費が低下し、
エンジンコンパートメント内が混みあってしまう。
【００３０】本発明のパワートランスミッションは、付
属素子をエンジンから直接に駆動する代わりにパワート
ランスミッションにより駆動することにより、一層小さ
な容量で一層小型の付属素子の使用を可能にする。
【００３１】本発明においては、パワートランスミッシ
ョン１０へ電気モータ／発電機１４を接続することによ
り、付属素子を駆動する。電気モータ／発電機１４の最
低回転速度はアイドリング状態におけるエンジンの回転
速度のほぼ３倍ないし４倍である。エンジン１１がアイ
ドリング速度以上の速度で作動しているとき、付属素子
はエンジン速度にてエンジンにより駆動せしめられる。
また、エンジン１１が作動していないときは、電気モー
タ／発電機１４により付属素子を駆動することができ
る。
【００３２】付属素子駆動手段はエンジン１１のフロン
ト部からエンジンとパワートランスミッション１０の入
力部との間の位置へ移動できる。本発明は自動又は手動
の駆動比選択トランスミッション３９と一緒に使用する
こともできる。
【００３３】図１を参照すると、図示のパワートランス
ミッション１０は、パワーステアリングポンプ５３、空
調コンプレッサ５４、エンジンオイルポンプ５５及びト
ランスミッション流体ポンプ５６の如き付属素子に接続
した付属素子駆動手段５２を具備する。付属素子駆動手
段５２は電気モータ／発電機１４のロータ１２により駆
動せしめられ、第１のトルク伝達装置３３によりハブ２
９を介してサンギヤ２４に接続できる。この構成によ
り、付属素子駆動手段５２を駆動するためにエンジン１
１を利用できる。
【００３４】図示のように、付属素子駆動手段５２の駆
動プーリー５８はチェーン５９を介して付属素子駆動プ
ーリー６０に接続される。プーリー６８、６０の相対直
径を適当に選択することにより、付属素子駆動手段５２
はエンジン速度の１．５倍ないし１０倍の速度で作動で
きる。
【００３５】図３ないし図８に示すレバー解析におい
て、使用する参照番号は図１、２の参照番号を付した部
材に相当する部材を示すものとする。電気モータ／発電
機１４は米国特許第４，８８３，９７３号明細書に開示
された如きシステムを使用して制御することができる。
【００３６】エンジン始動モード 図３を参照すると、パワートランスミッション１０のた
めのレバー解析は電気モータ／発電機１４から得られる
トルクによりエンジン１１を始動するモードを示す。キ
ャリヤ２３、２６は共に対応するトルク伝達装置３１、
４２を介して接地（固定部に固定）され、それ故、これ
らの伝達装置はブレーキとして作用する。このような固
定は、二点鎖線４５にて示す駐車レバーを介してブレー
キ３１、４２を同時に作動させることにより行う。この
ようにキャリヤ２３、２６を固定することにより、電気
モータ／発電機１４とエンジン１１のクランクシャフト
（トランスミッションの入力シャフト２７に接続された
もの又はこれと同価のもの）との間に所定の速度比を確
立できる。
【００３７】各遊星ギヤセット１９、２１のサンギヤと
リングギヤの相対歯数を適当に選択することにより、約
４：１程度の速度比を得ることができる。この速度比は
電気モータ／発電機のトルクを支配する。この構成によ
り、静かなエンジン始動を行うことができる。
【００３８】パワートランスミッションの駐車モード又
はニュートラルモードを使用したときにのみ、このよう
な方法でエンジン１１を始動できること明らかである。
発電機の大きな出力も駐車モード又はニュートラルモー
ドにおいて利用できる。電気モータ／発電機１４によっ
てあるトルクを提供することにより、ギヤのガタツキを
阻止し、クランクシャフトの脈動を減少させることがで
きる。エンジン１１により駆動されないオイルポンプを
使用した場合、駐車モード又はニュートラルモードにお
いて、エンジンを始動させるために、ブレーキ４８及び
自動トランスミッションのブレーキやクラッチ（トラン
スミッションの入力部を固定するトルク伝達装置）を作
動させることができる。パワートランスミッション１０
に使用する自動トランスミッションの作動は駐車モード
又はニュートラルモードからドライブモードへのシフト
を実行することにより行われる。
【００３９】駐車レバー４５を操作することによりキャ
リヤ２３、２６の固定を解除したとき、発電機の磁界が
小さくなる。
【００４０】始動モードの変形例としては、ドッグクラ
ッチの形をしたトルク伝達装置の代わりに、図５に示す
ような摩擦クラッチ型式のトルク伝達装置４８を使用す
る。この構成によれば、運転手が車両のドアを開いたと
きに電気モータ／発電機１４を付勢してエンジンのオイ
ルポンプ５５、トランスミッションの流体ポンプ５６及
びパワーステアリングポンプ５３を駆動するスイッチ
（図示せず）を組み込むことにより、エンジン１１及び
パワートランスミッション１０の事前潤滑を行うことが
できる。キャリヤ２３上の一方向クラッチ３２はオーバ
ーランする。エンジン１１は摩擦クラッチ４８を係合さ
せることにより始動せしめられる。この摩擦クラッチ４
８は電気モータ／発電機１４のトルクの約２倍のキャリ
ヤ反動トルクを保持できるものでなければならない。
【００４１】この実施例では、付属素子が完全に作動し
ている状態でエンジン１１を停止させることができ、駐
車モード又はドライブモードでエンジンを始動させるこ
とができる。ドライブレンジ位置では、自動トランスミ
ッションにおいて、車両推進のために適正なクラッチを
チャージし、キャリヤ２６（トランスミッションの入力
部）上で反力を保持するのに十分な圧力を使用ブレーキ
に加える必要がある。
【００４２】手動トランスミッションにおいては、クラ
ッチペダルを解除し、キャリヤ２６上で反力を保持する
のに十分な圧力をブレーキに加えることにより、エンジ
ンを始動できる。自動トランスミッションを用いてドラ
イブモードでエンジン１１を始動させる場合、キャリヤ
２６のための反力はスリーブシャフト３７の回転を阻止
するようにトランスミッション内で２つ以上の摩擦素子
を適用することにより得ることができる。
【００４３】車両推進モード 推進モードは上述の米国特許第５，２８５，１１１号明
細書に詳細に開示されているが、本発明全体の理解を容
易にするために再度説明しておく。
【００４４】エンジンが運転中で推進モードのときに
は、リングギヤ２８及びこれに取り付けた部材のフライ
ホイール慣性はエンジンのクランクシャフトに対して正
の方向及び負の方向に作用する。ロータ１２及びこれに
取り付けた部材のフライホイール慣性は一方向クラッチ
３２を介して正の方向即ち前進方向にのみ作用し、アイ
ドリング振動を減少させながら、エンジン速度を維持す
るに必要なエネルギを減少させる。特に図５を参照する
と、パワートランスミッション１０のためのレバー解析
は車両の推進モードを示す。推進には２つの方法を使用
できる。第１の方法、即ちヘビー（重）スロットル／慣
性アシスト方法では、推進クラッチとしてトルク伝達装
置３３を使用する。例えば、エンジン１１が６００ＲＰ
Ｍで回転作動し、電気モータ／発電機１４のロータ１２
が２，３００ＲＰＭで回転しているとき（３．８６の
比）、アクセルペダルを踏む。反力は一方向クラッチ３
２を介して固定部３０へ伝達される。
【００４５】エンジン１１は車両を加速するように作動
する。電気モータ／発電機１４も加速されるが、トルク
伝達装置３３を適用して、制御された割合で電気モータ
／発電機１４を減速させる。エンジン１１はその速度を
維持し、推進開始時に、ロータ１２の慣性によるトルク
がエンジン１１によるトルクに加えられる。トルク伝達
装置３３の両側の速度差が減少すると、電気モータ／発
電機１４のトルクが増大し、同期速度ロックアップへの
適用のための制御された割合を維持する。
【００４６】パワートランスミッション１０により車両
を推進させる第２の方法は、軽ないし中スロットル／発
電機反力推進方法である。軽ないし中スロットル／発電
機反力推進は、一方向クラッチ３２を介して推進反力を
固定部３０へ導き、固定部３０に対する電気的なブレー
キ反力の下に電気モータ／発電機１４により速度を制御
することによって、達成される。エンジン１１が６００
ＲＰＭで回転作動し、電気モータ／発電機１４のロータ
１２が２，３００ＲＰＭで回転しているとき、アクセル
ペダルを踏む。反力は一方向クラッチ３２を介して固定
部３０へ伝達され、エンジン１１は車両を加速するよう
に作動する。これにより、電気モータ／発電機１４の回
転は通常加速される。
【００４７】しかし、ステータ１３の場を逆転して電気
モータ／発電機１４を電気ブレーキとして作用させるこ
とにより、電気モータ／発電機１４を減速できる。この
モータ／発電機反力はバッテリーを充電するために使用
され、車両の加速の割合を制御する。このようにして、
車両推進中、最大作動効率を提供し所望の排気物減少を
達成するために、スロットルの適用度合いを少なくした
状態で所望の加速を行うことができる。トルク伝達装置
３３は同期速度及び最善の相互作用を得るように調整し
たモータ／発電機トルク、又はその近傍の速度及びトル
クにて適用できる。
【００４８】ブレーキ４８の形をしたブリッジング（橋
渡し）トルク伝達装置を一方向クラッチ３２と並列に設
けて、トルク伝達装置３３を適用しない場合にトルクの
逆転を行うことができる（すなわち、電場の逆転をシミ
ュレートし、再生制動を行うことができる）。すなわ
ち、車両が停止するときに、電気モータ／発電機１４の
ロータ１２はエンジン１１の速度の３倍ないし４倍の速
度でエンジンと同じ方向に回転する。この相対速度差に
より、車両推進のための反力及び（トルク伝達装置３３
を作動させたときに感じる）不当なジャーキングを実質
上排除するトルクが得られる。
【００４９】いずれの場合も、エンジン１１の始動後、
ブレーキ４８を解除し、自動駆動トランスミッション又
は手動ギヤトランスミッションの場合は、電気モータ／
発電機１４が付属素子駆動手段５２を作動させ、クラン
クシャフトのトルクスパイクを減少させ、ギヤのガタツ
キを阻止するために一定トルクをギヤセットに供給し、
トランスミッションの入力部で所望量のクリープトルク
を提供する。自動推進モードにおいて手動トランスミッ
ションを用いた場合、クラッチペダルはこれを踏むまで
効力を発揮しない。
【００５０】トルク伝達装置３３を介して電気モータ／
発電機１４をスリーブシャフト３７及びトランスミッシ
ョンの入力シャフト２７に接続した場合は、付属素子駆
動手段５２の回転速度は出力プーリー３５の回転速度と
同じになる。
【００５１】モータ／発電機結合モード 図６を参照すると、トランスミッション１０のためのレ
バー解析は、トルク伝達装置３３が係合し、出力トルク
比がエンジン１１からのトルクに対して例えば１．５：
１から１．７５８６：１へ増大した後のモータ／発電機
結合モードを示す。この状態において、電気モータ／発
電機１４のトルクはエンジン１１の増大したトルクに対
して加えられたり差し引かれたりする。電気モータ／発
電機１４により制御される軸方向の合成トルクは、最良
の燃費及び所望の排気物流出を得るためにエンジンのス
ロットル開度を最適に選択することにより、所望の最良
性能を保証する。
【００５２】エンジン結合モード 図７を参照すると、パワートランスミッション１０のた
めのレバー解析はエンジントルク伝達装置（クラッチ）
３４を適用した場合の複合遊星ギヤセット１５の状態を
示す。トルク比はエンジントルクに対して１．７８６：
１から１：１へ変化する。このトルク比変更中、及びそ
の後のすべてのトランスミッション比の変更中、電気モ
ータ／発電機１４を使用して、シフト又はクラッチ３４
の適用の前後及びその期間中に軸方向のトルクをバイア
スし、妨害を減少させる。
【００５３】再生モード 図４を参照すると、パワートランスミッション１０のた
めのレバー解析は再生モードを示す。このモードでは、
最大のエネルギ回復を得るために、減速中にクラッチ３
４の係合を解除し、最終駆動シャフト４１に結合したま
まのスリーブシャフト３７に対する電気モータ／発電機
１４の結合を維持するようにトルク伝達装置（クラッ
チ）３３を係合させた状態で作動しているときに、エネ
ルギを回復できる。エンジン１１の速度は減少する。し
かし、運転手が車両を加速したい場合に電気モータ／発
電機１４を補助（アシスト）するためには、エンジン１
１の速度を増大させなければならない。
【００５４】本発明のパワートランスミッション１０は
再生モードで作動しているときに２つのトルク比が得ら
れるようにする。例えば、エンジン１１の速度が増大し
た場合、一方向クラッチ３２は固定部３０に対して反作
用を行い、遊星ギヤセット１９、２１のサンギヤとリン
グギヤとの相対歯数が上述のものと同じであると仮定す
れば、１．７５８６：１の動力比が自動的に得られる。
一方、クラッチ３４を再度適用した場合、１：１の動力
比となる。
【００５５】減速中、装置の作動は運転手による入力及
びバッテリーチャージの状態により決まる。最大チャー
ジが必要な場合は、パワートランスミッション１０が電
気モータ／発電機１４を駆動し、最大出力を提供する。
最小チャージが必要な場合は、パワートランスミッショ
ン１０は、装置が使用ブレーキと組み合わされる前に、
最適のトルクレンジで電気モータ／発電機１４を駆動す
る。使用ブレーキ時間又はブレーキ温度が過剰になった
場合、クラッチ３４が係合し、エンジンブレーキを提供
する。
【００５６】モータ／発電機単独モード 図４のレバー解析にて示すように、電気モータ／発電機
１４によりパワートランスミッション１０のみを介して
車両を駆動するときに、制限された性能を利用する。
【００５７】手動トランスミッション（オプション） 上述のパワートランスミッション１０は手動比制御装置
と一緒に使用できる。手動比制御装置を用いてのエンジ
ン１１の始動は自動駆動比装置の場合と同じである。す
なわち、反作用のために両方のキャリヤ２３、２６を固
定しなければならない。
【００５８】モータ／発電機結合モード及びエンジン結
合モード中は、手動駆動比選択トランスミッション３９
による作動は自動駆動比選択トランスミッションの場合
と同じである。クラッチ３４、３３を適用したとき、２
つの手動シフト方法を利用できる。第１の方法では、エ
ンジンクラッチ３４及びモータ／発電機クラッチ３３の
双方が手動クラッチペダル制御に切り換えられ、従来周
知のシンクロナイザによりギヤ同期が得られる。代わり
に、クラッチ３４をペダル制御に切り換えてもよい。ク
ラッチ３４をペダルで作動させクラッチ３３を係合させ
る場合、電気モータ／発電機１４はスリーブシャフト３
７の全速度にわたって正確な制御を提供する。しかし、
手動駆動比選択トランスミッションのシフトレバーを次
のドライブ選択ゲート内へ移動させたとき、電気モータ
／発電機１４が規制され、選択した駆動比に必要な同期
速度を提供する。トランスミッションのシンクロナイザ
を省くことにより、入力差動装置のコストを減少させる
ことができる。
【００５９】第２の方法では、クラッチ３３をまず手動
シーケンシャル制御し、次いでクラッチ３４を制御す
る。
【００６０】再生モードでのパワートランスミッション
１０の使用は、自動駆動比選択トランスミッションにつ
いて既述した方法と同じ方法で手動駆動比選択トランス
ミッションを使用することにより達成される。手動駆動
比選択トランスミッションを使用した場合のモータ／発
電機単独モードにおける作動は、車両の停止状態から推
進中まで、クラッチ３３を適用した状態の電気モータ／
発電機１４により提供される。代わりに、手動で適用さ
れたクラッチ３３により電気モータ／発電機１４を回転
させて、電気モータ／発電機１４のロータ１２の慣性及
びこれに関連するフライホイールの慣性によるトルクを
利用できる。
【００６１】全体の同期が不可能な場合は、ギヤチェン
ジのためにクラッチ３３を解除する必要がある。また、
車両を後退させるためにはトランスミッションの後進ギ
ヤ配列が必要となる。
【００６２】通常の巡行作動においては、エンジン１１
は主動力源となり、電気モータ／発電機１４は、ギヤチ
ェンジを行わない追い越しや登坂の如き車両の要求に応
じた付加的な動力を提供する。電気モータ／発電機１４
は、車両が坂を下っているときや減速しているときとき
に動力を回復することにより所望のバッテリーチャージ
を提供するように制御される。最善の燃費及び改善した
エンジン排気物流出を得るためにエンジンスロットルを
操作するような制御を使用することもできる。電気後進作動 図８を参照すると、クラッチ５１の形をしたブリッジン
グトルク伝達装置がパワートランスミッション１０から
エンジン１１を完全に切り離す手段を提供することが分
かる。後進駆動作動は、クラッチ３４及びブレーキ４８
の双方を係合させ、トランスミッション内で前進速比
（好ましくは、１速比）を選択することにより、行われ
る。従って、エンジン１１が不作動になった場合、電気
モータ／発電機１４が付属素子駆動手段５２を作動し続
ける場合と同じ方法で電気モータ／発電機を使用するこ
とにより、車両を運動させることができる。
【００６３】ハイブリッド型式のトランスミッションに
よる付属素子の駆動 図５は、エンジン１１が停止した状態での付属素子駆動
手段５２を示す。エンジンを再始動させるためには、ス
リーブシャフト３７を固定しなければならない。電気モ
ータ／発電機１４によりトランスミッションの流体ポン
プ５６を含む付属素子を駆動する場合、圧力を維持して
ブレーキ４８を適用し、遊星ギヤセット１９のための反
力を発生させる。遊星ギヤセット２１のための反力はス
リーブシャフト３７により提供され、エンジン１１は電
気モータ／発電機１４により駆動せしめられる。
【００６４】上述の説明から、当業者にとっては、通常
エンジンにより作動される付属素子を電気モータ／発電
機で駆動できるように設計した遊星ギヤセット及びクラ
ッチ／ブレーキを使用するパワートランスミッションが
提供されること明らかである。
【００６５】本発明は、電気モータ／発電機により大な
る効率で付属素子を作動させることができるばかりか本
発明の目的を達成できるパワートランスミッションを提
供できることも明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る動力列を示す概略構成図である。
【図２】図１の２−２線に沿って見た図１の動力列のパ
ワートランスミッションの複合遊星ギヤセットの拡大平
面図である。
【図３】エンジン始動モードにおける図１のパワートラ
ンスミッションのレバー解析図である。
【図４】図３と同様の図であるが、再生モードにおける
パワートランスミッションのレバー解析図である。
【図５】図３と同様の図であるが、車両推進モードにお
けるパワートランスミッションのレバー解析図である。
【図６】図３と同様の図であるが、モータ／発電機結合
モードにおけるパワートランスミッションのレバー解析
図である。
【図７】図３と同様の図であるが、エンジン結合モード
におけるパワートランスミッションのレバー解析図であ
る。
【図８】図３と同様の図であるが、後進モードにおける
パワートランスミッションのレバー解析図である。
【符号の説明】
１０ パワートランスミッション １１ エンジン １４ 電気モータ／発電機 １６ 共通接続ギヤ １９、２１ 遊星ギヤセット ２２、２５ 遊星ギヤ ２３、２６ リングギヤ ２４ サンギヤ ２８ リングギヤ ３１ 摩擦ブレーキ ３２ 一方向クラッチ ３３、３４ トルク伝達装置 ３９ 駆動比選択トランスミッション ４２ ブレーキ ５２ 付属素子駆動手段 ５３、５４、５５、５６ 付属素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 35/00 Ａ 9242−3Ｊ 37/02 Ｃ 9242−3Ｊ 37/06 Ｄ 9242−3Ｊ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トルク源を提供するエンジン（１１）及
    び駆動比選択トランスミッション（３９）を有する車両
    のための動力列において、 パワートランスミッション（３９）と；上記パワートラ
    ンスミッションに接続した電気モータ／発電機（１４）
    と；上記パワートランスミッションに接続した付属素子
    駆動手段（５２）と；を有することを特徴とする動力
    列。
  2. 【請求項２】 上記付属素子駆動手段（５２）が上記エ
    ンジン（１１）と上記駆動比選択トランスミッション
    （３９）との間に位置決め可能であることを特徴とする
    請求項１の動力列。
  3. 【請求項３】 上記付属素子駆動手段（５２）が、上記
    エンジン（１１）のアイドリング状態において同エンジ
    ンの１．５倍ないし１０倍の速度で駆動せしめられるこ
    とを特徴とする請求項１又は２の動力列。
  4. 【請求項４】 上記付属素子駆動手段（５２）が、車両
    運動中は上記エンジン（１１）の速度と同じ速度で駆動
    せしめられることを特徴とする請求項１ないし３のいず
    れかに記載の動力列。
  5. 【請求項５】 上記付属素子駆動手段（５２）が、上記
    エンジン（１１）の停止時には上記電気モータ／発電機
    （１４）により駆動せしめられることを特徴とする請求
    項１ないし４のいずれかに記載の動力列。
  6. 【請求項６】 付属素子（５３−５６）を更に備え、こ
    れらの付属素子が、上記付属素子駆動手段（５２）によ
    り駆動せしめられ、上記エンジンのアイドリング速度よ
    り大きなエンジン速度で作動するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
    動力列。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の動
    力列のためのパワートランスミッションにおいて、 第１ギヤ手段（２４、１６）、第２ギヤ手段（１６、２
    ８）、及びキャリヤ（２３、２６）に装着され上記第１
    ギヤ手段と上記第２ギヤ手段とを接続する複数個の遊星
    ギヤ（２２、２５）をそれぞれ有する複合した第１遊星
    ギヤセット（１９）及び第２遊星ギヤセット（２０）で
    あって、第１遊星ギヤセットの第２ギヤ手段及び第２遊
    星ギヤセットの第１ギヤ手段が共通のギヤ部材（１６）
    により構成されており、電気モータ／発電機（１４）が
    第１遊星ギヤセットの第１ギヤ手段へトルクを供給する
    ようになっており、エンジンが第２遊星ギヤセットの第
    ２ギヤ手段へトルクを供給するようになっている第１及
    び第２遊星ギヤセットと；上記電気モータ／発電機と上
    記第２遊星ギヤセットのキャリヤとの間でトルクを選択
    的に伝達する手段（３３）と；上記第２遊星ギヤセット
    のキャリヤを介して駆動比選択トランスミッション（３
    ９）及びエンジンへ又は同駆動比選択トランスミッショ
    ン及びエンジンからトルクを選択的に伝達する手段（３
    ４）と；上記第１遊星ギヤセットのキャリヤを選択的に
    固定する手段（３１、３２）と；上記駆動比選択トラン
    スミッションを選択的に固定する手段（４２）と；を備
    えたことを特徴とするパワートランスミッション。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれかに記載の動
    力列を介して付属素子を駆動する方法において、 エンジン（１１）を始動することなく電気モータ／発電
    機（１４）を作動させる工程と；上記電気モータ／発電
    機により付属素子駆動手段（５２）を駆動する工程と；
    を有することを特徴とする駆動方法。
  9. 【請求項９】 上記エンジン（１１）を始動する工程
    と；上記エンジンをアイドリング状態で作動させる工程
    と；上記電気モータ／発電機（１４）により上記付属素
    子駆動手段（５２）を駆動し続ける工程と；を有するこ
    とを特徴とする請求項８の駆動方法。
  10. 【請求項１０】 上記エンジン（１１）を始動する工程
    と；上記エンジンをアイドリング速度以上の速度で作動
    させる工程と；上記エンジンにより上記付属素子駆動手
    段（５２）を駆動する工程と；を有することを特徴とす
    る請求項８の駆動方法。
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