JP2001522012A - 自動車用複合推進装置 - Google Patents
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Abstract
Description
スミッションと、内燃機関のシャフトとトランスミッションの入力シャフトとの
間のクラッチ手段と、内燃機関の電気式始動モータとして機能するとともに発電
機として機能する電気機器であってステータとロータとを含む回転可能で可逆型
の電気機器とを含む型式の装置に関する。
(典型的には交流発電機)を持ち、これらは別々の電気機器によって構成されて
いる。
気機器が内燃機関に設けられていて、その電気機器は始動モータおよび発電機と
して機能する。
シャフトに配置されている。これらのシャフトは、遊星歯車のような速度低減装
置を含んだベルト式あるいはチェーン式のトランスミッション装置によって、連
結されている。この速度低減装置が電気機器のシャフトと内燃機関のシャフトと
の間の回転速度を減少させて、内燃機関の始動時に上記電気機器は始動モータと
して機能する。
う点で有利である。しかしながら、電気機器と内燃機関との間のトランスミッシ
ョン装置によって、この既知装置は決定的な状況となっている。
自動車の運動エネルギーの回収や、電気牽引のみを使用して自動車の動きを有効
にする可能性や、燃料消費と公害排出物質を減少させるための「停止と発進」戦
略の実施などの幾つかの付加的機能を為すことができる上記型式の推進装置を製
造することにある。
て達成される。すなわち、電気機器は、内燃機関とトランスミッションとの間に
挿間されると共に、内燃機関のシャフトおよびトランスミッションの入力シャフ
トと同軸に搭載され、クラッチ手段は、上記電気機器のロータと上記トランスミ
ッションとの間の結合を制御するための第1クラッチと、上記電気機器のロータ
と上記内燃機関のシャフトとの間の結合を制御するための第2クラッチとを含み
、上記第1と第2のクラッチは、互いに独立していて選択的に制御できることを
特徴とする推進装置によって、上記目的が達成される。
細な説明から添付の図面を参照して明確になる。
わちクランクケース3を含んでいる。
例えば内燃機関2のシャフト4と同軸の入力シャフト5を有するギヤボックスを
含んでいる。
る。このグループは、以下の説明によって明かになるが、好ましくは3相タイプ
の可逆式の電気機器と1対の摩擦係合装置を含んでいる。
ボディすなわち半シェル(半分の外板)8と9とから形成されている。
、開口部10を有している。開口部10では、上記ボディ8の中に伸びているト
ランスミッションの入力シャフト6が、回転可能に支持されている。
、周縁スリーブ9aの内には可逆電気機器のスタータ11が、複数の巻線12を
保持して固定されている。フライホイール13は、中間機能グループ7に面して
エンジンシャフト4の端部に結合されている。このフライホイールは、機能グル
ープ7のボディすなわち半シェル9とエンジン2のボディすなわちクランクケー
ス3との間に形成された空間の中に延在する。シャフト部14は、エンジンシャ
フト4と同軸であり、フライホイール13の中央部分から伸びている。シャフト
14の端部14aは、周縁長手方向に複数の溝を有する。同様に、トランスミッ
ション5の入力軸の端部6aは、周縁長手方向に複数の溝を有する。
、横断壁9bの周縁はスリーブ9aに接続されている。この壁9bはその中央に
管状のハブ9cを形成し、ハブ9cの中にシャフト14が伸びている。支持ボデ
ィ15はボディ9の壁9bの後部に固定される。上記支持ボディ15はまたハブ
15aを形成する。ハブ15aは、シャフト14を囲み、ハブ9cと同軸であっ
てハブ9cの内側に存在する。支持軸受16は外側からハブ9c上に取付けられ
ている。
。図示の実施例では、このロータはC字状の断面の外部輪状ボディ18を含み、
内部ボディ19に固定されている。この後者(内部ボディ19)は、外側が輪状
となったスリーブ19aと、半径方向中間部19bと、ハブの形をした半径方向
最内側輪状部19cとを有し、支持軸受16上に回転可能に取付けられている。
置は20と21で示されている。以下の説明によって明らかになるが、クラッチ
20は、電気機器のロータ17とトランスミッションの入力シャフト6との間の
結合を制御する。一方、他方のクラッチ21は、このロータと内燃機関のシャフ
ト4との間の結合を制御する。
ってハブ24に接続されたディスク22を含む。上記ハブ24は、溝付きカップ
リングを用いてトランスミッション5の入力シャフト6の端部6aに取付けられ
ている。したがって、ハブ24はこのシャフトと共に回転するように固定されて
いるが、シャフトに対して軸方向に移動可能である。
1のもの(摩擦ライニング25)はスラストリング27に面し、第2のもの(摩
擦ライニング26)は電気機器のロータ17と共に回転するように固定された輪
状要素28に面している。
27はトランスミッションの入力シャフト6の範囲内に配置されている。制御ス
リーブ30は、上記シャフトと同軸のスリーブ30aに滑動可能に取付けられて
いて、このスラストリング27と既知の方法で協働する。
に連結する機械式あるいは油圧式のトランスミッション装置によって、制御され
る。
ブ32に接続されたディスク31を含む。付随の摩擦ライニング34と35はデ
ィスク31の両面に塗布される。一方はリング28に面し、他方は、電気機器の
ロータ17と共に回転するように固定されたスラストリング36に面する。
取付けられており、したがって、内燃機関のシャフト4と共に回転するように固
定されている。しかしながら、スリーブ32はシャフト4に対して軸方向に移動
可能である。
シャフト14の周囲に配置されて適当なピン38によってロータ17のボディ1
9に保持されている。このスプリングはスラストスプリング36をディスク31
の摩擦ライニング35に係合させる。
スト軸受はスリーブ30c上で滑動できる。スリーブ30cは、ボディ9のハブ
9cの内側にあって、スプリング37に対してスラストリング36の反対側に取
付けられている。
との間に載置される。輪状ピストン40は、シャフト14と同軸な輪状シートす
なわちチャンバ41に、液密な状態で滑動できるように取付けられている。
40の背後のチャンバ41の中に開口している。管43は、通路42に接続され
、油圧流体の供給を可能にしている。油圧流体がピストン40をスプリング37
の方向に滑動させて、このスプリングによって摩擦係合装置21を開く。
図示されていない電気装置によって制御される。
れらの内で最も重要なものは、以下に述べる。
態にする。すなわち、クラッチ21は開となっていて、噛み合い位置はニュート
ラル(中立)になっている。これらの条件の下では、電気機器のロータ17は、
モータホイールとエンジン2のシャフト4の両方ともに連結していない。次に、
電気機器は、電源(自動車に搭載されたバッテリと付随のインバータ)に接続さ
れて、電気モータとして機能する。一旦、ロータ16が或る回転速度(既知のセ
ンサによって検知され得る1条件である)に達すると、制御ユニットは管43へ
の供給される圧力を解放させて、摩擦係合装置21はスプリング37によって閉
にされる。こうして、ロータ17は、内燃機関のシャフト4と結合されて、内燃
機関を始動させる。
って結合するために、摩擦係合装置20を閉にすると、自動車は動き出す。
上記電気機器は、車中の様々な電気装置や電子装置に電気を供給する発電機とし
て機能し、自動車に搭載されたバッテリが十分な充電レベルに維持されるのを保
証する。
置20が閉となり摩擦係合装置21が開となるように、配置され得る。この状況
では、トランスミッション5のシャフト6が電気機器のロータ17を回転させる
。これらの条件の下では、電気モータはブレーキとして機能し、電気エネルギー
を発生させる。このようにして、自動車の運動エネルギーを幾らか回収できる。
いは排気ガスの放出を避けねばならない地域を通過するとき、電気牽引力を利用
して自動車を移動させることができる。純粋に電気によって移動させるためには
、推進装置に付随した制御ユニットは、摩擦係合装置21を開にする。この電気
機器に自動車のバッテリからのエネルギーを供給することができ、摩擦係合装置
20が閉じた状態では、電気機器は、トランスミッションと結合した電気モータ
として機能する。
チを切ることができる。摩擦係合装置21は開いており、一方、クラッチ20は
通常閉じている。次に、動き出すためには、この内燃機関を上述のように再スタ
ートさせる。
ャフト4と共に回転するように固定され、また、実際に、このシャフトに結合し
た補充フライホイールを構成する。
エンジン台を通して自動車のボディに伝わって振動を引き起こす。
じる自動車の構造体に伝達される振動は、電気モータのトルクを適当に制御する
ことによって補償することができる。すなわち、エンジンシャフト4が加速傾向
にあるときは、このシャフトに捩れて固定されたロータ17がシャフトを遅らせ
るようにして、内燃機関のサイクルと適切に同期させて制御する。逆の場合もま
た同じようにして行う。
言及して既述した部品や要素と同一または同等なものには、同じ参照番号を使用
して言及する。
質的に異なっている。
ループ7に面する。しかしながら、このホイールは、もはや図1のシャフト部分
14を形成していない。
る横断壁を有し、中に支持軸受16が配置されたハブ9cを形成する。
ィ18を含んでいる。シャフト44は、内燃機関のシャフト4およびトランスミ
ッションのシャフト6と同軸であって、内部ボディ19の中央部分に固定されて
いる。シャフト44の端部は、トランスミッション5に面し、内部ディスク部4
5と接続している。この内部ディスク部45に、可撓性結合装置33を介してリ
ング28が接続し、リング28は摩擦係合装置20のディスク22の摩擦ライニ
ング26に面している。このディスク22は、挿間された可撓性カップリングな
しで、スリーブ24に直接固定されている。
が液密状態で滑動できるように支持ボディ15に取付けられている。
し、ハブ19cは支持ボディ15に向かって延在している。支持軸受16は、こ
のハブ19cと電気機器の支持ボディ9のハブ9cとの間に挿間されている。ス
ラスト軸受39は、ロータのシャフト44の周りに滑動可能に取付けられ、ロー
タのボディ19を貫通する複数のスラストピン46とピストン40との間に軸方
向に配置され、摩擦係合装置21のカップスプリング37の半径方向最内側部に
係合している。このスプリング37の周縁部は、ロータのボディ19に固定され
たリング47に係合している。
ル13との間に位置している。このスラストリングはリング47に対して滑動可
能に取付けられている。それ(スラストリング36)は溝付きのカップリングを
用いてリング47に取り付けられている。摩擦係合装置21の摩擦ライニング3
4,35は輪状のディスク31によって保持され、ディスク31はフライホイー ル13の外周に接続されていて、それ(フライホイール13)に対して軸方向に
限定された動きができる。
17がエンジン2のシャフト4に異なって接続されている点にある。図2による
装置では、このカップリングは、可撓性のある弾性カップリングジョイントを用
いずに形成されており、このことは非常に動的な変化のあるトルクをより良好に
展開させ得る。このことは、例えば上述の「アクティブフライホイール」の機能
においては特に有利である。
参照番号が付与されている。
ブ48が内燃機関2のシャフト4に固定され、支持軸受16はハブ48の中に配
置されている。フライホイール13はハブ48の外側表面から伸びている。成形
されたリング51はトランスミッション5のハブ48の端部に固定され、トラン
スミッション5と面している。
リーブ19aとディスク部19bとシャフト44とを有する内部ボディ19が外
周輪状ボディ18に固定されている。シャフト44は、挿間された支持軸受16
を用いて、内燃機関のシャフト4のハブ48に係合している。シャフト44は、
トランスミッション5に面する軸方向延長部44aを有する。リング49は、挿
間された支持軸受52を用いて、シャフト44のこの延長部44a上に取付けら
れている。
0によって一緒に結合されて、2塊体のフライホイールを形成する。
ニング26に面する。このディスク22は、挿間された可撓性カップリングを用
いずに、スリーブ24に直接取付けられる。
装置21は、ロータと一緒に回転するように固定されて摩擦ライニング34と3
5とが両側に設けられた輪状のディスク31を含む。
スラストリング36はフライホイール13とロータ17のボディ19との間に軸
方向に移動可能に配置されている。カップスプリング37はスラストリング36
に付随している。そのスプリングの半径方向最内側部は、ボルト53の端部を押
圧する。ボルト53は、フライホイール13の半径方向最内側部に形成された対
応開口部を貫いて、軸方向に滑動可能に取り付けられている。ボルト53の他端
は成形加工された輪状要素54を押圧し、その反対側では複数のピストン40が
作動する。これらのピストンは支持ボディ15の内側に取付けられ、支持ボディ
15は電気機器の支持ボディとして機能する半シェル9の壁9bに固定されてい
る。
例に言及して述べられたものと実質的に同じである。
7は、非常に限定された寸法で製造され得る。
ッション5との間で組立てる前に試験をすることができる。この予め組立てられ
た機器は異なる種類の内燃機関および/または異なる種類のトランスミッション
と接続され得る。
にエネルギー効率の改善および燃料消費や排気ガスの放出における懸著な減少を
容易にさせる。
な例として記載され例証されたものに対して広範に変化し得るものであるが、こ
れによって添付のクレームにおいて定義された発明の範囲から逸脱するというこ
とはない。
に定義された種類の装置に関する。
う点で有利である。しかしながら、電気機器と内燃機関との間のトランスミッシ
ョン装置によって、この既知装置は決定的な状況となっている。 DE-A-33 20 950は、請求項1の前提部分に定義された装置を開示し
ている。この従来の装置において、エンジンシャフトにはこれに固定されるフラ
イホイールが設けられていない。分離フライホイール部材が、電気機器のロータ
に永続的に固定され、2つのクラッチの内の1つを介してエンジンシャフトに選
択的に結合される。上記ロータは回転するようにエンジンシャフトによって支持
されている。
と持つ推進装置を用いて達成される。 本発明の更なる特徴と利点は、純粋に非制限的な例として与えられた次の詳細
な説明から添付の図面を参照して明確になる。
Claims (9)
- 【請求項1】 内燃機関(2)と、 トランスミッション(5)と、 上記内燃機関(2)のシャフト(4)と上記トランスミッション(5)の入力
シャフト(6)との間のクラッチ手段(20,21)と、 上記内燃機関(2)の電気式始動モータとして機能するとともに発電機として
機能し、ステータ(11)とロータ(17)を含む型式の回転可能で可逆式の電
気機器(11,17)とを含む自動車用の推進装置において、 上記電気機器(11,17)は、上記内燃機関(2)と上記トランスミッショ
ン(5)との間に挿間され、上記内燃機関(2)の上記シャフト(4)および上
記トランスミッション(5)の上記入力シャフト(6)と同軸に搭載され、 上記クラッチ手段は、上記電気機器の上記ロータ(17)と上記トランスミッ
ション(5)との間の結合を制御するための第1クラッチ(20)と、上記電気
機器の上記ロータ(17)と上記内燃機関(2)の上記シャフト(4)との間の
結合を制御するための第2クラッチ(21)とを含み、 上記第1と第2のクラッチ(20,21)は、選択的に制御可能であって互い
に独立していることを特徴とする推進装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、上記クラッチ(20,21
)は摩擦係合装置であることを特徴とする装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の装置において、上記第2クラッチ
(21)は電気流体圧的に制御される型式のものであることを特徴とする装置。 - 【請求項4】 請求項2または3に記載の装置において、各クラッチ(20
,21)は、摩擦材料(25,26,34,35)のライニングが設けられた付
随するディスク(22,31)と、軸方向に移動可能な付随するスラストリング
(27,36)と、上記ディスクに対して上記スラストリングの反対側に位置し
て上記電気機器のロータ(17)によって回転する付随の接合部材(29,49,
28,47,13)とを含んでいることを特徴とする装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の装置において、上記クラッチ(20,21
)は、一方のクラッチと他方のクラッチ(20,21)のディスク(22,31
)と協働する単一の接合部材要素(28,図1)を含んでいることを特徴とする
装置。 - 【請求項6】 請求項4と5に記載の装置において、フライホイール(13
)は内燃機関(2)のシャフト(4)に接続され、上記第2クラッチ(21)の
ディスク(31)は上記フライホイール(13,図2)に固定されていることを
特徴とする装置。 - 【請求項7】 請求項4に記載の装置において、上記電気機器の上記ロータ
(17)は、上記内燃機関(2)のシャフト(4)に対して同軸かつ回転可能に
取り付けられたシャフト(44)に接続された第1ボディ(19)と、弾性手段
(50)によって上記ロータの上記第1ボディ(19)に結合される第2ボディ
(49)とを含んで、上記第1ボディ(19)と上記第2ボディ(49)とが一
緒になって2つの塊体のフライホイール(図3)を形成していることを特徴とす
る装置。 - 【請求項8】 請求項4と7に記載の装置において、 フライホイール(13)は内燃機関(2)のシャフト(4)に接続され、 上記第2クラッチ(21)の上記ディスク(31)は、付随するスラストリン
グと、上記第2クラッチ(21)に対する接合要素として機能するフライホイー
ル(13,図3)との間に挿間されることを特徴とする装置。 - 【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか1つに記載の装置において、上記
電気機器(11,17)は3相式のものであることを特徴とする装置。
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