JP6611933B2

JP6611933B2 - ダイナミッククラッチを有するハイブリッド全輪駆動システム

Info

Publication number: JP6611933B2
Application number: JP2018521116A
Authority: JP
Inventors: パン、ズィーヘン; ペン、フエイ; ラヴィ、ニキール
Original assignee: Robert Bosch GmbH; University of Michigan
Current assignee: Robert Bosch GmbH; University of Michigan
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: CN108349367A; US10940750B2; EP3368360A4; WO2017075148A1; US20180290534A1; EP3368360A1; CN108349367B; EP3368360B1; JP2019500259A

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１５年１０月２７日に出願された米国仮出願第６２／２４６，７４４号、及び２０１５年１０月２７日に出願された米国仮出願第６２／２４６，７５３号の利益を主張し、それらの出願の全開示が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、ダイナミッククラッチを有するハイブリッド全輪駆動システムに関する。

本項では、本開示に関する背景情報を提供するが、それらは必ずしも先行技術とは限らない。本項において開示の概要を提供するが、開示の全範囲又は開示の全ての特徴の包括的開示ということではない。

本教示は、２段遊星歯車（ＰＧ）装置に共に繋がっている、全電動モータ及び内燃エンジンを組み合わせた駆動装置を採用した、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型ハイブリッド車両を提供する。
これは、遊星歯車装置を使用したマルチモード、パワースプリット型ハイブリッドであり、この構成によって、プリウス等のように、良好な燃費を実現できることが分かっている。唯１つの出力シャフトを有する従来のパワースプリット型ハイブリッド車両とは異なり、本教示は、直接繋がっている２つの出力シャフトを有する。重負荷又は軽負荷用途に不可欠な機能であるＡＷＤが、発進、牽引、勾配等において高性能に実現される。性能が最大となるように、２つの出力シャフトにおいて独立したトルク制御が可能である。本教示は、パワースプリット型ハイブリッド設計を通じて燃費を最大にすると同時に、他よりも優れた性能を実現できる。これは、これまでのハイブリッド車両設計と比較して大きな利点である。

更なる適用可能領域は、本明細書に提供される説明から明らかになるであろう。本概要の説明及び具体的な例は、例示することのみを目的として意図しており、本開示の範囲を限定することは意図していない。

本明細書で説明される図面は、可能性のある全ての実施態様ではなく、選択した実施例を例示することのみを目的としており、本開示の範囲を限定することは意図していない。

図１Ａは、本発明の構成部材を組み込んだ、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型設計を含むパワートレインの概略図である。図１Ｂは、図１Ａに示したパワートレインの動作特性の幾つかを示す動作モード表である。図２Ａは、本発明の構成部材を組み込んだ、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型設計を含むパワートレインの概略図である。図２Ｂは、図２Ａに示したパワートレインの動作特性の幾つかを示す動作モード表である。図３Ａは、本発明の構成部材を組み込んだ、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型設計を含むパワートレインの概略図である。図３Ｂは、図３Ａに示したパワートレインの動作特性の幾つかを示す動作モード表である。図４Ａは、本発明の構成部材を組み込んだ、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型設計を含むパワートレインの概略図である。図４Ｂは、図４Ａに示したパワートレインの動作特性の幾つかを示す動作モード表である。図５Ａは、本発明の構成部材を組み込んだ、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型設計を含むパワートレインの概略図である。図５Ｂは、図５Ａに示したパワートレインの動作特性の幾つかを示す動作モード表である。図６Ａは、本発明の構成部材を組み込んだ、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型設計を含むパワートレインの概略図である。図６Ｂは、図６Ａに示したパワートレインの動作特性の幾つかを示す動作モード表である。図７Ａは、本発明の構成部材を組み込んだ、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型設計を含むパワートレインの概略図である。図７Ｂは、図７Ａに示したパワートレインの動作特性の幾つかを示す動作モード表である。図８Ａは、本発明の構成部材を組み込んだ、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型設計を含むパワートレインの概略図である。図８Ｂは、図８Ａに示したパワートレインの動作特性の幾つかを示す動作モード表である。

対応する参照符号は、図面の複数の図を通して対応する部品を示す。

以下、添付図面を参照し、例示的実施例をより詳細に説明する。

例示的実施例は、十分な開示となり、当業者にその範囲が十分に伝わるように提供される。本開示の実施例が完全に理解できるように、具体的な部品、装置、方法の例等、多くの具体的な詳細を示す。当業者には、具体的な詳細を採用する必要がないこと、例示的実施例が多くの様々な形態で具体化できること、そしてそのどちらについても本開示の範囲を制限すると解釈すべきでないことが、明らかであろう。幾つかの例示的実施例において、周知の工程、周知の装置構造、及び周知の技術は、詳細には説明していない。

本明細書で使用する用語は、特定の例示的実施例を説明するためだけのものであり、限定することを意図していない。本明細書で使用されているように、単数形は、その文脈において明確な指示がない限り、複数形も含むことを意図することができる。用語「備えている」、「備えた」、「含む」、及び「有する」は、包括的であり、従って、これらの用語は、記載された特徴、構成要件、ステップ、操作、要素、及び／又は部品の存在を規定するが、１つ以上の他の特徴、構成要件、ステップ、操作、要素、部品、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を除外しない。本明細書に記載の方法のステップ、工程、及び操作は、実行順序として具体的に特定されていない限り、必ずしも説明した又は図示した特定の順序で実行することが必要であると解釈すべきではない。付加的又は代替のステップを採用してもよいことも理解されたい。

ある要素又は層が他の要素又は層に「接触して」、「接続されて」、「連結されて」、又は「結合されて」いると言及する場合、その要素又は層は、他方の要素又は層に直接的に、接続して、結合されて、連結されて、結合されている場合もあるが、介在する要素または層が存在する場合もある。一方、ある要素が、他の要素又は層に、「直接接触して」、「直接接続されて」、「直接連結されて」、又は「直接結合して」いると言及されている場合は、介在する要素又は層は存在しなくてもよい。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉も同様に解釈すべきである（例えば、「間」と「間に直接的に」、「隣接する」と「直接隣接する」等）。本明細書に使用されているように、用語「及び／又は」は、関連する列挙された項目の１つ以上の任意の組合せ及び全ての組合せを含む。

本明細書中、種々の要素、部品、領域、層、及び又は部分を説明するために、第１の、第２の、第３の等の用語が使用される場合があるが、これらの要素、部品、領域、層、及び又は部分はこれらの用語によって制限されるべきではない。これらの用語は、１つの要素、部品、領域、層、又は部分を、他の領域、層、又は部分から区別するためのみに使用できる。「第１の」、「第２の」、及び他の数値的な用語は、本明細書で使用されるとき、文脈によって明確な指示がない限り、順番又は順序を意味しない。従って、以下に説明される第１の要素、部品、領域、層、又は部分は、例示的実施例の教示から逸脱せずに第２の要素、部品、領域、層、部分と称することができる。

「内側」、「外側」、「下に」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」等の空間的な相対関係を表す用語は、本明細書中において、図に示されるような、１つの要素又は特徴の、他の要素又は特徴に対する関係を表す説明を容易にするために使用することができる。空間的な相対関係を表す用語は、図中に描かれた姿勢に加えて、装置の使用中又は操作中の異なる姿勢を含むことを意図することができる。例えば、図中の装置がひっくり返されると、他の要素又は特徴の「下方」又は「下に」と説明された要素が、この場合、これらの他の要素又は特徴の「上方」の方向になる。従って、例としての用語「下方」は、上方と下方の両方の方向を含むことができる。装置は他の方向に向いてもよく（９０度の回転、又は他の方向）、本明細書で使用される空間的相対関係を表す記述語はそれに応じて解釈することができる。

本明細書中に概説した本教示の原理によって、２段遊星歯車（ＰＧ）装置２０，２２に共に繋がっている全電動モータ１４，１６及び内燃エンジン１８を組み合わせた駆動装置１２を採用した、全輪駆動（ＡＷＤ）、マルチモード、パワースプリット型ハイブリッド車両１０が提供される。これは、遊星歯車装置を使用したマルチモード、パワースプリット型ハイブリッドであり、この構成の型は、プリウス等のように、良好な燃費を実現できることが知られている。唯１つの出力シャフトを有する従来のパワースプリット型ハイブリッド車両とは異なり、本教示は、車両１０の少なくとも１つの前輪３２に結合されたフロントシャフト２８、及び車両１０の少なくとも１つの後輪３４に結合されたリアシャフト３０を駆動するために直接繋がっている、フロント出力シャフト２４及びリア出力シャフト２６の２つの出力シャフトを有する。重負荷又は軽負荷用途に不可欠な機能であるＡＷＤが、発進、牽引、勾配等において高性能に実現される。性能が最大となるように、２つの出力シャフト３６，３８において独立したトルク制御が可能である。本教示は、パワースプリット型ハイブリッド設計を通じて燃費を最大にすることを維持すると同時に、便りも優れた性能を実現できる。これは、これまでのハイブリッド車両設計と比較して大きな利点である。

本教示の車両１０は、様々な動作モードを有することができ、動作モードには、パワースプリットモード、純粋な電動モード、及びパラレルモードを含むがこれらに限定されない。その動作は、様々な環境に基づいて最適化が可能である。

全ての実施例において、車両は前輪３２と後輪３４とを備える。ガソリン内燃エンジン１８並びに電動モータ１４及び１６が、２段遊星歯車（ＰＧ）装置に繋がっている。各実施例では、３つのクラッチが使用されている。
［１の例示的実施例の説明］

図１Ａを参照し、パワートレイン駆動装置１２を示す。エンジン１８は第１の遊星歯車機構２０のリングギアに動作可能に連結され、一方、電動モータ１４は第１の遊星歯車機構２０のサンギアに連結され、モータ１６は第２の遊星歯車機構２２のサンギアに連結されている。

ダイナミッククラッチ３６は、第１の遊星歯車機構２０のキャリア及び第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。ダイナミッククラッチ３８は、第１の遊星歯車機構２０のサンギア及び第２の遊星歯車機構２２のリングギアに繋がっている。ブレーキクラッチ４０は、第１の遊星歯車機構２０のキャリアに繋がっている。第２の遊星歯車機構２２のリングギアは前輪３２に出力し、一方、第２の遊星歯車機構２２のサンギアは後輪３４に出力する。ダイナミクスクラッチ３６及び３８の状態が、ブレーキクラッチ４０と共に、本システムの動作モードを定義する。図１Ｂに動作モード表を示す。

本教示では、クラッチ３６が接続され、一方、その他２つのクラッチ３８，４０が切断されている場合、パワースプリットモードが採用される。エンジン１８及びモータ１４が共に、前輪３２及び後輪３４を駆動する。モータ１６は、後輪３４の出力を制御／調整する。これは、これらが直接繋がっているためである。一般に、２つの出力シャフト２４及び２６の回転速度は同じである。エンジン１８の回転速度は、所望の制御動作によって変化可能である。

また、本教示では、クラッチ３８が接続され、一方、その他２つのクラッチ３６，４０が切断されている場合、純粋な電動モードが採用される。モータ１４は前輪３２を直接駆動し、一方、モータ１６は後輪３４を制御する。エンジン１８は、車輪速度から自由になり、停止することができる。車両は２つの電動モータ１４，１６のみによってＡＷＤ駆動され、従って電動車両として動作する。

また、本教示では、クラッチ４０が接続され、一方、クラッチ３６及び３８が切断されている場合、後輪駆動（ＲＷＤ）でのシリーズモードが採用される。モータ１６は、後輪３４の出力を制御／調整する。モータ１４はエンジン１８に連結され、エンジン動力によって発電する発電機として動作している。

また、本教示では、クラッチ３６及び３８が接続され、一方、クラッチ４０が切断されている場合、パラレルモードが採用される。エンジン１８並びに電動モータ１４及び１６の全ての動力部品が、２つの出力シャフト２４及び２６を駆動しており、これらの部品は、２つの出力シャフトと同じ回転速度を有する。エンジン１８の動作状態は、作動トルクを変化させることによって変化可能である。本モードでは、車両は、パラレル型ハイブリッドのように動作する。

また、本教示では、エンジン１８が作動中に車両が後退可能な動作モードが採用される。ブレーキクラッチ４０及びクラッチ３８が接続され、クラッチ３６が切断されている。エンジン１８及びモータ１４が前輪３２を駆動している。後退の場合、前輪３２が負の回転速度を有していても、エンジン１８は、ブレーキクラッチ４０の接続によって正方向に回転する。モータ１６は、後輪３４を個別に駆動する。
［第２の例示的実施例の説明］

図２Ａを参照し、パワートレイン駆動装置１２を示す。エンジン１８は第１の遊星歯車機構２０のリングギアに動作可能に連結され、一方、電動モータ１４は第１の遊星歯車機構２０のサンギアに連結され、モータ１６は第２の遊星歯車機構２２のリングギアに連結されている。

ダイナミッククラッチ３６は、第１の遊星歯車機構２０のキャリア及び第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。ダイナミッククラッチ３８は、第１の遊星歯車機構２０のサンギア及び第２の遊星歯車機構２２のサンギアに繋がっている。ブレーキクラッチ４０は、第１の遊星歯車機構２０のキャリアに繋がっている。第２の遊星歯車機構２２のサンギアは前輪３２に出力し、一方、第２の遊星歯車機構２２のリングギアは後輪３４に出力する。ダイナミクスクラッチ３６及び３８の状態が、ブレーキクラッチ４０と共に、本システムの動作モードを定義する。図２Ｂに動作モード表を示す。

また、本教示では、エンジン１８が作動中に車両が後退可能な動作モードが採用される。ブレーキクラッチ４０及びクラッチ３８が接続され、クラッチ３６が切断されている。エンジン１８及びモータ１４が前輪３２を駆動している。後退の場合、前輪３２が負の回転速度を有していても、エンジン１８は、ブレーキクラッチ４０の接続によって正方向に回転する。モータ１６は、後輪３４を個別に駆動する。
［第３の例示的実施例の説明］

図３Ａを参照し、パワートレイン駆動装置１２を示す。エンジン１８は第１の遊星歯車機構２０のサンギアに動作可能に連結され、一方、電動モータ１４は第１の遊星歯車機構２０のリングギアに連結され、モータ１６は第２の遊星歯車機構２２のサンギアに連結されている。

ダイナミッククラッチ３６は、第１の遊星歯車機構２０のキャリア及び第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。ダイナミッククラッチ３８は、第１の遊星歯車機構２０のリングギア及び第２の遊星歯車機構２２のリングギアに繋がっている。ブレーキクラッチ４０は、第１の遊星歯車機構２０のキャリアに繋がっている。第２の遊星歯車機構２２のリングギアは前輪３２に出力し、一方、第２の遊星歯車機構２２のサンギアは後輪３４に出力する。ダイナミクスクラッチ３６及び３８の状態が、ブレーキクラッチ４０と共に本システムの動作モードを定義する。図３Ｂに動作モード表を示す。

また、本教示では、エンジン１８が作動中に車両が後退可能な動作モードが採用される。ブレーキクラッチ４０及びクラッチ３８が接続され、クラッチ３６が切断されている。エンジン１８及びモータ１４が前輪３２を駆動している。後退の場合、前輪３２が負の回転速度を有していても、エンジン１８は、ブレーキクラッチ４０の接続によって正方向に回転する。モータ１６は、後輪３４を個別に駆動する。
［第４の例示的実施例の説明］

図４Ａを参照し、パワートレイン駆動装置１２を示す。エンジン１８は第２の遊星歯車機構２２のサンギアに動作可能に連結され、一方、電動モータ１４は第２の遊星歯車機構２２のリングギアに連結され、モータ１６は第１の遊星歯車機構２０のリングギアに連結されている。

ダイナミッククラッチ３６は、第１の遊星歯車機構２０のキャリア及び第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。ダイナミッククラッチ３８は、第１の遊星歯車機構２０のサンギア及び第２の遊星歯車機構２２のリングギアに繋がっている。ブレーキクラッチ４０は、第１の遊星歯車機構２０のキャリアに繋がっている。第１の遊星歯車機構２０のサンギアは前輪３２に出力し、一方、第１の遊星歯車機構２０のリングギアは後輪３４に出力する。ダイナミクスクラッチ３６及び３８の状態が、ブレーキクラッチ４０と共に、本システムの動作モードを定義する。図４Ｂに動作モード表を示す。

また、本教示では、エンジン１８が作動中に車両が後退可能な動作モードが採用される。ブレーキクラッチ４０及びクラッチ３８が接続され、クラッチ３６が切断されている。エンジン１８及びモータ１４が前輪３２を駆動している。後退の場合、前輪３２が負の回転速度を有していても、エンジン１８は、ブレーキクラッチ４０の接続によって正方向に回転する。モータ１６は、後輪３４を個別に駆動する。
［第５の例示的実施例の説明］

図５Ａを参照し、パワートレイン駆動装置１２を示す。エンジン１８は第１の遊星歯車機構２０のキャリアに動作可能に連結され、一方、電動モータ１４は第２の遊星歯車機構２２のリングギアに連結され、モータ１６は第１の遊星歯車機構２０のリングギアに連結されている。

ダイナミッククラッチ３６は、第１の遊星歯車機構２０のサンギア及び第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。ダイナミッククラッチ３８は、第１の遊星歯車機構２０のキャリア及び第２の遊星歯車機構２２のリングギアに繋がっている。ブレーキクラッチ４０は、第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。第２の遊星歯車機構２２のサンギアは前輪３２に出力し、一方、第１の遊星歯車機構２０のリングギアは後輪３４に出力する。ダイナミクスクラッチ３６及び３８の状態が、ブレーキクラッチ４０と共に、本システムの動作モードを定義する。図５Ｂに動作モード表を示す。

また、本教示では、クラッチ３８が接続され、一方、クラッチ３６及び４０が切断されている場合、後輪駆動（ＲＷＤ）でのシリーズモードが採用される。モータ１６は、後輪３４の出力を制御／調整する。モータ１４はエンジン１８に連結され、エンジン動力によって発電する発電機として動作している。

また、本教示では、クラッチ４０が接続され、一方、その他２つのクラッチ３６，３８が切断されている場合、純粋な電動モードが採用される。モータ１４は前輪３２を直接駆動し、一方、モータ１６は後輪３４を制御する。エンジン１８は、車輪速度から自由になり、停止することができる。車両は２つの電動モータ１４，１６のみによってＡＷＤ駆動され、従って電動車両として動作する。

また、本教示では、クラッチ３６及び４０が接続され、一方、クラッチ３８が切断されている場合、別のパラレルモードが採用される。エンジン１８及び電動モータ１６が、エンジン対出力速度比０．６７で、後輪３４を駆動する。電動モータ１４は、前輪３２を駆動する。エンジン１８の動作状態は、作動トルクを変化させることによって変化可能である。

また、本教示では、エンジン１８が作動中に車両が後退可能な動作モードが採用される。ブレーキクラッチ４０及びクラッチ３８が接続され、クラッチ３６が切断されている。エンジン１８及びモータ１４が前輪３２を駆動している。この後退の場合、前輪３２が負の回転速度を有していても、エンジン１８は、ブレーキクラッチ４０の接続によって正方向に回転する。モータ１６は、後輪３４を個別に駆動する。
［第６の例示的実施例の説明］

図６Ａを参照し、パワートレイン駆動装置１２を示す。エンジン１８は第１の遊星歯車機構２０のキャリアに動作可能に連結され、一方、電動モータ１４は第２の遊星歯車機構２２のサンギアに連結され、モータ１６は第１の遊星歯車機構２０のリングギアに連結されている。

ダイナミッククラッチ３６は、第１の遊星歯車機構２０のサンギア及び第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。ダイナミッククラッチ３８は、第１の遊星歯車機構２０のキャリア及び第２の遊星歯車機構２２のサンギアに繋がっている。ブレーキクラッチ４０は、第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。第２の遊星歯車機構２２のリングギアは前輪３２に出力し、一方、第１の遊星歯車機構２０のリングギアは後輪３４に出力する。ダイナミクスクラッチ３６及び３８の状態が、ブレーキクラッチ４０と共に、本システムの動作モードを定義する。図６Ｂに動作モード表を示す。

本教示では、クラッチ３６が接続され、一方、その他２つのクラッチ３８，４０が切断されている場合、パワースプリットモードが採用される。エンジン１８及びモータ１４が共に、前輪３２及び後輪３４を駆動する。モータ１６は、後輪３４の出力を制御／調整する。これは、これらが直接繋がっているためである。一般に、２つの出力シャフト２４及び２６の回転速度は同じである。エンジン１８の回転速度は、所望の制御動作によって、変化可能である。

また、本教示では、エンジン１８が作動中に車両が後退可能な動作モードが採用される。ブレーキクラッチ４０及びクラッチ３８が接続され、クラッチ３６が切断されている。エンジン１８及びモータ１４が前輪３２を駆動している。この後退の場合、前輪３２が負の回転速度を有していても、エンジン１８は、ブレーキクラッチ４０の接続によって正方向に回転する。モータ１６は、後輪３４を個別に駆動する。
［第７の例示的実施例の説明］

図７Ａを参照し、パワートレイン駆動装置１２を示す。エンジン１８は第１の遊星歯車機構２０のキャリアに動作可能に連結され、一方、電動モータ１４は第２の遊星歯車機構２２のリングギアに連結され、モータ１６は第１の遊星歯車機構２０のサンギアに連結されている。

ダイナミッククラッチ３６は、第１の遊星歯車機構２０のリングギア及び第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。ダイナミッククラッチ３８は、第１の遊星歯車機構２０のキャリア及び第２の遊星歯車機構２２のリングギアに繋がっている。ブレーキクラッチ４０は、第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。第２の遊星歯車機構２２のサンギアは前輪３２に出力し、一方、第１の遊星歯車機構２０のサンギアは後輪３４に出力する。ダイナミクスクラッチ３６及び３８の状態が、ブレーキクラッチ４０と共に、本システムの動作モードを定義する。図７Ｂに動作モード表を示す。

また、本教示では、クラッチ３６及び４０が接続され、一方、クラッチ３８が切断されている場合、別のパラレルモードが採用される。エンジン１８及び電動モータ１６が、エンジン対出力速度比０．３３で、後輪３４を駆動する。電動モータ１４は、前輪３２を駆動する。エンジン１８の動作状態は、作動トルクを変化させることによって変化可能である。

また、本教示では、エンジン１８が作動中に車両が後退可能な動作モードが採用される。ブレーキクラッチ４０及びクラッチ３８が接続され、クラッチ３６が切断されている。エンジン１８及びモータ１４が前輪３２を駆動している。この後退の場合、前輪３２が負の回転速度を有していても、エンジン１８は、ブレーキクラッチ４０の接続によって正方向に回転する。モータ１６は、後輪３４を個別に駆動する。
［第８の例示的実施例の説明］

図８Ａを参照し、パワートレイン駆動装置１２を示す。エンジン１８は第１の遊星歯車機構２０のキャリアに動作可能に連結され、一方、電動モータ１４は第２の遊星歯車機構２２のサンギアに連結され、モータ１６は第１の遊星歯車機構２０のサンギアに連結されている。

ダイナミッククラッチ３６は、第１の遊星歯車機構２０のリングギア及び第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。ダイナミッククラッチ３８は、第１の遊星歯車機構２０のキャリア及び第２の遊星歯車機構２２のサンギアに繋がっている。ブレーキクラッチ４０は、第２の遊星歯車機構２２のキャリアに繋がっている。第２の遊星歯車機構２２のリングギアは前輪３２に出力し、一方、第１の遊星歯車機構２０のサンギアは後輪３４に出力する。ダイナミクスクラッチ３６及び３８の状態が、ブレーキクラッチ４０と共に、本システムの動作モードを定義する。図８Ｂに動作モード表を示す。

また、本教示では、エンジン１８が作動中に車両が後退可能な動作モードが採用される。ブレーキクラッチ４０及びクラッチ３８が接続され、クラッチ３６が切断されている。エンジン１８及びモータ１４が前輪３２を駆動している。この後退の場合、前輪３２が負の回転速度を有していても、エンジン１８は、ブレーキクラッチ４０の接続によって正方向に回転する。モータ１６は、後輪３４を個別に駆動する。

個々には例示しないが、図１の本発明は、当業者の知識に基づき、様々に変更又は改造された形態で実現可能である。例えば、遊星歯車機構２０及び２２のギア比は変更可能であり、また、エンジン１８並びにモータ１４及び１６等の部品の大きさは、種々の設計要求に対して調整することができる。

各実施例の上記説明は、例示及び説明を目的として提供したものであり、網羅的であること、又は開示を限定することを意図するものではない。特定の実施例の個々の要素又は特徴は、一般にその特定の実施例に限定されず、適用可能な場合には、交換可能であり、また、具体的に提示又は記載がない場合でも、選択された実施例において使用可能である。また、これらは、多くの方法で変形可能である。このような変形は、開示からの逸脱とみなすべきではなく、このような変更は、開示の範囲内に含むことを意図している。

Claims

前輪と、
後輪と、
出力を供給する内燃エンジンと、
出力を供給する第１の電動モータと、
出力を供給する第２の電動モータと、
それぞれがリングギア、サンギア、複数のピニオンギア、及びキャリアを有する一対の遊星歯車装置であって、それぞれが、前記内燃エンジン、第１の電動モータ、及び前記第２の電動モータの少なくとも１つに動作可能に結合され、前記出力を、前記前輪及び前記後輪の少なくとも１つに伝達する、一対の遊星歯車装置であって、前記内燃エンジンは、前記一対の遊星歯車装置のうち第１の遊星歯車装置の前記リングギア、前記一対の遊星歯車装置のうち第２の遊星歯車装置の前記サンギア、又は前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアの１つに動作可能に接続される一対の遊星歯車装置と、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第１のダイナミッククラッチと、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第２のダイナミッククラッチと、
前記第１及び前記第２の一対の遊星歯車装置のうち、一方の前記キャリアを選択的に繋ぐブレーキクラッチと
を備え、前記内燃エンジンが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に連結され、
前記第１の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に結合され、
前記第２の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に結合され、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアが、前記前輪に、出力を伝達し、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアが、前記後輪に、出力を伝達する、
ハイブリッド全輪駆動システム。
前記第１のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアに、選択的に結合し、
前記第２のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアに、選択的に結合し、
ブレーキクラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、選択的に繋ぐ、
請求項１に記載のハイブリッド全輪駆動システム。
前輪と、
後輪と、
出力を供給する内燃エンジンと、
出力を供給する第１の電動モータと、
出力を供給する第２の電動モータと、
それぞれがリングギア、サンギア、複数のピニオンギア、及びキャリアを有する一対の遊星歯車装置であって、それぞれが、前記内燃エンジン、第１の電動モータ、及び前記第２の電動モータの少なくとも１つに動作可能に結合され、前記出力を、前記前輪及び前記後輪の少なくとも１つに伝達する、一対の遊星歯車装置であって、前記内燃エンジンは、前記一対の遊星歯車装置のうち第１の遊星歯車装置の前記リングギア、前記一対の遊星歯車装置のうち第２の遊星歯車装置の前記サンギア、又は前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアの１つに動作可能に接続される一対の遊星歯車装置と、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第１のダイナミッククラッチと、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第２のダイナミッククラッチと、
前記第１及び前記第２の一対の遊星歯車装置のうち、一方の前記キャリアを選択的に繋ぐブレーキクラッチと
を備え、前記内燃エンジンが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に連結され、
前記第１の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に結合され、
前記第２の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に結合され、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアが、前記前輪に、出力を伝達し、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアが、前記後輪に、出力を伝達する、
ハイブリッド全輪駆動システム。
前記第１のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアに、選択的に結合し、
前記第２のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアに、選択的に結合し、
ブレーキクラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、選択的に繋ぐ、
請求項３に記載のハイブリッド全輪駆動システム。
前輪と、
後輪と、
出力を供給する内燃エンジンと、
出力を供給する第１の電動モータと、
出力を供給する第２の電動モータと、
それぞれがリングギア、サンギア、複数のピニオンギア、及びキャリアを有する一対の遊星歯車装置であって、それぞれが、前記内燃エンジン、第１の電動モータ、及び前記第２の電動モータの少なくとも１つに動作可能に結合され、前記出力を、前記前輪及び前記後輪の少なくとも１つに伝達する、一対の遊星歯車装置と、
前記一対の遊星歯車装置のうち第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第１のダイナミッククラッチと、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第２のダイナミッククラッチと、
前記第１及び前記第２の一対の遊星歯車装置のうち、一方の前記キャリアを選択的に繋ぐブレーキクラッチと
を備え、
前記内燃エンジンが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に連結され、
前記第１の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に結合され、
前記第２の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に結合され、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアが、前記前輪に、出力を伝達し、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアが、前記後輪に、出力を伝達する、
ハイブリッド全輪駆動システム。
前記第１のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアに、選択的に結合し、
前記第２のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアに、選択的に結合し、
ブレーキクラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、選択的に繋ぐ、
請求項５に記載のハイブリッド全輪駆動システム。
前輪と、
後輪と、
出力を供給する内燃エンジンと、
出力を供給する第１の電動モータと、
出力を供給する第２の電動モータと、
それぞれがリングギア、サンギア、複数のピニオンギア、及びキャリアを有する一対の遊星歯車装置であって、それぞれが、前記内燃エンジン、第１の電動モータ、及び前記第２の電動モータの少なくとも１つに動作可能に結合され、前記出力を、前記前輪及び前記後輪の少なくとも１つに伝達する、一対の遊星歯車装置であって、前記内燃エンジンは、前記一対の遊星歯車装置のうち第１の遊星歯車装置の前記リングギア、前記一対の遊星歯車装置のうち第２の遊星歯車装置の前記サンギア、又は前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアの１つに動作可能に接続される一対の遊星歯車装置と、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第１のダイナミッククラッチと、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第２のダイナミッククラッチと、
前記第１及び前記第２の一対の遊星歯車装置のうち、一方の前記キャリアを選択的に繋ぐブレーキクラッチと
を備え、前記内燃エンジンが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に連結され、
前記第１の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に結合され、
前記第２の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に結合され、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアが、前記前輪に、出力を伝達し、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアが、前記後輪に、出力を伝達する、
ハイブリッド全輪駆動システム。
前記第１のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアに、選択的に結合し、
前記第２のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアに、選択的に結合し、
ブレーキクラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、選択的に繋ぐ、
請求項７に記載のハイブリッド全輪駆動システム。
前輪と、
後輪と、
出力を供給する内燃エンジンと、
出力を供給する第１の電動モータと、
出力を供給する第２の電動モータと、
それぞれがリングギア、サンギア、複数のピニオンギア、及びキャリアを有する一対の遊星歯車装置であって、それぞれが、前記内燃エンジン、第１の電動モータ、及び前記第２の電動モータの少なくとも１つに動作可能に結合され、前記出力を、前記前輪及び前記後輪の少なくとも１つに伝達する、一対の遊星歯車装置であって、前記内燃エンジンは、前記一対の遊星歯車装置のうち第１の遊星歯車装置の前記リングギア、前記一対の遊星歯車装置のうち第２の遊星歯車装置の前記サンギア、又は前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアの１つに動作可能に接続される一対の遊星歯車装置と、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第１のダイナミッククラッチと、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第２のダイナミッククラッチと、
前記第１及び前記第２の一対の遊星歯車装置のうち、一方の前記キャリアを選択的に繋ぐブレーキクラッチと
を備え、前記内燃エンジンが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアに、動作可能に連結され、
前記第１の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に結合され、
前記第２の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に結合され、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアが、前記前輪に、出力を伝達し、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアが、前記後輪に、出力を伝達する、
ハイブリッド全輪駆動システム。
前記第１のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアに、選択的に結合し、
前記第２のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアに、選択的に結合し、
ブレーキクラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアを、選択的に繋ぐ、
請求項９に記載のハイブリッド全輪駆動システム。
前輪と、
後輪と、
出力を供給する内燃エンジンと、
出力を供給する第１の電動モータと、
出力を供給する第２の電動モータと、
それぞれがリングギア、サンギア、複数のピニオンギア、及びキャリアを有する一対の遊星歯車装置であって、それぞれが、前記内燃エンジン、第１の電動モータ、及び前記第２の電動モータの少なくとも１つに動作可能に結合され、前記出力を、前記前輪及び前記後輪の少なくとも１つに伝達する、一対の遊星歯車装置であって、前記内燃エンジンは、前記一対の遊星歯車装置のうち第１の遊星歯車装置の前記リングギア、前記一対の遊星歯車装置のうち第２の遊星歯車装置の前記サンギア、又は前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアの１つに動作可能に接続される一対の遊星歯車装置と、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第１のダイナミッククラッチと、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第２のダイナミッククラッチと、
前記第１及び前記第２の一対の遊星歯車装置のうち、一方の前記キャリアを選択的に繋ぐブレーキクラッチと
を備え、
前記内燃エンジンが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアに、動作可能に連結され、
前記第１の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に結合され、
前記第２の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に結合され、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアが、前記前輪に、出力を伝達し、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアが、前記後輪に、出力を伝達する、
ハイブリッド全輪駆動システム。
前記第１のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアに、選択的に結合し、
前記第２のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアに、選択的に結合し、
ブレーキクラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアを、選択的に繋ぐ、
請求項１１に記載のハイブリッド全輪駆動システム。
前輪と、
後輪と、
出力を供給する内燃エンジンと、
出力を供給する第１の電動モータと、
出力を供給する第２の電動モータと、
それぞれがリングギア、サンギア、複数のピニオンギア、及びキャリアを有する一対の遊星歯車装置であって、それぞれが、前記内燃エンジン、第１の電動モータ、及び前記第２の電動モータの少なくとも１つに動作可能に結合され、前記出力を、前記前輪及び前記後輪の少なくとも１つに伝達する、一対の遊星歯車装置であって、前記内燃エンジンは、前記一対の遊星歯車装置のうち第１の遊星歯車装置の前記リングギア、前記一対の遊星歯車装置のうち第２の遊星歯車装置の前記サンギア、又は前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアの１つに動作可能に接続される一対の遊星歯車装置と、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第１のダイナミッククラッチと、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第２のダイナミッククラッチと、
前記第１及び前記第２の一対の遊星歯車装置のうち、一方の前記キャリアを選択的に繋ぐブレーキクラッチと
を備え、
前記内燃エンジンが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアに、動作可能に連結され、
前記第１の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアに、動作可能に結合され、
前記第２の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に結合され、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアが、前記前輪に、出力を伝達し、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアが、前記後輪に、出力を伝達する、
ハイブリッド全輪駆動システム。
前記第１のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアに、選択的に結合し、
前記第２のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアに、選択的に結合し、
ブレーキクラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアを、選択的に繋ぐ、
請求項１３に記載のハイブリッド全輪駆動システム。
前輪と、
後輪と、
出力を供給する内燃エンジンと、
出力を供給する第１の電動モータと、
出力を供給する第２の電動モータと、
それぞれがリングギア、サンギア、複数のピニオンギア、及びキャリアを有する一対の遊星歯車装置であって、それぞれが、前記内燃エンジン、第１の電動モータ、及び前記第２の電動モータの少なくとも１つに動作可能に結合され、前記出力を、前記前輪及び前記後輪の少なくとも１つに伝達する、一対の遊星歯車装置であって、前記内燃エンジンは、前記一対の遊星歯車装置のうち第１の遊星歯車装置の前記リングギア、前記一対の遊星歯車装置のうち第２の遊星歯車装置の前記サンギア、又は前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアの１つに動作可能に接続される一対の遊星歯車装置と、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第１のダイナミッククラッチと、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置を、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置に、選択的に結合する第２のダイナミッククラッチと、
前記第１及び前記第２の一対の遊星歯車装置のうち、一方の前記キャリアを選択的に繋ぐブレーキクラッチと
を備え、
前記内燃エンジンが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアに、動作可能に連結され、
前記第１の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に結合され、
前記第２の電動モータが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアに、動作可能に結合され、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記リングギアが、前記前輪に、出力を伝達し、
前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記サンギアが、前記後輪に、出力を伝達する、
ハイブリッド全輪駆動システム。
前記第１のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記リングギアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアに、選択的に結合し、
前記第２のダイナミッククラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第１の遊星歯車装置の前記キャリアを、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記サンギアに、選択的に結合し、
ブレーキクラッチが、前記一対の遊星歯車装置のうち前記第２の遊星歯車装置の前記キャリアを、選択的に繋ぐ、
請求項１５に記載のハイブリッド全輪駆動システム。
ステム。