JP6727141B2 - オフセットされた電気機械を有するハイブリッドトランスミッション、及びギアチェンジの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、一方に運転用内燃機関、他方に電気機械を備える、自動車用のハイブリッドトランスミッションの分野に関する。

より正確には、本発明の目的は、内燃機関と運転用電気機械とが設けられ、内燃機関のクランクシャフト及び電気機械に接続解除クラッチなしに接続された２つの同軸のプライマリシャフトと、ディファレンシャルによって車両の車輪に接続されたセカンダリシャフトと、プライマリシャフトからセカンダリシャフトへと運動を伝達するシャフトとを備える、自動車用のハイブリッドトランスミッションである。

本発明の別の目的は、プライマリシャフト上の３ポジション連結装置、セカンダリシャフト上の３ポジション連結装置、及び伝達シャフト上の３ポジション連結装置を用いて、こうしたトランスミッションのギアチェンジを制御する方法である。

ハイブリッドトランスミッションの主な利点は、車両の動的ドライブトレインが、内燃機関及び電気モータという２つのエネルギー源から恩恵を受け得ることである。これらからのトルク出力は、いわゆるハイブリッドモードにおいて集積され得るか、または、電気機械がパワートレインに対してトルクを供給しない「純内燃機関」モードもしくは内燃機関がパワートレインに対してトルクを供給しない「純電気」モードのどちらかで、個別に使用され得る。停車しているときもしくは電気機械をスターターとして用いて走行しているときに内燃機関を始動する可能性、またはバッテリを充電するための発電機として電気機械を使用する可能性のように、他の機能性もまた要求される。

公報ＷＯ２０１３／０６０９５５は、内燃機関及び電気機械にそれぞれ接続された２つの同心のプライマリシャフトと、車両の車輪に接続された第１のセカンダリシャフトと、プライマリシャフトからディファレンシャルへと運動を伝達する第２のセカンダリシャフトと、を備える構成によってこれらの機能の全てを提供する、ハイブリッドトランスミッションを開示している。ププライマリシャフト（複数）は、以下の３つのポジションを採ることができる要素によって、連結されている。
− 内燃機関が、電気機械を車輪に接続しているドライブトレインから連結解除されているか、または第２のセカンダリシャフトを介してドライブトレインに連結されているポジション、
− 内燃機関に接続されているプライマリシャフトが、第１のセカンダリシャフトに連結されているか、または電気機械に接続されているプライマリシャフトに連結されているポジション、及び
− 内燃機関に接続されているプライマリシャフトが、電気機械に接続されているプライマリシャフトに連結され、それによってこれらのトルク出力が集積されるポジション。

このトランスミッションは、４つの内燃機関ギアまたはハイブリッドギアと、２つの電気ギアとを有する。このトランスミッションには欠点があり、それは主としてその寸法に結び付けられる。このトランスミッションの全長は、４つの歯車と、２つの噛合クラッチグループと、１つの入力ピニオンの配列によって規定される。この積み重ねは、小型車両のあるものにとっては、長すぎる。クランクシャフト軸から見たその横方向の寸法、即ち「マスク」によって、フロントオーバーハングが多くの用途にとって大き過ぎるものになってしまう。

また、４つのエンジンギアのうちの２つ（２速ギア及び４速ギア）は電気ギアから独立しているが、ギアのうちの１つ（３速ギア）を選択すると、電気ギアの選択に必ず関連する。

本発明は、両方向の寸法において先行技術よりもコンパクトである一方、減速ギアが独立していることによって、内燃機関及び電気機械の使用に際してより大きな柔軟性を有する、ハイブリッドトランスミッションを提供することを提案する。

この目的のため、本発明は、電気機械がプライマリライン上で内燃機関に対して反対端に配設されることを規定している。

好ましくは、トランスミッションは、車両の車輪方向に向けたディファレンシャルへの運動の伝達を確保するためにセカンダリシャフトによって保持された、単一のディファレンシャル入力ピニオンのみを有する。

特定の実施形態では、トランスミッションは、伝達シャフトに連結された第２の電気機械を備える。

トランスミッションの３つの連結装置は、３ポジションの電気ギアシフトグループ、及び５ポジションの内燃機関ギアシフト機能グループによって制御され得る。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図面を参照し、後述の本発明の非限定的な実施形態の説明を読むことにより、明白になるであろう。

本発明の第１の実施形態を示す。 本発明の第２の実施形態を示す。 第１の実施形態に対応する機能表である。 第２の実施形態に対応する機能表である。 加速シーケンスの例を示す。 加速シーケンスの別の例を示す。 加速シーケンスのさらなる別の例を示す。 図８Ａ及び８Ｂは、２つの電気機械を用いた、標準ハイブリッド機能モードを示す。 ２つの電気機械を用いた、トルク下の電気ギアの変化を示す。 第２の電気機械の接続解除を示す。 図１１Ａ及び１１Ｂは、第２の電気機械の接続解除を示す。 駐車機能の取り付け方の、１つの可能性を示す。 駐車機能の取り付け方の、別の可能性を示す。 トランスミッションが第２の電気機械によって駆動されている、図２に対する代替方法を示す。 図１５Ａ及び１５Ｂは、本発明によって達成されたトランスミッションのマスクの縮小を示す。

内燃機関及び運転用の電気機械８が設けられた自動車用の図１のハイブリッドトランスミッションは、内燃機関Ｉｃｅ（図示せず）のクランクシャフト１及び電気機械８に、接続解除クラッチなしに接続された２つの同心のプライマリシャフト３、４を備える。このハイブリッドトランスミッションは、ディファレンシャル７によって車両の車輪に接続されたセカンダリシャフト５と、プライマリシャフト３の運動をセカンダリシャフト５に伝達し、プライマリシャフト（複数）を連結するためのシャフト６とを備える。中実プライマリシャフト３は、フィルトレーションシステム２（ダンパーハブ、デュアルマスフライホイールなど）を介して、内燃機関（Ｉｃｅ）のクランクシャフト１のラグに直接接続されている。中空プライマリシャフト４は、プライマリライン３、４上で内燃機関に対して反対端に配設された、電気機械８に接続されている。セカンダリシャフト５は、ディファレンシャル７の入力ピニオン２４を保持する。伝達シャフト６は、中実プライマリシャフト３に持続的に接続されている。伝達シャフト６は、いくつかのトランスミッションギアでプライマリシャフトからセカンダリシャフトへと運動を伝達するが、ディファレンシャルへの直接の入力は行わない。このトランスミッションは、車両の車輪方向に向けた運動の伝達を確保するためにセカンダリシャフト５によって保持された、単一のディファレンシャル入力ピニオン２４のみを有する。中空プライマリシャフト４は、セカンダリシャフト５の２つの電気アイドラピニオン１１、１２と係合している、電気ギアＡ及びＢの２つの固定電気ピニオン９、１０を保持する。セカンダリシャフト５は、内燃機関ギア（またはハイブリッドギア）、Ｉｃ２とＩｃ３またはＩｃ４、Ｉｃ２ ＥｖＡとＩｃ３ ＥｖａまたはＩｃ４ ＥｖＡ、Ｉｃ２ ＥｖＢとＩｃ３ ＥｖＢまたはＩｃ４ Ｅｖｂの、２つの固定歯車１３、１４も保持する。２速ギア及び４速ギアのアイドラピニオン１５、１６は、中実プライマリシャフト３によって保持される。中実プライマリシャフト３は、伝達シャフト６の固定連結ピニオン１８と係合している固定プライマリ連結ピニオン１７もまた保持する。３速ギアのアイドラピニオン１９は、１速ギアにあるプライマリシャフトのアイドラ連結ピニオン２０と共に、伝達シャフト６によって保持される。

このトランスミッションは、３つの連結装置２１、２２、２３を含む。第１の連結装置２１、即ち電気連結装置は、セカンダリシャフト５によって保持される。それによって、２つの電気ギアＡ、Ｂ間の係合が可能になる。第２の連結装置２２は、中実プライマリシャフト３によって保持される。それによって、２速内燃機関ギアと４速内燃機関ギアとの係合が可能になる。３速ギア及び、プライマリシャフト（複数）の連結（１速ギアと５速ギアと、バッテリ充電）は、伝達シャフト６によって保持される第３の連結装置２３によって確保される。

図２に示す実施形態では、同じ要素は同じ配置で示される。このトランスミッションはさらに、入力ピニオン２８によって伝達シャフト６に連結された第２の電気機械２９を備える。入力ピニオン２８は、レイシャフト２７に固定されたピニオン２６を介して、第２の電気機械２９の固定入力ピニオン２５を伝達シャフト上で駆動する。図２には示されないが、図１０、１１Ａ、１１Ｂには存在する追加の連結装置３０が、必要に応じて追加されてよい。追加の連結装置３０によって、第２の電気機械２９のこのトランスミッションとの接離が可能になる。

記載される２つの形態において、このトランスミッションでは、伝達シャフト６のアイドラピニオン１９、プライマリシャフト３のアイドラピニオン１６、及びセカンダリシャフト５の固定歯車１４の間で、三段歯車１６、１９、１４が構成されている。

連結手段２１、２２、２３は、噛合継手、同期装置、湿式クラッチなどの、任意のタイプのものであってよい。電気機械もまた、水、空気または油で冷却される、任意のタイプの径方向配置（インナーロータもしくはアウターロータ）または軸方向配置された、磁石機械、非同期機械、リラクタンス機といった、任意のタイプのものであってよい。ダンパーフライホイール２もまた、任意のタイプのものであってよく、使用されるフィルトレーションは、大型湾曲バネ、シングルスロープまたはツースロープであってよい。第１の電気機械と同様に、第２の電気機械２９もまた、任意のタイプのものであり得る。第２の電気機械は、機械とトランスミッションがこの場合トランスミッションケーシングに対してオフセットされたアセンブリを構成する「アドオン」式の配置でトランスミッションに取り付けられていてよいか、または「アドイン」式の配置でトランスミッションケーシングの内部に組み込まれていてよい。

記載のどちらの形態においても、
− 第１のプライマリシャフト３は、伝達シャフト６に対する持続的な運動の伝達を可能にする固定歯車１７と、セカンダリシャフト５の固定歯車１３、１４と係合している内燃機関ギアまたはハイブリッドギアの２つのアイドラピニオン１５、１６とを保持する。
− 第２のセカンダリシャフト３は、セカンダリシャフト５の２つのアイドラピニオン１１、１２と係合している、電気ギアＡ、Ｂの２つの固定歯車９、１０を保持する。
− セカンダリシャフト５は、電気ギアＡ及びＢの２つのアイドラピニオン１１及び１２、２速、３速及び４速ギアの２つの固定ピニオン１３、１４、並びにディファレンシャルの入力ピニオン２４を保持する。
− 伝達シャフト６は、第１のプライマリシャフト３の固定歯車１７と係合している固定歯車１８、並びに第１のプライマリシャフト３のアイドラピニオン１６及び第２のプライマリシャフト４の固定歯車１０とそれぞれ係合している２つのアイドラピニオン１９、２０を保持する。

３つの連結装置はそれぞれ３つのポジションを有しており、その種々の組合せが図３に示されている。
− 内燃機関を停止した電気機械から連結解除する（ニュートラルＥｖ）か、または、電気ギアＡもしくはＢを介して車輪にトルクを供給する（ＥｖＡもしくはＥｖＢ）ための、ニュートラルＩｃｅ、
− ２速内燃機関ギア単独であるか、またはギアＡもしくはギアＢを介して供給される電気トルクと併用するための、Ｉｃｅ２、Ｉｃｅ２ ＥｖＡ、Ｉｃｅ２ ＥｖＢ、
− ３速内燃機関ギア単独であるか、またはギアＡもしくはギアＢを介して供給される電気トルクと併用するための、Ｉｃｅ３、Ｉｃｅ３ ＥｖＡ、Ｉｃｅ３ ＥｖＢ、
− ４速内燃機関ギア単独であるか、またはギアＡもしくはギアＢを介して供給される電気トルクと併用するための、Ｉｃｅ４、Ｉｃｅ４ ＥｖＡ、Ｉｃｅ４ ＥｖＢ、
− プライマリシャフト（複数）を、伝達シャフトによって１速内燃機関ギアに連結するため、また再充電モードで５速内燃機関ギアに連結するための、ＥｖＡ Ｉｃｅ１、スマートチャージ、ＥｖＢ Ｉｃｅ５。

中実プライマリシャフト３の連結装置２２の３つのポジションは、以下のとおりである。
− 内燃機関に接続されたプライマリシャフト３が、電気機械８を車輪に接続しているドライブトレインから連結解除される（ニュートラルＩｃｅ及びＩｃ３）か、伝達シャフト６を介してドライブトレインに連結される（連結）か、または電気機械８に連結される（コラム連結）ポジション、及び
− 内燃機関に接続されたプライマリシャフト３が、セカンダリシャフト５に直接連結される２つのポジション（Ｉｃｅ２及びＩｃｅ４）。

セカンダリシャフトの連結装置２１は、以下のポジションを占め得る。
− 電気機械８に接続されたプライマリシャフト４がセカンダリシャフト５から連結解除されるポジション（ニュートラルＥｖ）、及び
− 電気機械７に接続されたプライマリシャフト４がセカンダリシャフト５に直接連結される２つのポジション（ＥｖＡ及びＥｖＢ）。

伝達シャフトの連結装置２１は、以下の３つのポジションを占め得る。
− 伝達シャフト６がセカンダリシャフト５から連結解除されるポジション（ニュートラルＩｃｅ、Ｉｃ２、Ｉｃ４）、
− 伝達シャフトが内燃機関からセカンダリシャフト５への運動の伝達を確保するポジション（Ｉｃｅ３）、及び
− 伝達シャフトが２つのプライマリシャフト３、４を連結するポジション（連結）。

第２の実施形態に相当する図４は図３のように見えるが、図３に対して「高電圧始動発電機（ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔａｒｔ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）」を意味するＨＳＧで表される第２の電気機械が追加されたものである。３つの内燃機関ギアＩｃｅ２、Ｉｃｅ３、Ｉｃｅ４は、第２の電気機械２９単独か、または電気機械８、２９の両方が２つの電気ギアＡ、Ｂのうちの１つに連結された状態で、パラレルハイブリッド機能モードで利用可能である。

図３及び図４によると、このトランスミッションの機能は、プライマリシャフト及び伝達シャフトの連結装置２２、２３のポジションの３×３個の組合せのうちの、５個に限定され得る。選択された組み合わせは、それぞれ、ギアＩｃｅ２とＩｃｅ４、及びギアＩｃｅ３と連結のために使用される。２つの内燃機関ギアが意図せずに係合することによってトランスミッションがブロックされてしまうことを避けるため、これら２つの装置は、マニュアルギアボックスの従来型の選択／シフトシステムによって制御され得る。この場合、シフトラインは、ギアが係合される前に選択される。図３で１５のポジションによって図示されている全てのギアを係合し、トランスミッションが良好に作動するのに必要な全てのギアチェンジを行うため、３つの連結装置２２、２１、２３は、有利には、３ポジションの電気ギアシフトグループ、及び５ポジションの内燃機関ギアシフト機能グループによって制御される。

図５は、何度かの行程と行程との間にバッテリを再充電する可能性があり、特に「平日」の使用に好適なモードである、電気運転を最小化する加速シーケンスを示す。車両は、電気ギアＥｖＡで始動する。例えば約７０ｋｍ／ｈで起こる電気ギアＥｖＢへのシフトは、トルクの中断を伴って、次のシーケンスで達成される。電気トルクの切断、ＥｖＡのアイドラピニオン１１の係合解除、無負荷での電気機械の同期（これによってＥｖＢのアイドラピニオン１２がセカンダリシャフト５の速度に到達する）、次いで、ギアＢの係合、及びトルクの再接続。次いで、ギアＥｖＢ Ｉｃ４が選択され得る。電気モータによってギアＥｖＢ上でトラクションが維持され、（固有の始動装置を用いて）内燃機関が始動され、次いで、ギアＩｃ４のアイドラピニオン１４の速度まで無負荷で同期される。内燃機関Ｉｃｅが係合され、次いで内燃機関Ｉｃｅと電気機械８との間でトルクレベルが調整される。燃料消費を最適化させ電気機械の駆動のロスを回避するために、電気機械は切断され停止されてよい。しかし、電気機械は回生のため、または加速時のトルク追加（ブースト）のために再接続されてよい。

図６は、電気運転であるがトルクのロスを伴わない、「平日快適モード」として知られる利用モードのシーケンスである。車両は、例えば約７０ｋｍ／ｈに達するまでの間、電気ギアＥｖＡで発進される。内燃機関が始動され、次いでギアＩｃ３のアイドラピニオン１９の速度に達するまで、無負荷で駆動される。内燃機関が係合され、内燃機関と電気機械８との間でトルクレベルが調整される。次いで、例えば約８０ｋｍ／ｈにおいて、ピニオン１１を係合解除する前に電気モータトルクを切断し、無負荷で電気機械を同期させそれによってギアＥｖＢの速度に到達させ、次いでピニオン１２を係合することによって、ギアＥｖＡ Ｉｃ３からギアＥｖＢ Ｉｃ３へのシフトが起こる。１００ｋｍ／ｈを超えると、ギアＥｖＢの電気トラクションを維持したまま、ＥｖＢ Ｉｃ３からＥｖＢ Ｉｃ４へのシフトを行うことができる。内燃機関からのトルクは切断され、次いでＥｖＢに移行される。内燃機関は（追加の摩擦装置の有無にかかわらず）、制動されて減速する。Ｉｃｅ４のアイドラピニオン１２の速度に到達すると、内燃機関Ｉｃｅが係合される。再び、内燃機関と電気機械８との間でトルクが分配される。

図７は、必要に応じて第２の電気機械２９のサポート受ける、強度の加速要求のシーケンスの一例を示す。車両は、引き続き電気ギアＥｖＡで発進する。約２５ｋｍ／ｈで、内燃機関がギアＩｃｅ２で始動される。電気機械は、約８２ｋｍ／ｈでギアＥｖＡからギアＥｖＢへと切り替わり得、次いで約１００ｋｍ／ｈでＥｖＢ Ｉｃ３へとシフトされ得る。この「キックダウン」タイプのシーケンスでは、電気機械及び内燃機関からのトルクは、プライマリライン上の同一のピニオンを通過しない。電気機械と内燃機関のトルク全体を、制限なく車輪に伝達することが可能である。

第２電気機械の存在によって、トランスミッションに多数の機能を追加することが可能になる。スターター音なしで、より静か且つより迅速に、内燃機関を始動することができる。始動の迅速性は、運転の楽しみにとって必須のものであり、とりわけ追い越し用の追加のパワーを用意するために必須のものである。この迅速性によって、内燃機関がトラクションに役立たなくなるや否や、内燃機関の接続を切断することも、また可能になる。次いで、とりわけ減速時のエンジンブレーキの使用を排除し、電気機械の回生パワーを最大化することによって、燃料消費の節約を行うことができる。また、いわゆる「セイリング」モードでは、エンジンブレーキなしで、電気機械単体で低負荷を維持することも可能である。

第２の電気機械２９はまた、「ｅ−シンクロナイゼーション」と呼ばれるその電気的同期のお蔭で、ギアチェンジを改善することも可能にする。電気機械のトルク制御が内燃機関のトルク制御よりもより速くより正確なため、直接の出力を持つ第２の電気機械を追加することによって、ギアシフトの際に無負荷でよりきめ細かく内燃機関を制御することが可能になる。具体的には、シフトタイムと係合ショックが減少する。特に、内燃機関が減速しなければならない短いギアから長いギアへのシフトの際に、内燃機関のフライホイールの慣性によって貯えられた運動エネルギーを取り出すことが可能になる。

上記のとおり、２つの電気機械を持つこのトランスミッションは、標準的な複数のハイブリッドモードを有している。これらは、燃料消費と運転の楽しみという点で、例えば都市での使用や渋滞時における、低負荷と低速に特に適合されている。これらのモードはまた、トラクションから独立してカタリティックコンバータを最適なチャージレベルまで加熱するのにも、有用である。こうして、バッテリ内で生み出されたエネルギーを貯蔵しながら、排出を削減することができる。

最後に、第２の電気機械２９を追加することによって、トルク下で内燃機関を始動することなく（燃焼なしに、即ち電気モードで）、だが内燃機関を無負荷で駆動することによって、電気ギアを（ＥｖＡからＥｖＢに、またはその逆に）切り替えることが可能になる。電気ギアのＡ、Ｂ及びＢ、Ａの切替は、トルク下で行われ、それによって、燃料噴射なしで内燃機関が回転される。第１の電気機械８によって生み出される（ステップ１）第１のギアＡからの図９のシーケンスは、以下のとおりである。
ａ）第２の電気機械２９を、燃料噴射なしに内燃機械を介して２速電気ギアＥｖＢのアイドラピニオン１２の速度に同期させ、第２の電気機械２９を係合させる（ステップ２）、
ｂ）第２の電気機械２９によってトルクを供給し、ギアＥｖＡを係合解除する（ステップ３）、
ｃ）第１の電気機械８を同期させ、第１の電気機械８によって２速ギアＥｖＢにトルクを供給する（ステップ４）、
ｄ）第２の電気機械２９の接続を切断する。

ステップ２とステップ４の間では、トルクは一時的に一方の機械から他方の機械へと移行される。第２の電気機械の補償電力レベルは、無負荷で駆動中の内燃機関の駆動力から差し引かれる。ＥｖＡからＥｖＢへのシフト切替は、キックダウンモードにおいてもペダルから足を離していても同じ条件でトルク下で行われるが、後者の場合には、エンジンブレーキが維持される。

図１０は、第２の電気機械２９が内燃機関Ｉｃｅから連結解除されることを可能にする、記載の第２の実施形態の改良版を示す。第２の電気機械２９のスピンドルによって保持される追加の連結装置３０によって、機械的または電磁気的駆動ロスが取り除かれる。この構成によって、燃料消費の削減が可能になる。この構成の利点は、自動車道路での走行距離が延長されることによって実感される。装置３０は、例えば電磁石によって駆動された（機械３０内に組み込まれているか、または組み込まれていない）爪クラッチといった、任意のタイプのものであってよい。

図１１Ａ及び１１Ｂは、これも第２の電気機械が内燃機関から連結解除されることを可能にする、記載の第２の実施形態の別の改良版を示す。追加の連結装置３０は、固定連結ピニオン１８の外側で、伝達シャフト６の端部に設置されている。第２の機械２９内、及び伝達シャフト６上では（具体的には自動車道路上では）駆動ロスは取り除かれている。その結果、燃料消費が削減されるか、または第２の機械の出力が電気ギアＥｖＡもしくはＥｖＢにある第１の電気機械の出力と集積される。第２の機械２９はまた、２つの電気ギアＥｖＡとＥｖＢとの間で、トルク下のギアシフトの電気補償レベルを増大させるようにも働き得る。

図１２に示すように、プライマリシャフト２３の連結装置は、駐車機能を実装するため、伝達シャフト６の周囲に固定爪リング３２を備え得る。爪リング３２は、パーキングブレーキの機能を遂行すべく、連結装置２３と協働する。内燃機関に関連するシフト／選択機能の５つのポジションは、ここで、ニュートラル、パーク、１速、２速、３速となる。

図１３は、パーキングギアのトランスミッションへの独創的な取り付け方を示す。伝達シャフトが近接していることによって、通常のようにパーキング機能をセカンダリシャフト上に取り付けることが困難になり、したがってパーキングギア３３は、パーキングギアアクチュエータの取り付けのために十分にアクセス可能な状態で、車輪に直接リンクされている伝達シャフト６の３速ギアのアイドラピニオン１９上に設置されている。

最後に図１４は、第２の電気機械２９が伝達シャフト６の連結ピニオン１８を駆動する、第２の実施形態のさらなる別の変形を示す。

本発明によって提案されるハイブリッドトランスミッションの使用には、多くの利点と可能性がある。その長さは、既知のハイブリッドトランスミッションの長さに比べて削減されている。この長さは、５つの歯車と２つのクラッチグループのみの配置によって決定される。これによって、セカンダリライン上のディファレンシャル入力ピニオンが省略できるため、約１５ｍｍの削減が可能になる。

上記のように、入力ピニオンが１つであることによって、トランスミッションのマスク（ｍａｓｋ）を縮小することができ、したがってトランスミッションを小型の車両により容易に組み込むことが可能になる。図１５Ａ及び１５Ｂは、どちらもディファレンシャル７に対して入力を与える２つのセカンダリシャフト５、５’を備える既知のハイブリッドトランスミッション（図１５Ａ）に対するマスクの削減を示す。２つのセカンダリシャフト及び２つの入力ピニオンがあることで（図１５Ａ）、この２つの入力ピニオンの位置は、２つのセカンダリシャフトの相対的な近さによって決定される。これによって、両方の入力ピニオンに同時に係合し、短いギアに入れることができるために、大きなリングの使用が必要とされる。これらの制約によって、衝突の際の乗員の安全や、特に小型自動車のハンドルの配置について、エンジンルーム内へのトランスミッションの取り付けに関する問題が課されている。本発明（図１５Ｂ）によるトランスミッションには、セカンダリシャフト５が１つしか存在せず、伝達シャフト６を通過する運動は、単一のセカンダリシャフト５を介してディファレンシャルに伝送される。この構造によって、より小さいディファレンシャルリングの使用が可能になる。トランスミッションのマスクは、縮小される。したがって、トランスミッションが小型の車両にずっとより容易に組み入れられる。

最後に、電気モードと内燃機関モードとでギアチェンジが独立していることにより、一方で運転者によるトルク要求と、音響と、車両の燃料消費との間で最善の歩み寄りを保ちながら、電気ギア及び内燃機関ギアの使用に関して大きな柔軟性が与えられる。

Claims (20)

1. 内燃機関及び駆動用の第１の電気機械（８）が設けられた自動車用ハイブリッドトランスミッションであって、前記内燃機関のクランクシャフト（１）及び前記第１の電気機械（８）に、接続解除クラッチなしに接続された、互いに同心の中実のプライマリシャフト（３）及び中空のプライマリシャフト（４）と、ディファレンシャル（７）によって車両の車輪に接続されたセカンダリシャフト（５）と、前記中実のプライマリシャフト（３）から前記セカンダリシャフト（５）に対する運動を伝達し、前記中実及び中空のプライマリシャフト（３、４）を連結する伝達シャフト（６）とを備え、前記セカンダリシャフト（５）は、前記車両の車輪方向に向けた前記ディファレンシャル（７）への運動を伝達するように構成された単一のディファレンシャル入力ピニオン（２４）のみを有し、前記中実のプライマリシャフト（３）は、前記セカンダリシャフト（５）の２つの固定歯車（１３、１４）と係合するように構成されたハイブリッドギアまたは内燃機関ギアの２つのアイドラピニオン（１５、１６）を有し、前記第１の電気機械（８）が、前記中実及び中空のプライマリシャフト（３、４）上で前記内燃機関に対して反対端に配設されていることを特徴とする、自動車用ハイブリッドトランスミッション。
2. 前記中実のプライマリシャフト（３）は、前記伝達シャフト（６）に対する持続的な運動の伝達を確保する固定歯車（１７）をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッドトランスミッション。
3. 前記中空のプライマリシャフト（４）は、前記セカンダリシャフト（５）の２つのアイドラピニオン（１１、１２）と係合している、電気モータギアの２つの固定歯車（９、１０）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッドトランスミッション。
4. 前記伝達シャフト（６）は、前記中実のプライマリシャフト（３）の固定歯車（１７）と係合する固定歯車（１８）と、それぞれ前記中実のプライマリシャフト（３）のアイドラピニオン（１６）、及び前記中空のプライマリシャフト（４）の固定歯車（１０）と係合している２つのアイドラピニオン（１９、２０）とを有することを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッドトランスミッション。
5. 前記伝達シャフト（６）のアイドラピニオン（１９）、前記中実のプライマリシャフト（３）のアイドラピニオン（１６）、及び前記セカンダリシャフト（５）の固定歯車（１４）の間で、三段歯車（１６、１９、１４）が構成されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッドトランスミッション。
6. − 前記内燃機関に接続された前記中実のプライマリシャフト（３）が、前記第１の電気機械（８）を前記車輪に接続しているドライブトレインから連結解除されるか、前記伝達シャフト（６）を介して前記ドライブトレインに連結されるか、前記第１の電気機械（８）に連結されるポジション、及び
   − 前記内燃機関に接続された前記中実のプライマリシャフト（３）が前記セカンダリシャフト（５）に直接連結される２つのポジション
   を占めることが可能な連結装置（２２）を前記中実のプライマリシャフト（３）上に有することを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載のハイブリッドトランスミッション。
7. − 前記第１の電気機械（８）に接続された前記中空のプライマリシャフト（４）が、前記セカンダリシャフト（５）から連結解除されるポジション、及び
   − 前記第１の電気機械（８）に接続された前記中空のプライマリシャフト（４）が、前記セカンダリシャフト（５）に直接連結される２つのポジション
   を占めることが可能な連結装置（２１）を前記セカンダリシャフト（５）上に有することを特徴とする、請求項３から６のいずれか一項に記載のハイブリッドトランスミッション。
8. − 前記伝達シャフト（６）が前記セカンダリシャフト（５）から連結解除されるポジション、
   − 前記伝達シャフト（６）が、前記内燃機関から前記セカンダリシャフト（５）への運動の伝達を確保するポジション、及び
   − 前記伝達シャフトが、２つの前記中実及び中空のプライマリシャフト（３、４）の連結を確保するポジション
   の３つのポジションを占めることが可能な連結装置（２３）を前記伝達シャフト（６）上に有することを特徴とする、請求項３から６のいずれか一項に記載のハイブリッドトランスミッション。
9. 前記伝達シャフト（６）に連結された第２の電気機械（２９）を備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のハイブリッドトランスミッション。
10. 前記第２の電気機械（２９）の前記トランスミッションとの接離を可能にする追加の連結装置（３０）を備えることを特徴とする、請求項９に記載のハイブリッドトランスミッション。
11. 前記第２の電気機械（２９）は、レイシャフト（２７）に固定されたピニオン（２６）を介して前記伝達シャフト（６）上の固定入力ピニオン（２５）を駆動する入力ピニオン（２８）によって前記伝達シャフト（６）に連結されていることを特徴とする、請求項１０に記載のハイブリッドトランスミッション。
12. 前記追加の連結装置（３０）は前記第２の電気機械（２９）のスピンドルによって保持されていることを特徴とする、請求項１１に記載のハイブリッドトランスミッション。
13. 前記追加の連結装置（３０）は前記伝達シャフト（６）の端部に設置されていることを特徴とする、請求項１１に記載のハイブリッドトランスミッション。
14. 前記伝達シャフト（６）は前記伝達シャフト（６）の周囲に固定爪リング（３２）を保持し、パーキングブレーキの機能を遂行するために、連結装置（２３）であって、
    − 前記伝達シャフト（６）が前記セカンダリシャフト（５）から連結解除されるポジション、
    − 前記伝達シャフト（６）が、前記内燃機関から前記セカンダリシャフト（５）への運動の伝達を確保するポジション、及び
    − 前記伝達シャフトが、２つの前記中空及び中実のプライマリシャフト（３、４）の連結を確保するポジション
    の３つのポジションを占めることが可能な連結装置（２３）と協働することを特徴とする、請求項９に記載のハイブリッドトランスミッション。
15. 前記伝達シャフト（６）の、前記中実のプライマリシャフト（３）のアイドラピニオン（１６）と係合している３速ギアアイドラピニオン（１９）上に取り付けられたパーキングギア（３３）を備えることを特徴とする、請求項９に記載のハイブリッドトランスミッション。
16. 前記第２の電気機械（２９）は前記伝達シャフト（６）の連結ピニオン（１８）を駆動することを特徴とする、請求項９に記載のハイブリッドトランスミッション。
17. 中実のプライマリシャフト（３）の３ポジションの連結装置（２２）と、セカンダリシャフト（５）の３ポジションの連結装置（２１）と、伝達シャフト（６）の３ポジションの連結装置（２３）とを使用し、請求項６から１６のいずれか一項の記載に従って配設されたハイブリッドトランスミッションの、ギアチェンジを制御する方法であって、３つの前記連結装置（２２、２１、２３）は、３ポジションの電気ギアシフトグループ、及び５ポジションの内燃機関ギアシフト機能グループによって制御されることを特徴とする、ギアチェンジを制御する方法。
18. ３つの内燃機関ギア（Ｉｃｅ２、Ｉｃｅ３、Ｉｃｅ４）は、前記伝達シャフト（６）に連結された第２の電気機械（２９）単独か、または前記第１の電気機械（８）及び前記第２の電気機械（２９）の両方が前記トランスミッションの２つの電気ギア（Ａ、Ｂ）のうちの１つに連結された状態で、パラレルハイブリッド機能モードで利用可能であることを特徴とする、請求項１７に記載のギアチェンジを制御する方法。
19. 前記内燃機関内への燃料噴射なしに前記内燃機関を回転させることによって、トルク下で前記電気ギアの切替が行われることを特徴とする、請求項１７または１８に記載のギアチェンジを制御する方法。
20. ａ）前記伝達シャフト（６）に連結された第２の電気機械（２９）を、燃料噴射なしに前記内燃機関を介して第２の電気ギア（Ｂ）のアイドラピニオン（１２）の速度に同期させ、前記第２の電気機械（２９）を係合させること（ステップ２）、
    ｂ）前記第２の電気機械（２９）によってトルクを供給し、ギア（ＥｖＡ）を係合解除すること（ステップ３）、
    ｃ）第１の電気機械（８）を同期させ、前記第１の電気機械（８）によって前記第２の電気ギア（Ｂ）にトルクを供給すること（ステップ４）、及び
    ｄ）前記第２の電気機械（２９）の接続を切断すること、
    によって電気ギア（Ａ、Ｂ）の切替が行われることを特徴とする、請求項１９に記載のギアチェンジを制御する方法。

Images