JPH08238946A - 自動車用パラレルハイブリッド駆動装置 - Google Patents

自動車用パラレルハイブリッド駆動装置

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JPH08238946A
JPH08238946A JP3708396A JP3708396A JPH08238946A JP H08238946 A JPH08238946 A JP H08238946A JP 3708396 A JP3708396 A JP 3708396A JP 3708396 A JP3708396 A JP 3708396A JP H08238946 A JPH08238946 A JP H08238946A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関と変速機との間の範囲で利用可能な
組付空間の利用向上を可能とする自動車用パラレルハイ
ブリッド駆動装置を提供する。 【解決手段】 自動車用パラレルハイブリッド駆動装置
が内燃機関(11)と電気機械(7) と切換変速機(1) とを含
む。断続クラッチ(5) が電気機械(7) を、第１トルク伝
達路を介して内燃機関(11)に、また第２トルク伝達路を
介して電気機械(7) に接続する。第１トルク伝達路中
に、フライホイールとして構成される回転方向切換式ク
ラッチ(9) が配置されており、このクラッチは内燃機関
(11)からの回転駆動時に閉じ且つ切換兼断続クラッチ
(5) からの回転駆動時には開いている。回転方向切換式
クラッチ(9) は外部レリーズ装置を必要としない。望ま
しくは回転方向切換式クラッチ(9) に付属して直結クラ
ッチ(23)が設けられており、この直結クラッチは電気機
械(7) によって内燃機関(11)を始動させるために、及び
内燃機関(11)によって自動車を制動運転するために、接
続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用パラレル
ハイブリッド駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ特許公報第 33 20 950号及びドイ
ツ公開特許公報第 37 37 192号により、自動車を内燃機
関からも電動機からも駆動することのできる自動車用ハ
イブリッド駆動装置が公知である。電動機は内燃機関と
多段切換変速機との間に配置されており、トルク伝達路
の内燃機関と電動機との間にも電動機と切換変速機の入
力軸との間にも乾式摩擦クラッチの形の断続クラッチが
配置されている。両方のクラッチは、相互に及び変速機
入力軸に対して同軸に配置されるレリーズ部材によって
制御される。
【０００３】自動車を電動機で駆動する場合、電動機と
内燃機関との間に配置される断続クラッチは開かれてい
る。電動機と切換変速機との間に配置されるクラッチ
は、分離兼切換クラッチとして、変速用に及び発進時に
利用される。公知のパラレルハイブリッド駆動装置で
は、２つの別途切換可能な摩擦クラッチだけでなく、断
続クラッチを制御するための付加的レリーズ部材も、元
々空間的に限定された条件のもとで、切換変速機と内燃
機関との間に収容されねばならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、内燃
機関と変速機との間の範囲で利用可能な組付空間の利用
向上を可能とする自動車用パラレルハイブリッド駆動装
置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、自動車用パラレルハイブリッド駆動装置であって、
内燃機関と、電気機械と、その入力軸と出力軸が可変回
転数比で互いに結合されている変速機と、変速機の入力
軸に一端が捩り剛性に結合され、他端は第１トルク伝達
路を介して内燃機関に、また第２トルク伝達路を介して
電気機械に結合された断続クラッチと、第１トルク伝達
路中の別のクラッチとを含むものから出発する。
【０００６】本発明によれば、前記別のクラッチが、内
燃機関からの回転駆動時に閉じ且つ断続クラッチからの
回転駆動時には開く回転方向切換式クラッチとして構成
されている。
【０００７】このような回転方向切換式クラッチは、フ
ライホイールとしても知られており、電気機械の機関動
作のとき自動的に開き、内燃機関を変速機の入力軸から
外す。即ち、専ら電気機械によって自動車を駆動すると
きフライホイールは自動的に切られている。専ら内燃機
関によって自動車を駆動するとき電気機械は無電流に切
換えられており、又は発電機として作動し、この場合フ
ライホイールは自動的に入っている。内燃機関によって
も電気機械によっても同時に駆動する運転も、駆動トル
ク及び回転数を適切に分配するとき可能である。
【０００８】従来利用された断続クラッチとは異なりフ
ライホイールを切換えるのにレリーズ部材が必要ではな
いので、内燃機関と変速機との間の組付空間は従来より
も良好に利用することができる。
【０００９】回転方向に依存して切換わるクラッチの場
合、従来のフライホイール、例えば締付フライホイー
ル、特に締付ロール式又は締付体式フライホイールとす
ることができる。摩擦フライホイールや歯付フライホイ
ールも、場合によっては爪フライホイールも、適してい
る。
【００１０】内燃機関と電動機との間で働く断続クラッ
チは、ドイツ特許公報第 33 20 950号及びドイツ公開特
許公報第 37 37 192号により公知のハイブリッド駆動装
置では、電気機械によって取り囲まれる中空空間の半径
方向内側に配置されている。摩擦クラッチ及びそのレリ
ーズ部材を収容すると電気機械の直径を比較的大きくす
る必要が生じる。
【００１１】回転方向に依存して切換わるクラッチによ
って既に従来よりも良好に利用されている組付空間は、
回転方向切換式クラッチをその永久磁石回転子で取り囲
む永久磁石回転子形機械として電気機械が構成されてい
るとき、電気機械の能力を犠牲にすることなく、なお一
層好適に利用することができる。
【００１２】このことが当てはまるのは、特に、永久磁
石回転子が、電気機械の固定子を半径方向外側で取り囲
む外部回転子であるときである。外部回転子は切換兼断
続クラッチの支持体として直接利用することができ、断
続クラッチの直径も組付空間限定問題に服さない。
【００１３】公知のハイブリッド駆動装置では、内燃機
関と電気機械との間に配置される断続クラッチによっ
て、電気機械を同時に内燃機関用始動電動機として利用
することを可能とする。更に、内燃機関は両回転方向で
捩り剛性に変速機に結合されていることに基づいて制動
作用も行うことができる。
【００１４】本発明によるハイブリッド駆動装置でもフ
ライホイールにもかかわらずこれらの特性を実現するこ
とができるようにするために、好ましい１構成では、回
転方向切換式クラッチが可制御直結クラッチによって直
結可能である。
【００１５】直結クラッチは特殊な運転状況のときにの
み働き、これらの運転状況のとき被伝達トルクは内燃機
関の駆動運転のときよりもかなり小さいので、直結クラ
ッチは、公知のパラレルハイブリッド駆動装置において
従来利用された摩擦断続クラッチよりも弱く寸法設計す
ることができる。
【００１６】直結クラッチは例えば形状噛合式クラッチ
とすることができ、しかし同様に摩擦クラッチとするこ
ともできる。
【００１７】切換式フライホイールとして構成され、そ
のフライホイール回転方向が回転方向切換式クラッチの
フライホイール回転方向とは逆である直結クラッチも適
している。この場合にも切換式フライホイールは爪フラ
イホイール、締付フライホイール、締付ロール式フライ
ホイール、締付体式フライホイール、摩擦フライホイー
ル又は歯付フライホイールとして構成しておくこともで
きる。
【００１８】自明のことであるが、本発明により設けら
れる回転方向切換式クラッチにも、例えば係止方向で切
換可能なフライホイール又は完全ロックアップ位置に切
換可能なフライホイールとして回転方向依存クラッチを
構成する形で、直結クラッチは一体化しておくことがで
きる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の１
実施例を詳しく説明する。このパラレルハイブリッド駆
動装置は、手動切換式又は自動切換式切換変速機又は自
動変速機とすることのできる切換変速機１を含む。この
変速機は、自動車の駆動輪に結合された符号４の出力軸
に対してその入力軸３の回転数比が可変である。
【００２０】従来の断続クラッチ５を介して入力軸３は
第１トルク伝達路を経て電気機械７に接続され、また直
結可能な一方向クラッチ９を含む第２トルク伝達路を経
て内燃機関11に接続されている。
【００２１】直結可能な一方向クラッチ９は、自動的に
作動するフライホイール、この場合締付体式フライホイ
ールと、入力部13と出力部15との間で働く締付体17とを
含む。これらの締付体は内燃機関11の符号19に示唆され
たクランク軸の方から一方向クラッチ９が駆動されると
き入力部13を出力部15に捩り剛性に連結し、出力部15の
方から一方向クラッチ９が駆動されるとき一方向クラッ
チ９を開く。
【００２２】一方向クラッチ９は可制御直結クラッチ23
を含む。この直結クラッチはこの場合アクチュエータ2
5、例えば電磁石、によって断続可能な噛合クラッチで
あり、接続状態のとき出力部15を両回転方向で捩り剛性
に入力部13に接続する。
【００２３】出力部15は、電気機械７の永久磁石外部回
転子として構成される回転子27に接続されている。回転
子27が電気機械７の固定子31を取り囲み、この固定子は
それ自身が一方向クラッチ９を取り囲み、界磁巻線29を
備えて、内燃機関11（又は切換変速機１）のハウジング
で保持されている。この回転子は、固定子31を半径方向
外側で取り囲む円筒形壁部分に、周方向で極性を交番さ
せて配置された多数の永久磁石33を担持している。
【００２４】永久磁石33を担持する壁部分は軸方向で片
側が、一方向クラッチ９の出力部15に強固に結合される
円板35で保持されており、この円板自体は断続クラッチ
５のクラッチハウジング37を担持する。クラッチハウジ
ング37のなかでこれに対して相対的に捩り剛性に、但し
軸方向に変位可能にプレッシャプレート39が配置されて
おり、このプレッシャプレートは円板35に設けられる相
手プレッシャプレート41に対向する。
【００２５】場合によって捩り振動ダンパを備えて捩り
剛性に入力軸３で案内されるクラッチディスク43はその
フェーシング45がプレッシャプレート39と相手プレッシ
ャプレート41との間に係合し、クラッチハウジング37と
プレッシャプレート39との間で固定されるダイヤフラム
スプリング47によって通常どおり摩擦噛合式に固定され
る。場合によってアクチュエータによって自動化される
従来のレリーズ装置49はダイヤフラムスプリング47のば
ね舌片51に作用し、切換兼断続クラッチ５を外すために
クラッチディスク43をダイヤフラムスプリング47の力か
ら弛緩させる。自明のことであるが、断続クラッチ５は
流体式クラッチとして又はトルクコンバータとして構成
しておくこともできる。
【００２６】自動車は、選択的に、この場合電動式の電
気機械７を介してか又は内燃機関11のみによって駆動す
ることができる。電気機械７のみによって駆動する場合
内燃機関11は停止し、一方向クラッチ９は外れている。
内燃機関11のみによって自動車を駆動する場合電気機械
７は励起されておらず又は発電機として働き、一方向ク
ラッチ９は閉じている。
【００２７】しかし直結クラッチ23が閉じると自動車は
電動式電気機械７と内燃機関11とによって同時に駆動す
ることもできる。しかしこの運転状況のとき直結クラッ
チ23は、内燃機関11のトルク又は／及び回転数が優勢
で、従って一方向クラッチ９が閉じている限り、必ずし
も閉じる必要はない。
【００２８】前記駆動状態のいずれにおいても断続クラ
ッチ５は、少なくとも変速機１の変速時、レリーズ装置
49を介して外される。更に、断続クラッチ５は、少なく
とも内燃機関11によって駆動されるとき、発進クラッチ
としても従来どおり利用される。電気機械７によって駆
動するとき発進のために電気機械７の回転数及び／又は
トルクは制御することができる。しかしこの場合にもク
ラッチ５は発進クラッチとして一緒に利用することがで
きる。
【００２９】直結クラッチ23により、電気機械７を利用
して内燃機関11を始動させることができる。始動過程の
間、変速機１は中立シフト位置にあり及び／又は断続ク
ラッチ５が開いている。直結クラッチ23が閉じるとこの
場合電気機械７は内燃機関11用始動電動機として働く。
電気機械７で駆動するときの走行運転の間、内燃機関11
の制動作用を利用するために直結クラッチ23は、例えば
自動車の詳しくは図示されていない加速ペダルの位置に
依存して、閉じることができる。この加速ペダルは静止
位置のとき車両運動時詳しくは図示されない制御装置を
介して直結クラッチ23を閉じる。
【００３０】自明のことであるが、一方向クラッチ９は
別のフライホイール原理に従って作動することもでき、
例えば爪フライホイール又は摩擦フライホイール又は歯
付フライホイールとして構成しておくこともできる。直
結クラッチ23も別の仕方で構成しておくことができる。
例えばそれは摩擦クラッチの原理に従って作動し又はそ
れ自体、クラッチ９のフライホイール方向とは逆のフラ
イホイール方向を有する可制御フライホイールとして構
成しておくことができる。
【００３１】更に、アクチュエータ25は空圧式又は液圧
式アクチュエータとして構成しておくことができる。内
燃機関11の始動機能と制動機能は、直結クラッチ23によ
る代わりに、別の仕方、例えば別の始動電動機、によっ
ても実現することができ、この場合直結クラッチ23は省
くことができる。
【００３２】自明のことであるが、電気機械７は内燃機
関11によって自動車を駆動するとき発電機として運転さ
れ、搭載電源用に、又は電動駆動用に必要な電池を充電
するために、電流を供給する。
【００３３】
【発明の効果】このような回転方向切換式クラッチは、
フライホイールとしても知られており、電気機械の機関
動作のとき自動的に開き、内燃機関を変速機の入力軸か
ら外す。即ち、専ら電気機械によって自動車を駆動する
ときフライホイールは自動的に切られている。専ら内燃
機関によって自動車を駆動するとき電気機械は無電流に
切換えられており、又は発電機として作動し、この場合
フライホイールは自動的に入っている。内燃機関によっ
ても電気機械によっても同時に駆動する運転も、駆動ト
ルク及び回転数を適切に分配するとき可能である。従来
利用された断続クラッチとは異なりフライホイールを切
換えるのにレリーズ部材が必要ではないので、内燃機関
と変速機との間の組付空間は従来よりも良好に利用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロックアップ可能なフライホイールを有する本
発明によるパラレルハイブリッド駆動装置の略示図であ
る。
【符号の説明】
１……変速機 ３……入力軸 ４……出力軸 ５……断続クラッチ ７……電気機械 ９……回転方向切換式クラッチ １１……内燃機関 ２３……直結クラッチ ２７……永久磁石回転子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス−ヨアヒム・シュミット−ブリュー ケン ドイツ連邦共和国 ゲルダーシャイム、ゾ ンネンシュトラーセ ９ (72)発明者 ハイコ・シュルツ−アンドレス ドイツ連邦共和国 ポッペンハオゼン、レ ーンシュトラーセ ８ (72)発明者 ボレスロウ・ツラクズコ ドイツ連邦共和国 ニーダーヴァーン、ベ ーリングシュトラーセ 18 (72)発明者 クヌト・ヴェルケ ドイツ連邦共和国 ディッテルブルン、エ ルレンシュトラーセ 24 (72)発明者 トーマス・ヴィート ドイツ連邦共和国 シュヴァンフェルト、 ゲーテシュトラーセ 11

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車用パラレルハイブリッド駆動装置
    であって、 内燃機関(11)と、 電気機械(7) と、 その入力軸(3) と出力軸(4) が可変回転数比で互いに結
    合されている変速機(1) と、 変速機(1) の入力軸(3) に一端が捩り剛性に結合され、
    他端は第１トルク伝達路を介して内燃機関(11)に、また
    第２トルク伝達路を介して電気機械(7) に結合された断
    続クラッチ(5) と、 第１トルク伝達路中の別のクラッチとを含むものにおい
    て、前記別のクラッチが、内燃機関(11)からの回転駆動
    時に閉じ且つ断続クラッチ(5) からの回転駆動時には開
    く回転方向切換式クラッチ(9) として構成されているこ
    とを特徴とするパラレルハイブリッド駆動装置。
  2. 【請求項２】 電気機械(7) が、回転方向切換式クラッ
    チ(9) をその永久磁石回転子(27)で取り囲む永久磁石回
    転子形機械として構成されていることを特徴とする請求
    項１に記載のパラレルハイブリッド駆動装置。
  3. 【請求項３】 永久磁石回転子(27)が、電気機械(7) の
    固定子(31)を半径方向外側で取り囲む外部回転子である
    ことを特徴とする、請求項２に記載のパラレルハイブリ
    ッド駆動装置。
  4. 【請求項４】 回転方向切換式クラッチ(9) が可制御直
    結クラッチ(23)によって直結可能であることを特徴とす
    る、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパラレルハイ
    ブリッド駆動装置。
  5. 【請求項５】 直結クラッチ(23)が形状噛合式クラッチ
    として構成されていることを特徴とする請求項４に記載
    のパラレルハイブリッド駆動装置。
  6. 【請求項６】 直結クラッチ(23)が切換式フライホイー
    ルとして構成されており、そのフライホイール回転方向
    が回転方向切換式クラッチのフライホイール回転方向と
    は逆であることを特徴とする請求項４又は５に記載のパ
    ラレルハイブリッド駆動装置。
  7. 【請求項７】 直結クラッチ(23)が、内燃機関(11)の始
    動動作又は／及びエンジンブレーキ動作のために、回転
    方向切換式クラッチ(9) を直結する位置に切換可能であ
    ることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載
    のパラレルハイブリッド駆動装置。
  8. 【請求項８】 回転方向依存クラッチ(9) が、係止方向
    で切換可能なフライホイール又は完全ロックアップ位置
    に切換可能なフライホイールとして構成されていること
    を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパラ
    レルハイブリッド駆動装置。
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