JPH11310044A - 車両駆動ユニット - Google Patents

車両駆動ユニット

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JPH11310044A
JPH11310044A JP6222199A JP6222199A JPH11310044A JP H11310044 A JPH11310044 A JP H11310044A JP 6222199 A JP6222199 A JP 6222199A JP 6222199 A JP6222199 A JP 6222199A JP H11310044 A JPH11310044 A JP H11310044A
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JP
Japan
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transmission
drive unit
vehicle drive
combustion engine
internal combustion
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JP6222199A
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English (en)
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Hans Glonner
グロナー ハンス
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Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ハイブリッド駆動装置の長手軸線に沿った、内
燃機関とトランスミッションの間の間隔を可能限り小さ
くすることができるようにハイブリッド駆動装置の駆動
列を構成する。 【解決手段】クラッチ（３）は、閉じた状態でプラネッ
トキャリアー（１１）と内歯歯車（９）を連結させる。
ブレーキバンド装置または他のクラッチおよび（また
は）フリーホイール（２）は内燃機関（１）のクランク
軸とケースの間に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、少なくとも、ケー
スとクランク軸を備えた内燃機関と、電気機械と、車両
の車輪を駆動するための出力軸を備えたトランスミッシ
ョンと、遊星歯車装置とを有し、遊星歯車装置が、少な
くとも３個の回転要素と、太陽歯車と、プラネットキャ
リアーと、内歯歯車とを備え、太陽歯車が電気機械によ
り駆動可能であり、内歯歯車が内燃機関により駆動可能
であり、トランスミッションの入力軸がプラネットキャ
リアーにより駆動可能であり、トランスミッションの駆
動出力を制御するため、少なくとも１つのクラッチが設
けられている車両駆動ユニット、特に動力車両のハイブ
リッド駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両にハイブリッド駆動装置を装備させ
ること、即ち車両を内燃機関でも電気機械ででも駆動す
ることができる車両駆動ユニットを装備させることはす
でに知られている。
【０００３】欧州特許公開第７６９４０４号公報に記載
されているこの種の車両駆動ユニットでは、内燃機関と
電気機械とが累積型伝動装置(Summationsgetriebe)によ
り並列に接続されており、オートマチックトランスミッ
ションを駆動している。累積型伝動装置は少なくとも３
個の回転要素と、太陽歯車と、内歯歯車とを備えた遊星
歯車装置であり、この場合太陽歯車は電気機械により駆
動され、内歯歯車は内燃機関により駆動され、オートマ
チックトランスミッションはプラネットキャリアーによ
り駆動される。内燃機関のトルクと電気機械のトルクを
異なる態様で同時に切換えて、オートマチックトランス
ミッションの駆動出力を制御することができるように、
遊星歯車装置は複数個のクラッチを備えている。このよ
うに構成された遊星歯車装置を設置するために必要な空
間は、内燃機関とオートマチックトランスミッションの
間に提供され得る空間に比べて大きい。
【０００４】特に、フロントエンジンと後車軸駆動部と
を備えた駆動装置が車両の長手方向に搭載されている場
合には、累積型伝動装置を組み込むことにより、トラン
スミッションと車体の間の自由な間隔が許容するよりも
駆動列の長さが長くなる。したがって、組み立てが面倒
な累積型伝動装置を使用する場合には車体を変形せざる
を得ず、特に後車軸駆動部を備えたフロントエンジンの
場合がそうである。仮に電気機械を適宜設計して、オー
トマチックトランスミッションの入力側の始動用トルク
コンバーターを省略し、その設置空間を累積型伝動装置
に提供したとしても、公知のハイブリッド駆動装置に必
要な空間はこれよりも大きなものである。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】したがって本発明の課題は、
ハイブリッド駆動装置の長手軸線に沿った、内燃機関と
トランスミッションの間の間隔を可能限り小さくするこ
とができるようにハイブリッド駆動装置の駆動列を構成
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、少なくとも、ケースとクランク軸を備えた
内燃機関と、電気機械と、車両の車輪を駆動するための
出力軸を備えたトランスミッションと、遊星歯車装置と
を有し、遊星歯車装置が、少なくとも３個の回転要素
と、太陽歯車と、プラネットキャリアーと、内歯歯車と
を備え、太陽歯車が電気機械により駆動可能であり、内
歯歯車が内燃機関により駆動可能であり、トランスミッ
ションの入力軸がプラネットキャリアーにより駆動可能
であり、トランスミッションの駆動出力を制御するた
め、少なくとも１つのクラッチが設けられている車両駆
動ユニットにおいて、クラッチが、閉じた状態でプラネ
ットキャリアーと内歯歯車を連結させ、ブレーキバンド
装置または他のクラッチおよび（または）フリーホイー
ルが内燃機関のクランク軸とケースの間に接続されてい
ることを特徴とするものである。
【０００７】本発明の他の構成は従属項から明らかであ
る。本発明によれば、遊星歯車装置として構成された累
積型伝動装置は、内燃機関と電気機械とを並列に接続す
るため、ただ１個のクラッチと、さらにブレーキバンド
装置または他のクラッチおよび（または）フリーホイー
ルとを必要とするにすぎず、累積型伝動装置の設置に必
要な場所が少なくて済む。
【０００８】フリーホイールの代りにブレーキバンドま
たは他のクラッチを使用する場合には、電気機械は４つ
の象限すべてにおいて作動することができ、即ち電気機
械はバック走行のために対応的に逆方向へ回転する。こ
れにより、バック走行を可能にするための他の装置を節
約できるので有利である。
【０００９】本発明の有利な実施形態によれば、フリー
ホイールは、内燃機関の作動時におけるクランク軸の回
転方向とは逆の方向の該クランク軸の回転方向をブロッ
クする。本発明の他の有利な実施形態によれば、内燃機
関とトランスミッションの間にねじり振動ダンパーが接
続されている。特にねじり振動ダンパーが内燃機関のす
ぐ後方に配置されている場合には、この実施形態は、駆
動列の設置に必要な場所を確保する上で好都合である。
【００１０】本発明の他の有利な実施形態では、第２の
電動機だけで駆動され、或いは電気機械と第２の電動機
とにより駆動可能なオイルポンプが設けられている。こ
の実施形態の利点は、トランスミッションを制御する必
要がある場合、電気機械の回転数がオイルポンプの最小
回転数よりも低い場合でもオイル圧を維持できることで
ある。この駆動段階の間、オイルポンプは第２の電動機
により駆動される。
【００１１】本発明の有利な実施形態では、遊星歯車装
置は、内歯歯車の停止時にトランスミッションの入力軸
と電気機械とをほぼ１：２ないし３の回転数比率で連結
させる。電気機械を減速させる利点は、電気機械を車両
の始動のために、および内燃機関の始動のために使用で
きることである。このため、遊星歯車装置またはトラン
スミッションの駆動部が始動後に内燃機関のアイドリン
グ回転数に相当する速度に達したときにクラッチが閉じ
られる。クラッチが閉じている場合、歯車比は１：１で
ある。歯車比が飛躍することにより、電気機械の慣性力
のために回転エネルギーが自由になる。この回転エネル
ギーが内燃機関の始動に用いられる。内燃機関が作動す
ると、電気機械はブースターとして作動することができ
る。電気機械の発電機の作動も１：１の伝動比で行われ
る。エネルギー蓄積装置を負荷することにより、制動エ
ネルギーが回収される。
【００１２】本発明の有利な実施形態では、トランスミ
ッションは、歯車比を無段階に変化させるための伝動装
置、トロイド型伝動装置、或いは手動またはオートマチ
ックに切換え可能な多段型伝動装置である。
【００１３】歯車比が無段階に変化する型式の変速装置
を使用することにより、歯車比の広がり(Spreizung)の
範囲内で歯車比を無段階に変化させることができるとい
う利点があるとともに、この種の変速装置はオートマチ
ックトランスミッションよりもさらに小型に構成できる
という利点がある。この場合、電気機械を始動手段とし
て使用することにより、歯車比が無段階に変化する型式
の変速装置において必要な始動処置が、無限歯車比また
はコンバータ用の分岐型伝動装置においては必要がなく
なる。これにより、コンバータの場合のような無効出
力、および無限歯車比の場合の大きなクリープモーメン
トが発生するという公知の欠点が解消される。
【００１４】トロイド型伝動装置の使用により、さら
に、コンパクトな構成、軽量化、負荷点マッチングの好
適化という点に関し利点が得られる。
【００１５】
【発明の実施形態】内燃機関１は、フリーホイール２と
切換え可能なクラッチ３とを介してトランスミッション
４の入力軸２２に連結されている。この駆動列内には、
内燃機関１の下流側にねじり振動ダンパー５が接続され
ている。通常の駆動列の場合始動用のトルクコンバータ
が設けられることがあるが、省略してもよい。これは、
遊星歯車装置７として構成された累積型伝動装置の太陽
歯車８を駆動する電気機械６が始動用に使用されるから
である。遊星歯車装置７は、内歯歯車９がフリーホイー
ル２とクラッチ３の間で内燃機関１の出力軸１０によっ
て駆動されるように駆動列内の内燃機関１とトランスミ
ッション４の間に接続されている。プラネットキャリア
ー１１は遊星歯車１２を介して太陽歯車８により駆動さ
れ、クラッチ３の後でトランスミッション４の入力軸２
２を駆動する。このような駆動態様の制御はクラッチ３
により行なわれる。
【００１６】図中２０は電気機械６の給電装置であり、
図ではバッテリーとして象徴的に図示されている。車両
を始動させるため、クラッチ３を開いた状態で電気機械
６だけが使用される。太陽歯車８は遊星歯車１２を介し
てプラネットキャリアー１１を駆動する。プラネットキ
ャリアー１１により電気機械６のトルクがほぼ１：３の
回転伝動率で入力軸２２へ伝達され、トランスミッショ
ン４へ導入される。電気機械６は、車両始動用の液圧式
トルクコンバータを設けなくて済むように構成されてい
る。フリーホイール２は、内歯歯車９が駆動回転方向と
は逆の方向へ戻り回転をしないように機能する。
【００１７】変形実施形態では、フリーホイール２の代
わりに、図示していないブレーキバンドまたは図示して
いない他のクラッチを使用することもできる。これによ
り電気機械６は４象限すべてにおいて作用することがで
き、即ち電気機械６はバック走行に対しては対応的に逆
の方向へ回転する。これによりバック走行を可能にする
他の装置を設けなくて済むので有利である。
【００１８】トランスミッション４を制御するための油
圧を必要とする場合には、図示していないオイルポンプ
でこの油圧を生じさせる。オイルポンプはたとえば図示
していない第２の電動機により駆動させることができ、
この場合オイルボンプは電気機械６に駆動結合させるこ
とができ、電気機械６は油圧を発生させるための最小ポ
ンプ回転数よりも緩速に作動する。このようにして、電
気機械６が停止している場合もトランスミッション４内
で必要な連結を制御することが可能になる。電気機械６
が十分に高回転数である場合には、第２の電動機はオフ
にする。オイルポンプは、その駆動のため、図示してい
ない他のフリーホイールを介して電気機械６または第２
の電動機に接続されている。この場合、フリーホイール
を使用する代わりに２つのオイルポンプを使用してもよ
い。また、１個のオイルポンプだけを電気的補助機械に
より継続的に必要に応じて駆動するようにしてもよい。
【００１９】電気機械６が、内燃機関１のアイドリング
回転数に等しいか或いはそれよりも大きな回転数で入力
軸２２を駆動すると、クラッチ３を閉じることができ
る。閉鎖ランプに依存して、内燃機関１の始動に利用さ
れる多少大きなモーメント突出値が生じる。いまクラッ
チ３が閉じて内歯歯車９が駆動されたとすると、遊星歯
車装置７の歯車比は１：１である。このとき電気機械６
はブースターとして作動することができる。この場合遊
星歯車装置７内で内燃機関１のトルクと電気機械６のト
ルクが積算されて、トランスミッション４を駆動させ
る。
【００２０】駆動制御のために、遊星歯車装置７内に１
個のクラッチ３と１個のフリーホイール２を必要とする
にすぎない。これは遊星歯車装置７の長さの点で好都合
であり、車体を変更させずに内燃機関１とトランスミッ
ション４の間において遊星歯車装置７を車両に取り付け
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気機械と内燃機関およびトランスミッション
を有する駆動列とを本発明にしたがって連結した構成図
である。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ フリーホイール ３ クラッチ ４ トランスミッション ５ ねじり振動ダンパー ６ 電気機械 ７ 遊星歯車装置 ８ 太陽歯車 ９ 内歯歯車 １０ 内燃機関の出力軸 １１ プラネットキャリアー １２ 遊星歯車 ２０ 給電装置 ２２ トランスミッションの入力軸

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも、ケースとクランク軸を備えた
    内燃機関（１）と、電気機械（６）と、車両の車輪を駆
    動するための出力軸を備えたトランスミッション（４）
    と、遊星歯車装置（７）とを有し、遊星歯車装置（７）
    が、少なくとも３個の回転要素と、太陽歯車（８）と、
    プラネットキャリアー（１１）と、内歯歯車（９）とを
    備え、太陽歯車（８）が電気機械（６）により駆動可能
    であり、内歯歯車（９）が内燃機関（１）により駆動可
    能であり、トランスミッション（４）の入力軸（２２）
    がプラネットキャリアー（１１）により駆動可能であ
    り、トランスミッション（４）の駆動出力を制御するた
    め、少なくとも１つのクラッチ（３）が設けられている
    車両駆動ユニットにおいて、 クラッチ（３）が、閉じた状態でプラネットキャリアー
    （１１）と内歯歯車（９）を連結させ、ブレーキバンド
    装置または他のクラッチおよび（または）フリーホイー
    ル（２）が内燃機関（１）のクランク軸とケースの間に
    接続されていることを特徴とする車両駆動ユニット。
  2. 【請求項２】フリーホイール（２）が、内燃機関（１）
    の作動時におけるクランク軸の回転方向とは逆の方向の
    該クランク軸の回転方向をブロックすることを特徴とす
    る、請求項１に記載の車両駆動ユニット。
  3. 【請求項３】内燃機関（１）とトランスミッション
    （４）の間にねじり振動ダンパー（５）が接続されてい
    ることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両駆
    動ユニット。
  4. 【請求項４】第２の電動機により駆動され、或いは電気
    機械（６）と第２の電動機とにより駆動可能なオイルポ
    ンプが設けられていることを特徴とする、請求項１から
    ３までのいずれか一つに記載の車両駆動ユニット。
  5. 【請求項５】遊星歯車装置（７）が、内歯歯車（９）の
    停止時にトランスミッション（４）の入力軸（２２）と
    電気機械（６）とをほぼ１：２の回転数比率またはそれ
    以上の回転数比率で連結させることを特徴とする、請求
    項１から４までのいずれか一つに記載の車両駆動ユニッ
    ト。
  6. 【請求項６】トランスミッション（４）が、歯車比を無
    段階に変化させるための伝動装置であることを特徴とす
    る、請求項１から５までのいずれか一つに記載の車両駆
    動ユニット。
  7. 【請求項７】トランスミッション（４）がトロイド型伝
    動装置であることを特徴とする、請求項１から５までの
    いずれか一つに記載の車両駆動ユニット。
  8. 【請求項８】トランスミッション（４）が手動またはオ
    ートマチックに切換え可能な多段型伝動装置であること
    を特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記
    載の車両駆動ユニット。
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