特表 2024-531820 燃焼機関をブロックするための機構を備えるハイブリッド推進または牽引自動車両のためのパワートレイン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-29

(54)【発明の名称】燃焼機関をブロックするための機構を備えるハイブリッド推進または牽引自動車両のためのパワートレイン

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/72 20060101AFI20240822BHJP

   F16H 25/20 20060101ALI20240822BHJP

   B60K 6/40 20071001ALI20240822BHJP

   B60K 6/365 20071001ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

F16H3/72 A

F16H25/20 B

B60K6/40 ZHV

B60K6/365

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024531565

(86)(22)【出願日】2022-07-25

(85)【翻訳文提出日】2024-03-28

(86)【国際出願番号】 EP2022070831

(87)【国際公開番号】W WO2023011964

(87)【国際公開日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】2108438

(32)【優先日】2021-08-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524049365

【氏名又は名称】ホース パワートレイン ソリューションズ， エス．エル．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ラウル， ミシェル

【テーマコード（参考）】

3D202

3J062

3J528

【Ｆターム（参考）】

3D202AA03

3D202EE10

3D202EE20

3J062AA02

3J062AB21

3J062AC07

3J062BA12

3J062CD02

3J062CD22

3J528EA25

3J528EB62

3J528EB63

3J528EB85

3J528FA34

3J528FC23

3J528GA02

(57)【要約】

－ 動力分割遊星歯車トレイン（３０）の太陽歯車（３２）に固定されたロータ（４１）を備え、且つ差動装置アセンブリ（８０）を介して車両の車輪に対して結合または結合解除されるように構成された第１の機械（４０）と、－ 二次シャフト（６０）に固定されたロータ（５１）を備え、且つ差動装置アセンブリ（８０）を介して車両の車輪に対して結合または結合解除されるように構成された第２の機械（５０）と、－ 燃焼機関（２０）とを具備する、ハイブリッド推進または牽引自動車両のためのパワートレインにおいて、クランクシャフト（２０）に接続された燃焼機関の回転要素（２１）によって支承される少なくとも１つのノッチ（２１ａ）と係合するように構成された制御された枢動ブロックフィンガを含んだ機構（１００）であって、燃焼機関をブロックするための機構（１００）を備えることを特徴とする、パワートレイン。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

－ 動力分割遊星歯車セット（３０）の太陽歯車（３２）にしっかりと接続されたロータ（４１）を備え、且つ差動装置アセンブリ（８０）を介して車両の車輪に対して結合または結合解除されるように構成された第１の機械（４０）と、
－ 二次シャフト（６０）にしっかりと接続されたロータ（５１）を備え、且つ差動装置アセンブリ（８０）を介して前記車両の前記車輪に対して結合または結合解除されるように構成された第２の機械（５０）と、
－ 燃焼機関（２０）と
を具備する、ハイブリッド推進または牽引自動車両のためのパワートレインにおいて、
クランクシャフト（２０）に接続された前記燃焼機関の回転要素（２１）によって支承される少なくとも１つのノッチ（２１ａ）と相互作用するように構成された制御された枢動ブロックフィンガ（１１０）を含んだ機構（１００）であって、前記燃焼機関をブロックするための機構（１００）を備えることを特徴とする、パワートレイン。

【請求項2】

前記枢動ブロックフィンガ（１１０）が、前記ノッチ（２１ａ）と相互作用するように構成された少なくとも１つのスタッド（１１０ａ）を備える、請求項１に記載のパワートレイン。

【請求項3】

前記ブロックフィンガ（１１０）が、自身のピン（１１１）周りに枢動可能に取り付けられる、請求項１または２に記載のパワートレイン。

【請求項4】

前記ブロック機構（１００）が、第１および第２のハウジング（１０１、１０２）を備え、前記ブロックフィンガ（１１０）の枢動ピン（１１１）が、前記第１および第２のハウジング（１０１、１０２）によって支承される軸受によって支持される、請求項３に記載のパワートレイン。

【請求項5】

前記ノッチ（２１ａ）が、フライホイール（２１）によって支承される、請求項１から４のいずれか一項に記載のパワートレイン。

【請求項6】

前記ブロック機構（１００）が、前記ブロックフィンガ（１０１）を回転させるように構成された制御システム（１２０）を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のパワートレイン。

【請求項7】

前記制御システム（１２０）が、
－ 前記第１のハウジング（１０１）内で支持される電気制御モータ（１０３）と、
－ 前記電気モータ（１０３）のスピンドルに取り付けられたねじ（１０４）と、
－ 前記ねじ（１０４）と相互作用し、前記電気モータ（１０３）の前記スピンドルと同軸であり前記電気モータ（１０３）の反対側に延在するナット軸部（１０５ａ）を備える、ナット（１０５）と、
－ 前記ナット（１０５）の回転をブロックするためのペグ（１０６）であり、前記第１のハウジング（１０１）にしっかりと接続され前記電気モータ（１０３）の前記スピンドルに対して平行な前記ペグ（１０６）と、
－ 前記ナット（１０５）の前記軸部（１０５ａ）に摺動可能に取り付けられた座金（１０７）であり、前記ナット（１０５）の頭部と前記座金（１０７）との間に取り付けられた係合ばね（１０８）によってストップピン（１０９）に対して押圧保持され、軸方向運動の間、前記枢動ブロックフィンガ（１１０）を回転させるように構成された、前記座金（１０７）と
を具備する、請求項４または６に記載のパワートレイン。

【請求項8】

前記ナット（１０５）が、前記第１および第２のハウジング（１０１、１０２）内にそれぞれ取り付けられた２つの軸受（１０１ａ、１０２ａ）によって支持される、請求項７に記載のパワートレイン。

【請求項9】

フライホイールハウジング（１０）を備え、前記ブロック機構（１００）が、前記フライホイールハウジング（１０）によって支持される、請求項１から８のいずれか一項に記載のパワートレイン。

【請求項10】

前記燃焼機関（２０）と、電力を交換し合う２つの電気機械（４０、５０）とを機械的に接続するように構成された動力分割遊星歯車セット（３０）を備える動力分割電気式無段変速機を組み込んだ、請求項１から９のいずれか一項に記載のパワートレイン。

【請求項11】

少なくとも２つの駆動輪と、前記駆動輪を回転させるように構成された請求項１から１０のいずれか一項に記載のパワートレイン（１）とを備える、ハイブリッド推進または牽引自動車両。

【発明の詳細な説明】

【発明の概要】

【0001】

本発明は、ハイブリッド推進または牽引自動車両のための変速機の分野に関する。

【0002】

より詳細には、本発明は、２つの電気機械および燃焼機関を備えるパワートレインに関する。燃焼機関は遊星キャリアに結合され、発電機は太陽歯車に結合され、車両は歯車セットを介して輪歯車に結合される。

【0003】

本発明は、詳細には、可変速駆動装置、または、入力速度と出力速度との比が連続的に変化するいわゆる無段変速機（ＣＶＴ）に関する。

【0004】

より詳細には、本発明は、燃焼機関と電力を交換し合う２つの電気機械とを機械的に接続する動力分割遊星歯車セット（ｐｏｗｅｒ－ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｐｌａｎｅｔａｒｙ ｇｅａｒ ｓｅｔ）を含む無段変速機に関する。

【0005】

そのような変速機において、燃焼機関からの機械的動力は、動力が第１の電気機械によって引き出される第１の動力経路と、動力が第２の電気モータからの機械的動力と組み合わせられる第２の動力経路との間の歯車セットの入力要素において分割される。機械的動力は、歯車セットの出力要素において集まり、そこから２つの電気機械間で交換される電力に応じて変化する伝達比で車両の車輪に伝達される。

【0006】

いわゆる「ハイブリッド」変速機は、一般に、いわゆる「フルハイブリッド」または「充電可能ハイブリッド（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｈｙｂｒｉｄ）」モードで使用される。変速機が充電可能ハイブリッドで使用されるとき、モータとして発電機と称される電気機械を使用することが好ましい。電気走行の間、２つの電気機械を結合することは、電気機械のサイズを減少させることができるので有利である。発電機から車両の車輪への動力の伝達は、遊星キャリアがブロックされる限り、その場合レジューサ（ｒｅｄｕｃｅｒ）として働く遊星歯車セットを介して可能である。

【0007】

燃焼機関に接続された遊星キャリアをブロックするために、フリーホイールシステムを使用することが知られている慣例である。

【0008】

これに関して、米国特許第５，７８８，００６号を参照することができ、そこには、燃焼機関と、２つの電気機械を用いてその歯車減速比を変える、遊星歯車セットに基づいた変速機とを備える、「ｅ－ＣＶＴ」と称されるハイブリッドドライブトレインについて記載されている。燃焼機関は、歯車セットの遊星キャリアに接続されている。第１の電気機械は、太陽歯車に接続されている。その速度の変化によって、燃焼機関と、歯車セットの輪歯車、および第２の電気機械に接続された車輪との間の比が変わる。遊星キャリアのシャフトの回転は、前進だけの発電機の使用を可能にするフリーホイールによってブロックされる。

【0009】

しかし、そのようなシステムは、前進においてのみ、燃焼機関に接続された遊星キャリアのブロックを可能にする。

【0010】

また後進において２つの電気機械を使用することができることが重要である。後進における発電機の使用の可能性の欠如によって、結果的に牽引機械が過大な大きさにされることがある。

【0011】

電気機械を過大な大きさにすることは、車両の使用次第で決まる過剰な消費電力、および電気機械の占有面積の増大を伴う。

【0012】

従来技術のハイブリッド自動車両変速機の改善が必要とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】米国特許第５，７８８，００６号

【0014】

したがって、本発明の目的は、改善されたエネルギー性能を有する電気パワートレインを提供することである。

【0015】

本発明は、
－ 動力分割遊星歯車セットの太陽歯車にしっかりと接続されたロータを備え、且つ差動装置アセンブリを介して車両の車輪に対して結合または結合解除されるように構成された第１の機械と、
－ 二次シャフトにしっかりと接続されたロータを備え、且つ差動装置アセンブリを介して車両の車輪に対して結合または結合解除されるように構成された第２の機械と、
－ 燃焼機関と
を具備する、ハイブリッド推進または牽引自動車両のためのパワートレインに関する。

【0016】

パワートレインは、クランクシャフトに接続された燃焼機関の回転要素によって支承される少なくとも１つのノッチと相互作用するように構成された制御された枢動ブロックフィンガを含んだ機構であって、燃焼機関をブロックするための機構を具備する。

【0017】

したがって、両回転方向における燃焼機関のブロックが可能になり、それによって前進および後進におけるモータとしての発電機の使用が可能になる。

【0018】

有利には、枢動ブロックフィンガが、ノッチと相互作用するように構成された少なくとも１つのスタッドを備える。

【0019】

例えば、ブロックフィンガが、自身のピン周りに枢動可能に取り付けられる。

【0020】

有利には、ブロック機構が、第１のハウジングおよび第２のハウジングを備え、ブロックフィンガの枢動ピンが、第１および第２のハウジングによって支承される軸受によって支持される。

【0021】

有利には、ブロック機構が、ブロックフィンガを回転させるように構成された制御システムを備える。

【0022】

例えば、制御システムが、
－ 第１のハウジング内で支持される制御電気モータと、
－ 電気モータのスピンドルに取り付けられたねじと、
－ ねじと相互作用するナット頭部を備え、電気モータのスピンドルと同軸であり前記電気モータの反対側に延在するナット軸部を備える、ナットと、
－ ナットの回転をブロックするためのペグであり、第１のハウジングにしっかりと接続され電気モータのスピンドルに対して平行な、ペグと、
を具備する。

【0023】

したがって、ナットは、単なる軸方向運動しか行えない。

【0024】

例えば、制御システムが、ナットの軸部に摺動可能に取り付けられた座金（ｏｌｉｖｅ）であり、ナットの頭部と座金との間に取り付けられた係合ばねによってストップピンに対して押圧保持（ｈｅｌｄ ｐｒｅｓｓｅｄ）され、軸方向運動の間、枢動ブロックフィンガを回転させるように構成された座金をさらに備える。

【0025】

例えば、ナットが、第１および第２のハウジング内にそれぞれ取り付けられた２つの軸受によって支持される。

【0026】

有利には、パワートレインが、フライホイールハウジングを備え、ブロック機構が、フライホイールハウジングによって支持される。

【0027】

パワートレインは、例えば、燃焼機関と、電力を交換し合う２つの電気機械とを機械的に接続するように構成された動力分割遊星歯車セットを備える動力分割電気式無段変速機（ｐｏｗｅｒ－ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｖａｒｉａｂｌｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）（ｅ－ＣＶＴ）を組み込むことができる。

【0028】

第２の態様によれば、本発明は、少なくとも２つの駆動輪と、前記駆動輪を回転させるように構成された上述したようなパワートレインとを備える、ハイブリッド推進または牽引自動車両に関する。

【0029】

本発明のさらなる目的、特徴および利点は、添付の図面を参照して、単なる非限定的な例として与えられる以下の説明を読めば明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】燃焼機関をブロックするための装置を備える、本発明の一実施形態による自動車両の電気式無段変速機（ｅ－ＣＶＴ）の長手方向の概略図である。

【図2】フライホイールがブロックされた状態にある、図１の燃焼機関をブロックするための装置の部分断面図である。

【図3】フライホイールがブロックされていない状態にある、図１の燃焼機関をブロックするための装置の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

図１に非常に概略的に示されるように、参照符号１で全体として示されるハイブリッドパワートレインは、ハイブリッド推進または牽引自動車両（図示せず）に組み込まれることが意図される。

【0032】

パワートレイン１は、差動装置アセンブリ８０を介して車両の駆動輪の駆動シャフト（図示せず）を駆動することが意図される２つの電気機械４０、５０を備える。電気機械４０、５０は、それ自体の動力伝達経路をそれぞれ備える。

【0033】

パワートレイン１は、クランクシャフト２０によって表される燃焼機関をさらに備える。

【0034】

パワートレイン１には、燃焼機関２０と、電力を交換し合う２つの電気機械４０、５０とを機械的に接続する動力分割遊星歯車セット３０を備える動力分割電気式無段変速機（ｅ－ＣＶＴ）が組み込まれる。

【0035】

図示のように、遊星歯車セット３０の要素は、燃焼機関、具体的にはそのクランクシャフト２０に接続される遊星キャリア３１と、主に発電機として使用される第１の電気機械４０に接続される太陽歯車３２と、中間シャフト７０によって支承される２つのギヤ段（参照符号なし）によって差動装置８０に接続される輪歯車３３とを備える。

【0036】

第２の電気機械５０は、主にモータとして使用され、二次シャフト６０および中間シャフト７０によって支承される２つのギヤ段（参照符号なし）によって差動装置８０に接続される。ギヤ段は、すでに知られているのでさらなる説明は行わない。

【0037】

図示のように、パワートレイン１は、３つの別個のハウジング１０、１１、１２、すなわちフライホイールおよび差動装置のためのハウジング１０、機械装置のためのハウジング１１、ならびに電気機械のためのハウジング１２を備える。

【0038】

フライホイールハウジング１０には、クランクシャフト２０、燃焼機関フライホイール２１、トルクリミッタ２２および振動減衰装置２３が組み込まれる。

【0039】

フライホイールハウジング１０および機械装置ハウジング１１は、それらの間に第１のコンパートメント（参照符号なし）を画定し、その中に、具体的には動力伝達手段、カップリングシステム、パーキングブレーキ係合機構などのすべての機械装置が取り付けられる。

【0040】

機械装置ハウジング１１および電気機械ハウジング１２は、それらの間に第２のコンパートメント（参照符号なし）を画定し、その中に、２つの電気機械４０、５０が取り付けられる。

【0041】

発電機と称される第１の電気機械４０は、ロータシャフト４１およびステータ４２を備える。

【0042】

ロータシャフト４１は、その端部において、動力分割歯車セット３０の中央歯車である、太陽歯車３２を支持する。

【0043】

太陽歯車３２は、遊星キャリア３１によって支承される（１つだけが図示される）歯車３１ａと相互作用する。遊星キャリアである、歯車セット３０の中央要素は、燃焼機関のクランクシャフト２０にしっかりと接続されるフライホイール２１のダンパーハブ２３に接続される。

【0044】

遊星キャリアは、フライホイールハウジング１０内において、ころ軸受（参照符号なし）によって案内され、その遊星歯車の歯は、内側において、太陽歯車３２の歯内に、外側において、歯車セット３０の輪歯車３３の歯内に案内される。

【0045】

輪歯車３３である、歯車セット３０の外部出力要素は、ハウジング１０および１１内のころ軸受（参照符号なし）によって支持されるスリーブ３４によって支承される。このスリーブは、その外周に歯３４ａを有し、歯３４ａは、シャフト７０によって支承される歯車７１と噛み合うことによって、それに発電機４０によって取り出されない燃焼機関からの動力を伝達する。次いで、シャフト７０の歯７０ａは同様に、動力を、車両の車輪にシャフト（図示せず）によって接続される差動装置８０に取り付けられた輪歯車８１に伝達する。

【0046】

第２の電気機械５０、すなわち主機械は、ロータ５１およびステータ５２を備える。ロータ５１は、一次シャフト６０を駆動することができるスプライン５１ａで終わる。歯６０ａは、動力をモータ５０からシャフト７０によって支承される歯車７１に伝達する。次いで、シャフト７０の歯７０ａは同様に、動力を、車両の車輪にシャフト（図示せず）によって接続される差動装置８０に取り付けられた輪歯車８１に伝達する。

【0047】

図２および図３に詳細に示されるように、パワートレイン１は、燃焼機関、具体的にはフライホイール２１をブロックする機構１００を備える。

【0048】

ブロック機構１００は、フライホイールハウジング１０に取り付けられ、第１のハウジング１０１と第２のハウジング１０２とを備える。

【0049】

ブロック機構１００は、第１のハウジング１０１内で支持される電気制御モータ１０３を備える制御システム１２０と、電気モータ１０３のスピンドルに取り付けられるねじ１０４と、ねじ１０４と相互作用し、第１のハウジング１０１および第２のハウジング１０２内にそれぞれ取り付けられる２つの軸受１０１ａ、１０２ａによって支持されるナット１０５とを備える。

【0050】

ナット１０５は、電気モータ１０３のスピンドルと同軸であり前記電気モータ１０３の反対側に延在するナット軸部１０５ａを備える。

【0051】

制御システム１２０は、第１のハウジング１０１にしっかりと接続され電気モータ１０３のスピンドルに対して平行であり回転を阻止するためにナット１０５と相互作用するペグ１０６をさらに備える。

【0052】

したがって、ナット１０５は、単に軸方向運動だけしか行うことができない。

【0053】

制御システム１２０は、座金１０７をさらに備える。座金１０７は、ナット１０５の軸部１０５ａに摺動可能に取り付けられ、ナット１０５の頭部と座金１０７との間に取り付けられる係合ばね１０８によってストップピン１０９に対して押圧保持される。

【0054】

ブロック機構１００は、フライホイール２１の外周上に位置するノッチ２１ａと相互作用するスタッド１１０ａを含む枢動ブロックフィンガ１１０をさらに備える。

【0055】

ブロックフィンガ１１０は、ピン１１１周りに枢動し、その軸受（図示せず）は、第１のハウジング１０１および第２のハウジング１０２によって支承される。

【0056】

座金１０７は、軸方向に動くことによって、枢動ブロックフィンガ１１０に接触する。

【0057】

車両が電気走行モードにあるとき、燃焼機関はオフにされ、ブロックフィンガ１１０のスタッド１１０ａがフライホイール２１のノッチ２１ａのうちの１つに係合される。

【0058】

停止におけるフライホイール２１のランダムな角度位置は、ノッチ２１ａとブロックフィンガ１１０のスタッド１１０ａとの係合が保証されないことを意味する。

【0059】

この場合、ブロックフィンガ１１０は、完全な係合回転を行うことができず、座金１０７は、その全行程に沿って移動しない。しかし、ナット１０５は、公称行程（ｎｏｍｉｎａｌ ｓｔｒｏｋｅ）なしに継続し、座金を、圧縮されるばね１０８による張力を受けた状態に置く。したがって、発電機４０の始動は、遊星キャリアの求められる軸受トルクがモータの抵抗（ｄｒａｇ）を超える限り、フライホイール２１を回転させる。

【0060】

ブロックフィンガ１１０のスタッド１１０ａがフライホイール２１のノッチ２１ａのうちの１つと一致するとすぐに、ばね１０８は座金１０７を即座に押し戻し、したがってブロックフィンガ１１０の係合を完了するという効果を有する。

【0061】

したがって、ブロック機構１００によって、発電機４０は、遊星キャリア３１により、必要な動力のすべてを遊星歯車セット３０の輪歯車３３に、次いで中間シャフト７０および差動装置８０を介して車両の車輪に伝達することが可能になる。

【0062】

ブロック機構１００によるブロックは、両回転方向において動作し、後進および前進において使用され得る。

【0063】

車両の走行モードがハイブリッドモードに変えられるとき、フライホイール２１は、ブロック機構１００から解放されなければならない。

【0064】

この場合、ブロック機構１００の電気モータ１０３は、ねじ１０４を介して、ナット１０５をモータ１０３の方に向けて動かし、それによってピン１０９を介して座金１０７が駆動される。ブロックフィンガ１１０のスタッド１１０ａは、例えば、ばねである戻し部材（図示せず）によりフライホイール２１のノッチ２１ａから係合解除される。

【0065】

したがって、本発明により、電気機械の寸法を最適化するために、両回転方向において燃焼機関に接続された遊星キャリアをブロックすることが可能になり、それによって前進および後進においてモータとしての発電機の使用、したがって電気走行モードにおいて、前進および後進における両方の電気機械の使用が可能になる。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】