JP2000079826A - 動力車のための駆動装置 - Google Patents

動力車のための駆動装置

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JP2000079826A JP11163945A JP16394599A JP2000079826A JP 2000079826 A JP2000079826 A JP 2000079826A JP 11163945 A JP11163945 A JP 11163945A JP 16394599 A JP16394599 A JP 16394599A JP 2000079826 A JP2000079826 A JP 2000079826A
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drive
motor vehicle
crankshaft
rotor
main flange
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Bernd Foerster
フェルスター ベルント
Ernst Bartels
バルテルス エルンスト
Dieter Bauch-Panetzky
バウフ・パネツキー ディーター
Cora Carlson
カールソン コーラ
Martin Dr Ochs
オックス マルティン
Alfred Tareilus
ターライルス アルフレート
Reinhold Weidinger
ヴァイディンガー ラインホルト
Juergen Weimer
ヴァイマー ユルゲン
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Mannesmann Sachs AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転の非一様性を和らげるためのパワフルな
システムを提供する。 【解決手段】 間に接続されたクラッチシステムを介し
て出力軸と連結され得るクランクシャフトを備える内燃
機関をもっている動力車のための駆動装置にして、前記
クラッチシステムが互いに対して相対的に回転可能な少
なくとも二つの回転質量体を有し、これらの回転質量体
のうちの第一の回転質量体が少なくとも一つの主フラン
ジ部をもっており、当該主フランジ部が前記クランクシ
ャフトと固定結合されており、前記クラッチシステム
（２０）に電気機械（５）が付設されており、当該電気
機械がロータ支持部（１１）を備えるロータ（７）を有
し、前記主フランジ部（２１）が当該ロータ支持部の一
部である動力車のための駆動装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念部分に記載の動力車のための駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】すでに例えばドイツ特許第１９６０９０
４３号明細書(DE 196 09 043 C1)により、回転質量装置
を有するクラッチシステムが知られている。この回転質
量装置は、内燃機関のクランクシャフトと固定結合され
ている主フランジ部をもっている。この主フランジ部
は、第一の回転質量体の一部である。当該第一の回転質
量体は、第二の回転質量体に対して相対的に回転可能で
ある。この第二の回転質量体によって、後続接続された
(nachgeschaltet)摩擦クラッチのフライホイールが形成
される。当該摩擦クラッチを介して、従回転質量体とも
呼ばれる第二の回転質量体が出力軸と連結され得る。そ
のようなクラッチシステムの場合には、回転質量装置に
よって緩衝能力（減衰能力）が振動数依存性であるとい
うことが不都合である。特に、緩衝能力が最大限予め定
められ得る振動数領域に制限されている。
【０００３】ドイツ特許出願公開第４３２３６０１号明
細書(DE 43 23 601 A1)により、ハイブリッド車のため
の駆動装置が知られている。この駆動装置は、間に接続
されたクラッチを介して出力軸に連結され得る内燃機関
を持っている。この出力軸には、電気機械のロータが結
合されている。当該ロータは、アウトサイドロータ(Aus
senlaeufer)として構成された電気機械の一部である。
摩擦クラッチは、電気機械の半径方向内側に配置されて
いる。クラッチが開かれていると、電気機械はもはやク
ランクシャフトの回転挙動への影響をもたない。回転の
非一様性（回転が一様でないこと）の結果として、クラ
ンクシャフトのふらつき運動（揺動運動、Taumelbewegu
ng）という事態になる可能性がある。その際、このふら
つき運動によって、一方では、クランクシャフトの及び
内燃機関の支持部（ベアリング）が強く負荷を与えら
れ、他方では、再びクラッチをつなぐ過程で、摩擦クラ
ッチ、特に摩擦ライニングの均等でない損耗（磨滅）と
いう事態になる可能性がある。
【０００４】燃料消費に関してのいっそう経済的な駆動
システムへの開発に基づいて、内燃機関がその回転挙動
においてよりいっそう一様でなくなる。そのような回転
の非一様性によって、動力伝達系列（パワートレイン、
Antriebsstrang）の部材が強い負荷を与えられるという
事態になる可能性がある。そのことから、予定された時
点以前の材料疲労が結果として生じる可能性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、回転
の非一様性を和らげるためのパワフルな（性能の高い）
システムを提供することである。
【０００６】さらに、回転の非一様性を和らげるための
コンパクトなシステムを提供することも本発明の課題で
ある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本発明の課題は、請求項１に記載された構
成によって解決される。駆動装置が、クランクシャフト
を備える内燃機関を有し、当該クランクシャフトが、中
間接続されたクラッチシステムを介して出力軸と連結さ
せられ得る。当該クラッチシステムは、クラッチが閉じ
ている状態で互いに対して相対的に回転可能で互いと連
結されている少なくとも二つの回転質量体（振動質量
体）を有する。その際、第一の回転質量体は、クランク
シャフトと固定結合されている少なくとも一つの主フラ
ンジ部をもっている。この主フランジ部は、動力伝達系
列に配置された電気機械のロータ支持部の一部である。
この電気機械は、前記内燃機関と固定的に連結されてい
る。その結果、クラッチが開いている場合にも当該電気
機械によって内燃機関の回転の非一様性に対抗するよう
に方向づけられたトルクが導入され得る。このシステム
によって、発生するトルク非一様性が、一方では、互い
に対して回転可能な回転質量体によって、他方では、電
気機械によって、特にクラッチが開かれている場合にも
緩和され得る。前記電気機械の制御によって、回転の非
一様性に対抗するように方向付けられたトルクが大きな
振動数領域にわたって供給され得る。前記回転質量体に
よって形成される二質量体フライホイールを調和させる
ことによって、前記電気機械の負荷を減らすことが可能
である。前記内燃機関から導入されるトルク非一様性の
うちの一部は、前記電気機械によって緩和されることが
可能であり、残りの部分は、前記の互いに対して回転可
能な質量体によって緩和され得る。選択された振動数領
域ではもっぱら前記の互いに対して回転可能な質量体に
よって前記内燃機関から導入されたトルク非一様性を緩
和させるということを考慮に入れてもよい。
【０００８】前記主フランジ部がロータを支持するロー
タ支持部の一部であるという措置によって、一方では、
部材数が削減されており、それとともにコスト削減が生
じ、他方では、このシステムによって必要とされる構造
空間が軽減される。
【０００９】構造固定な部材に対しての、好ましくは前
記電気機械のステータに対してのロータの相対的な位置
を検知するための位置センサ（Lagegeber）をロータに
与えることが有利であるとわかった。
【００１０】前記位置センサの運動させられるエレメン
トを前記ロータ支持部と固定的に結合させることが有利
であるとわかった。前記の運動させられるエレメントの
運動は、前記の運動させられるエレメントに対応配置さ
れている検知するセンサ装置を用いて調べられる（測定
される）。前記ロータ支持部への、あるいは前記主フラ
ンジ部への前記位置センサの前記の運動させられるエレ
メントの結合のための有利な結合メカニズムは、別の従
属項に詳細に記載されている。
【００１１】有利な構成では、少なくとも二つの区別さ
れ得る信号を発する位置センサが設けられている。その
際、第一の信号は、ステータに対してのロータの相対的
な位置を特徴づけ、第二の信号は、クランクシャフトの
相対的な位置を特徴づける。前記第一の信号は、好まし
くは、前記電気機械の制御のために援用され、前記第二
の信号は、好ましくは前記内燃機関の点火順序への前記
電気機械の制御（トリガー）の調和のために援用され
る。
【００１２】軸方向縁部の形成のために前記主フランジ
部とプロフィール（当該プロフィールの運動が付設され
たセンサ装置を用いて調べられる）を備えているカバー
プレートとを固定結合することが有利であるとわかっ
た。例えば、前記センサ装置と共同してインクレメンタ
ルセンサ(Inkrementalgeber)を形成する、複数のセグメ
ントを有するプロフィールが設けられているとよい。好
ましくは、前記プロフィールが有意箇所を有し、その結
果、クランクシャフトの角度ポジションが前記プロフィ
ールによって一義的に確定される。定められたクランク
シャフトポジションは、例えば前記内燃機関の制御のた
めに援用される。前記センサ装置のこの構成の場合に
は、前記プロフィールが、クラッチ装置の軸方向縁部の
形成のために設けられているカバープレート内にあるい
はカバープレートに形成されていることが有利である。
それによって、位置識別のための独自の部材は必要な
い。そのことは、製造コストに有利な影響を及ぼす。カ
バープレートと付設されたセンサ装置とからなるこの装
置は、電動機をもたない駆動装置の場合にも設けられて
いてよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をいくつかの実施
例をもとにして説明する 図１は、駆動装置を示し、図２は、リゾルバ(Resolver)
の受容のための溶接された保持具を有する駆動装置を示
し、図３は、リゾルバの受容のために設けられた保持具
がプレスフィット(プレスばめ、Presspassung)によって
結合させられているロータ支持部を有する駆動装置を示
す。
【００１４】図１をもとにして、まず第一に、駆動装置
１の原理的な構造を詳細に説明する。駆動装置１は、不
図示の内燃機関をもっている。当該内燃機関のクランク
シャフト３と、ロータ７のロータ支持部１１が固定結合
させられている。ロータ支持部１１は、クランクシャフ
ト３に同軸に配置されている半径方向外側領域を有して
構成されている。この半径方向外側領域は、半径方向
（放射方向）内側を指している永久磁石１３を装備され
ているシートスタック(シートパケット、Blechpakete)
１５を担持する。これらの永久磁石１３によって、ステ
ータコイル１７を装備されたシートスタック１１５を含
んでいる半径方向内側に配置されて固定式に支持（軸受
け）されたステータ９が同軸に取り囲まれている。ステ
ータ９のシートスタック１１５は、ステータ支持部１０
に装着されている（ここでいうシートスタックは、コイ
ルあるいは永久磁石のための保持具であり、これはより
よい磁束の理由から、配置に応じて内径部分にあるいは
外径部分に溝を有する多数の個々のシートメタルリング
からなっている；これらのシートメタルリングが一つの
パケット（スタック）に積み重ねられており、その際、
もちろん上述の溝が互いに整列させられており、その結
果シートスタックが貫通する溝を有する；そのとき、こ
の溝にコイルあるいは永久磁石が配置される）。このス
テータ支持部１０には、ロータ７の運動を検知するセン
サ装置４３が結合されている。このセンサ装置４３に
は、運動させられるエレメント４１が付設されている。
当該運動させられるエレメントは、保持具４５を用いて
ロータ７のロータ支持部１１と固定的に結合されてい
る。保持具４５とロータ支持部１１との結合のために、
ロータ支持部１１が、周囲方向に配置されてロータ支持
部１１に食い込んでいる凹所（貫通している空所）３５
を有する。これらの凹所３５に、保持具４５と一体的に
形成されたピン部（ジャーナル部、Zapfen）４７がはま
り込む。ロータ支持部１１における凹所３５は、ピン部
４７によって、軸方向において隣接する空間に対して完
全に閉鎖されている。ロータ及びステータによって形成
される電気機械５には、詳細には図示されない二質量体
フライホイール(Zweimassenschwungrad)２３と摩擦クラ
ッチ２５とを有するクラッチシステム２０が連結してい
る。二質量体フライホイール２３は、ロータ支持部１１
の一部である主フランジ部２１をもっている。従って、
当該主フランジ部は、主質量体を形成して、クランクシ
ャフトと固定結合されている。二質量体フライホイール
は、例えばドイツ特許第１９６０９０４３号明細書(DE
196 09 043 C1)によりすでに知られている。従って、こ
こでは、そのようなシステムの詳細な記述は省略する。
前記二質量体フライホイールの従動側に配置された第二
の回転質量体は、隣接する摩擦クラッチ２５と固定結合
されている。当該摩擦クラッチを介して出力軸２７に対
する固定的な結合が作り出され得る。当該出力軸は、同
時に不図示のトランスミッション（伝動装置）のトラン
スミッション入力軸であり得る。
【００１５】図２に示された駆動装置は、図１をもとに
して説明された駆動装置と、ロータ７の位置を調べる
（測定する、記録する）位置センサ（位置トランスミッ
タ、Lagegeber)１９の運動させられるエレメント４１を
受けるための保持具の結合の点で区別される。運動させ
られるエレメント４１を受けるための保持具は、溶接結
合部３９によってロータ支持部１１と固定結合されてい
る。位置センサとしては、本実施例で示すようなリゾル
バ２９が考慮にいれられてよい。固定結合を作り出すた
めに、図３に示すようなプレスフィット４９が考慮にい
れられてもよい。そのようなリゾルバ２９の代わりに、
ホール・センサ装置(ホール効果センサ装置、Hall-Sens
orik)が設けられてもよい。
【００１６】図２に示された実施例では、部分的に示さ
れたカバープレート５３を有する二質量体フライホイー
ル２３が図示されている。このカバープレート５３によ
って、二質量体フライホイール２３の軸方向縁部５１が
形成される。このカバープレート５３は、主フランジ部
２１と固定結合されている。当該カバープレートは、内
燃機関の方へ向けられた制限エッジ（Begrenzungskant
e、言い換えれば端面ということもできる）５４にプロ
フィール５５（これは換言すれば、センサによって読み
取ることのできるパターンのことであり、開口部からな
ること、高められた面、例えば溝、波形のようなものか
らなることなどさまざまなものが考え得る）を有して構
成されている。このプロフィール５５は、周囲方向に形
成された複数の突出部５６を有する。クランクシャフト
の回転運動の際には、付設されたセンサ装置５７によっ
て、突出部５６の運動の探知によってクランクシャフト
３の運動が調べられる。有意箇所５９（規則的なパター
ンの場合には、センサ装置は、検知されたパターン部
分、例えば開口部の数を数え、引き続いて周方向速度を
簡単に算出するために、カバープレートの周方向におけ
るパターン部分の数によって割らなければならない；し
かしパターンにひとつだけ不規則な部分を作ると、従っ
てパターンにおいて明らかな箇所にマークをつけておく
と、時間単位ごとの回転の数を直接検知することができ
る；このような他から識別できる箇所がここでいう有意
箇所である）の形成のために、好ましくは隣接する突出
部の間隔が突出部５６の周方向において選択された残り
の互いの間隔と異なっている（すなわち、隣接する突出
部の間の間隔が一個所だけ異なっている）。形状安定性
(Formstabilitaet)の増大のために、前記突出部が端部
側で、互いに対して周方向に支持されて、互いと結合さ
れていることを考慮にいれてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】駆動装置の概略図である。
【図２】リゾルバの受容のための溶接された保持具を有
する駆動装置の概略図である。
【図３】リゾルバの受容のために設けられた保持具とプ
レスフィットによって結合させられているロータ支持部
を有する駆動装置の概略図である。
【符号の説明】
１ 駆動装置 ３ クランクシャフト ５ 電気機械 ７ ロータ ９ ステータ １０ ステータ支持部 １１ ロータ支持部 １３ 永久磁石 １５、１１５ シートスタック １７ ステータコイル １９ 位置センサ ２０ クラッチシステム ２１ 主フランジ部 ２３ 二質量体フライホイール ２５ クラッチ ２７ 出力軸 ２９ リゾルバ ３５ 凹所 ３９ 溶接結合部 ４１ 可動エレメント ４３ 検知するセンサ装置 ４５ 保持具 ４７ ピン部 ４９ プレスフィット ５１ 軸方向縁部 ５３ カバープレート ５４ 制限エッジ ５５ プロフィール ５６ 突出部 ５７ センサ装置 ５９ 有意箇所
フロントページの続き (72)発明者 エルンスト バルテルス ドイツ連邦共和国 デー・97456 ディッ テルブルン アイベンシュトラーセ 144 (72)発明者 ディーター バウフ・パネツキー ドイツ連邦共和国 デー・97422 シュヴ ァインフルト アン デア エーゼルスヘ ーエ 93 (72)発明者 コーラ カールソン ドイツ連邦共和国 デー・97456 ディッ テルブルン ミットレーレ クリンゲ ８ (72)発明者 マルティン オックス ドイツ連邦共和国 デー・97422 シュヴ ァインフルト アン デア エーゼルスヘ ーエ 115 (72)発明者 アルフレート ターライルス ドイツ連邦共和国 デー・97422 シュヴ ァインフルト ヴァルター・フォン・デ ア・フォーゲルヴァイデ・シュトラーセ 86 (72)発明者 ラインホルト ヴァイディンガー ドイツ連邦共和国 デー・97509 ウンタ ーシュピースハイム アウガッセ ２ (72)発明者 ユルゲン ヴァイマー ドイツ連邦共和国 デー・97502 オイア ーバッハ アルトフェルトリンク 12

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 間に接続されたクラッチシステムを介し
    て出力軸と連結され得るクランクシャフトを備える内燃
    機関をもっている動力車のための駆動装置にして、前記
    クラッチシステムが互いに対して相対的に回転可能な少
    なくとも二つの回転質量体を有し、これらの回転質量体
    のうちの第一の回転質量体が少なくとも一つの主フラン
    ジ部をもっており、当該主フランジ部が前記クランクシ
    ャフトと固定結合されている動力車のための駆動装置に
    おいて、 前記クラッチシステム（２０）に電気機械（５）が付設
    されており、当該電気機械がロータ支持部（１１）を備
    えるロータ（７）を有し、前記主フランジ部（２１）が
    当該ロータ支持部の一部であることを特徴とする動力車
    のための駆動装置。
  2. 【請求項２】 前記ロータ（７）が、位置固定の部材、
    好ましくは電気機械（５）のステータ（９）に対しての
    前記ロータ（７）の相対的な位置を検知する位置センサ
    （１９）を備えていることを特徴とする、請求項１に記
    載の動力車のための駆動装置。
  3. 【請求項３】 前記位置センサ（１９）が、運動させら
    れるエレメント（４１）と当該運動させられるエレメン
    トの運動を検知するセンサ装置（４３）とをもってお
    り、当該運動させられるエレメント（４１）が前記ロー
    タ支持部（１１）と結合されていることを特徴とする、
    請求項２に記載の動力車のための駆動装置。
  4. 【請求項４】 前記位置センサ（１９）の運動させられ
    るエレメント（４１）が保持具（４５）を用いて前記ロ
    ーラ支持部（１１）と結合させられていることを特徴と
    する、請求項３に記載の動力車のための駆動装置。
  5. 【請求項５】 前記保持具がピン部（４７）をもってお
    り、当該ピン部が前記主フランジ部（２１）に構成され
    た対応配置されたくぼみ部（３５）にかみ合うことを特
    徴とする、請求項４に記載の動力車のための駆動装置。
  6. 【請求項６】 前記ピン部が合成物質から製造されてい
    ることを特徴とする、請求項５に記載の動力車のための
    駆動装置。
  7. 【請求項７】 前記保持具が溶接によって前記主フラン
    ジ部（２１）と固定結合されていることを特徴とする、
    請求項４に記載の動力車のための駆動装置。
  8. 【請求項８】 前記保持具がプレスフィット（４９）に
    よって前記ロータ支持部（１１）と固定結合されている
    ことを特徴とする、請求項５に記載の動力車のための駆
    動装置。
  9. 【請求項９】 位置センサ（１９）としてリゾルバ（２
    ９）が設けられていることを特徴とする、請求項２に記
    載の動力車のための駆動装置。
  10. 【請求項１０】 位置センサ（１９）としてホール・セ
    ンサ装置が設けられていることを特徴とする、請求項２
    に記載の動力車のための駆動装置。
  11. 【請求項１１】 前記位置センサ（１９）が少なくとも
    二つの区別可能な信号を発し、第一の信号がステータに
    対してのロータの相対的な位置を特徴づけ、第二の信号
    が前記クランクシャフトの相対的な位置を特徴づけるこ
    とを特徴とする、請求項２に記載の動力車のための駆動
    装置。
  12. 【請求項１２】 間に接続されたクラッチシステムを介
    して出力軸と連結され得るクランクシャフトを備える内
    燃機関をもっている動力車のための駆動装置にして、前
    記クラッチシステムが互いに対して相対的に回転可能な
    少なくとも二つの回転質量体を有し、これらの回転質量
    体のうちの第一の回転質量体が少なくとも一つの主フラ
    ンジ部をもっており、当該主フランジ部が前記クランク
    シャフトと固定結合されている動力車のための駆動装置
    において、 軸方向縁部の形成のためにカバープレート（５３）が前
    記主フランジ部（２１）と固定結合されており、当該カ
    バープレートがプロフィール（５５）を備えており、当
    該プロフィールの運動が付設されたセンサ装置（５７）
    を用いて調べられることを特徴とする動力車のための駆
    動装置。
  13. 【請求項１３】 間に接続されたクラッチシステムを介
    して出力軸と連結され得るクランクシャフトを備える内
    燃機関をもっている動力車のための駆動装置にして、前
    記クラッチシステムが互いに対して相対的に回転可能な
    少なくとも二つの回転質量体を有し、これらの回転質量
    体のうちの第一の回転質量体が少なくとも一つの主フラ
    ンジ部をもっており、当該主フランジ部が前記クランク
    シャフトと固定結合されている動力車のための駆動装置
    において、 軸方向縁部の形成のためにカバープレート（５３）が前
    記主フランジ部（２１）と固定結合されており、当該カ
    バープレートが軸方向凹所を備えており、当該軸方向凹
    所によって前記カバープレート（５３）の回転運動が付
    設されたセンサ装置（５７）を用いて調べられることを
    特徴とする動力車のための駆動装置。
  14. 【請求項１４】 前記プロフィール（５５）が、予め定
    められたクランクシャフトポジションのマーキングのた
    めの有意箇所（５９）を有して構成されていることを特
    徴とする、請求項１２に記載の動力車のための駆動装
    置。
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