JP2000085388A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 改善された振動減衰を伴う駆動装置を作り出
す。 【解決手段】 少なくとも一つの内燃機関と、後続接続
されたクラッチであって、当該クラッチを介して内燃機
関が出力軸に連結され得るクラッチとを有しており、且
つロータ及びステータをもっている電気的な機械装置を
有している、動力車のための駆動装置において、ロータ
(25)が、少なくとも一つの切り替え可能なインター
ロック装置(53、63、71、73、91)を用い
て、内燃機関、クラッチ(7)、及び出力軸(27)に
よって形成された動力伝達系列に連結され得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、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】ドイツ特許出願公開第4323601号
明細書(DE 43 23 601 A1)から、すでに、内燃機関、ク
ラッチ、及び電気的な機械装置を有する、動力車のため
の駆動装置が知られている。前記内燃機関は、出力部と
してクランクシャフトを有する。当該クランクシャフト
は、介装された(中間に接続された)クラッチによって
出力軸(従動軸)と連結され得る。当該出力軸は同時に
トランスミッション入力軸(Getriebeeingangswelle)で
ある。前記クラッチは、少なくとも部分的に前記電気的
な機械装置の半径方向内側に配置されている。前記電気
的な機械装置のステータ(固定子)は、内燃機関のハウ
ジングと固定的に結合されており、且つ前記電気的な機
械装置は、ねじり振動ダンパ(ねじれ振動減衰器、Tors
ionsschwingungsdaempfer)の介装(中間接続)のもとで
前記出力軸と回転固定に(すなわち相対回転しないよう
に)連結されているロータ(回転子)を有する。前記ク
ラッチの設けられている押しつけプレートも、ねじり振
動ダンパを介して前記出力軸と回転固定に連結されてい
ることが可能である。ロータ・トランスミッション入力
軸連結(カップリング)が、ねじり振動ダンパの回転角
度(相対回転角度)を度外視して、固定されて構成され
ており、且つ前記電気モータがそれによって回転軸ない
しはトランスミッション入力軸にしか影響を及ぼし得な
いことが不都合である。
【0003】ドイツ特許出願公開第19618865号
明細書(DE 196 18 865 A1)から、内燃機関とトランスミ
ッションとの間に配置された電気的な機械装置を有す
る、動力車のための駆動装置が知られている。この電気
的な機械装置は、内燃機関のハウジングに固定的に結合
されたステータと、クランクシャフトに固定結合された
ロータとをもっている。電気的な機械装置とトランスミ
ッションとの間に配置された摩擦クラッチを用いて、内
燃機関がシフト過程(切替過程)の実行のためにトラン
スミッションから連動を断たれ得る。
【0004】この装置の場合には、ロータが内燃機関の
どの加速の際にもフライホイール質量(フライホイー
ル、Schwungmasse)の一部として一緒に加速されねばな
らず、それによってクランクシャフトの最大の加速度が
低下させられることが不都合である。それによって動力
伝達系列(パワートレイン、Antriebsstrang)の慣性が
平行して現れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、改善
された振動減衰(Schwingungsdaempfung)を伴う駆動装置
を作り出すことである。さらに、本発明は、電気的な機
械装置の使用範囲を拡大すること、及び、動力車に高い
反応迅速性(反応のす早さ、Reaktionsschnelligkeit)
を獲得させる駆動装置を作り出すことを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、請求項
1に記載の構成によって解決される。
【発明の実施の形態】
【0007】内燃機関から導入されるトルク振動は、点
火サイクル(点火頻度、Zuendfrequenz)ないしは回転
数に依存している。ロータが切り替え可能なインターロ
ック装置(ロック装置、Verriegelungseinrichtung)を
用いて、内燃機関、クラッチ、及び出力軸によって形成
された動力伝達系列に連結され得る、という措置によっ
て、当該動力伝達系列の、フライホイール質量として効
力のある慣性質量が、ロータを連結するあるいは連結を
解除することによって、例えば動力車の所望の加速度あ
るいは回転数に依存して、変えられ得る。走行状況に基
づいてわずかなトルク変動しか予想されないならば、ト
ルク変動の減衰(緩和)のためのフライホイール質量と
してわずかな慣性質量で十分である。その際、フライホ
イールとして効力のあるわずかな慣性質量に基づいて、
従って所望の加速過程で加速されるべき質量に基づい
て、駆動装置が、従って動力車が高い反応迅速性(反応
スピード)を有する。動力車の運転状況に基づいて比較
的大きなトルク変動が予想され得るならば、インターロ
ック装置の切り替えによって動力伝達系列にロータを連
結することによって慣性質量がより大きくされ得る。好
ましくは、ロータが電気的な機械装置の駆動(トリガ
ー、制御、Ansteuerung)によって動力伝達系列の回転数
へ加速され、そして、回転数が同等ないしは回転数がほ
とんど同等の状態で動力伝達系列に連結状態にされる。
ロータが連結状態にされていると、電気的な機械装置の
駆動が行われない。それによって、ロータがパッシブ
(受動的)なアブソーバ(Tilger)の機能において使用さ
れている。必要とあれば、例えばドイツ特許出願公開第
3230607号明細書(DE 32 30 607 A)あるいはヨー
ロッパ特許出願公開第437266号明細書(EP 437 26
6 A2)から知られているように、当該電気的な機械装置
によってトルク変動に対抗するモーメント(トルク)が
動力伝達系列に導入されるという形で、当該電気的な機
械装置がアクティブ(能動的)な振動減衰のために駆動
(制御)されてもよい。
【0008】さらに、ロータをフライホイールとインタ
ーロック装置を用いて連結することが有利であるとわか
った。好ましくは、ロータが内燃機関に付設されたフラ
イホイールに同軸に配置されている。高い慣性モーメン
トの供給のために電気的な機械装置として、大きな半径
に基づいて高い慣性モーメントを有するアウトサイドロ
ータ(エクスターナルロータモータ、Aussenlaeufer)を
設けることが有利であるとわかった。好ましくは、電気
的な機械装置の半径方向(放射方向)内側にクラッチと
してコンパクトクラッチ(Kompaktkupplung)が配置され
ている。例えば多板クラッチ(マルチプレートクラッ
チ、Lamellenkupplungen)あるいは損耗(消耗)調整す
る(すなわち損耗に応じて調整しなおす)クラッチのよ
うな他のクラッチが設けられていてもよい。この駆動装
置は、とりわけコンパクトであり、且つ特に乗用車(Pkw
-Kraftfahrzeugen)(乗用車の場合には構造空間がとり
わけ乏しい)における使用に適している。有用動力車
(商用車、多目的車、Nutzkraftwagen)における使用の
ためには、高いモーメント(トルク)を伝達し得る大き
な直径を有する摩擦クラッチを使用することが有利であ
るだろう。有用動力車では、一般により多くの構造空間
が意のままになる。その結果、電気的な機械装置及びク
ラッチの平行(並列)な配置が可能である。
【0009】ねじり振動減衰装置を設け、当該ねじり振
動減衰装置を中間に接続してロータが動力伝達系列に連
結され得ることが有利な実施形態であるとわかった。こ
のねじり振動減衰装置は、例えば弾性エレメント(ばね
エレメント)あるいはまたエラスティックダンパ(Elas
tikdaempfer、すなわち、例えば合成物質からなるエラ
ストマーを材料とする、弾性的に変形させられ得る部
材)及び付設されたストッパを含み得る。調節機構を設
け、それによってロータと、ロータが連結され得る部材
との相対位置が調節され得ることが有利であるとわかっ
た。ロータと動力伝達系列の付設された部材との当該相
対位置の調節によって、ねじり振動ダンパの作業点(作
動点、Arbeitspunkt)ないし有効性が調整され得る。そ
れによって、ロータが連結された状態で前記ねじり振動
減衰装置が予想され得る振動に調和させられ得る。
【0010】別の実施形態では、クラッチが、電気的な
機械装置と作用結合状態(作用に関してつながれた状
態)にされ得るローテータ状(回転子状)に操作され得
る連動解除装置(リリース、Ausruecker)を備えている
ことが考慮にいれられている。クラッチの連動解除(ク
ラッチをきる)のために、必要なローテータ状の運動が
電気的な機械装置の駆動によって導入され得る。それに
よって、一方では、電気的な機械装置が、アクティブな
及びパッシブな振動減衰のために、特に強い振動が予想
され得る運転状況におけるアクティブな及びパッシブな
振動減衰のために使用され、且つクラッチの操作のため
に設けられている。好ましくは、内燃機関から導入され
るモーメントがクラッチの連動解除の前に低下させられ
る。それとともに、トルク振動の低下も同時に現れる。
その結果、電気的な機械装置を用いてのトルク振動の減
衰が放棄され得る。
【0011】別の実施形態では、ロータがインターロッ
ク装置を用いて出力軸に連結され得ることが考慮に入れ
られている。それによって、出力軸(これは同時に好ま
しくはトランスミッション入力軸である)が電気的な機
械装置の駆動によって(すなわち電気的な機械装置を作
動させることによって)加速され得る。電気的な機械装
置を用いての出力軸の加速ないしは減速の可能性は、特
にシフト過程のあいだのアクティブなシンクロナイズ
(同期化)のために有利である。
【0012】別の実施形態では、以下のような装置、す
なわち、その装置の切替位置(切替状態)に依存してロ
ータが連動解除装置あるいは出力軸と連結され得る装置
が設けられている。ロータが選択装置によって連動解除
装置とつながれていると、クラッチが電気的な機械装置
の駆動(励起)によって操作され得る。それに反してロ
ータが出力軸に選択装置を介して連結されていると、ア
クティブなシンクロナイズ並びに振動減衰が電気的な機
械装置によって供給され得る。別の実施形態では、ステ
ータがベアリングを用いて車体に固定した部材に対して
相対回転可能に支持されていることが考慮にいれられて
いる。その際、当該ステータに拘束装置が付設されてお
り、当該拘束装置によって相対回転が阻止され得る。運
動量保存(Impulserhaltung)を行う力に基づいて、拘束
装置が解除された状態(すなわち拘束が解かれた状態)
でステータがロータの回転運動に対して反対の方向にお
いて加速される。ステータのこの偏位によって一様にロ
ータの運動が減衰させられる。
【0013】ステータを、ローテータ状に操作可能な連
動解除装置と連結し、その結果、クラッチの操作のため
に必要なローテータ状の運動が、電気的な機械装置の駆
動によって、作用する復元力(Rueckstellkraft)に基づ
いて、拘束装置が解除された際に、電気的な機械装置に
よって導入され得ることが有利であるとわかった。好ま
しくは、拘束装置の新たな切り替えによってクラッチが
連動解除された状態でも拘束され得る、ないしはステー
タが対応するポジションで拘束され得る。クラッチを連
動させる(クラッチをつなぐ)ために、まず第一にクラ
ッチの連動解除のために供給される復元力をこれまた同
様に導入し、この状態で、引き続いて、クラッチを連動
状態にするために、作用している復元力を低下させるた
めに、拘束装置を解除することが有利であるとわかっ
た。
【0014】ローテータ状に操作され得る連動解除装置
は、有利には、それが連動解除したポジションにおいて
拘束され得る、あるいはセルフロッキングされ得る、且
つそれによって電気モータのそのほかの利用、例えばク
ラッチが開かれている状態でのシンクロナイズ過程のた
めの利用を許容するように構成されているとよい。
【0015】
【実施例】いくつかの実施例をもとにして、本発明を以
下に詳細に説明する。図1は、統合されたクラッチを有
する内燃機関・電気機械装置コンビネーションの図式的
な図を示す。図2〜6は、統合されたクラッチを有する
電気機械装置ユニット及び図式的に示された複数の連結
装置の図式的な図を示す。図7は、電気機械装置・クラ
ッチユニットを示す。図8及び9は、出力軸への電気的
な機械装置のさまざまな結合可能性を示す。図10は、
ある操作状態における駆動装置のクラッチの固定のため
の拘束装置を示す。図11A〜Cは、インターロックユ
ニットとして設けられた切替装置の実施形態を示す。
【0016】図1には、内燃機関・電気機械装置コンビ
ネーション1が図示されている。その際、内燃機関のク
ランクシャフト3だけが図式的に示されている。このク
ランクシャフト3は、フライホイール9と固定結合され
ている。このフライホイール9は、コンパクトクラッチ
7の一部である。当該コンパクトクラッチは、電気的な
機械装置21のステータ23によって同軸に取り囲まれ
ている。このコンパクトクラッチ7は、ねじり振動ダン
パ13を備えたクラッチディスク11を有する。このク
ラッチディスク11は、軸方向にてフライホイール9と
押しつけプレート15との間に配置されている。当該押
しつけプレートは、付設されたダイアフラムスプリング
17と作用結合状態にある。コンパクトクラッチ7の操
作のために、トランスミッション入力軸27に対して同
軸に配置された連動解除装置(Ausruecker)19が設けら
れている。このクラッチ7を同軸に取り囲んでいるステ
ータ23は、固定式に配置されている、示された実施例
では、クランクケース(エンジンハウジング、モーター
ケーシング、Motorgehaeuse)と固定結合されている。
ステータ23をトランスミッションハウジング(ギアボ
ックスハウジング、Getriebegehaeuse)と固定結合する
ことを考慮にいれてもよい。ステータ23は、付設され
たロータ25によって同軸に取り囲まれる。従って、こ
の電気的な機械装置21は、アウトサイドロータ(エク
スターナルロータモータ、Aussenlaeufer)22であ
る。ロータは、コンパクトクラッチ7の押圧プレート1
0ないしはフライホイール9と固定結合されている。ロ
ータ25の半径方向外側に位置する配置に基づいて、当
該ロータが大きな半径に基づいて高い慣性モーメントを
有する。当該電気モータ(電動機)が駆動(トリガー、
通電、制御、ansteuern)されていないかぎり、フライ
ホイール9ないしは押圧プレート10との固定的な結合
<1>によって、ロータ25はフライホイール質量の一部
である。当該電気モータの駆動によって、当該電気モー
タによって、内燃機関のトルク変動と反対に向けられた
モーメントが供給され得る。内燃機関の回転振動(Drehs
chwingungen)が、アクティブ(能動的)に減衰させられ
る。図示された電気的な機械装置21は、ジェネレータ
(発電機)としても運転され得る。ジェネレータ運転の
際には、内燃機関から導入されるモーメントの一部が当
該ジェネレータを用いて電気的なエネルギーに変換され
る。この電気的なエネルギーは、車両バッテリーあるい
はコンデンサー(蓄電器)のような不図示の中間蓄積器
(一時蓄積器、Zwischenspeicher)において中間蓄積さ
れるとよい。当該電気的なエネルギーを設けられた供給
システム(電気装置、Bordnetz)に直接に供給すること
を考慮にいれてもよい。この電気的なエネルギーを用い
て、車両に設けられた電気的な消費機器(Verbraucher)
が運転される。
【0017】車両のスタートのために、電気的な機械装
置21をモータとして運転すること、及び、好ましくは
クラッチ7が連動解除されている状態であるいはアイド
リング位置(ニュートラル、Leerlaufstellung)におけ
るトランスミッション(伝動装置)の場合にフライホイ
ール9を必要なスタート回転数(始動回転数、Anlassdr
ehzahl)へ加速することが考慮にいれられているとよ
い。クラッチ7が開かれてギアが入れられる場合に、特
にスタートギア(Anfahrgang)あるいはリバースギア(Rue
ckwaertsgang)にいれる場合に、車両のクリープ(アイ
ドリングドラッグ、Ankriechen bzw. Kriechen、すなわ
ち停止状態からきわめてゆっくりした走行までの発進過
程)を前記電気モータによる単独の作動(駆動、ドライ
ブ)によって供給することを考慮にいれてもよい。リバ
ースギア(後退)は、例えばもっぱら電気により行われ
てもよい。その結果、電気的な機械装置が出力軸27と
連結され得るならば、対応する歯車及び付設されたシフ
ト装置(Schalteinrichtung)をトランスミッションに設
けなくてもよい。電気機械装置及びクラッチの別の可能
な連結(カップリング)を図2をもとにして説明する。
【0018】図2には、電気的な機械装置21と動力伝
達系列(パワートレイン、Antriebsstrang)との、及び
その代わりに連動解除装置19とのさまざまな連結可能
性が図示されている。電気的な機械装置21、クラッチ
7、及び内燃機関の配置は、図1をもとにしてすでに説
明した配置に相当する。これまた同様に、電気的な機械
装置の半径方向内側に配置されたコンパクトクラッチ7
が設けられている。電気的な機械装置21のロータ25
は、ベアリング29を用いてフライホイール9に回転可
能に支持(装着)されている。インターロック装置(ロ
ック装置、Verriegelungseinrichtung)53を用いて、
ロータ25とフライホイール9との固定した結合が切り
替えられ得る。インターロック装置53が開かれている
場合には、電気的な機械装置が動力伝達系列から連結を
はずされている(連動を断たれている)。電気的な機械
装置を接続状態にするために、まず第一にロータ25を
電気的な機械装置21としての駆動(制御)によってフ
ライホイール9の回転数へ加速すること、及び引き続い
てインターロック装置53の切り替えによって連結する
ことが考慮に入れられているとよい。電気的な機械装置
と内燃機関のフライホイール9とのこの可能な連結は、
符号<1>、<2>で示されている。
【0019】インターロック装置53が閉じられている
場合には、以下の運転方式が可能である。一方では、内
燃機関から電気的な機械装置21へのモーメントの流れ
(Momentenfluss)が行われ得る。その際、内燃機関のフ
ライホイール質量がロータによって増大させられる。同
時に、電気的な機械装置21が必要によりジェネレータ
運転で作動できる。クラッチ5、7が開かれており、且
つ電気的な機械装置21がモーメントの供給ないし導入
のためにクラッチが開かれた状態で駆動されると、スタ
ータ運転(Anlasserbetrieb)が存在する。クラッチが閉
じられている場合には、当該電気モータが内燃機関のド
ライブトルク(駆動トルク、Antriebsmoment)を補助す
る。
【0020】符号<3>、<4>を付された連結により電気
的な機械装置21のロータ25を連結する場合、インタ
ーロック装置63(当該インターロック装置によってフ
ライホイール9へのロータの結合が切り替えられ得る)
に加えて弾性エレメント(ばねエレメント)57がねじ
り振動減衰のために設けられている。当該弾性エレメン
トにはそれぞれ可能な回転角度(ねじれ角度)を制限す
るストッパ59が付設されている。装置61は、弾性エ
レメント57の弾性定数(ばね定数)の所望の効果(実
効性)の調整のために設けられている。設けられたスト
ッパ59によって、弾性エレメント57が運転のあいだ
最大の緊張エネルギー(ストレスエネルギー、spannene
rgie)に対応したポジションへ圧縮されることが妨げら
れる。これらのストッパ59は、弾性エレメント57を
傷めないために設けられており、好ましくは通常運転で
は効力を生じない。スタータ運転のために、ステータ2
3の相応の駆動によって、電気的な機械装置21が電気
モータとして運転される。ステータの電流付勢(すなわ
ち、ステータに通電すること)によってロータ25が加
速され、それによって弾性エレメント57が力で付勢さ
れる、また、弾性エレメントが最小モーメント(Mindest
moment)で付勢されていると、ロータ25のトルクが完
全にフライホイール9へ伝達される。ステータ23の相
応の駆動によって、ロータ25もフライホイール9も加
速される。内燃機関のスタート過程のために必要な最小
回転数(Mindestdrehzahl)が達成されると、内燃機関が
周知のようにしてスタート(始動)させられる。次に、
内燃機関から導入されるモーメントが一方ではフライホ
イール9の加速のために、他方では動力車の加速のため
に利用され得る。ステータ23の駆動に依存して、電気
的な機械装置21が電気モータとしてあるいはジェネレ
ータとして運転され得る。次に、ねじり振動は、電気的
な機械装置によっても、アクティブな振動減衰装置によ
っても、弾性エレメント57及び摩擦装置61を含むね
じり振動ダンパ65によっても減衰させられ得る。
【0021】例えば図2において符号<6>〜<8>を付さ
れて示されているような、コンパクトクラッチ7への、
特にフライホイール9への、ないし連動解除装置19へ
の電気モータ21の別の結合も考慮にいれられている。
ロータ25は、インターロック装置71を介してフライ
ホイール9及び連動解除装置19と連結され得る。図示
された実施例では、ロータ25は、弾性エレメント67
を中間に接続することにより連動解除装置19と連結さ
れており、弾性エレメント67に平行して(並列に)配
置されていてストッパ69を有している結合区間(Verbi
ndungsstrecke)によってストッパポジションに突き当た
ることによってフライホイール9と連結され得る。ロー
テータ状に操作され得る連動解除装置19を設けること
によって、電気的な機械装置21の相応の駆動によって
クラッチ7が操作され得る。電気的な機械装置21は、
スタータとして運転され得る。当該モータの始動のため
に、ステータ23がロータの加速のために第一の回転方
向において作動させられる。弾性エレメント67は、ロ
ータ25によって力で付勢される。それによって、フラ
イホイール9とロータ25との相対ポジションの変化と
いう事態になる。当該弾性体によってさらに先へ送られ
る力が連動解除装置19を回転させ、クラッチ7が自動
的に連動解除される。この回転方向へのロータ25の持
続的な作動の際には、わずかなさらなる公差行程(許容
差経路、Toleranzweg)が通り抜けられ、ストッパの到
達によってフライホイール9が加速される。引き続いて
の始動過程は、前に説明されたものと区別されない。そ
の結果、ここでは、さらなる説明が省略される。内燃機
関がスタートさせられると、電気的な機械装置21の駆
動によって予め定められたようにフライホイール9とロ
ータ25との相対的な位置の変化が、それによってクラ
ッチ7を連動状態にすることが適切に制御され得る。そ
の際、弾性エレメント67は負荷を軽減される。
【0022】ジェネレータ運転において作動しているモ
ータの場合あるいは電気モータと内燃機関とによるドラ
イブトルクの共同の産出の場合のモーメント伝達のため
には、図3〜5に示されるように、インターロック装置
71あるいは73が開かれねばならず、且つその代わり
に設けられた減衰させるあるいは減衰させないモーメン
ト伝達区間<1>―<2>あるいは<3>―<4>がインターロ
ック装置63ないしその代わりにインターロック装置5
3を用いて閉じられねばならない。
【0023】特に、ロータ25がインターロック装置7
3により連動解除装置19と連結され得ることが考慮に
いれられていてもよい(図2、3〜5参照、符号<5>あ
るいは<6>を付されている)。電気的な機械装置がもっ
ぱらそのような装置<5>を用いてだけ連結され得るなら
ば、電気的な機械装置は単に連動解除装置の操作のため
にだけ設けられている。
【0024】図5に示す連結兼始動区間(Kuppl- und An
lassstrecke)の使用の際には、インターロック装置71
によってよばれ得る(選択され得る)伝達区間<6>、<
7>を用いて始動過程がインターロック装置71、6
3、53の切り替えの低下させられた数のもとで可能で
ある。始動過程のために、まず第一にインターロック装
置63あるいは53(図3)が開かれる。インターロッ
ク装置71は閉じられている。電気的な機械装置21の
駆動によってまず第一にクラッチがきられ、継続する作
動の際にクラッチシャフト3が電気的な機械装置21を
用いて加速され、それによって内燃機関がスタートされ
る。引き続いて、インターロック装置71が開かれ、イ
ンターロック装置53あるいは63が再び閉じられる。
他方、図4に示す構成の場合に動力車のスタートのため
にインターロック装置53あるいは63が開かれねばな
らず、インターロック装置73が閉じられねばならな
い。クラッチ7は、電気的な機械装置21の駆動によっ
て連動解除され、安定な位置へもたらされ、ないしはク
ラッチがきられた状態で例えば図10に示された拘束装
置95を用いて固定される。引き続いて、インターロッ
ク装置73が開かれ、インターロック装置53あるいは
63が閉じられ、内燃機関が電気的な機械装置21の駆
動によって始動される。次に、前に説明したインターロ
ック装置53あるいは63及び73に対応してクラッチ
を閉じるために操作され得、それから引き続いてさらに
インターロック装置53あるいは63及び73を操作
し、電気的な機械装置21を再び内燃機関に付設された
フライホイール9へ連結し得る。
【0025】図6には、図5に比べて簡単にされた変形
例が示されている。ロータ25は、弾性エレメント65
及び複数のストッパ59並びに調節装置61をもってい
るねじり振動ダンパを介して、後続接続された弾性エレ
メント67を介してコンパクトクラッチに付設された連
動解除装置19と連結されており且つ複数のストッパ6
9を介して内燃機関のフライホイール質量体9と連結さ
れ得る。ストッパ69及び弾性エレメント67には、イ
ンターロック装置72が平行して(並列に)接続されて
いる。当該インターロック装置によって連動解除装置へ
の作用結合が自由に切り替えられ得る。且つ当該インタ
ーロック装置によって、当該インターロック装置が閉じ
られている状態でクラッチポジションが拘束されてい
る。以下に、この実施例の機能方法を簡潔に説明する。
スタート過程のために、インターロック装置72がまず
第一に開かれる。電気的な機械装置21が、電気モータ
として駆動される。その結果、連動解除装置が弾性エレ
メント67を介してコンパクトクラッチ7の操作のため
に連動解除した操作位置へ操作される。摩擦クラッチが
連動解除された状態での持続的な作動の場合には、スト
ッパ69が接触ポジションに達し、内燃機関のフライホ
イール質量体が加速される。最小回転数の到達によっ
て、内燃機関がスタートさせられる。内燃機関が作動状
態にあると、電気モータは低下させられたパワー(性
能)で駆動される。その結果、結果として生じる、連動
解除装置19へ作用する相対運動から、摩擦クラッチが
結果として連動状態にされる(つながれる)。摩擦クラ
ッチがつながれている状態でインターロック装置72が
閉じられ、それによってクラッチの操作位置が拘束され
ている。次に電気的な機械装置21がジェネレータとし
て駆動され得る。その際、ロータが内燃機関によって弾
性エレメント65及びストッパ69を有するねじり振動
減衰装置を介して作動させられる。電気的な機械装置を
アクティブな振動減衰のために駆動することを考慮にい
れてもよい。
【0026】次に、図7、8、9に個々に分類されてい
るように、図2の図の下半分に示された出力軸27(こ
れは同時にトランスミッション入力軸28である)への
電気的な機械装置21の結合可能性に詳しく立ち入る。
【0027】ロータ25は、選択装置93を介してトラ
ンスミッション軸に直接(符号<13b>を付されてい
る)あるいはインターロック装置91を介して(符号<
13a>を付されている)トランスミッション入力軸2
8と連結され得る。この結合は符号<11>を付されてい
る。選択装置93に依存して、ロータ25はすでに前に
説明したようにも連動解除装置19に(符号<14>が付
されている)連結され得る。これは、図2の上側の部分
に示された符号<5>を付された結合に相当する。さら
に、図9に示されるように、ロータ25の結合が、弾性
エレメント79及び複数のストッパ89を有する符号<
16>を付された結合を介して直接あるいは間接にイン
ターロック装置91を介してトランスミッション入力軸
28に連結され得る。選択装置93に依存して、ロータ
25が、ストッパ89を伴う弾性エレメント79からな
るユニットを介して、連動解除装置19とも連結され得
る。トランスミッション入力軸28への連結の際には、
車両が、クラッチ7が開かれている状態で電気モータ2
1によってドライブされ得る。このことは、特に、例え
ば車両のクリープの際のように低い走行速度が望まれる
場合に有利であるだろう。また、電気的な機械装置21
がトランスミッションのアクティブな同期化の制御のた
めに駆動され得る。トランスミッションにおけるアイド
リングポジション(ニュートラル)が選択されていてク
ラッチが閉じられていると、クラッチ7が閉じている状
態でのモータとしての電気的な機械装置の駆動によっ
て、当該電気モータがスタータとして利用され得る。電
気的な機械装置21が連動解除装置19に連結されてい
る(符号<15>を付されている)と、当該電気的な機械
装置を用いてクラッチの接断(すなわちクラッチをきっ
たりつないだりすること)がコントロールされ得る。
【0028】トランスミッション軸(ギアシャフト)2
7へのロータのこの図示された結合の場合には、トルク
変動が一方ではロータ25の慣性質量によって減衰され
得る。そして、電気的な機械装置21がトルク変動のア
クティブな減衰のために駆動され得る。さまざまなイン
ターロックエレメント53、63、71、91、あるい
は93の切り替えによって、車両の運転状態に依存し
て、対応するインターロックエレメントの切り替えによ
る前に説明した結合可能性のうちの一つを選択すること
が考慮にいれられてもよい。
【0029】この実施例では、ねじり振動減衰装置を装
備されたクラッチディスク(符号<10>を付されてい
る)もねじり振動減衰装置を装備されていないクラッチ
ディスク(符号<9>を付されている)も図示されてい
る。
【0030】図7には、以下に詳細に説明される別の変
形例が示されている。機能方法に立ち入る前に、先に構
造をもう一度簡潔に説明する。クランクシャフト3は、
フライホイール9ないしは押圧プレート10と固定結合
されている。フライホイール9には、押しつけプレート
15が付設されている。その際、軸方向にて押しつけプ
レート15とフライホイール9との間にクラッチディス
ク11が配置されている。このクラッチディスク11
は、トランスミッション入力軸28と回転固定に(すな
わち相対回転しないように)結合されている。符号<1
0>で示されているように、ねじり振動減衰装置13を
備えるクラッチディスク11が設けられていてもよい。
符号<9>で示されているようなクラッチディスク11の
簡単な構成を考慮にいれてもよい。押圧プレート15
は、ダイアフラムスプリング17によって力で付勢され
る。当該ダイアフラムスプリングのほうは、クラッチ7
の連動解除のために(すなわちクラッチをきるために)
連動解除装置19によって、押圧プレートと反対の端部
で力で付勢される。図7の図の上半分に示されたこのク
ラッチは、コンパクトクラッチ(Kompaktkupplung)7で
ある。例えばNKW(有用動力車)分野での使用の場合
のように、軸方向の構造空間が乏しくない応用例では、
図7の図の下半分に示されているように従来どおりのク
ラッチ5が考慮にいれられてよい。まず第一に、図7の
図の上半分に示された構造を詳細に説明する。クラッチ
に同軸にステータ23が配置されている。当該ステータ
は、ベアリング(軸受)39を用いて回転可能に支持
(装着)されている。符号<17>を付されているよう
に、当該ステータは、弾性エレメント33を介して且つ
インターロック(ロック)41を介して連動解除装置1
9とつながれている。弾性エレメント33に平行して
(並列に)ストッパ35及び拘束装置37(それらはそ
れぞれ互いに対しても平行して配置されている)が配置
されている。公差補償(許容差調整)する弾性エレメン
トは場合によっては設けなくてもよい。拘束装置37の
切り替えによって、ステータの固定式の支持が保証され
ている。拘束装置37の解放によって、クラッチの連動
解除のために必要な操作力が電気的な機械装置21の駆
動及びステータの復元力(Rueckstellkraft)の利用によ
ってインパルス回路(運動量回路、Impulsschaltung)に
基づいて供給される。クラッチの操作のためにはインタ
ーロック41が閉じられていなければならない。ロータ
25は、この実施例では、フライホイール質量体と固定
連結されている。
【0031】以下に、図7の図の下半分に示された構造
を詳細に説明する。電気的な機械装置21はステータ2
3及びロータ25からなる。その際、ステータは固定式
にトランスミッションと結合されており、且つロータ2
5は、アウトサイドロータ22を形成して、半径方向外
側に配置されている。この電気的な機械装置21は、軸
方向にクラッチ5に平行して(並列に)配置されてい
る。トランスミッション入力軸28ないし連動解除装置
19とのロータ25の連結は、すでに図2をもとにして
説明した連結可能性に相当する。その結果、ここでは、
詳細な説明は行われない。しかしながら、図2をもとに
して図の上半分において説明された連結がクラッチ及び
電気的な機械装置21の軸方向に平行した配置の場合に
考慮にいれられていてもよい。
【0032】図10には、ある操作状態、特に連動解除
したポジションに相当するポジションにおけるクラッチ
の固定のための拘束装置95の実施例が図示されてい
る。この拘束装置95は、係止エレメント(ラッチエレ
メント、Rastelement)97を有する。当該係止エレメ
ントは、所望の操作ポジションの到達によって対応配置
された凹所99にかみ合う。
【0033】図11A〜Cには、インターロック装置と
して考慮にいれられ得る切替装置101の実施例が示さ
れている。図11Aに示されているように、電気的な機
械装置21の駆動の際に、加速のためのトラクション方
向(引っ張り方向、Zugrichtung)にてフライホイール
9のトルクがそれに伝達される。切替装置101は開か
れている。
【0034】トラクション方向(これは、電気的な機械
装置21からモーメントが動力伝達系列に導入されるス
タータ兼アクチュエータ運転(Starter- und Aktuatorbe
trieb)に相当する)から、電気的な機械装置21がジェ
ネレータとして運転されるスラスト運転(減速のための
スラストを与える運転)への切り替えが図11Bに示さ
れている。固定装置103のストッパエレメント102
が、拘束のために、特にストッパ105の拘束のため
に、図11Bに示されているように制御される。当該ス
ラスト運転に基づいて、力方向が反転されている。それ
によって、ストッパ105及び107に平行して配置さ
れた弾性エレメント109が引き伸ばされる。ストッパ
105が図11Cに示されているようにかみ合い、電気
的な機械装置がジェネレータとして運転され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】統合されたクラッチを有する内燃機関・電気機
械装置コンビネーションの図式的な図である。
【図2】統合されたクラッチを有する電気機械装置ユニ
ット及び図式的に示された複数の連結装置の図式的な図
である。
【図3】統合されたクラッチを有する電気機械装置ユニ
ット及び図式的に示された連結装置の図式的な図であ
る。
【図4】統合されたクラッチを有する電気機械装置ユニ
ット及び図式的に示された連結装置の図式的な図であ
る。
【図5】統合されたクラッチを有する電気機械装置ユニ
ット及び図式的に示された連結装置の図式的な図であ
る。
【図6】統合されたクラッチを有する電気機械装置ユニ
ット及び図式的に示された連結装置の図式的な図であ
る。
【図7】電気機械装置・クラッチユニットを示す図であ
る。
【図8】出力軸への電気的な機械装置の可能な結合方式
を示す図である。
【図9】出力軸への電気的な機械装置の可能な結合方式
を示す図である。
【図10】ある操作状態における駆動装置のクラッチの
固定のための拘束装置を示す図である。
【図11】A〜Cは、インターロックユニットとして設
けられた切替装置の実施形態の図である。
【符号の説明】
1 内燃機関・電気的機械装置コンビネーション 2 動力伝達系列 3 クランクシャフト 5 クラッチ 7 コンパクトクラッチ 9 フライホイール 10 押圧プレート 11 クラッチディスク 13 ねじり振動ダンパ 15 押しつけプレート 17 ダイアフラムスプリング 19 連動解除装置 21 電気的な機械装置 22 アウトサイドロータ 23 ステータ 25 ロータ 27 出力軸 28 トランスミッション入力軸 29 ベアリング 33 弾性エレメント 35 ストッパ 37 拘束装置 39 ベアリング 41 インターロック装置 53 インターロック装置 55 ねじり振動ダンパ 57 弾性エレメント 59 ストッパ 61 装置 63 インターロック装置 65 ねじり振動ダンパ 67 弾性エレメント 69 ストッパ 71 インターロック装置 72 インターロック装置 73 インターロック装置 79 弾性エレメント 89 ストッパ 91 インターロック装置 93 選択装置 95 拘束装置 97 係止エレメント 99 凹部 101 切替装置 102 ストッパエレメント 103 固定装置 105 ストッパ 107 ストッパ 109 弾性エレメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルティン クレッツシュマー ドイツ連邦共和国 デー・97078 ヴュル ツブルク シュヴァーベンシュトラーセ 1アー

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一つの内燃機関と、後続接続
    されたクラッチであって、当該クラッチを介して前記内
    燃機関が出力軸に連結され得るクラッチとを有してお
    り、且つロータ及びステータをもっている電気的な機械
    装置を有している、動力車のための駆動装置において、 前記ロータ(25)が、少なくとも一つの切り替え可能
    なインターロック装置(53、63、71、73、9
    1)を用いて、前記内燃機関、前記クラッチ(5、
    7)、及び前記出力軸(27)によって形成された動力
    伝達系列(2)に連結され得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】 前記電気的な機械装置(21)の前記ロ
    ータ(25)が、切替機構(67、69;73、63;
    93、53)を用いて、選択的に、前記内燃機関、前記
    クラッチ(5、7)、及び前記出力軸(27)によって
    形成された動力伝達系列(2)に、あるいは、前記クラ
    ッチ(5、7)に付設された連動解除装置(19)に連
    結され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】 前記内燃機関にフライホイールが付設さ
    れており、当該フライホイールが、クラッチが開かれて
    いる状態で前記内燃機関と連結されている、請求項1ま
    たは請求項2に記載の動力車のための駆動装置におい
    て、 前記インターロック装置(53、63)が、一方では前
    記ロータ(25)と、他方では前記フライホイール
    (9)と作用結合状態にあることを特徴とする動力車の
    ための駆動装置。
  4. 【請求項4】 前記ロータ(25)が前記フライホイー
    ル(9)に同軸に配置されていることを特徴とする、請
    求項1、2、または3に記載の動力車のための駆動装
    置。
  5. 【請求項5】 前記ロータが、少なくとも一つの弾性エ
    レメントと付設されたストッパとを有するねじり振動減
    衰装置を備えている、請求項1〜4のいずれか一項に記
    載の動力車のための駆動装置において、 前記ロータ(25)が、前記ねじり振動減衰装置(5
    5)を中間に接続して前記動力伝達系列(2)に連結さ
    れ得ること、及び、前記弾性エレメント(57)の作業
    点が、連結された状態で、ロータ(25)とそれに結合
    された前記動力伝達系列の部材(9)との相対位置の変
    化によって好ましくは予め指定可能に調整され得ること
    を特徴とする動力車のための駆動装置。
  6. 【請求項6】 好ましくは少なくとも一部が前記電気的
    な機械装置(21)の半径方向内側に配置されている前
    記クラッチ(7)が、前記電気的な機械装置(21)と
    作用結合状態にされ得るローテータ状に操作され得る連
    動解除装置(19)を備えており、前記クラッチ(2
    1)の連動解除のために必要なローテータ状の運動が前
    記電気的な機械装置(21)の駆動によって導入され得
    ることを特徴とする、請求項1、2、3、または4に記
    載の動力車のための駆動装置。
  7. 【請求項7】 前記ロータ(25)が、少なくとも一つ
    のインターロック装置(91)を用いて前記出力軸(2
    7)に連結され得ることを特徴とする、請求項1〜6の
    いずれか一項に記載の動力車のための駆動装置。
  8. 【請求項8】 選択装置(93)が設けられており、当
    該選択装置の切替状態に依存して前記ロータ(25)が
    前記連動解除装置(19)と、あるいは前記出力軸
    (4)と連結され得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。
  9. 【請求項9】 前記ステータ(23)が、ベアリング
    (29)を用いて、車体に固定した部材に対して回転可
    能に支持されていること、及び、前記ステータ(23)
    に相対回転の阻止のために拘束装置(37)が付設され
    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。
  10. 【請求項10】 前記電気的な機械装置(21)を用い
    て、拘束装置(37)が解かれている状態で、復元力の
    利用のもとで、前記クラッチ(5、7)の連動解除のた
    めに必要なローテータ状の運動が導入され得ることを特
    徴とする、請求項9に記載の動力車のための駆動装置。
  11. 【請求項11】 前記電気的な機械装置(21)が、ク
    ラッチ(5、7)が開かれている状態で、シフト過程で
    のアクティブな同期化を与えるために、インターロック
    装置(91、93)を用いて前記出力軸(27)に連結
    され得ることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか
    一項に記載の動力車のための駆動装置。
  12. 【請求項12】 前記電気的な機械装置(21)、特に
    前記ロータ(25)が、慣性質量を減少させるために、
    シフト過程のあいだ、前記動力伝達系列(2)から、特
    に前記インターロック装置(91)を用いて前記出力軸
    から連動を断たれ得ることを特徴とする、請求項1に記
    載の駆動装置。
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