JP2000501151A - 特に自動車用の駆動システムおよび同システムを動作させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、駆動ユニット、特に内燃機関と、回転むらを能動的に低減するための駆動ユニットの上に、また厳密には特にその駆動軸（１０）またはこれに結合されたかまたは結合可能な軸に作用する少なくとも１つの電気機械（４）とを有する、特に自動車用の駆動システムに関する。少なくとも１つの駆動システム・センサ（１６、３２）および／またはセンサ情報から導出される少なくとも１つの制御パラメータが、駆動ユニットの制御にも電気機械（４）の制御にも使用され、かつ／または電気機械（４）の制御または駆動ユニットの制御を担当する制御装置（３１または３３）が駆動ユニットおよび電気機械（４）も部分的または全体的に制御する。本発明はまた、この種の駆動システムの操作方法にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】 特に自動車用の駆動システムおよび同システムを動作させる方法 本発明は、特に自動車用の駆動装置に関する。 特に内燃機関を駆動ユニットとして有する駆動システムでは、一般に、まず第 一に内燃機関のガスの力および慣性により、内燃機関の駆動軸の回転むらが生ず る。この種の回転むらは、例えば自動車の乗り心地を妨げ、駆動システムと自動 車のその他の部分の摩耗をもたらす可能性がある。 したがって、回転むらを能動的に低減するためのシステムを自動車の内燃機関 に設けることがすでに提案された。このようなシステムの作用は、電気機械また は電気ブレーキが交互にまたは一方向に脈動するトルクを発生させる。このトル クは回転むらと反対方向であれば回転むらが低減するということに基づいている 。このようなシステムの例は、日本特許抄録第１１巻第２８号（Ｍ−５５７）、 １９８７年１月２７日、ＪＰ−Ａ−６１２００３３３（ＮＩＳＳＡＮ Ｉ）、日 本特許抄録第４巻第２９号（Ｍ−００２）、１９８０年３月１４日、ＪＰ−Ａ− ５５００５４５４（ＴＯＹＯＴＡ）、ＥＰ−Ｂ−０４２７５６８（ＩＳＵＺＵ） 、ＤＥ−Ａ−３２３０６０７（ＶＷ）、ＥＰ−Ｂ−０１７５９５２、およびＵＳ −Ａ−４６９９０９７（ＭＡＺＤＡ）、日本特許抄録第７巻第２４０号（Ｍ−２ ５１）、１９８３年１０月２５日、ＪＰ−Ａ−５８１２６４３４（ＮＩＳＳＡＮ ＩＩ）、ＤＥ−Ａ−４１００９３７（ＦＩＣＨＴＥＬ ＆ ＳＡＣＨＳ）、Ｅ Ｐ−Ａ−０６０４９７９（ＮＩＰＰＯＮＤＥＮＳＯ）、ＥＰ−Ａ−０３８５３１ １（ＮＩＳＳＡＮ／ＨＩＴＡＣＨＩ）、ＥＰ−Ａ−０３３８４８５（ＨＩＴＡＣ ＨＩ）、およびＵＳ−Ａ−５１０９８１５（ＨＩＴＡＣＨＩ ＩＩ）に公開され ている。 あまり関係のない従来技術として、ＤＥ−Ｂ−４３９１８９８、ＤＥ−Ａ−２ ７０４５３３、ＥＰ−Ａ−０４３７２６６、ＤＥ−Ａ−４４３７３２２、ＤＥ− Ａ−４０１１２９１、ＤＥ−Ａ−３２４３５１３、ＤＥ−Ａ−３８１４４８４、 ＤＥ−Ａ−３３３８５４８、ＤＥ−Ｂ−４４０８７１９、ＤＥ−Ａ−３９３７０ ８２が挙げられる。 そこで、対応する装備された駆動システムでは、回転むらの能動的な低減は基 本的に可能である。 本発明は、このような駆動システムをさらに変形し、かつ／または簡単にする という技術的問題に由来する。 本発明はこの問題を、 − 駆動ユニット、特に内燃機関と、 − 回転むらを能動的に低減するための、駆動ユニットに、また厳密には特にそ の駆動軸またはこれに結合されたかまたは結合可能な軸に作用する少なくとも１ つの電気機械と を有する、特に自動車用の駆動システムによって解決され、 駆動システムの少なくとも１つのセンサおよび／またはセンサ情報から導かれる 少なくとも１つの量が、駆動ユニットの制御にも電気機械の制御にも使用され、 かつ／または電気機械の制御または駆動ユニットの制御を担当する制御装置が駆 動ユニットおよび電気機械も部分的または全体的に制御する（請求項１）。「制 御」および「制御する」という概念は、狭義の「制御」および「制御する」（「 フィードバックのない」）の他に「調整」および「調整する」（「フィードバッ クを伴う」）も含めて、ここでは広義に理解される。 回転むらについては、内燃機関、特に内部燃焼を伴うピストン・エンジンにお いて、駆動軸（すなわち特にクランク軸）に作用する個別のピストンのガスの力 および慣性に起因する力が発生することが特に問題となる。例えば、４気筒４サ イクル・エンジンにおいては、二次（すなわちエンジンの回転数の２倍）の比較 的大きな回転むらが発生する。その上、さらに高い次数の回転むらならびに確率 論的に発生する不均一性が存在する。内燃機関の場合には、例えば気筒数が偶数 である（例えば２、４、８、１０、１２気筒などの）かまたは奇数である（例え ば１、３、５、７、９、１１気筒などの）２サイクルまたは４サイクル・エンジ ンが問題となる（このエンジンは例えばオットー原理またはディーゼル原理によ って動作する）。基本的には、例えば外部燃焼を伴う往復ピストン・エンジンな ど他の種類の燃焼機関（いわゆるスターリング・エンジン）も問題になる。他の 可能性として、少なくともガスの力が回転むらをもたらすことのあるロータリ・ エンジン（例えばバンケル・エンジン）がある。その他にタービン、特にガスタ ービンまたは蒸気タービンが問題になる。この場合には、一般に回転むらは確か に小さいが、この場合でも特定の応用のためには特に良好な回転が重要となる。 しかし回転むらは（もっぱら）（例えば自動車、軌道車、または船舶の）駆動 ユニットにのみ由来するものではない。むしろ、駆動ロッド、つまり駆動ユニッ トと従動点の間で、ユニバーサル・カルダン継手、空間的軸振動、または伝動装 置の摩耗によって生ずる回転むらも問題となる。 駆動システムに、回転むらを能動的に低減するために複数の電気機械を装備す ることもでき、例えば自動車において第１機械が駆動ユニットの駆動軸に直接作 用し、同時に第２機械がクラッチの下部、例えばクラッチと伝動装置との間に、 駆動ロッドの回転むらを低減するために利用できるかもしれない。 「電気機械」とは、モータとしても電気ブレーキとしても、場合によっては発 電機としても動作することのできる、いかなる種類のものでもよい回転動作をす る機械である。 基本的に、電気機械と駆動ユニットとの結合は間接的に可能で、例えば伝動装 置を通じて可能である。しかし好ましくは、例えば電気機械の回転子（フライフ ォイールに類似）が駆動ユニットの駆動軸または場合によってはこの駆動軸の連 結可能な延長部に直接に取り付けられる、直接結合が問題となる。 冒頭に引用した技術の現状においては、回転むら低減システムが駆動ユニット とは独立した追加システムとして構想される一方で、本発明はこの代わりに、駆 動システムの１つまたは複数のエレメントが両部分システム、つまり駆動ユニッ トと電気機械の制御のために共通に利用することを教示する。例えば自動伝動装 置などの変速制御も、ここでは駆動ユニットの制御に加えられる。したがって、 制御エレメントの共通利用は「電気機械と伝動装置」の対にも関係する。 一方、共通に利用されるエレメントは、センサ（例えば（クランク）軸角セン サまたはトルク測定装置）および／またはセンサ情報から導出される値（例えば センサ情報から導出される回転速度およびトルクの変化）であり、これらは駆動 ユニットおよび電気機械のための分離された制御装置に共通に割り当てられる。 ここではまた一方、電気機械または駆動ユニットの制御を担当し、同時に駆動ユ ニットおよび電気機械を部分的または完全に制御する制御装置自体も問題となる 。もちろん、共通利用の２つの局面を合併すること、すなわち少なくとも１つの センサおよびセンサ情報から導出される数量と、制御装置とを、電気機械と駆動 ユニットとの制御のために共通に利用することは可能である。 ２つの部分システムが完全に異なる機能を有するという事実は、従来の技術の で提案されているように、まずその独立した制御を論じているようである。これ に対して、本発明による共通利用は、両部分システムに対する完全に異なる要件 に基づいて、多数のセンサもしくはセンサ情報から導出された１つの部分システ ムの数量は、別の部分システムの数量よりも正確かつ／または急速に、働かなけ ればならず、また両部分システムの１つの、一般には一部分システムの制御装置 が、少なくとも複数の制御課題に関して、別の部分システムの制御装置よりも正 確かつ急速に働くという認識に由来するものである。例えば、回転むらを低減す るために、非常に高度な解像を行うクランク軸角センサを用意することができ、 これによって迅速かつ正確に瞬間の駆動軸角および場合によっては瞬間の回転速 度も導出され、この制御エレメントの利用は、駆動ユニットの制御（例えば点火 時機および／または噴射開始時機）の際に有利になることができる。例えば部分 システムの１つが非常に能率的で速い制御装置もしくは調整装置を、例えば高能 率コンピュータ・システムの形で有する場合には、このことは該当する。例えば 電気機械の超高周波制御装置は、駆動ユニットの制御あるいは調整において速度 増加に導く可能性がある。さらに、１つまたは両部分システムにおいて制御が（ フィードバックされた）調整に基づく場合には、両部分システムの独立した制御 の際に、特定の場合には制御干渉および制御不安定に至る可能性があり、これは 共通制御によって防止される。 これによって、本発明による駆動システムは次の利点を有する。すなわち、 − 正確で急速な制御を可能にする、 − 制御干渉および制御不安定の防止に役立つ、 − システム全体を簡素化し、したがってコスト軽減と故障源の低減に導く。 共通利用されるセンサは、次に記載の数量の１つまたは複数を測定し、かつ／ またはセンサ情報から導出されて共通利用される数量は次に記載の数量の１つと なることが好ましい。これらの数量は、駆動ユニットのそれぞれの、駆動軸の角 位置、駆動軸の回転数、駆動軸の角加速度、負荷状態、温度、排気の組成、燃焼 空気量または質量、スロットルバルブの位置、燃料量、噴射開始時機、ガス圧、 （インバータが装備されている場合には）インバータのそれぞれの、電気機械の 駆動のために使用される電流、中間回路の電圧、周波数、位相、インバータ・ス イッチの切替え状態、電気機械のそれぞれの角位置、回転数、角加速度、トルク 、自動車のそれぞれの速度、縦加速度、横加速度、伝動装置従動軸の回転数、１ つまたは複数の自動車車輪のそれぞれの角位置、回転数、角加速度、１つまたは 複数の駆動輪のスリップ、気筒の切り信号および／または入り信号である（請求 項２）。電流の大きさ、中間回路の電圧、周波数、位相、および／またはインバ ータ・スイッチの切替え状態から、瞬間的な流れに対してさらにセンサを準備す ることなく、瞬間のトルクと瞬間の回転数を推量することができる。 両部分システムの共通制御をほぼ永続的に提供する必要はない。電気機械ない しは駆動ユニットの制御を担当する制御装置が、駆動ユニットないしは電気機械 を特定の運転状態の間のみ部分的または全体的に制御することは、はるかに有利 であるといえる（請求項３）。例えば駆動ユニットのアイドリングの際に駆動ユ ニット制御装置がアイドリング速度をフィードバックされる調整によって定常的 に保持しようと試み、同時に電気機械が回転むらを低減するために交代トルクを 駆動軸にかける場合には、調整干渉生じる可能性がある。これに対して電気機械 を担当する制御装置に駆動ユニットのアイドリングの制御も引き受けさせる（ま たはこの反対の）場合には、この種の制御干渉を除外することができる。これに 対して、アイドリング以外の他の運転状態では、両部分システムの制御を別々に 実施することができる。 電気機械の制御を担当する制御装置は一般に、特にこれがインバータを操作す る場合には、非常に速くて能率がよく、したがって次の制御課題、すなわち（特 にアイドリング時の）回転数制御、燃料供給制御、（特にアイドリング時の）ス ロットルバルブ制御、燃料噴射制御、点火制御、（調節可能なバルブ制御時機ま たは電磁的に動作するバルブを有するエンジンにおける）バルブ制御、（例えば 高い冷却剤温度レベル（例えば１３０℃）および能動的冷却を伴う駆動システム における）冷却制御、排気浄化制御（例えばラムダ制御）、排気再循環制御、ノ ック制御、荷重圧調整、気筒切り、始動停止制御、伝動装置制御の１つまたは複 数を、駆動ユニットの制御のために（またはフィードバックされる調整のために も）部分的または全体的に引き受けることができるのは有利である（請求項４） 。 それでも基本的に、駆動ユニットの制御を担当する制御装置が、次の制御課題 、すなわちトルク制御、（インバータによって制御される電気機械における）イ ンバータ・スイッチ切替えの直接または間接操作、（電気機械がスタータとして も動作する場合の）スタータ機能の制御、追加トルク機能、特に（電気機械が発 電機としても動作する場合の）発電機能または（電気機械がこれらの機能を実施 する場合の）電磁クラッチ機能および／または同期化機能制御の１つまたは複数 を、電気機械の制御のために部分的または全体的に引き受けることも可能である （請求項５）。 その他に、これら両方の可能性は、１つの共通制御装置が駆動ユニットならび に電気機械の全体的制御を引き受けるような極端な場合には全く同じである。 電気機械が回転磁界機械または進行磁界機械であることは有利である（請求項 ６）。「回転磁界機械」とは、整流器とは反対に、回転磁界が生ずる機械である と理解される。この場合、例えば特に三相交流用の非同期電動機または同期電動 機、または電子式電流転換を伴う機械が問題となる。回転磁界機械では、磁界は 完全な３６０°の循環をカバーし、これに対して進行磁界機械の場合にはそのう ち１つまたは複数のセクタのみをカバーする。したがって進行磁界機械の場合に は、例えば固定子が回転子の１つまたは複数のセクタのみに延びる（１つまたは 複数の曲がったリニアモータに似ている）非同期電動機または同期電動機が問題 となる。 駆動システムは好ましくは、電気機械の磁界に必要な電圧および／または可変 周波数の電流、振幅および／または位相を発生させるための少なくとも１つのイ ンバータを有する（請求項７）。インバータは、磁界（特に回転磁界ないし進行 磁界）のために必要な（特定の限界内の）自由選択可能な周波数、振幅、または 位相またはこれらの数量の任意の組合せを伴う電圧および／または電流を発生さ せることができる。インバータはこれを電子スイッチを使用して、設定された直 流電圧または交流電圧、または設定された直流電流または交流電流から発生させ ることができるのは有利である（いわゆるパルス・インバータ）。周波数、振幅 、位相という３つの数量すべてが選択可能であることは特に有利である。インバ ータ駆動部はその他に、さまざまな運転状態とさまざまな種類の回転むらの場合 に高い可変性でこれらを有効に低減させたり、また多くの場合に実用的に完全に 抑えることができ、また場合によっては望みの強さを有する追加トルクの所望の 重ね合わせを簡単に引き起こすことができる、という利点を有する。 基本的に電気機械を、速くするように回転むらに対抗するか（いわゆる正の回 転むら）、遅くするように対抗するように（いわゆる負の回転むら）制御するこ とができる。それでも、正の回転むらにも負の回転むらにも対抗する運転方式が 特に効果的である（請求項８）。この場合、電気機械は好ましくは、回転むらを 低減させるために、急速に交替するが正の回転むらの場合には制動トルクを、負 の回転むらの場合には駆動トルクを発生させ、このトルクに対して駆動作用また は制動作用または発電作用を追加的に達成するために、少なくとも時間的に正ま たは負のトルクを重ね合わせることができるように制御される（請求項９）。さ らに電気機械が電磁クラッチとして作用するように形成する場合には、急速に制 動と駆動に交替するトルクの代わりに、急速に大小に変化するクラッチ・スリッ プが発生可能である。 「急速変化」とは、低減すべき回転むらの周波数範囲の変化であると理解され 、したがって例えば、二次の回転むらと３０００ｒｐｍ^-1の回転数の場合には、 周波数１００Ｈｚの変化である。これに対して、場合によっては重ねられる追加 トルクは、重なりの初めと終わりに存在しうる急な立ち上がりを除いて、一般に 緩やかまたは一定である。 所望の方向と強さにおける追加トルクの（特に追加的な）重ね合わせによって 、回転むらの低減と追加トルク発生は互いに減結合される。急速に変化するトル クは、その経過中に重ね合わせによって実際には変化せず、ただ零位線に向かっ てシフトされる。例外として、内燃機関が追加トルクの切替えに伴って現れる負 荷の変化に基づいて実際に変化する回転むらが現れた場合にのみ、急速に変化す る トルクは変わってくる。 瞬間的に供給される追加トルクが交替トルクの瞬間的振幅より小さい場合には 、電気機械の合計トルクは、零位線に向かってシフトされる場合でも、正と負に 交替する値を示す。これに反して大きな場合には、合計トルクは単に正または負 となり、この場合その量は急速に変化する部分を含む。制動追加トルクは、電気 機械がクラッチ・スリップを減らし、制動同期化機能を実行し、電流供給用の発 電機として動作し、かつ／または自動車の制動を伴うか支援し、かつ／またはほ ぼ駆動装置スリップ調整の枠内で制動によって駆動輪のスリップを減らすために 役立つ。この制動機能を利用して発電的に得られる制動エネルギー（追加トルク 制動エネルギー）は、回転むらに由来するエネルギーのように、（例えば電気的 貯蔵装置またはフライフォイール式貯蔵装置の中に）貯蔵することができ、駆動 エネルギーとして再使用することができ、または回路網または例えば自動車バッ テリに貯蔵することができる。追加駆動トルクは、加速同期化機能に役立つか、 または例えばターボチャージ・モータの場合のように加速ギャップをカバーする ために、自動車の加速を支援するか（したがって電気機械は「ブースタ」として 作用する）または引き起こすのに使用できる。 駆動システムのできるだけ高い全効率を達成するために、正の回転むらの低減 によって得られるエネルギー（回転むら制動エネルギー）、ならびに場合によっ ては制動追加トルクによって得られるエネルギー（追加トルク制動エネルギー） が少なくとも部分的に貯蔵され、その貯蔵された回転むら制動エネルギーを負の 回転むらを低減するために少なくとも部分的に再利用すると有利である（請求項 １０）。 回転むら制動エネルギーならびに場合によっては追加トルク制動エネルギーの 貯蔵は、特に電気的貯蔵装置および／または機械的貯蔵装置（フライフォイール 式貯蔵装置）によって行うことができる。電気的貯蔵装置としては、例えば電気 容量、インダクタンス、または（急速）バッテリを利用することができる。イン バータ（存在する場合）が中間回路インバータであることは有利であり、この中 間回路は制動エネルギーのために少なくとも１つの電気的貯蔵装置を有するか、 または電気的貯蔵装置の少なくとも１つに結合されている。貯蔵装置は、もっぱ ら制動エネルギーの貯蔵に使用することができるか（この場合には、これは例え ば通常存在する中間回路貯蔵装置に接続され、中間回路貯蔵装置はインバータ・ サイクル動作に必要な電圧パルスないし電流パルスを供給することができるかも しれない）、または貯蔵装置は、単に部分的に制動エネルギーの貯蔵に使用する ことができ、したがって例えばサイクル動作に必要な残りのエネルギーは貯蔵さ れる（この場合には、これは例えば通常の中間回路貯蔵装置と一緒になるかもし れない）。さらに変換器を、どのような場合でも中間回路変換器として、例えば 制動エネルギーを中間貯蔵せずに形成することができる。 「中間回路」とは、本質的に直流電圧ないし直流電流を供給することができ、 これから後続のインバータ部分（いわゆる機械インバータ）がパルスまたはサイ クルによって変化する交流電圧ないし交流電流を形成することができる、一種の 回路として理解される。この直流電圧ないし直流電流は、急な立ち上がりを有す る高い電圧レベルないし電流レベルにある電圧パルスないし電流パルスでなけれ ばならない。一般に、中間回路インバータは３つの構造グループを含み、そして 厳密にいえば、電気エネルギーを供給したり引き出したりする入力構造グループ 、機械インバータの形の出力構造グループ、およびその間にある中間回路である 。 制動エネルギーを貯蔵するためのフライフォイール式貯蔵装置の場合には、フ ライフォイールは好ましくは電気的に（第２）電気機械を通じてシステムに結合 される。この場合には例えば、固有の変換器によって制御される回転磁界機械ま たは整流器が問題となる。回転むらを低減するための電気機械とフライフォイー ル式機械は、反対のサイクルで動作する。すなわち第１の機械が制動的に作用す る場合には、第２の機械はフライフォイールを加速させ、ないしは第１の機械が 駆動的またはわずかに制動的に作用する場合には、第２の機械はフライフォイー ルを制動する。このようなフライフォイール式エネルギー貯蔵装置によって、比 較的高いエネルギー密度を貯蔵することができる。 （第１）電気機械は、回転むらの能動的低減の他に、同時にまたは時間的にず れて別の機能も実施することができ、したがって慣例的にこれらの機能に専用機 械の代わりをさせることができる。特にこの機械はさらに、例えば軸に結合され た内燃機関のためのスタータの機能および／または例えばバッテリの充電または 配電用電源の蓄電などの電流供給用の発電機能を有することができる（請求項１ １）。始動過程中は、一般に回転むらの低減は必要ではなく、これに加えて電気 機械は一時的に純粋のモータとして運転される。これに対して発電機能は一般に 回転むらの低減中にも望まれる。急速に変化するモーメントに均一の制動モーメ ントを重ね合わせることによって、時間的に平均して電気エネルギーを得ること になる。 基本的に、始動機能のための電気機械は、フライフォイールスタータとして形 成することができ（例えば、Ｂ．Ｄ．Ｈｅｎｎｅｂｅｒｇｅｒの「電気的エンジ ン装置」（ブラウンシュバイク１９９０年、９８〜１０３ページ）を参照のこと ）。しかしこれは、直接スタータとして使用できるように、すなわち駆動ユニッ トが停止状態から併合して開始できるように、トルクが強くなるように形成する と好ましい。電気機械を直接、すなわち伝動装置なしで駆動軸と結合することが 好ましい。それから回転子の回転数は駆動装置の回転数と等しいと有利である。 対応する方法で、電気機械は、追加機能として軸の加速および／または制動を 行うまたは支援することができる（請求項１２）。例えばこれは、駆動ユニット とともに自動車の加速に役立つことができる。自動車の制動のために、電気機械 は、摩耗のない場合によっては発電的制動または追加制動として役立つことがで きる。駆動スリップ調整と関連して、電気機械は、制動によって急速に全駆動モ ーメントを低減し、これによって１つまたは複数の駆動輪のスリップを低減する ことができる。電磁クラッチ機能では、駆動輪のスリップは、制動の代わりにク ラッチ・スリップを大きくすることによっても低減することができる。この追加 機能を実施する間に、回転むら低減機能を遮断するか、または両機能を例えば前 述のように対応する駆動モーメントないしは制動モーメントを重ね合わせること によって、同時に実施することが可能である。 これらの追加機能を適用して得られる制動エネルギーを、回転むらによって生 ずるエネルギーのように（例えば、電気的貯蔵装置またはフライフォイール式貯 蔵装置の中に）貯蔵することができ、駆動エネルギーとして再利用するか、また は回路網または例えば自動車バッテリの中に貯蔵することができる。電気機械を 使用する自動車制動の際にできるだけ高い制動エネルギー回復の効率を達成する ために、制動の場合に内燃機関の電気機械を、中間に挿入した例えば機械的クラ ッチを使用して分離することは有利である。 補助機械（空調機械、サーボ駆動部、ポンプ）や暖房などの高出力消費装置に 提供するために、電気機械は電流を比較的高い電圧レベル、特別の感電防止装置 を備える必要のないほどの低電圧の上限範囲にあることが好ましい電圧（例えば 約６０Ｖの直流電圧）で供給すると有利である。これをさらに越えて、好ましく は２５０〜４５０Ｖの範囲も選ばれる。高出力消費装置は電気的に（これまでの 機械的のものか、もしくは廃熱によるものの代わりに）この高い電圧レベルで駆 動される（または加熱される）と有利である（請求項１３）。このような高い電 圧レベルは特に、中間回路インバータの際に中間回路の中にすでに存在すること ができ、したがってこの追加目的のために発生される必要はない。低出力消費装 置には、従来の低電圧回路網（１２Ｖまたは２４Ｖ）から供給することができる 。 回転むらの能動的な低減は、前述のように、電気機械が正および／または負の 回転むらの際に対抗する、すなわち正の回転むらの場合には制動的に作用し、か つ／または負の回転むらの場合には駆動的に作用することに基づくものである。 このために制御装置は、正ないし負の回転むらの時点および量に関する情報を必 要とする。 この情報を得るには、瞬間の回転むらの測定であり、またはそれと結合した数 量の測定にある。電気機械の運転がこの情報に基づくとすると、回転むらの実際 の存在がその回転むらに関する動作を招くので、自動フィードバック制御を有す る。 他の可能性として、実際ではなく予想される回転むらが、電気機械の運転のた めの情報として適用される。したがってこの際、フィードバックされない制御が 問題となる。例えば内燃機関では、（クランク）軸角と１つまたはさらに別の運 転パラメータ（例えば回転数とスロットルバルブの位置）の関数として回転むら の大きさと方向とを基準または計算機によってシミュレートを用いて、性能グラ フの形で記憶されたこの情報を、各系列内燃機関に装備することができる。それ から運転ではシステムは、生ずるクランク軸角とさらなる運転パラメータ（例え ば回転数とスロットルバルブの位置）を測定し、付属の記憶された性能グラフ値 を予想される回転むらの量と振幅について読み取り、回転むらに対向させるよう に制御装置を通じて電気機械を制御する。 さらにまた適応制御、すなわちフィードバックされない制御が可能であるが、 この場合には制御情報は固定ではなく、測定によって時折先行する回転むらが定 義され、または少なくとも変更される。 前記の種類の混合形式がさらに可能で、すなわち、予想される数量に関する性 能グラフに記憶された予想値が（例えば振幅に関して）適合可能であり、同時に 他の予想値に関しては（例えば軸角に関して）固定することができる。非常に有 利な組合せは先行制御による調整であり、これによれば、例えば各調整間隔でま ず予想される回転むらに相応する調整が性能グラフから先行設定され（先行制御 ）、続いて一般に小さな実際値の先行設定された値との偏差が後で調整される（ 調整）。この制御形式は、比較的少ない費用で非常に速くて正確に調整できる。 （例えばアイドリングにおける）低い回転数の際に（フィードバックされる）調 整を行い、これに対して高い回転数の際に（フィードバックされない）制御を行 うこともまた有利である（請求項１４）。 調整、適応制御、および対応する混合形式においては、測定量は直接回転むら である必要はない（場合によっては、角位置、または角速度から時間の関数とし て導かれる）。むしろ、生ずる回転むらの少なくとも一部に結論をゆだねる１つ （または複数）の他の数量が問題となる。内燃機関では、この数量は１つまたは 複数のエンジン気筒におけるガス圧にすることができるのは有利である。ガス圧 はすなわち回転むらの重要で変化しやすい源泉である。さらに、もう１つの重要 で実用的な変化しない源泉、すなわち慣性による力を考慮すべきである。この量 は、性能グラフの中に固定して記憶することができる。代替案として（または補 足として）、内燃機関の瞬間のトルクを例えばトルク・ハブによって測定するこ とができる。測定量としてのガス圧および／または瞬間のトルクの適用は、こう して比較的簡単で速い調整、適応制御、または対応する混合形式を可能にする。 ガス圧および／または瞬間のトルクは、内燃機関の制御に必要な数量を表示する こともできる。 駆動システムの回転磁界ないし進行磁界の電気機械は、特に三相交流用の非同 期機械、同期機械、またはレラクタンス機械であることが好ましい。非同期機械 は一般に、比較的簡単な構造の回転子（一般に短絡巻線または巻線を有する回転 子で、この端部はスリップリングに通じている）を有する。これに対して同期機 械は鋳造された磁極のある回転子を有し、これらの磁極は永久磁石または電流を 通じて励磁される。レラクタンス機械は広義には同期機械に属する。特に非同期 機械では、電気機械の制御は好ましくは磁界方向の調整（いわゆるベクトル調整 ）に基づいて行われる。これにより、予定された電圧、固定子電流および場合に よっては回転数などの直接測定可能な瞬間の数量から、コンピュータ支援動的機 械モデルによって、固定子電流が、回転子磁束によってトルクを発生させるトル ク形成成分に、またこれに垂直な機械磁束を発生させる成分に分け、トルクを決 定する。 回転むらを能動的に低減させるための（部分）システムは一般に、例えば駆動 ユニットを有する自動車の駆動ロッドの中に配置された補助システムである。補 助という性格から駆動ユニットに関してはわずかな空間を必要とすべきであるか ら、できるだけ簡潔に構成されなければならない。次に挙げる有利な対策が、他 の有利な目的に加えて、このような簡潔な構造に役立つ。 高い簡潔性を達成するための一対策は、電気機械が細かい磁極ピッチ、特に４ ５°の固定子角に対して少なくとも１つの磁極を有することにある。円形に閉じ た（３６０°）回転磁界機械では、これは少なくとも総数８極に相当する。さら に細かい磁極ピッチ、円形の閉じた機械における例えば１０、１２、１４、１６ 、またはそれ以上の極数は特に有利である。細かい磁極ピッチはすなわち、固定 子の巻線ヘッドを小さく形成することを可能にし、さらに機械を軸方向に小さく 構成することができるように、機械の軸方向にも周囲方向にも全体的に小さく構 成するようになる。また細かい磁極ピッチの場合には、固定子の背後を戻り磁束 のために薄く（したがってより軽く）形成することができ、この結果、同じ機械 外径で回転子はより大きな直径を有することができる。より大きな回転子直径は 、周囲方向により長いエアギャップとより大きな有効腕のために、より大きなト ルクをもたらす。こうして全体として細かい磁極ピッチは、より簡潔でより軽量 の機械を得る。その他に、巻線長はより短い（より短い巻線ヘッドが必要とする 非 活動巻線はより少なくなる）ので、抵抗損は小さくなる。さらに（無効電力部分 を本質的に決定する）漂遊磁界は巻線ヘッド表面に依存するので、これは細かい 磁極ピッチの場合には比較的少ない。漂遊磁界は、この場合には通常の電気機械 の場合とは違って、モータ運転と発電機運転との間で継続的に転換し、これに伴 って現れる転極は続いて無効電力を必ず持ち込むので、少ない漂遊磁界は、特に 回転むらを低減する場合には有利である。 高速回転磁界機械では、比較的高い転極周波数を条件とするので、細かい磁極 ピッチは通例ではない。転極周波数の通常の値は例えば１２０Ｈｚである。これ に対して、本発明の範囲で適用される電気機械は、高い最高転極周波数、好まし くは３００〜１６００Ｈｚまたはそれ以上であり、特に好ましくは４００〜１５ ００Ｈｚの最高転極周波数を有すると有利である。 固定子における渦電流（転極周波数の増加につれて増える）の影響を低減する ために、固定子が薄い固定子薄板、好ましくは厚さ０．３５ｍｍまたはそれ以下 、特に好ましくは０．２５ｍｍまたはそれ以下の固定子薄板を有することは有利 である。損失の低減のためのさらなる対策として、磁気変換損失の低い、例えば 、特に５０Ｈｚおよび１テスラで１ワット／ｋｇ未満の材料で作ることが好まし い。 簡潔な形成に寄与するさらなる対策として、電気機械が内部冷却流体を有する ことは有利である。流体として油を利用すると有利である。非常に効果的な冷却 技術は、機械を完全に油の中に置くことである。しかしこの欠点は、約５００ｒ ｐｍ以上で乱流損失が発生することで、これは約２０００ｒｐｍ以上では大きな 値となる可能性がある。これに対処するために、冷却流体を損失効率および／ま たは回転数に応じて供給する。この際、好ましくは流体冷却は吹き付け流体冷却 である。こうして機械の中には、瞬間的には損失効率の排除に本質的に必要なだ けの冷却流体のみが常に存在する。吹き付け流体冷却は流体の特に良好な配分を 保証する。 定量的に、簡潔さは「トルク密度」の大きさを通じて表現される。電気機械が 最大トルクに関連する高いトルク密度を有することが好ましく、これは０．０１ Ｎｍ／ｃｍ³を超えることが特に好ましい（請求項１５）。 回転むらを伴う軸では、特にクランク軸において半径方向の振動も発生するこ とが多い。放射方向振動に対して堅固にするためには、電気機械が磁気飽和領域 で強力に動作するように、システムを形成することが好ましい。磁気飽和のため の尺度は、周囲方向におけるエアギャップｃｍ当りの固定子における（最大トル クの場合の）電流分布である。この尺度が少なくとも４００〜１０００Ａ／ｃｍ であることが好ましく、少なくとも５００Ａ／ｃｍであることは特に好ましい。 磁気飽和領域で強力に動作することによって、比較的広いエアギャップを有する 電気機械を形成することが可能になる。半径方向振動の場合に生ずるようなエア ギャップの変更は、磁気飽和領域における運転であるからほとんど影響しない。 このような簡潔に作られた電気機械は、一般に比較的低いインダクタンスを有 する。それでもここでは例えばサイクル電圧を用いて、電気的な回転磁界ないし 進行磁界を作るためのできるだけ正確な正弦曲線の電流を達成するために、イン バータが特に１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、およびそれ以上の高いサイクル周波数 で動作することは有利である。この対策は、システムの高い時間的解像度を達成 するためにも有利であり、例えば、２０ｋＨｚのサイクル周波数で、２ｋＨｚの 電気機械のトルク特性における時間的解像度を達成することができ、これによっ て２００Ｈｚの場合の回転むらを効果的に低減することができる（２００Ｈｚは 例えば３０００ｒｐｍにおける第４次数に相当する）。高いサイクル周波数は、 中間回路貯蔵装置をより小さくすることができ、これを短い導線で直接電子スイ ッチの側に配置することができるので、インバータ自体の簡潔な構造にも寄与す る。さらにインバータのＥＭＶフィルタ（ＥＭＶ：電磁場適合性）を小さくする ことができる。 インバータの簡潔な構造を達成するためのさらなる有利な対策としては、イン バータの電子スイッチを流体で冷却すること、好ましくは蒸発槽で冷却すること である（請求項１６）。蒸発槽の冷却剤として、例えばフッ化炭化水素を適用す ることができる。蒸発槽冷却では、冷却剤は熱のある箇所で気化し、これによっ て比較的高い気化熱をそれらの箇所から奪う。蒸気は上昇して、例えば外部冷却 器の中で凝集し、そこで気化熱を放出する。この冷却技法によって、いかなる冷 却体もないインバータの電子スイッチの簡潔な配置ができる。その他にこの技法 は、高い冷却能率の達成も比較的小さな温度差、しかも空気冷却の場合の約４０ ℃に対して例えば２〜１０℃の温度差で間に合うという利点がある。さらなる冷 却技法的に有利な対策は、インバータの複数の、特に２〜２０個およびそれ以上 の電子スイッチを並列で始動することである。並列切替えは熱源の分配配置につ ながり、これにより比較的低い損失効率密度をもたらす。 インバータが、スイッチとして半導体スイッチ、好ましくは高速半導体スイッ チ、特に好ましくは金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）電界効果トランジスタ、バイポ ーラ・トランジスタおよび／または絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（Ｉ ＧＢＴ）などの電界効果トランジスタを含むことが有利である。「急速」半導体 スイッチは特に、１０〜１００ｋＨｚまたはそれ以上の最高サイクル周波数が可 能であるものと理解される。 インバータは、電気機械の磁界に必要な電圧および／または電流を、好ましく はパルス、特にパルス幅変調またはパルス振幅変調に基づいて発生させる。一定 の中間回路電圧の場合に、機械のインダクタンスに基づいて高いサイクル周波数 での正弦曲線と認められるパルス幅変調によって、任意設定可能な周波数、振幅 および／または位相のほぼ正弦曲線の電流が発生する。パルス振幅変調の場合に は、例えば、可変中間回路電圧を有するインバータによって、さまざまな振幅の パルスを発生させる。 このシステムによって各時点で軸の瞬時の角位置を知るために、電気機械また は軸が回転子位置検出器ないし軸位置検出器を装備していることは有利である。 瞬時の角位置に関する情報から、瞬時の角速度および角加速度、およびこれによ って瞬時の回転むらを推量することができる。さきに詳述したように、調整され るシステムの場合には、回転むらの低減は前記の情報に基づくことができる。制 御されるシステムでは、正しい予想値を性能グラフから読み取るために、瞬時の 角位置、場合によっては瞬時の平均回転数に関する情報が使用される。できるだ け正確な角位置情報を得るために、特に調節可能な変圧器（いわゆる分解器）、 したがって角に依存する伝達比を有する変圧器を使用することがてきる。この目 的のために、高解像度のコード化装置、例えば高解像度の増分検出器と簡単な絶 対検出器との組合せを導入することができる。高度に正確な角情報がモータの制 御にも使用されるのは有利である。 本発明の有利な実施態様では、電気機械は駆動列における電磁クラッチとして も動作することができる。「電磁クラッチ」では、モーメントの伝達はクラッチ を通じて電気的、磁気的、または電磁的な力によって行われる。この種の力の伝 達が、例えば、結合すべき軸が同じ回転数に達したのちにのみ機械的クラッチの 力の伝達を行うことができるようにすることが可能である。 基本的に、電磁クラッチの機能を２つの電気機械によって達成することができ 、このうちの第１機械は発電機として、第２機械は発電機の電流が供給されるモ ータとして使用される。有利な実施形態では、クラッチは単一の電気機械によっ て構成され、この機械は少なくとも２つの回転可能な電磁動作ユニットを有し、 このうちの１つが駆動側のトルク中継器に、他の１つが従動側のトルク中継器に 結合されるか結合可能である。トルク中継器では、一般に駆動軸と出力軸、例え ば駆動ユニットの駆動軸と電気機械によって伝動装置につながる軸である。電磁 動作ユニットは、標準の電気機械の場合の回転子と固定子に該当するが、それで もここでは回転子の他に固定子も回転運動する点が異なる。したがってこの機械 は、回転子と、回転子の回転だけでなく全体として回転可能な固定子とを有する 標準の電気機械に相当する。全体として回転可能な機械は、回転子と「固定子」 との間で正および負の相対トルクを発生させることができる。この方法で、クラ ッチ・スリップに影響を及ぼすことができる。これによって、さまざまなクラッ チ作用を達成することができる。すなわち電気機械を例えば、回転子と固定子と の間の適切な相対トルクが設定され、そしてクラッチ・スリップが消滅する（ク ラッチ・スリップ０）ように、調整することができる。それから電気機械は、密 閉された機械的クラッチに応じて回転数とトルクを変更せずに伝達する。しかし 電気機械を、回転子と固定子との間の相対トルクが消滅し、クラッチ・スリップ がトルク中継器の相対回転数に応じて設定されるように、調整することもできる 。この方法で、これらの完全な分離を、トルク伝達なしに完全に開放された機械 的クラッチに応じて達成することができる。これら両方の値の間にあるクラッチ ・スリップ値は、電気機械の適切な操作によって同様に到達可能である。クラッ チとして動作する電気機械を振動減衰のために適用することができ、厳密には、 １）固定された従動側のトルク中継器では、駆動側における減衰のために、また ２）回転むらとともに変化するクラッチ・スリップを調節することによって、従 動側を駆動側からの振動から隔離するために、適用することができる。 電気機械は、駆動装置のスリップ調整（ＡＳＲ）にも使用することができる。 駆動スリップの調整は、従来の技術では、駆動スリップの限界値または駆動スリ ップの時間的変化（時間的導出）に達した際に駆動モーメントが小さくなるよう に、実施される。駆動モーメントの低減は、内燃機関の調節によって、したがっ てスロットルバルブの調節によって、または点火時機の調節によって、または１ つまたは複数の車輪ブレーキの動作によって行われる。両対策の組合せも周知で ある。特に、駆動スリップの第１限界値を超過した際に行われる内燃機関の調節 のためには、駆動スリップのより高い第２限界値に達した場合に、追加的に車輪 ブレーキを動作させることができる。この種の調整は、一方では比較的鈍くて、 他方では制御性が比較的悪く、すなわち駆動モーメント減少の確定した時間的経 過は実際に達成することができない。 有利な実施態様によれば、電気機械は駆動スリップの調整に使用され、そして 、この機械とともに駆動スリップの低減が（駆動ユニットの）駆動モーメントの 低下によって、特に制動作用によって、および／またはクラッチとして作用する 電気機械の場合にはクラッチ・スリップ作用によって引き起こされるように設計 される。 電気機械による駆動スリップの調整は、従来技術で周知の駆動スリップの調整 をモータの調整または車輪の制動によって代えることができ、または従来技術で 周知の駆動スリップ調整をモータ調整および／または車輪制動で適用されること ができる。電気機械の制御を担当する制御機器が本質的にＡＳＲ制御全体を引き 受けることは有利である。反対に、ＡＳＲ制御機器が電気機械の制御も担当でき ることは有利である。分離されたＡＳＲ制御機器を備えている場合には、この機 器を機械制御部、および場合によってはモータ制御および／または制動制御の機 械制御装置と連絡させると有利である。 本発明は、特に自動車のための駆動システムの運転方法にも向けられ、この場 合、駆動システムは、駆動ユニット特に内燃機関と、少なくとも１つの電気機械 とを含み、この電気機械は駆動ユニットに、詳しくは特にその駆動軸またはこれ に結合されているか結合可能な軸に作用して、回転むらを能動的に減らすもので 、またこの方法では、駆動システムの少なくとも１つのセンサおよび／またはセ ンサ情報から導出される少なくとも１つの数量が、駆動ユニットの制御のために も電気機械の制御のためにも適用されかつ／または電気機械または駆動ユニット の制御を担当する制御装置が駆動ユニットないし電気機械を部分的または全面的 に制御する（請求項１７）。 この方法を、上述の実施態様の１つまたは複数による駆動システムで実施でき ると有利である（請求項１８）。この方法の個々の特徴および利点については、 上述のシステムの説明に示されており、この説明は方法についてもそのさまざま な実施形態において内容的に完全に網羅している。 請求項６から１６までの対象および記載は、駆動システムおよびこれに対応す る方法においても有利であり、この場合、センサ、センサ情報または制御装置の 共通適用は利用されない。したがって、これらの対象に対する請求項を、今、請 求項１と２８に含まれるこれに関する特徴全体を省略して準備する、という留保 条件が明確になる。 その他に、上記のすべての説明において数値表示「ｘ」は「少なくともｘ」の 意味として、また好ましくは「ちょうどｘ」の意味でのみ理解される。 本発明を実施例と添付の概略図を用いて詳しく説明する。これらの図面は下記 の通りである。 第１図は、回転むらの能動的低減機能方式の例示的概略図である。 第２図は、駆動システムの一実施形態の縮尺通りではない概略図である。 第３図は、システムに適用可能なまざまな機械型式を例示する軸方向に垂直な 断面による電気機械の概略断面図である。 第４図は、システムに適用されるインバータの概略配線図である。 第５図は、駆動システムの他の実施形態の第２図に相当する図である。 第６図は、回転可能な電磁的動作ユニットを有する電気機械の概略図である。 図の中で、本質的に機能が同じ部分には同じ符号を付す。 第１ａ図は、軸の回転数ｎをクランク軸角φの関数として（実線によって）図 示する。軸は、平均回転数（ここでは３０００ｒｐｍ）の上下に、より低い回転 数とより高い回転数の方に周期的に回転数が変動し、この回転数変動はこの理想 的な例では全体的に本質的に正弦曲線形状の経過を有する。軸は、例えば２桁の 数で（すなわち１００Ｈｚの周波数の場合）比較的大きなガス力および慣性によ る力から生ずる回転むらを有する、自動車の４気筒４サイクル内燃機関のクラン ク軸である。説明のために、軸を回転させるために必要な角間隔も記入されてい る。一般に、軸にはその上（ここには図示せず）さらに高い次数の回転むらとこ のような確率論的性質が現れる。したがってその経過は一般に正弦曲線形状では ない。 平均トルクの周りの内燃機関のトルクＭｖの変動は、本質的に回転むらに比例 する。したがって、第１ａ図における実線はモータ・トルクＭｖの経過もクラン ク軸角φの関数として図示する。 第１ｂ図は、全トルクＭｅをクランク軸角φの関数として図示し、トルクはは 軸に結合される電気機械によって加えられる。機械トルクＭｅの曲線はほとんど 回転むらの曲線に一致するが、モータ・トルクＭｖの曲線は逆向きである。すな わち、より高い回転数への回転むら（いわゆる正の回転不均一）では、電気機械 は軸を制動するトルク（いわゆる負のトルク）を発生させ、これに反してより低 い回転数への回転むら（いわゆる負の回転不均一）では、電気機械は駆動するト ルク（いわゆる正のトルク）を発生させる。トルクＭｅの量は、回転むら、およ びこれに比例するトルクＭｖの変動が、この作用によって本質的に低減するか、 さらに実際には第１ａ図において点線で図示されているように消滅するように選 択される。 第１ｂ図に示す運転方式では、負と正のトルクの極限値は量的には同じ大きさ である。したがって、制動段階で得られるエネルギーは、次の駆動段階で適用さ れるエネルギーと本質的に同じ大きさである。このため外部へのエネルギーの流 れはゼロで、システムの内部にのみ一時的に制動エネルギーが貯蔵される。した がってシステムはこの運転様式で、急速に変化するトルクを備えた純粋な回転む ら低減装置として動作する。追加トルクを発生することはない。 これに対して追加トルクを有するシステムの変更された運転様式のための一例 を第１ｃ図に示す。全トルクＭｅの時間的経過は第１ｂ図に相当するが、これは 全体的には一定の値ΔＭｅ（いわゆる行程）だけ負の方向にシフトされる。行程 ΔＭｅは一般に緩やかに変化し、ここに示されるほぼ一回転期間の短い時間範囲 では行程は良好に近似して一定である。偏差ΔＭｅはここではトルクの急速変化 の振幅より小さいので、全トルクＭｅは正値と負値を交替に受け入れる。急速な トルクの変化を平均すると、一定のトルク−ΔＭｅが得られる。したがって、平 均して機械的エネルギーが内燃機関から取り上げられ、十分に電気エネルギーに 変換され、システムから取り出される。したがって電気機械は、この運転様式で は回転むら低減装置としての機能の他に、発電機の機能も有し、この発電機は制 動機として動作可能であり、例えばシステムの運転損失の補償のため、自動車バ ッテリの充電のため、および／または電気消費部の動作のために電流を供給する ことができる。 偏差ΔＭｅが回転むらを低減するための振幅より大きい場合には、電気機械は なお制動的に動作するのみで、駆動的に動作せず、この場合、制動作用は第１ｂ 図と第１ｃ図に該当する量で回転むらに対して逆位相で変化する。 電気機械の（ソフトウェア）制御の適切な調節によって、どのような構造的（ ハードウェア）変更もなく、小さな発電機出力と非常に大きな発電機出力とが調 節可能である。ただ電気機械の大きさは制限される。これによって、１つの同じ 機械型式を例えば自動車と大きな自動車とに、設計変更無しに適用することがで きる。 全体のトルク曲線は正の方向にも移動させることができる（正の行程）。電気 機械は、回転むら低減装置としての機能の他に、（駆動）モータとして、例えば 自動車の加速時に内燃機関を支援するために動作できる。 自動車、例えば乗用車の第２図に示す駆動システムは、駆動ユニットとして内 燃機関１を有し、ここでは例えば４気筒４サイクルのオットー・エンジンまたは ディーゼル・エンジンである。内燃機関１によって発生するトルクは、駆動ロッ ド２を経て駆動輪３に伝達される。駆動ロッド２には、従動軸端の方向に、内燃 機関１の後にまず電気機械４が配置されている。これにクラッチ５、伝動装置６ 、および軸駆動部７が続き、軸駆動部７は駆動輪３にトルクを伝達する。クラッ チ５と伝動装置６は、摩擦クラッチとギヤボックスであり、代替案として例えば 自 動クラッチまたはトルク・コンバータ・トランスミッションが可能で、それぞれ ギヤボックスまたは自動伝動装置を伴う。他の（示されていない）実施形態では 、内燃機関１と電気機械４との間の駆動ロッド２の中に、制動の際に電気機械４ によって内燃機関１の共動を避けるために、さらに１つの（制御によって動作す る）クラッチが配置されている。 電気機械４（ここでは非同期式または同期式構造の三相交流進行磁界機械）は 、固定子８と回転子９とを有する。固定子８は、内燃機関１、（図示されていな い）自動車シャーシ、または（図示されていない）クラッチ・ボックスに対して 回転しないように固定支持されており、これに対して回転子９は、内燃機関１の 駆動軸（クランク軸）１０またはその延長部の上に直接付けられ、これと回転し ないように結合されている。こうして駆動軸１０と回転子９は、伝動装置を介在 することなく回転する。 電気機械４は多くの機能を達成する。すなわち電気機械４は一方では、第１図 に関連してすでに述べたように回転むら低減装置として動作する。他方では、自 動車バッテリ１１の充電および電気消費装置の給電のための発電機として動作し 、こうして従来自動車にある発電機の代わりとなる。発電機機能は、さらに自動 車または内燃機関１の制動に供することができる。さらに電気機械４は、自動車 の加速の際に内燃機関を支援するために、追加モータ（「ブースタ」）として動 作することができる。さらに電気機械は内燃機関のスタータとして使用され、こ れによって、従来通りに自動車に分離して備えられたスタータ（「始動機」）の 代わりになることもできる。最後に電気機械は、回転子９の慣性モーメントに基 づいて、フライフォイールとして動作し、したがって従来通りに自動車に一般に あってクランク軸に取り付けられたフライフォイールの代わりになることができ る。 電気機械４は流体冷却によって、ここでは吹き付け流体冷却１２によって内部 的に冷却される。冷却器１３とポンプ１４を通過した後、冷却流体（ここでは適 合された油）は回転子９に、詳しくはその回転軸の近くに吹き付けられる。冷却 流体は回転子の回転に基づく遠心力によって外側に移動し、これによって回転子 ９と固定子８を冷却し、それから閉回路において再び冷却器１３の中に入るため に、電気機械４のケーシング１５を出る。冷却剤の流れは、本質的にそのときに 必要な最少量の冷却流体がケーシング１５の内部にあるように、ポンプ１４の対 応する制御によって出力損失と回転数に応じて操作される。（図示されていない ）調整容器によってケーシング１５内の流体量の変化が可能になる。他の（示さ れていない）実施形態では、電気機械（または回転子のみ）がクラッチ・ボック スおよび／または伝動装置ケーシングに組み込まれ、その中にある潤滑油および ／または冷却流体（例えばクラッチ油または伝動装置油）によって冷却される。 電気機械４はさらに、回転変換器１６（いわゆるレゾルバ）を装備しており、 このコンバータは好ましくは８極以上、ここでは例えば１２極を有する。これは ２つの隣接して配置された導体板からなり、このうち１つは固定され、他は駆動 軸１０とともに回転する。導体板はその対向表面に、回転角に応じた変換比が得 られるように、導体レールを通じて形成された巻線を有する。回転変換器１６は トランスポンダの原理で動作する。すなわち、固定巻線（固定ボード）は電流／ 電圧によって活動化され、回転巻線（回転ボード）に電磁エネルギーを放射する 。回転巻線は、このエネルギーの一部分を戻す。この際、この部分は回転角に応 じた伝達比に基づいて、回転角によって変わる。戻された部分は固定巻線の中に 回転角に応じた信号を発生させる。この信号の判読によって、駆動軸１０の瞬間 の回転角が少なくとも０．５度の精度で得られる。簡単な実施形態では増分検出 器が用いられる。 インバータ１７が電気機械４の固定子８に、非常に高いサイクル周波数（例え ば１０〜１００ｋＨｚ）の正弦曲線と認められるパルス幅変調電圧パルスを送り 、このパルスは機械のインダクタンスの作用で本質的に正弦曲線形状の三相交電 流を与える。その振幅、周波数、位相は自由に選択することができる。 インバータ１７は電圧中間回路インバータであり、３つの構造グループすなわ ち、直流電圧を低レベル（ここでは１２Ｖ）からより高い中間回路レベル（ここ では６０Ｖまたは３５０Ｖ）に、またこの反対方向に変換する直流電圧変換器１ ８（入力構造グループ）、ここではコンデンサないし並列に連結されたコンデン サの配列である電気中間回路貯蔵装置１９、および中間回路直流電圧から可変振 幅、周波数および位相の（サイクル化された）三相交流電圧を発生させることが でき、電気機械４が発電機として運転される場合にはこの種の任意の交流電圧を 中間回路直流電圧に変換することのできる機械インバータ２１（出力構造グルー プ）を含む。他の（示されていない）実施形態では、中間回路レベルは特別の感 電保護装置なしで許される低電圧レベルの上部領域、ここでは６０Ｖである。 インバータ１７の３つの構造グループ１８、１９、２０は、１つの金属製ケー シング２１の中に気密状に納められ、このケーシング２１は適当な気化冷却剤で 満たされている。この場合には、フッ化炭化水素であるが、これは適切な圧力（ ほぼ５０ミリバール〜３バール）において、例えば６０℃の沸点を有する。蒸発 した気化冷却剤は凝集冷却器２２の中で凝集し、閉回路中で液体の形になってケ ーシング２１に戻ることができる。冷却循環式ケーシング２１は気密状に密閉さ れている。 直流電圧変換器１８は、低圧側では、自動車バッテリ１１および例えば照明や 電子装置のようなさまざまな低電圧消費装置２３に接続されている。インバータ １７は、一方では電流を低い電圧レベルで自動車バッテリ１１の充電および低電 圧消費装置２３に供給することができ、他方では自動車バッテリ１１から電流を 低い電圧レベルで内燃機関１の始動のために取り出す。 中間回路貯蔵装置１９は外部追加貯蔵装置２４に接続され、この外部追加貯蔵 装置２４では、蓄電器、ここでは追加静電容量２５、および／またはフライフォ イール貯蔵装置２６とすることができる。追加貯蔵装置２４は、まず第一に、制 動段階における回転むらの低減の場合に得られたエネルギーを中間貯蔵し、続く 駆動段階のためにこれを再び放出する。その他に追加貯蔵装置２４は、電気機械 ４によって仲介される他の制動過程で発生するエネルギーの貯蔵にも使用可能で ある。最後に電気機械は、内燃機関１を始動させるときに自動車バッテリ１１の 負担を軽減することができる。なぜならここでこのエネルギーは単に緩やかに放 出され、追加貯蔵装置２４の中に貯蔵されるからである。このエネルギーは始動 過程における急速な放出のために利用可能である。 これに対して、（内部）中間回路貯蔵装置１９は本質的に、機械インバータ・ グループ２０に、サイクル行程に必要な高い立ち上がりを有する電圧を速く供給 するという課題を有する。このためにこれは大きな容量（例えば２μＦを有する ）を必要とせず、小さなリード線のインダクタンスが高速には有利であり、これ は インバータ１７を内部に配置することで保証される（好ましくは、機械インバー タ２０の電子スイッチも配置されているボードの上に配置されている）。これに 対して、追加貯蔵装置２４は比較的緩やかに動作するので、ここではリード線の 貯蔵装置は外部配置であるから妨害にならない。追加静電容量２５は特に中間回 路貯蔵装置１９よりも５０〜１０，０００倍大きくすることができる（回転むら エネルギーの貯蔵のためには、ここでは例えば４．７ｍＦ）。 もっと大きな貯蔵容量はフライフォイール式貯蔵装置２６によって達成可能で あり、この貯蔵装置はここでは固有のインバータ制御される電気機械２７とこれ に結合されたはずみ質量物２８を含む。はずみ質量物２８は別個のフライフォイ ールを通じて構成されるか、または電気機械２７の回転子に統合されている。は ずみ質量物２８の慣性モーメントは０．０５〜２ｋｇｍ²であることが好ましい 。フライフォイール式貯蔵装置２６の中に、内燃機関１の始動に必要なエネルギ ーの複数倍を貯蔵すること、およびこれから始動のために急速に（すなわち１秒 以下で）それぞれ必要な始動エネルギーを取り出すことは可能である。 他の（示されていない）実施形態では、別個の追加貯蔵装置２４は準備されて いない。ここでは中間回路貯蔵装置１９は、これが追加貯蔵装置２４の機能を引 き受けることができるように、寸法決定されるか、またはインバータ１７の外に 配置されている。 高い電圧レベル（ここでは６０Ｖまたは３５０Ｖ）を有する中間回路は、空調 機械２９やサーボ駆動部３０などのさまざまな高出力消費装置に電気エネルギー を供給する。この種の高出力電力消費装置は従来通りに内燃機関１の機械式結合 を通じて駆動されるが、ここで利用可能な高い電圧レベルは、効率的にさらに良 好な純電気式駆動部を可能にする。 制御装置３１はインバータ１７に、その半導体スイッチの適合した操作を通じ て、インバータが発生すべき交流電圧がどの振幅、周波数、および位相を持つべ きかを各時点に事前に知らせる。例えば適切にプログラミングされたマイクロコ ンピュータ・システムによって形成することのできる制御装置３１は、電気機械 ４が一定の時点において発生させるべきトルクの量と方向とをまず決定する。こ の制御装置はこれを例えば性能グラフ制御を用いて行うことができ、ここで制御 装置は回転変換器１６から入力情報として、駆動軸１０の角位置、瞬間の平均回 転数、および場合によってはスロットルバルブの位置などのさらなる運転パラメ ータを取り、記憶された性能グラフから瞬間に予想すべき回転むらをこれらの運 転パラメータに関連させて見つけ出す。別の可能性として、実際の瞬間に存在す る回転むらを、例えばコンバータ１６が供給する情報に基づいて瞬間回転速度を 計算することによって、および／またはガス圧センサ３２によって測定可能な、 瞬間に内燃機関１に存在するガス圧を評価することによって、また駆動ロッドに おける（示されていない）トルク・ハブを使用して内燃機関１の瞬間トルクを把 握することによって見つけ出すことである。調整と制御の組合せも可能である。 瞬間の回転むらについてこうして見つけ出された値から、電気機械４の急速に変 化する予定トルクのための対応する（逆位相）の値が導出され、これに場合によ っては所望の大きさの正または負の追加トルクが追加的に重ねられる。内燃機関 １の始動のために、予定トルクが記憶された値に基づいて決定され、これらの記 憶された値は、始動過程中の電気機械４の回転数またはトルクの時間的予定経過 を予め与え、場合によっては、この大きさの測定とフィードバック調整によって 補完され、この調整は与えられた基準値を確実に厳守する。 第２ステップでは、制御装置３１は、インバータ１７からの電圧ないし電流の 振幅、周波数、および位相を決定し、これによって電気機械４はこの予定全トル クを導く。この決定は電気非同期機械で磁界方向自動制御に基づいて行なわれ、 この制御は電気機械４のモデル計算に基づいて行われ、本質的に測定可能な電気 固定子の大きさ（電流と電圧の振幅、周波数、および位相）および回転子の瞬間 平均回転数の入力情報として用いられる。 第２図には、制御装置３１がインバータ・ケーシング２１の外側に配置されて いるものとして示されている。リード線のインダクタンスを小さく保つために、 また蒸発槽冷却にも入れるように、制御装置は他の実施形態（図示せず）ではイ ンバータ・ケーシング２１の内部に配置されている。 制御装置３１は、この制御課題を達成するために使用されるさまざまなセンサ ないしこれによって導出されるセンサ情報を、内燃機関１の制御のためのモータ 制御機器３３と共用する。個別には、例えばコンバータ１６（角位置検出器）、 ガス圧センサ３２、その他に、内燃機関１の平均回転数と負荷状況を（例えばス ロットルバルブ位置を通じて）、またこのトルクを（例えばトルク・ハブを使用 して）把握するためのセンサ類（図示せず）である。 さらに、制御装置３１は多くのさらなる制御機器と通信する。エネルギー消費 制御機器（図示せず）は、自動車バッテリ１１の充電のため、低電圧消費装置２ ３の給電のため、および高出力消費装置２９、３０の給電のためにどれだけのエ ネルギーが必要であるかを知らせるため、制御装置３１は、対応する全トルク調 節ΔＭｅ（第１ｃ図を参照）を供給することができる。モータ制御機器３３は制 御装置３１に、電気機械４が追加的にその変動低減機能に対して自動車を加速す るように動作すべきか、制動するように動作すべきかを予め知らせるため、対応 する全トルク移動ΔＭｅを与え、場合によっては回転むら低減機能を一時的に切 ることができる。ＡＳＲ制御機器３４は制御装置３１に、駆動スリップがある際 に、場合によっては、ＡＳＲ制御機器がより堅実な対策として駆動スリップが残 っているときに車輪のブレーキによって該当する駆動輪の制動を行う前に、電気 機械４が一時的に発電制動として動作すべきであることを適切に予め指示する。 さらに内燃機関のトルクの低減を行うために、追加的にＡＳＲ制御機器はそのス リップ情報をモータ制御機器３３に渡す。モータ制御機器３３は、内燃機関１の 自動的始動停止制御も実施し、制御機器３１に、電気機械４が内燃機関１を始動 させるべきか否かを事前に知らせる。 あらゆる種類の制動で得られたエネルギーは、電気機械４の後での駆動に再利 用するため、または自動車バッテリ１１に導かれるように、追加貯蔵装置２４に 貯蔵される。 第３図に詳しく図示された電気機械４は、ブラシまたはスリップリングがなく 、したがって摩耗がない。電気機械４は約２５０ｍｍの外径と軸方向の５５ｍｍ の長さを有し、１０〜１５ｋｇの重量の場合に約５０Ｎｍの連続トルクと約１５ ０Ｎｍの最高トルクをもたらす。これは通常の内燃機関の最高回転数（約６００ ０〜１００００ｒｐｍ）に相当する回転数を達成することができ、１４０００ｒ ｐｍの回転数まで確実である。電気機械４は外部固定子８を有し、この固定子は 駆動軸１０の方向（軸方向）に溝孔３５を有する。固定子８は、三相電流による 電 気応力の場合に１２極を形成するように三相巻線３６を備えている。極当り３つ の溝孔３５があり、したがって全部で３６の溝孔３５がある。（他の（示されて いない）実施形態では、散乱効果を低減するために極当り少なくとも６つの溝孔 、好ましくは９つの溝孔がある。）極は固定子８において円運動で三相交流振動 とともに移動する。ある一定の時点での、その瞬間の位置を矢印で示すが、矢印 には参照符号「Ｓ」（南極）および「Ｎ」（北極）が付けられている。溝孔３５ を外側に締める外輪３７は放射方向に比較的薄く、その厚さは（溝孔３５の位置 で）３〜２５ｍｍであることが好ましい。固定子８は、磁気反転損失が低い（こ こでは５０Ｈｚ、１テスラの場合、１Ｗ／ｋｇ未満）材料で作られた薄い固定子 金板（厚さは０．２５ｍｍ）で構成され、軸方向に垂直に位置する板面を持つ。 内部にある回転子９は、非同期機械では、本質的に軸方向に走るかご形ロッド を有し、かご形ロッドはそれぞれ前面で短絡環３８と結合されている、かご形回 転子として形成される。同期機械では、回転子９は相応数の極ならびに固定子８ （ここでは１２極）を持っており、固定子は永久磁石または相応に励磁されるコ イルで形成することができる。第３図に、同期機械を示すが、ここではそこに存 在する回転子磁極（参照符号３９）を概略的に輪郭で示す。 回転子９と固定子８との間のエアギャップ４０は比較的大きく、その幅は０． ２５〜２．５ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。 他の実施形態（図示せず）では、回転子は外部にあり、固定子は内部にある。 第４図はインバータ１７の概略配線図を示す。中間回路貯蔵装置１９は静電容 量であり、これは（ここでは詳しく示されていない）追加貯蔵装置２４に並列に 接続されている。静電容量は複数のコンデンサの並列接続を符号表示する。 機械インバータ２０は、３つの並列接続された（しかし独立切替え可能）スイ ッチ群４２によって構成され、ここでスイッチ群４２の各々は三相電圧の１つの 発生を担当する。スイッチ群４２の各々は、中間回路の正極と負極との間の２つ の（独立切替え可能）スイッチ４３の直列接続部である。直列接続部は、三相巻 線３６の３つの巻線３６ａ、３６ｂ、３６ｃのそれぞれ１つの片側に同心に（す なわちスイッチ４３の間に）接続され、他の側では３つの巻線３６ａ、３６ｂ、 ３６ｃが互いに接続されている。 スイッチ４３に並列に、それぞれ１つのフリーホイール・ダイオード４４が接 続されている。これは、通常は遮断し、反対側のスイッチが開かれたときのみ自 己誘導に基づいて発生する短時間の電流を逆方向に通過させるように極性が与え られる。 各スイッチ４３は、複数（例えば５つ）のＭＯＳ電界効果トランジスタの並列 接続部を符号表示し、ＭＯＳ電界効果トランジスタは制御装置３１によって所望 の振幅、周波数、および位相の三相電流を形成するために直接操作される。 直流電圧変換器１８は２つの下部構造グループを含む。すなわち１つは、電気 エネルギーを低電圧レベル（１２Ｖ）から高い中間回路電圧レベル（６０Ｖ〜３ ５０Ｖ）に導くことができ、他の１つは、反対に電気エネルギーを高電圧レベル （６０Ｖ〜３５０Ｖ）から低電圧レベル（１２Ｖ）に導くことができる。中間回 路に配置された自動車バッテリを有する実施形態では、最初に挙げた下部構造グ ループを除くことができる。 第１下部構造グループは、例えばＨｏｃｈｓｅｔｚ調整器４５である。これは 、自動車バッテリ１１の正極に接続されたインダクタンス４６とこの負極と中間 回路の負極とに接続されたスイッチ４７との直列接続によって形成され、この直 列接続は（通過方向に成極された）Ｈｏｃｈｓｅｔｚダイオード４８を通じて同 心に中間回路の正極に接続されている。閉じたスイッチ４７では、回路電流は自 動車バッテリ１１の正極から負極に流れる。スイッチ４７を開くと、自己誘導電 圧はこの電流の倒壊を阻止しようとし、この結果、短時間高い中間回路電圧レベ ル（６０Ｖ〜３５０Ｖ）を超過し、電流は（他の場合には遮断される）Ｈｏｃｈ ｓｅｔｚダイオード４８を通過し、中間回路貯蔵装置１９に充電される。スイッ チ４７の周期的な開閉によって、始動過程の準備としてある程度定常の充電電流 を達成する。スイッチ４７は、制御装置３１によって直接操作される半導体スイ ッチである。 第２下部構造グループは、例えばスイッチング電源のように機能する降圧トラ ンス４９である。これは中間回路の正極と負極との間にスイッチ５０の２つの直 列接続を含み、それぞれ並列接続されたフリーホイール・ダイオード５１を伴う 。高周波（ＨＦ）変圧器５２の一次巻線の端部は、それぞれこの直列接続部の中 間 に接続されている。ＨＦ変圧器５２の二次巻線の端部は、整流平滑化ユニット５ ３に給電し、このユニットは再び自動車バッテリ１１および場合によっては低電 圧消費装置２３に給電する。スイッチ５０は、制御装置３１によって直接操作さ れる半導体スイッチを符号表示している。スイッチの周期的な開閉によって高周 波交流電流が発生し、これはＨＦ変圧器５２の二次巻線で対応する交流電圧を低 電圧レベルに導き、ユニット５３を通じて整流平滑化される。結果として得られ る直流電圧の正確な値は、スイッチ５０を使用して結線電圧の変化を通じて正確 に調節される。 第５図に示す駆動システムは、第１図ないし第４図によって示した実施形態と は、さまざまなセンサの共通使用に加えて、共通制御装置によって内燃機関１と 電気機械４との制御が行われるという点で異なる。 しかしここでは、制御装置３１は第２図の内燃機関制御機器３３の制御課題を 引き受け、したがって制御機器３３をなくすことができる。制御装置３１は一方 では、上述のように、電気機械４が所望のトルク（交代トルク、場合によっては 発電機機能、制動、発電制動、加速のための全体的に重なったトルク、ならびに スタータ機能のためのトルクを伴う）を発生するように、インバータ・スイッチ ４３、４７、５０を制御し、始動停止制御を実施する。他方では制御装置３１は 、内燃機関をモータ管理システムのように制御する。すなわち燃料供給、スロッ トルバルブ位置（特にアイドリングの場合）、燃料噴射（時機と量）、点火（時 機）、バルブ（開く時機と閉じる時機）、内燃機関１の冷却（特に冷却剤の温度 の制御による）、排気再循環（例えば排気再循環バルブの制御を通じて）、およ びこれにより、内燃機関１の回転数（特にアイドリングの場合）、トルク、出力 、燃料消費量、および排気組成を制御する。 内燃機関１および始動停止自動装置の制御は、さまざまな変化量に応じて行わ れる。すなわち一方では、走行ペダル位置（およびこれとともに場合によっては スロットルバルブ位置）、予め選択された走行速度、選択された伝動装置の段、 制動およびクラッチの運動、および運転履歴における運転特性などの利用者が制 御する大きさに応じて、他方では、回転数、クランク軸角、トルク、ガス圧、ノ ック、駆動スリップ、冷却剤温度、排気組成、走行速度などの運転関連の大きさ に応じて行われる。これらの制御課題はすべて、回転むら低減のための非常に性 能のよい制御装置３１によって引き受けられる。 他の（示されていない）実施形態では、従来のモータ管理システムから導出さ れたモータ制御機器（第２図における３３に類似）が、回転むらの低減の制御を 引き受ける。したがってここでは制御装置３１をなくすことができる。 第６図による単一電気機械４は、次に接続される伝動装置のための電磁クラッ チおよび／または同期化装置の機能を有し、内部および外部電磁動作エレメント を備えている。これらは電気機械では通常の記載方法に依拠して、ここでは回転 子９および固定子８’と呼ばれる。回転子９は従動軸５５と回転しないように結 合され、固定子８’は駆動軸１０と回転しないように結合されている（他の（示 されていない）実施形態では、この配置と反対である）。こうして電気機械４は 、回転子の回転だけでなく、全体的に回転可能であり、したがって「固定子」と いう概念はこの回転可能性に対して単に比喩的な意味で理解される。固定された 電気機械、例えば回転磁界機械の場合に、固定された動作エレメント（例えば固 定子）への電流供給を制限し、回転可能な動作エレメント（例えば回転子）へ電 流供給なしに誘導のみによって電流を引き起こすことは可能であるが、ここでは 、両動作エレメントが回転可能であり、少なくともこのうちの１つ（ここでは固 定子８’）に回転運動する電気結合部を通じて（例えば、ここでは示されていな いスライダとスリップリングとの接触部を通じて）電流が供給される。従動軸５ ５は機械式クラッチによって、ここでは自動車シャーシまたは伝動装置ケーシン グに支えられたブレーキ６２によって、回転に対抗して固定可能である。示され た実施形態は、ブリッジ・クラッチを持たないが、他の実施形態（図示せず）は 、軸１０、５５の機械的結合のための摩擦接触または動力結合ブリッジ・クラッ チを備えている。機械４は、機械ケーシング、伝動装置ケーシングの中または側 に、または駆動ロッド２の他の任意の位置に置くことができる。 単一の電気機械４はさまざまな機能を実施することができる。変速クラッチお よび場合によっては始動クラッチとしての機能では、軸１０と軸５５との間の回 転数一致が支配的で、固定子８´と回転子９との間のクラッチ・スリップがはっ きり消滅するように、軸１０、５５の同調が機械４のトルク発生磁界をこのよう に調節することによって達成される。非同期機械では、これは例えば、駆動トル ク方向と逆に回転する適合周波数と適合振幅を有する回転磁界の磁気スリップを 調整ないし制御することによって達成される。（ここでは示されていない）型ロ ック式ブリッジ・クラッチは、消滅するクラッチ・スリップの際に電磁損失を防 ぐ。 能動的な伝動装置同期化は、ギヤ入れ替えの間に、従動軸５５を、伝動装置の 噛み合せるべきギヤが同じ円周速度を持つように加速または制動するのに供され る。この機能は、単一機械４の実施形態の際には、クラッチ機能なしでも実現可 能である。軸の加速または制動は、内燃機関１の可変回転数で回転する駆動軸１ ０に対して支えた状態で起こる。この回転の寄与は、機械４のそれぞれの同期化 に必要な相対回転数の決定と制御の際に考慮される。 駆動軸１０の回転むらの低減を、自動車の場合に、ブレーキ６２を用いて回転 に対して固定取付けされた回転子９に対して電気機械が支持された状態で起こす ことができる。駆動走行では、ブリッジ・クラッチを入れることなく（またはブ リッジ・クラッチなしで）従動軸５５の回転むらを、伝達トルクを急速に変化さ せることによって低減することができ、それも正の回転むらの場合には伝達トル クを低減する（すなわちクラッチ・スリップの増加）ことによって、および負の 回転むらの場合には伝達トルクを増加する（すなわちクラッチ・スリップの低減 ）ことによって可能である。 追加加速または追加制動は、ブリッジ・クラッチが入れられていない場合に、 対応するトルクの発生によって、他の表現ではより小さなまたはより大きなクラ ッチ・スリップによって可能である。電気機械４を、駆動輪スリップが過大にな るとクラッチ・スリップが即座に増大し、これによって駆動輪にかかるモーメン トが小さくなるように、ＡＳＲ調整に引き入れることができる。電流発生のため の発電機機能は、継続的に保持されるクラッチ・スリップによって達成される。 電気機械４は、ブレーキ６２を通じて固定された従動軸５５に対して支持され た状態で、内燃機関１を直接始動することができる。機械４がこのために十分な トルクを供給しない他の実施形態では、電磁クラッチ機能を利用して、摩耗のな いフライフォイール式スタータとして役立つことができる。そのため、電気機械 ４はまず、ギヤが外され、ブレーキ６２が外され、従動軸５５とともにフリーフ ォイール回転子９が駆動軸１０に支持され、アイドリングしているエンジン１の 圧縮の状態で、比較的高い回転数、例えば２０００ｒｐｍに加速する。それから 、電気機械４は、制動モーメントすなわち回転子９と固定子８’との間に摩擦結 合を発生させるように、短時間内に逆転される。これによって、従動軸５５つき の回転子９と駆動軸１０つきの固定子８’には共通の平均回転数（例えば８００ ｒｐｍ）が迅速にもたらされ、内燃機関１は始動される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マスベルク，ウルリッヒ ドイツ連邦共和国・ディ−51503・レスラ ート・ノネンヴェク・116 (72)発明者 ペルス，トーマス ドイツ連邦共和国・ディ−46359・ハイデ ン・ミューレンヴェク・13 (72)発明者 ツェイエン，クラウス・ペーター ドイツ連邦共和国・ディ−50670・ケル ン・フォン−ヴェルト−シュトラーセ・44 (72)発明者 グリュンドゥル，アンドレアス ドイツ連邦共和国・ディ−81377・ミュン ヒェン・ハーゼネイシュトラーセ・20 (72)発明者 ホフマン，ベルンハルト ドイツ連邦共和国・ディ−82319・シュタ ーンベルク・オットー−ガスナー−シュト ラーセ・３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 駆動ユニット、特に内燃機関（１）と、 回転むらを能動的に低減するための、駆動ユニットの上に、また厳密には特に その駆動軸（１０）またはこれに結合されたかまたは結合可能な軸に作用する少 なくとも１つの電気機械（４）と を有する、特に自動車用の駆動システムであって、 駆動システムの少なくとも１つのセンサ（１６、３２）および／またはセンサ 情報から導出される少なくとも１つの数量が、駆動ユニットの制御にも電気機械 （４）の制御にも使用され、かつ／または 電気機械（４）の制御または駆動ユニットの制御を担当する制御装置（３１な いし３３）が駆動ユニットおよび電気機械（４）も部分的または全体的に制御す る 駆動システム。 ２．共通利用されるセンサが、次に記載の数量の１つまたは複数を測定し、かつ ／またはセンサ情報から導出される数量が次に記載の数量の少なくとも１つとな り、これらの数量は、駆動ユニットのそれぞれの角位置、回転数、角加速度、負 荷状態、温度、排気の組成、燃焼空気量または質量、スロットルバルブの位置、 燃料量、噴射時機、ガス圧、（インバータが装備されている場合には）インバー タのそれぞれの電流、中間回路の電圧、周波数、位相、インバータ・スイッチの 切替え状態、電気機械（４）のそれぞれの角位置、回転数、角加速度、トルク、 自動車のそれぞれの速度、縦加速度、横加速度、伝動装置従動端軸の回転数、１ つまたは複数の自動車車輪（３）のそれぞれの角位置、回転数、角加速度、１つ または複数の動輪のスリップ、気筒のオフ信号および／またはオン信号である、 請求項１に記載の駆動システム。 ３．電気機械（４）ないしは駆動ユニットの制御を担当する制御装置（３１ない し３３）が、駆動システムないしは電気機械（４）を特定の運転状態の間のみ、 特に駆動ユニットのアイドリングの間のみ、部分的または全体的に制御する、請 求項１または２に記載の駆動システム。 ４．電気機械（４）の制御を担当する制御装置（３１）が、次の制御課題、すな わち（特にアイドリング時の）回転数制御、燃料供給制御、（特にアイドリング 時の）スロットルバルブ制御、燃料噴射制御、点火制御、バルブ制御、冷却制御 、排気浄化制御、ノック調整、荷重圧調整、排気再循環制御、気筒切り、始動停 止制御、伝動装置制御の１つまたは複数を、駆動ユニットの制御のために部分的 または全体的に引き受ける、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の駆動シス テム。 ５．駆動ユニットの制御を担当する制御装置（３３）が、電気機械（４）の制御 のための次の制御課題すなわち、トルク制御、（インバータによって制御される 電気機械における）インバータ・スイッチの切替えの制御、スタータ機能の制御 、追加トルク機能、例えば、発電機能または電磁クラッチ機能および／または同 期化機能などの制御の１つまたは複数を、部分的または全体的に引き受ける、請 求項１ないし３までのいずれか一項に記載の駆動システム。 ６．電気機械（４）が回転磁界機械または進行磁界機械である、請求項１ないし ５のいずれか一項記載の駆動システム。 ７．電気機械（４）の磁界に必要な電圧、および／または可変周波数の電流、振 幅、および／または位相を発生させるための少なくとも１つのインバータ（１７ ）を有する、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の駆動システム。 ８．電気機械（４）が、正の回転むらにも負の回転むらにも対抗するように制御 される、前記の請求項のいずれかに記載の駆動システム。 ９．電気機械（４）が、急速に交代するトルク、厳密には正の回転むらの場合に は制動トルクを、負の回転むらの場合には駆動トルクを発生させ、このトルクに 対して駆動作用または制動作用または発電作用を追加的に達成するために、特に 正または負のトルクを重ね合わせることができるように、対抗作用が発生する、 請求項８に記載の駆動システム。 １０．正の回転むらの低減によって得られるエネルギー（回転むら制動エネルギ ー）、ならびに場合によっては制動追加トルクによって得られるエネルギー（追 加トルク制動エネルギー）が少なくとも部分的に貯蔵され、貯蔵された回転むら 制動エネルギーは、負の回転むらを低減するために少なくとも部分的に再利用さ れる、請求項８または９に記載の駆動システム。 １１．電気機械（４）がさらに、スタータの機能および／または電流供給用の発 電機能を有する、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の駆動システム。 １２．特に自動車を加速または制動するため、および／または制動による対スリ ップ調整の枠内で駆動輪のスリップを低減するために、電気機械（４）が、これ に結合された軸の加速および／または制動を引き起こすかまたは支援することが できる、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の駆動システム。 １３．電気機械（４）が、電流を比較的高い電圧レベルで供給し、空調機械（２ ９）、サーボ駆動部（３０）、ポンプ、および暖房などの高出力消費装置が電気 的に高電圧レベルで駆動または給電されるか、もしくはその両方である、請求項 １ないし１２のいずれか一項に記載の駆動システム。 １４．回転むらの低減が、調整、制御、厳密には特に性能グラフ制御、適合制御 、および／またはこれらの混合形式で行われる、請求項１ないし１３のいずれか 一項に記載の駆動システム。 １５．電気機械（４）が、最大トルクに関連する高いトルク密度、特に０．０１ Ｎｍ／ｃｍ³を超える密度を有する、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載 の駆動システム。 １６．インバータ（１７）が簡潔に構成され、特にインバータ（１７）の電子ス イッチ（４３、４７、５０）は流体で冷却され、特に蒸発槽で冷却される、請求 項７ないし２０いずれか一項に記載の駆動システム。 １７．特に自動車のための駆動システムを運転するための方法であって、駆動シ ステムが、 駆動ユニット、特に内燃機関（１）と、 回転むらを能動的に低減するための、駆動ユニットの上に、また厳密には特に その駆動軸（１０）またはこれに結合されたかまたは結合可能な軸に作用する少 なくとも１つの電気機械（４）と を有し、 駆動システムの少なくとも１つのセンサ（１６、３２）および／またはセンサ情 報から導出される少なくとも１つの数量が、駆動ユニットの制御にも電気機械（ ４）の制御にも使用され、かつ／または、 電気機械（４）の制御または駆動ユニットの制御を担当する制御装置（３１また は３３）が駆動ユニットおよび電気機械４も部分的または全体的に制御する、特 に自動車のための駆動システムを運転するための方法。 １８．請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の駆動システムが適用される、 請求項１７に記載の方法。