JP2006254690A - 車両の動力伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の課題は、コンパクトな構造を有し、安価に製造でき、電気機械の領域において良好な効率を有する、電気機械付きの動力伝達装置を提供することにある。
【解決手段】ケース（１１）内に配置された電気機械（２６）を備えた車両の動力伝達装置（３）である。電気機械（２６）は、動力伝達装置（３）の力束（パワーフロー）に続くことができる回転部材（１３、２８；５３）に、電気機械（２６）によって発生され得るトルクが回転部材（１３、２８；５３）に伝達され得るように、作用的な接続が可能である。電気機械（２６）の長手軸線に対して垂直で当該電気機械（２６）の直ぐそばに存在する横断面領域内において、ケース（１１）の内部に、電気機械（２６）のパワーエレクトロニクスを有する少なくとも１つの電気装置（４５；４５Ｙ）が配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念部分に記載の、変速機入力軸の駆動トルクを少なくとも２つの車両車軸に分配するための、車両の動力伝達装置に関する。
特許文献１により、動力伝達装置ないし自動切換可能な車両変速機が知られている。当該車両変速機は、車両の内燃機関の駆動軸に作用接続され得る変速機入力軸を備えている。また、当該車両変速機は、少なくとも１つの車両車軸に結合され得る変速機出力軸を有している。動力伝達装置の機械式切換変速機として形成された部分は、第１遊星歯車装置と、第２遊星歯車装置と、複数の切換要素と、電気機械と、で形成されている。当該電気機械は、スタータ・発電機として、および／又は、切換変速機の回転数・伝達比を無段調整するために、および／又は、車両を少なくとも部分的に電力運転するために、設けられている。そのために、当該電気機械は、２つの他の切換要素によって、第１遊星歯車装置の第１軸あるいは第２軸に結合可能である。さらに、当該電気機械には電子制御装置および蓄電装置が付設されている。電気機械によってその発電運転中に発生される電気エネルギは、当該蓄電装置に蓄えられる。
通常、電気機械に付設された構成部材、即ち、電子制御システム並びに蓄電装置は、上述した動力伝達装置のケースの外側に配置ないし固定されて、電気配線を介して電気機械の巻線に接続されている。
しかしその場合、電気機械のコイル巻線と電子制御システムとの間の電気配線は、高い製造費を伴う接続プラグを介して接続され、当該接続プラグはさらに端子接触部位に大きな構造空間を要する、という欠点がある。また、電気配線は、その導体長に依存する電気抵抗を有し、当該電気抵抗は、電気機械と電子制御システムとの間の間隔が増大するにつれて望ましくない大きな抵抗値となる。これは、さらに、運転中にかなり大きな電力損失を生じさせ、その電力損失は、大きな熱を発生させる。
独国特許出願公開第１０１４０４２４号明細書
本発明の課題は、コンパクトな構造を有し、安価に製造でき、電気機械の領域において良好な効率を有する、電気機械付きの動力伝達装置を提供することにある。
この課題は、本発明に基づいて、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴を有する動力伝達装置によって解決される。
ケース内に配置された電気機械を備えた本発明に基づく車両の動力伝達装置においては、当該電気機械は、動力伝達装置の力束（パワーフロー）に続くことができる回転部材に、当該電気機械により発生され得るトルクが前記回転部材に伝達され得るように、作用的に接続することが可能である。
本発明に基づいて、前記電気機械の長手軸線に対して垂直で当該電気機械の直ぐそばに存在する横断面領域内において、動力伝達装置のケースの内部に、当該電気機械のパワーエレクトロニクスを有する少なくとも１つの電気装置が配置されている。
これによって、電気機械のコイル巻線とパワーエレクトロニクスとの間の電気的な接続配線が、実際に公知の動力伝達装置と比べて、顕著に短くされる。
従って、電気機械とそれに対応するパワーエレクトロニクスとの間の接続領域における電気抵抗が、簡単に顕著に低減される。また、本発明に基づいてパワーエレクトロニクスが電気機械の直ぐそばに配置されることによって、電気機械のコイル巻線のコイル線先端を、高価で経費がかかり大きな接触抵抗を生ずるプラグ接続を利用することなしに、パワーエレクトロニクスに直に電気接続することができる。
本発明に基づく動力伝達装置の場合において通常の動力伝達装置と比べて短く形成された電気機械とパワーエレクトロニクスとの間の電力案内電線は、電気抵抗が小さいことにより、発熱量が少なくなり、電磁調和性（Vertraeglichkeit）が改善され、同時に効率が良くなる。
さらに、コイル巻線とパワーエレクトロニクスとの間の接続領域における接触抵抗が、コイル線先端のパワーエレクトロニクスへの直接接続によって、通常のプラグ接触と比べて、減少され、これによって、動力伝達装置の効率が電気機械の領域において一層改善される。
そのうえ、動力伝達装置の重量が、電気機械とパワーエレクトロニクスとの間における電力ケーブルにおける材料節約によって減少され、パワーエレクトロニクスを含む電気装置のハウジングが、通常の動力伝達装置と比べて、より簡単に形成され得る。
また、電気機械およびそれに対応する電気装置を、動力伝達装置のケース内に組み込む前に完成され検査され得るモジュールとして形成することができる。電気機械および電気装置のモジュール化によって、電気機械およびパワーエレクトロニクスが共通の冷却回路で調温され得て、これによって、動力伝達装置の構造的形成が単純化され得る、という利点も生ずる。
特許請求の範囲の各請求項および図面を参照して原理的に説明される実施の形態から、本発明の他の利点および有利な実施態様が理解できる。なお、各実施の形態の説明において、理解を容易にするために、構造および機能について同一の部分には各図において同一の参照符号が付されている。
図１には、自動車の駆動系（パワートレイン）１が概略ブロック図で示されている。この駆動系１は、駆動機械２と、動力伝達装置３と、２つの駆動可能な車両横断車軸４、５と、を有している。動力伝達装置３は、それ自体公知であり、以下に述べるように電気機械と組み合わせ可能な任意の動力伝達装置である。
動力伝達装置３は、ここでは、振動低減要素６と、発進要素７と、種々の伝達比（ギヤ比）を形成するための切換変速機８と、変速機出力側において駆動トルクを両車両横断車軸４、５に分配するための動力分割機９と、によって形成されている。いわゆる車両前車軸あるいはいわゆる車両後車軸として形成され得る車両横断車軸４は、ここでは、駆動機械２と破線長方形で示された動力伝達装置３のケース１１との間を車両横断方向に延びている。車両横断車軸５も同様に、ケース１１の外側に配置され、動力分割機９に作用（連動）接続されている。
駆動系１の牽引運転中、駆動機械２の駆動トルクは、動力伝達装置３を介して、当該動力伝達装置３で形成された伝達比に応じて転換された各大きさで、両車両横断車軸４、５に導かれる。その場合、変速機出力トルクの一部が、動力分割機９から車両長手方向に車両横断車軸４の軸差動装置（デフ）４Ａまで導かれ、当該軸差動装置４Ａを介して車両横断方向に車両横断車軸４の両車輪４１、４２へと運転状態に依存して分配される。同時に、変速機出力トルクの残りの部分が、動力分割機９から車両長手方向に車両横断車軸５の軸差動装置５Ａまで導かれ、当該軸差動装置５Ａを介して車両横断方向に車両横断車軸５の両車輪５１、５２へと運転状態に依存して分配される。動力分割機９および車両横断車軸４の軸差動装置４Ａは、車両長手方向に延びる伝動軸（Fuehrungswelle）１２を介して、作用的接続されている。
駆動系１の惰走運転中、駆動系１におけるトルクは、車両横断車軸４、５から出発して動力伝達装置３を介して駆動機械２の方向に導かれ、そこで少なくとも部分的に支えられる。
なお、当業者の判断で、車両横断車軸４を、その都度の応用状態に依存して、図１に示された配置とは異なって、振動低減要素６と発進要素７との間等の車両長さ方向の異なる位置で、動力伝達装置３のケース１１を貫通してあるいはケース１１の外側で車両横断方向に延ばすことも勿論考えられる。図１には、好ましい例として、車両横断車軸４の４つの異なった配置が、符号４Ｗ、４Ｘ、４Ｙ、４Ｚを付して詳しく示されている。
図２には、車両特に自動車における自動切換可能な変速装置である図１に示された動力伝達装置３の第１の実施の形態の歯車列の構成が示されている。
段階的に切換可能な動力伝達装置３は、特に変速機入力軸１３を有している。当該変速機入力軸１３は、入力側において、ねじり振動低減要素として形成された振動低減要素６に作用接続され、動力伝達装置３の組込み位置において車両ベース（Fahrzeuguntergrund）に関して車両横断車軸４の上側に位置している。振動低減要素６の変速機入力軸１３とは反対の側に、エンジン出力軸１４が設けられている。これによって、変速機入力軸１３は振動低減要素６を介してエンジン出力軸１４に作用接続されている。動力伝達装置３は、出力側に変速機出力軸１５が設けられている。この変速機出力軸１５は、動力伝達装置３の据付け状態において、図１に示された車両横断車軸４、５に動力分割機９を介して作用接続されている。
変速機入力軸１３と変速機出力軸１５との間に、種々の伝達比を形成するために、変速機要素として、複数の切換要素１６〜２３、第１遊星歯車装置２４、第２遊星歯車装置２５、及び、電気機械２６が設けられている。ここでは単式遊星歯車装置として形成されている第１遊星歯車２４が、ラビニヨウ型（Ravigneaux）遊星歯車装置として形成された第２遊星歯車装置２５に、前置接続されている。
図２に示された変速機構想によって、例えば、自動車における前進６速・後進１速の自動変速機が形成され得る。この場合、切換要素１６〜２３並びに電気機械２６の制御によって、その都度の運転状態に依存して変速機制御装置によって要求される動力伝動装置３の総伝達比が形成されるか、あるいは、運転者が要求する総伝達比が形成される。
第１遊星歯車装置２４の太陽歯車２７は、発進ブレーキとして形成された発進要素７である切換要素２３に、太陽歯車軸２８を介して結合されている。これによって、動力伝動装置３が装備された車両は、流体トルクコンバータを必要とせずに、発進することができる。電気機械２６は、ここでは、スタータ・発電装置として形成されている。電気機械２６の長手軸線に対して垂直な横断面領域内で動力伝動装置３のケース１１の内部に、電気機械２６のパワー・制御エレクトロニクスを有するケース側固定の電気装置４５が、電気機械２６に付随して設けられている。電気機械２６は、電気装置４５のパワーエレクトロニクスを介して、動力伝動装置３の横断面領域内に配置されエネルギ蓄積装置として形成されている電気装置４５の構成要素４６に接続されている。
動力伝動装置３への電気機械２６の組入れは、動力伝動装置３が装備された車両が運転状態「ギヤード・ニュートラル」から発進することを可能にする。また、横断面領域内におけるパワー・制御エレクトロニクスとエネルギ蓄積装置４６とを備えた電気装置４５の配置は、電気機械２６およびそれに対応するエネルギ蓄積装置４６付き電気装置４５を、予め組立可能なモジュールとして形成することを可能にする。当該モジュールは、その機能について組立前に簡単に検査でき、動力伝動装置３の組立中に１回の組立工程で簡単に動力伝動装置３のケース１１にはめ込まれる。これは、有利なことに、組立を単純化させ、また、唯一のコンパクトなモジュール部品だけを保管すればよいので、在庫管理費を低減させる。
さらに、エネルギ蓄積装置４６付き電気装置４５の動力伝達装置３のケース１１内への配置に基づいて、動力伝達装置３は、コンパクトな構造によって特色づけられ、そのケース１１は、パワーエレクトロニクスがケースの外側に配置されている通常の（従来の）動力伝達装置と異なって、駆動系のために用立てられる車両の構造空間に容易に統合可能な外形に形成される。
変速機入力軸２の軸方向において、電気機械２６と第１遊星歯車装置２４との間に、摩擦クラッチとして形成された第１切換要素２１および同様に摩擦クラッチとして形成された第２切換要素２２が設けられている。これらの切換要素２１、２２を介して、それらの係合状態において、電気機械２６が第１遊星歯車装置２４の内ば歯車２９あるいは太陽歯車軸２８に作用接続可能である。
例えば、変速機入力軸１３に作用接続され内燃機関として形成された駆動機械２を始動するために、第２切換要素２２が係合され、電気機械２６によって発生された始動トルクが太陽歯車軸２８を介して第１遊星歯車装置２４に導かれる。これによって、電気機械２６の始動トルクが倍増され、変速機入力軸１３に伝達されて、そこから駆動機械のクランクシャフトに伝達される。
走行運転中、太陽歯車軸２８への電気機械２６の回転数可変の介入（作用）に基づいて、一定の伝達比の７つの前進段だけでなく、無段可変の伝達比の５つの前進走行レンジも選択できる。さらに有利には、走行運転中、特には電気機械２６による制動運転中、エネルギの回収を実施することができ、その際、発電機として運転される電気機械２６により発生される電気エネルギを、当該電気機械２６に接続されたエネルギ蓄積装置４６に蓄えることができる。
さらに、本発明に基づく動力伝達装置３が装備された車両によれば、例えば市街地における操車時に、前進走行方向においても後進走行方向においても、有害物質を放出しない電気走行運転を実施することができる。
第１切換要素２１および第２切換要素２２の配置は、駆動機械２の始動後に電気機械２６を第１切換要素２１を介して変速機入力軸１３に結合することを可能にする。その場合、変速機入力軸１３は駆動機械２のエンジン出力軸１４に直結される。
動力伝達装置３のこの運転状態において、有利には、運転者は内燃機関で発生されるトルクを要望に応じて増強することができる。これによって、いわゆるブースト運転が可能である。また、動力伝達装置３における構成部材のそのような接続によって、電気機械２６の発電運転中、電気系統への永続的な電気供給が用立てられる。第１切換要素２１並びに第２切換要素２２が同時に係合されるとき、第１遊星歯車装置２４はロックされる。これによって、第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５との組合せによって、２つの追加的な前進段および１つの追加的な後進段が入れられ得る。
第１遊星歯車装置２４の内ば歯車２９は、内ば歯車軸３０を介して、変速機入力軸１３に常時結合されている。第１遊星歯車装置２４の遊星歯車３１は、遊星歯車キャリヤ３２に結合され、この遊星歯車キャリヤ３２は、切換要素１６、１７、１８を介して、第２遊星歯車装置２５に結合可能であるか、あるいは、ブレーキとして形成された切換要素２０を介して、動力伝達装置３のケース１１にロック可能である。
第２遊星歯車装置２５は、主に、第１太陽歯車３３と第２太陽歯車３４とを有し、これらの太陽歯車３３、３４は、第１太陽歯車軸３５を介して並びに第２太陽歯車軸３６を介して第１遊星歯車装置２４に結合可能である、あるいは、ブレーキ２０を介してケース１１に固定（ロック）可能である。第１遊星歯車３７が、第２遊星歯車装置２５の第１遊星歯車キャリヤ３８に支持されており、第１遊星歯車キャリヤ３８は、ブレーキ１９によってケース１１に固定（ロック）可能である。第１遊星歯車３７および第２遊星歯車３９は、第２遊星歯車キャリヤ４０および中間軸４３を介して、第１遊星歯車装置２４に結合可能である。第２遊星歯車装置２５の内ば歯車４４は、動力伝達装置３の変速機出力軸１５に直結されている。
電気機械２６およびそれと協働（相互作用）する電気装置４５の図２に示された配置構造は、動力伝達装置３の外側に配置されるパワーエレクトロニクスと比べて、その両部品（２６、４５）間における作用的接続として非常に短い電力案内配線が利用できる、という利点を提供する。これによって、その電力案内配線の小さな抵抗に基づいて、発熱量が小さくなり、電磁調和性の問題も小さくなり、同時に効率も良くなる。そのうえ、電気機械２６と電気装置４５との間の作用的接続の領域において僅かな材料の使用しか必要とされないので、製造費並びに重量が低減される。
また、電気機械２６へのパワーエレクトロニクスの隣接配置に基づいて、電気機械２６の好適には複数の部分コイルから成るコイル巻線の先端を、いずれも接触抵抗が小さいという点で優れている、安価なリベット接続、ねじ接続、溶接接続、ろう付け接続、接着接続、ボンドで製造される接続、あるいは、例えばクランプ接続のような圧縮接続によって、電気装置のパワーエレクトロニクスに接続することができる。
その場合、電気機械２６のコイル巻線の部分コイルを、その都度の用途状態に依存して、直列回路および又は並列回路で別々に、あるいは、コイル部分群の形にまとめて、上述したようにパワーエレクトロニクスに接続すること、そして共通して制御すること、が可能である。
電気機械２６の部分コイルがパワーエレクトロニクスの支持板に直に連結されるとき、部分コイルの並列接続時におけるコイル電流の経費のかかる集電が有利なことに不要とされ、また、部分コイルは別個に制御することができる。
さらに当業者の判断で、部分コイルのコイル線自由端を、上述したようにしてパワーエレクトロニクスの半導体に電気接続すること、および、当該半導体を、部分コイルが電気機械の機能上必要な領域において互いに電気接続されるというように制御すること、が考えられる。これは、コイル群の部分コイルの直列接続および又は並列接続がパワーエレクトロニクスの領域ではじめて行われることを意味し、この処置は特に部分コイルの並列接続時に有利である。
電気機械のコイル巻線の個々の部分コイルをパワーエレクトロニクスの領域で接続する代わりに、部分コイルを電気機械２６の領域で予め、電気機械２６の機能上必要な回路に結線することもできる。これは、むしろ、部分コイルの直列接続時に有利である。
部分コイルのグルーピング（群分け）は、コイル群の部分コイル電流を検出するためにコイル群の１つの部分コイルだけを電流測定装置に接続すること、を可能にする。これは、コイル群の部分コイルのコイル電流が当該部分コイルの対応する接続時において同じであるからである。
しかもまた、コイル巻線の部分コイルの一部を電気機械２６の領域で、当該部分コイルの残り部分をパワーエレクトロニクスの領域で、必要な様式で互いに接続する、ということも考えられる。
電気機械２６のコイル巻線の部分コイルがすべて並列接続されているとき、それぞれコイル部分群となっている部分コイルのコイル線自由端は、有利には、補助電線を中間接続することなしに、電気機械２６に隣接して配置された電気装置４５のパワーエレクトロニクスに直接接続される。その場合、単純な様式で、コイル線先端を選択的に、上述した接続を介してパワーエレクトロニクスの支持板に直接接続すること、あるいは、ボンド接続を介して前記支持板に配置された半導体に直接電気接続すること、ができる。
コイル線先端とパワーエレクトロニクスの半導体との間の前述した電気導体の作用的接続は、コイル線先端の支持板への接続と異なって、半導体要素とコイル線先端との間の補助導線が必要とされない、という利点を有する。これはまた、接触個所の存在が少ないので、半導体要素とコイル線先端との間の電気抵抗を有利に低減する。
部分コイルのパワーエレクトロニクスへの完全に別個の接続とは対照的に、コイル巻線の部分コイルは、コイル部分群の数が最少に減少されて３つのコイル部分群しか存在しないというように、互いに対称に形成され得る。この時、それらのコイル部分群は電気機械の３つの相を形成し、パワーエレクトロニクスに電気接続されている。
一般に、コイル線先端とパワーエレクトロニクスとの間の接続は、運転温度変化および振動負荷が当該接続領域において補償可能であるように、弾性的に形成されている。
そのうえ、電気機械２６およびパワーエレクトロニクスは剛性のある支持要素の領域で互いに固く接続され、当該接続領域において同様に運転温度変化および振動負荷が適当な様式で補償（相殺）可能である。
さらに、電気装置４５のハウジングは、通常の（従来の）動力伝達装置と比べてより単純に形成され得て、動力伝達装置３のケース１１は、電気機械２６並びに電気装置４５から発生される電磁波を、追加的に、車両の他の構成要素に対して遮蔽することができる。
電気装置４５がパワーエレクトロニクスのほかに制御エレクトロニクスをも有することによって、電気装置４５は、２つの電力用接点並びにデータ用プラグだけを介して、駆動系の統括管理を行う車両の上位制御装置に接続されている。
さらに、図２には、車両横断車軸４の上述した配置とは異なる、動力伝達装置３のケース１１を通って延びる車両横断車軸４の他の配置が示されている。その車両横断車軸は、符号４Ｙが付されて詳しく示され、一点鎖線で図形的に示されている。
その車両横断車軸４Ｙは、電気機械２６と切換変速装置８との間に配置されている。この場合、動力伝達装置３の長手軸線および電気機械２６の長手軸線に対して垂直の横断面領域内であって、車両横断車軸４Ｙが置かれている動力伝達装置３のケース１１の内部に、いままで振動止め要素６と電気機械２６との間に配置されていた電気装置４５およびエネルギ蓄積装置４６並びにケース側に固定された調温装置４７の少なくとも一部が配置されている。これによって、回転する変速機構成要素で占められていない横断面領域が完全に利用される。異なった位置に配置された電気装置およびエネルギ蓄積装置は、それぞれ符号４５Ｙ、符号４６Ｙが付されて詳しく示されている。
調温装置４７は、ここでは、横断面領域内に配置された分配器を有している。その分配器は、動力伝達装置３のケース１１の中へと、あるいは、動力伝達装置３のケース１１から外へと、熱エネルギを供給あるいは排出することができる調温装置内を循環する流体の分配のため、例えば弁、スライダ（Schieber）、絞り（Blende）などで形成され得る。
また、調温装置４７内を循環する流体を必要に応じて分配可能とするために、分配器が制御および又は調整可能に形成されること、が考えられ得る。
さらに、車両横断車軸４Ｙが配置されている動力伝達装置３の横断面領域内で、ケース１１の内部を循環する流体が集められ、そこからある配管を介して動力伝達装置３から排出される、ということも考えられる。
さらに、車両横断車軸４Ｙが配置されている動力伝達装置３の横断面領域内に、電気機械２６と協働するパワー・制御エレクトロニクスを備えた電気装置４５Ｙ、並びに、パワー・制御エレクトロニクスを介して電気機械と協働（作用接続）する電気装置４５Ｙのエネルギ蓄積装置４６Ｙ、が配置されている。この電気装置４５Ｙおよびエネルギ蓄積装置４６Ｙは、電気機械２６と同じ調温回路を介して調温される。
なお、当業者の判断で、電気機械２６、電気装置４５Ｙ、エネルギ蓄積装置４６Ｙおよび動力伝達装置３の他の構成要素を、個別の調温回路を介して、あるいは、相互に連結された調温回路を介して、調温するということも勿論考えられる。この場合、電気機械２６のパワーエレクトロニクス、切換要素１６〜２３、および、動力伝達装置３の他の回転する変速機構成要素は、共通の調温回路を介して調温される。その電気機械２６も、同様に当該調温回路によって、あるいは別個の調温回路によって、調温され得る。さらに、電気機械２６および動力伝達装置３の回転する変速機構成要素が共通の調温回路を介して調温されることも、勿論可能である。
電気装置および調温装置のほかに、電気式の変速機制御装置をケース１１の内部室１０に置くこともできる。従来の動力伝達装置の場合、電気式の変速機制御装置は、通常、動力伝達装置３の組込み位置において動力伝達装置３のケース１１の下側に設けられたトロー（トレイ）４８の中に配置されている。本発明の場合、トロー４８は、公知の動力伝達装置と比べて、動力伝達装置３の長手方向ないし動力伝達装置３の円周方向において小さな寸法で形成され得て、そのために、そのように形成された動力伝達装置３は僅かな構造空間しか必要としない。
上述した調温装置は、好適には、冷却媒体ないし加熱媒体としての水と共に運転され得る。これに対して、回転する変速機構成要素の冷却および潤滑のために、それ自体公知の態様で圧油が利用され得る。これは、切換要素１６〜２３を調温するための調温装置および冷却・潤滑回路が別個に形成されていることを意味する。その両回路間の熱交換のために、動力伝達装置の車両横断車軸並びに遊星歯車装置２４、２５の横断面領域内に、調温装置内を循環する水と圧油との間で熱エネルギを交換可能な熱交換器（図示せず）が設けられている。
これにより、特に自動車の運転開始時に、冷却・潤滑回路内を循環する圧油を、熱交換器の領域で熱エネルギの供給によって、できるだけ速やかに所望の運転温度にまで高めることができ、続いて、適当な制御および調整によって、調温装置内を循環する水を介して冷却し、これによって、動力伝達装置３の支障ない機能にとって必要な運転温度に調整する乃至維持することができる。
さらに、本発明に基づく動力伝達装置のここでは図示されていない異なった有利な実施態様において、車両横断車軸が動力伝達装置３のケースの外側を車両横断方向に延びて配置されているとき、上述の調温装置は動力伝達装置３のケース１０の内部の図２に示された位置に配置することもできる。その場合、電気装置４５および／又はエネルギ蓄積装置４６は、選択的に、電気機械２６に対して調温装置４７と同じ側に配置され得るか、あるいは、電気機械２６に対して反対側に配置され得る。
また、動力伝達装置３のケース１０の内部であって、パワーエレクトロニクスおよび／又は調温装置が配置されている横断面領域内には、回転数検出のため、温度検出のため、および／又は、電気量検出のための少なくとも１つの検出（センサ）装置を置くこともできる。これによって、同様に、動力伝達装置３の所望のコンパクトな構造が得られる。
図３には、本発明に基づいて形成された動力伝達装置３の第２の実施の形態の部分断面図が示されている。当該実施の形態においては、駆動系１の入力領域、動力伝達装置３の伝達比を変化させる変速切換領域、および、車両横断車軸４の配置において、図２の実施の形態と異なっている。
図３に示された動力伝達装置３の場合、変速機入力軸１３が第１切換要素２１の内側ディスクキャリヤ２１Ａに結合されている。また、外側ディスクキャリヤ２１Ｂが、第２切換要素２２の外側ディスクキャリヤ２２Ｂと一体に形成され、電気機械２６の回転子２６Ａに結合されている。第２切換要素２２の内側ディスクキャリヤ２２Ａは、変速切換領域の方向に延びる変速機中央軸５３に（回転方向に）固く結合されている。
これによって、切換要素２１、２２の伝達性能が、変速機入力軸１３を介して入力する駆動機械２の駆動トルクが内側ディスクキャリヤ２１Ａ、外側ディスクキャリヤ２１Ｂ乃至２２Ｂおよび第２切換要素２２の内側ディスクキャリヤ２２Ｂを介して変速機中央軸５３に導かれ得る、というように調整されているとき、駆動機械２は動力伝達装置のケース１１の外側を車両横断方向に延びる車両横断車軸４、５のみに結合される。これは、両切換要素２１、２２が少なくともトルク伝達すべり運転中であるか、あるいは、無損失状態、即ち、すべり無し状態にある、ということを意味する。
第１切換要素２１が完全に係合され、第２切換要素２２が完全に解除されているとき、電気機械２６と駆動機械２との間の作用接続だけが存在し、これによって、駆動機械２は例えば当該駆動機械２を始動すべく電気機械２６によって駆動可能であるか、あるいは、電気機械２６のエネルギ蓄積装置が駆動機械２によって電気機械２６の発電運転中に充電可能である。
第１切換要素２１を介してはトルクを伝達できないで第２切換要素２２を介してトルクを電気機械２６の方向にあるいは動力伝達装置３の変速機出力部の方向に導くことができるというような伝達性能を第１切換要素２１が有するというように、両切換要素２１、２２が制御されるとき、その動力伝達装置３が装備された車両を電気で駆動すること、あるいは、電気機械２６の発電運転中に車両の出力部に制動トルクを与えることが、有利に可能である。
図２に示された動力伝達装置３に代えて、図３における動力伝達装置３は、詳細には図示されていない様式で、動力伝達装置３の伝達比を無段調整可能な変速機要素が設けられている。そのために、それ自体公知の詳しくは図示されていないバリエータ（無段変速機）がスラストベルトと共に設けられている。なお、当業者の判断で、その都度の利用状態に依存して、動力伝達装置３の伝達比を無段調整可能な他の変速機要素を利用することも勿論考えられる。
また、本発明に基づく動力伝達装置の詳しくは図示されていない他の有利な実施態様において、動力伝達装置が当該動力伝達装置の伝達比を段階的に変化させるための変速機要素並びに当該伝達比を無段階に変化させるための変速機要素と共に形成されることが考えられる。そのような動力伝達装置の伝達比は、少なくとも、１つの伝達比レンジ内で無段階に変化可能である。
本発明に基づく動力伝達装置の上述した実施態様に代えて、あるいは、それと組み合わせて、電気式の変速機制御装置としてあるいは電油式の変速機制御装置として形成された電気装置の少なくとも一部が、電気機械の長手軸線に対して垂直および／又は動力伝達装置（その中で駆動可能な車両横断車軸が動力伝達装置のケースを貫通して延びている）の長手軸線に対して垂直な横断面領域内において、動力伝達装置のケース内部に配置される、ということも考えられる。電油式の変速機制御装置の場合、それは、電磁弁のような圧力調整器、並びに、そのエレクトロニクス、あるいは、圧力調整器に後置接続された電磁比例弁などのような弁、である。
自動車の駆動系（パワートレイン）の概略ブロック図。 本発明に基づいて形成された動力伝達装置の第１の実施の形態の歯車列の構成図。 本発明に基づいて形成された動力伝達装置の第２の実施の形態の概略部分断面図。
符号の説明
１ 駆動系（パワートレイン）
２ 駆動機械
３ 動力伝達装置（変速装置）
４ 車両横断車軸
４Ａ 車軸差動装置（デフ）
４Ｘ 車両横断車軸
４Ｙ 車両横断車軸
４Ｚ 車両横断車軸
５ 車両横断車軸
５Ａ 車軸差動装置（デフ）
６ 振動低減要素
７ 発進要素
８ 切換変速機
９ 動力分割機
１０ 動力伝達装置の内部室
１１ 動力伝達装置のケース
１２ 伝動（案内）軸
１３ 変速機入力軸
１４ エンジン出力軸
１５ 変速機出力軸
１６ 切換要素
１７ 切換要素
１８ 切換要素
１９ 切換要素
２０ 切換要素、ブレーキ
２１ 切換要素、クラッチ
２１Ａ 内側ディスクキャリヤ
２１Ｂ 外側ディスクキャリヤ
２２ 切換要素、多板クラッチ
２２Ａ 内側ディスクキャリヤ
２２Ｂ 外側ディスクキャリヤ
２３ 切換要素、発進ブレーキ
２４ 第１遊星歯車装置
２５ 第２遊星歯車装置
２６ 電気（式）機械
２６Ａ 回転子
２７ 第１遊星歯車装置の太陽歯車
２８ 太陽歯車軸
２９ 第１遊星歯車装置の内ば歯車
３０ 内ば歯車軸
３１ 第１遊星歯車装置の遊星歯車
３２ 第１遊星歯車装置の遊星歯車キャリヤ
３３ 第２遊星歯車装置の第１太陽歯車
３４ 第２遊星歯車装置の第２太陽歯車
３５ 第２遊星歯車装置の第１太陽歯車軸
３６ 第２遊星歯車装置の第２太陽歯車軸
３７ 第２遊星歯車装置の第１遊星歯車
３８ 第２遊星歯車装置の第１遊星歯車キャリヤ
３９ 第２遊星歯車装置の第２遊星歯車
４０ 第２遊星歯車装置の第２遊星歯車キャリヤ
４１ 車輪
４２ 車輪
４３ 中間軸
４４ 第２遊星歯車装置の内ば歯車
４５ 電気装置
４５Ａ 電気装置
４６ エネルギ蓄積装置
４６Ａ エネルギ蓄積装置
４７ 調温装置
４８ トロー
５１ 車輪
５２ 車輪
５３ 変速機中央軸

Claims (23)

  1. ケース（１１）内に配置された電気機械（２６）を備えた車両の動力伝達装置（３）であって、
    前記電気機械（２６）は、前記動力伝達装置（３）の力束（パワーフロー）に続くことができる回転部材（１３、２８；５３）に、当該電気機械（２６）によって発生され得るトルクが前記回転部材（１３、２８；５３）に伝達され得るように、作用的な接続が可能であり、
    前記電気機械（２６）の長手軸線に対して垂直で当該電気機械（２６）の直ぐそばに存在する横断面領域内において、前記ケース（１１）の内部に、前記電気機械（２６）のパワーエレクトロニクスを有する少なくとも１つの電気装置（４５；４５Ｙ）が配置されている
    ことを特徴とする車両の動力伝達装置。
  2. 前記電気装置（４５；４５Ｙ）は、ケース側に固定されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
  3. 前記電気装置（４５；４５Ｙ）は、追加的に、前記電気機械（２６）の制御エレクトロニクスを有している
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。
  4. 前記横断面領域内に、電気式の変速機制御装置が設けられている
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の動力伝達装置。
  5. 前記横断面領域内に、電気油圧式の変速機制御装置が設けられている
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の動力伝達装置。
  6. 前記電気装置（４５；４５Ｙ）は、追加的に、前記電気機械（２６）と協働するエネルギ蓄積装置（４６、４６Ｙ）を有している
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の動力伝達装置。
  7. 前記電気機械（２６）のコイル巻線が、複数の部分コイルを有し、
    当該部分コイルのコイル線自由端が、前記パワーエレクトロニクスに電気的に直接接続されている
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の動力伝達装置。
  8. 前記電気機械（２６）のコイル巻線が、複数の部分コイルを有し、
    当該部分コイルは、少なくとも３つのコイル部分群にまとめられ、
    当該コイル部分群は、それぞれ、前記パワーエレクトロニクスに電気的に直接接続されている
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の動力伝達装置。
  9. １つのコイル部分群にまとめられた前記部分コイルは、互いに、直列接続回路および／又は並列接続回路で配置されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の動力伝達装置。
  10. 前記電気機械（２６）の運転中に前記部分コイル内を流れるコイル電流を検出するために、前記パワーエレクトロニクスの領域で前記コイル電流を検出する電流測定装置が設けられている
    ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の動力伝達装置。
  11. 前記コイル巻線と前記パワーエレクトロニクスとの間の電気的な接続は、運転温度変化および振動負荷が当該接続領域で補償可能であるというように、弾性的に形成されている
    ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の動力伝達装置。
  12. 前記コイル巻線と前記パワーエレクトロニクスとの間の接続は、ボンド接続として形成されている
    ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の動力伝達装置。
  13. 前記電気機械（２６）及び前記パワーエレクトロニクスは、剛性支持部材の領域で互いに固く結合されて、運転温度変化および振動負荷が当該接続領域で補償（相殺）可能である
    ことを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載の動力伝達装置。
  14. 前記横断面領域内に、ケース側に固定の調温装置（４７）が設けられている
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の動力伝達装置。
  15. 前記調温装置（４７）は、当該調温装置（４７）内を循環する伝達媒体の体積流を分配および／又は統合するための分配要素を有している
    ことを特徴とする請求項１４に記載の動力伝達装置。
  16. 前記分配要素は、制御および／又は調整可能である
    ことを特徴とする請求項１５に記載の動力伝達装置。
  17. 前記調温装置（４７）は、ケース（１１）内に存在する液圧流体を調温するために設けられている
    ことを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の動力伝達装置。
  18. 前記調温装置（４７）によって、前記電気装置（４５；４５Ｙ）の前記パワーエレクトロニクスおよび／又は制御エレクトロニクスが調温可能である
    ことを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載の動力伝達装置。
  19. 前記調温装置（４７）によって、前記電気機械（２６）が調温可能である
    ことを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれかに記載の動力伝達装置。
  20. 少なくとも１つの検出装置が、前記横断面領域内に配置されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の動力伝達装置。
  21. 変速機段（２４、２５）として形成された変速機要素が設けられ、
    当該変速機要素（２４、２５）は、伝達比を段階的に形成するために、切換要素（１６〜２３）として形成された（他の）変速機要素を介して、前記力束（パワーフロー）に接続あるいは切離し可能である
    ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の動力伝達装置。
  22. 少なくとも１つの伝達比レンジ内で伝達比を無段階に変化させることができる、少なくとも１つの変速機要素が設けられている
    ことを特徴とする請求項１乃至２１のいずれかに記載の動力伝達装置。
  23. 車両横断車軸（４Ｗ、４Ｘ、４Ｙ、４Ｚ）が、前記横断面領域内でケース（１１）の内部室（１０）を貫通して延びている
    ことを特徴とする請求項１乃至２２のいずれかに記載の動力伝達装置。
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