JP2015509060A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関と、ステータ及びロータを備えた電気機械と、トランスミッションとを有する自動車のパワートレイン用の操作装置を備えたクラッチ装置に関し、クラッチ装置は、パワートレインにおいて内燃機関と電気機械及びトランスミッションとの間に配置されており、クラッチ装置にクラッチ装置を構造的に及び／又は機能的に改良するために、クラッチ装置及び操作装置は、電気機械のロータ内に組み込まれている。

Description

本発明は、内燃機関と、ステータ及びロータを備える電気機械と、トランスミッションとを有する自動車のパワートレイン用の、操作装置を持つクラッチ装置に関し、このクラッチ装置は、パワートレインにおいて内燃機関と電気機械及びトランスミッションとの間に配置されている。

独国特許出願公開第１０２０１００４８８３０号明細書において、クランク軸を有する内燃機関と、第１の対向押圧板と、軸線方向に移動可能でかつ第１の対向押圧板に相対回動不能に取り付けられている、皿ばねによって第１の対向押圧板に向かって、トランスミッション入力軸に相対回動不能に結合されている第１のクラッチディスクの摩擦ライニングを介在させて緊締される第１の圧着板とを含む第１の摩擦クラッチ、及び第２の対向押圧板と、軸線方向に移動可能でかつ第２の対向押圧板に向かって、トランスミッション入力軸に結合されている第２のクラッチディスクの摩擦ライニングを介在させて緊締可能である、第２の対向押圧板に相対回動不能に取り付けられている圧着板とを含む第２の摩擦クラッチを備えたトランスミッション入力軸を有するトランスミッションを持つ自動車のパワートレインにおけるクラッチ装置が公知である。このクラッチ装置において、第２の対向押圧板は、クランク軸に効果的に結合されていて、第１の対向押圧板は第２の対向押圧板に回動可能に支承されていて、第１の対向押圧板と第２の圧着板との間で軸線方向に効果的なカム装置が配置されていて、これにより、小さな操作力で伝達可能なモーメントに関する拡大された容量が提供される。本発明の特徴に関する具体的な情報については、刊行物である独国特許出願公開第１０２０１００４８８３０号明細書を参照されたい。この刊行物の教示は、本願の記載の構成要素として見なすことができる。刊行物の特徴は、本願の特徴である。

独国特許出願公開第１０２００８００６０６２号明細書において、エンジンと、スタータ・ジェネレータとを備えた自動車におけるパワートレインが公知になっている。この構成において、油中を動く始動クラッチにより、回動結合を力伝達経路において、エンジンと、スタータ・ジェネレータ及びトランスミッションとの間に形成することができる。上記パワートレインにおいて、スタータ・ジェネレータのロータは、少なくとも間接的に、クラッチカバーに支承されていて、クラッチカバーは、トランスミッションのクラッチカバーに相対回動不能にかつ油密に結合されていて、これにより、パワートレインは廉価にかつ省スペース型で構成される。

本発明の根底にある目的は、冒頭で述べた形式のクラッチ装置を構造的に及び／又は機能的に改良することである。

上記目的は、内燃機関と、ステータ及びロータを備えた電気機械と、トランスミッションとを有する自動車のパワートレイン用の、操作装置を備えたクラッチ装置であって、パワートレインにおいて、内燃機関と電気機械及びトランスミッションとの間に配置されており、クラッチ装置及び操作装置が、電気機械のロータ内に組み込まれている、クラッチ装置によって達成される。

パワートレインに、内燃機関と、クラッチ装置と、電気機械と、トランスミッションとが、この順番で配置されていてよい。パワートレインにおいて、トーショナルバイブレーションダンパ、特にダブルマスフライホイールが配置されていてよい。トーショナルバイブレーションダンパは、入力部分、この入力部分に対して相対的に回動可能な出力部分、及び入力部分と出力部分との間で有効な少なくとも１つのエネルギ貯蔵器を有することができる。「入力部分」及び「出力部分」という称呼は、内燃機関から出発する出力経路に関係している。トーショナルバイブレーションダンパはパワートレインにおいて、内燃機関とクラッチ装置との間に配置されていてよい。トーショナルバイブレーションダンパはパワートレインにおいて、内燃機関と電気機械との間に配置されていてよい。トーショナルバイブレーションダンパの入力部分は、内燃機関に駆動結合されていてよい。トーショナルバイブレーションダンパの出力部分は、クラッチ装置に駆動結合可能であってよい。トーショナルバイブレーションダンパの出力部分は、電気機械に駆動結合可能であってよい。パワートレインには、少なくとも１つの駆動可能なホイールが配置されていてよい。少なくとも１つの駆動可能なホイールは、パワートレインにおいてトランスミッションの下流側に配置されていてよい。

自動車はハイブリッド駆動装置を有することができる。自動車は第１のトランスデューサを有することができる。第１のトランスデューサは、内燃機関であってよい。内燃機関は、ガソリン、ディーゼル又は天然ガス（液化石油ガス、ＬＰＧ又は圧縮天然ガス、ＣＮＧ）といった炭化水素で運転可能であってよい。内燃機関は水素によって運転可能であってよい。自動車は第１のエネルギ貯蔵器を有することができる。第１のエネルギ貯蔵器は、燃料タンクであってよい。自動車は、第２のトランスデューサを有することができる。第２のトランスデューサは電気機械であってよい。電気機械は電気モータとして駆動可能であってよい。電気機械はジェネレータとして駆動可能であってよい。電気機械は電気モータ及びジェネレータを構造的に統合することができる。電気機械はスタータ・ジェネレータであってよい。自動車は第２のエネルギ貯蔵器を有することができる。第２のエネルギ貯蔵器は、電気的なエネルギ貯蔵器であってよい。第２のエネルギ貯蔵器は、アキュムレータであってよい。トランスデューサは、自動車の駆動のために働くことができる。トランスデューサによって、機械的な出力が形成可能であってよい。自動車は、パラレル式のハイブリッド駆動装置を有することができる。自動車はフルハイブリッド駆動装置を有することができる。

クラッチ装置は摩擦クラッチを有することができる。クラッチ装置は乾式クラッチを有することができる。クラッチ装置は単板クラッチを有することができる。クラッチ装置は湿式クラッチを有することができる。クラッチ装置は多板クラッチを有することができる。クラッチ装置は圧着板を有することができる。クラッチ装置は少なくとも１つの中間押圧板を有することができる。クラッチ装置は押圧板を有することができる。クラッチ装置は、少なくとも１つのクラッチディスクを有することができる。少なくとも１つのクラッチディスクは、摩擦ライニングを有することができる。中間押圧板と、クラッチディスクとは交互に配置されていてよい。少なくとも１つのクラッチディスクは、圧着板、少なくとも１つの中間押圧板及び／又は押圧板の間で挟込み可能であってよい。

クラッチ装置は、パワートレインにおいて内燃機関と電気機械との間に配置されていてよい。クラッチ装置は、パワートレインにおいて内燃機関と電気機械のロータとの間に配置されていてよい。クラッチ装置は、入力部分及び出力部分を有することができる。「入力部分」及び「出力部分」の称呼は、自動車の駆動可能なホイールに向けられている出力経路に関係している。クラッチ装置の入力部分は、少なくとも１つのクラッチディスクを有することができる。クラッチ装置の入力部分は、内燃機関と駆動結合されていてよい。クラッチ装置の出力部分は、圧着板、少なくとも１つの中間押圧板及び／又は押圧板を有することができる。クラッチ装置の出力部分は、電気機械に駆動結合されていてよい。クラッチ装置の出力部分は、電気機械のロータに駆動結合されていてよい。クラッチ装置は、パワートレインにおいて内燃機関とトランスミッションとの間に配置されていてよい。クラッチ装置の出力部分は、トランスミッションに駆動結合されていてよい。クラッチ装置の出力部分は、トランスミッションの入力軸に駆動結合されていてよい。クラッチ装置は、パワートレインにおいてトーショナルバイブレーションダンパと電気機械との間に配置されていてよい。クラッチ装置の入力部分は、トーショナルバイブレーションダンパに駆動結合されていてよい。クラッチ装置の入力部分は、トーショナルバイブレーションダンパの出力部分に駆動結合されていてよい。クラッチ装置は、パワートレインにおいてトーショナルバイブレーションダンパとトランスミッションとの間に配置されていてよい。

クラッチ装置は、入力部分と少なくとも１つの出力部分との間でほぼ力伝達が行われない完全にレリーズされた操作位置から出発して、入力部分と少なくとも１つの出力部分との間で完全に力伝達が主として行われる完全に係合した操作位置に至るまで、操作に基づいて増大する力伝達を可能にすることができる。この構成において、入力部分と少なくとも１つの出力部分との間の力伝達は、力結合式、特に摩擦結合式に行うことができる。その反対に、入力部分と少なくとも出力部分との間で完全な力伝達が主として行われる完全に係合した操作位置から出発して、入力部分と少なくとも１つの出力部分との間でほぼ力伝達が行われない完全にレリーズした操作位置に至るまで、操作に起因して減少する力伝達が可能にされていてよい。完全に係合している操作位置は、閉鎖された操作位置であってよい。完全にレリーズした操作装置は、開放した操作位置であってよい。

クラッチ装置はトルクフィーラを有することができる。このトルクフィーラは、クラッチ装置の入力部分に配置されていてよい。トルクフィーラは、入力部分と、この入力部分に対して相対的に回動可能な出力部分と、入力部分と出力部分との間で有効な少なくとも１つのエネルギ貯蔵器を有することができる。モーメントは、エネルギ貯蔵器の力に抗した、入力部分と出力部分との間での相対回動に基づいて決定可能であってよい。トルクフィーラによって、クラッチ装置の制御を行うことができる。

トランスミッションは、入力軸と出力軸とを有することができる。「入力軸」及び「出力軸」の称呼は、内燃機関又は電気機械から出発する出力経路に関係している。トランスミッションは多段式トランスミッションを有することができる。トランスミッションは無段式トランスミッションを有することができる。トランスミッションは、デュアルクラッチトランスミッションを有することができる。トランスミッションは、コンバータシフトトランスミッションを有することができる。トランスミッションは手動により切換え可能であってよい。トランスミッションは、自動的に切換え可能であってよい。入力軸は、電気機械に駆動結合されていてよい。入力軸は、電気機械のロータに駆動結合されていてよい。入力軸は、クラッチ装置に駆動結合されていてよい。入力軸は、クラッチ装置の出力部分に駆動結合されていてよい。出力軸は、少なくとも１つの駆動可能なホイールに駆動結合されていてよい。

電気機械はハウジングを有することができる。ステータはハウジングに対して不動に配置されていてよい。ステータはロータの半径方向外側に配置されていてよい。電気機械は、少なくとも１つの軸又はハブを有することができる。ロータは、少なくとも１つの軸又はハブに不動に配置されていてよい。ロータは、ステータの半径方向内側に配置されていてよい。電気機械は第１の軸又はハブ、及び第２の軸又はハブを有することができる。第１の軸又はハブ、及び第２の軸又はハブは、同軸的に配置されていてよい。ロータは、第２の軸又はハブに不動に配置されていてよい。第１の軸又はハブは、クラッチ装置の入力部分に対応配置されていてよい。第２の軸又はハブは、クラッチ装置の出力部分に対応配置されていてよい。ロータは、スリーブ形状を有することができる。ロータは、管部分形状を有することができる。ロータは中空円筒形状を有することができる。ロータには、収容空間が形成されていてよい。

ロータ内に組み込まれているクラッチ装置は、少なくともほぼロータの内側に配置されているクラッチ装置であってよい。ロータ内に組み込まれているクラッチ装置は、少なくともほぼロータの半径方向内側に配置されているクラッチ装置であってよい。半径方向とは、電気機械の回動軸線に対して垂直な方向である。ロータ内に組み込まれているクラッチ装置は、軸線方向で少なくともほぼロータの内側に配置されているクラッチ装置であってよい。軸線方向は、電気機械の回動軸線の延在方向である。ロータ内に組み込まれている操作装置は、少なくともほぼロータの内側に配置されている操作装置であってよい。ロータ内に組み込まれている操作装置は、少なくともほぼロータの半径方向内側に配置されている操作装置であってよい。ロータ内に組み込まれている操作装置は、軸線方向で少なくともほぼロータの内側に配置されている操作装置であってよい。クラッチ装置及び操作装置は、クラッチ装置の回動軸線に対して延在方向で相前後して配置されていてよい。操作装置は、内燃機関寄りの側に配置されていてよい。クラッチ装置は、トランスミッション寄りの側に配置されていてよい。

操作装置によりクラッチ装置の圧着板は、軸線方向に可動であってよい。操作装置により、クラッチ装置を開放することができるか、又は閉鎖することができる。操作装置によって、クラッチ装置は係合するか又はレリーズすることができる。

本発明に係るクラッチ装置によって、内燃機関はパワートレインに結合することができるか、又はパワートレインから切り離すことができる。内燃機関は、電気機械、特にロータに結合することができるか、又は電気機械、特にロータから切り離すことができる。内燃機関は、トランスミッション、特にトランスミッション入力軸に結合することができるか、又はトランスミッション、特にトランスミッション出力軸から切り離すことができる。単に小さな構成スペースが必要となるだけである。存在する構成スペースが最適に利用される。

操作装置は、第１のカム及び第２のカムを備えたカム装置を有することができる。操作装置は自己倍力式であってよい。したがって、比較的小さな操作力で比較的高い作業出力の切換えが可能になる。操作装置は自己倍力式であってよい。したがって、クラッチ装置を係合させる及び／又はレリーズするために、減じられた操作エネルギが必要となる。減じられた操作力が必要となる。減じられた操作距離が必要となる。アクチュエータが、減じられた出力を有することができる。アクチュエータが、減じられたパワー消費量を有することができる。アクチュエータは、減じられた構成スペースを有することができる。アクチュエータは減じられた重量を有することができる。切換え速度は高められていてよい。カム装置は、クラッチ装置の周方向での運動を起点にして、クラッチ装置の回動軸線の延在方向での運動を可能にすることができる。カム装置は軸線方向に有効であってよい。

第１のカムと第２のカムとの間に、転動体、特に球体が配置されていてよい。カムは、転動体用の摺動面を形成することができる。カムは、転動体用カムとして、特に球体用カムとして構成されていてよい。カムは、クラッチ装置の周方向に分配されて配置されていてよい。カムは、クラッチ装置の回動軸線に対して垂直な平面に対して傾いていてよい。カムは、クラッチ装置の周方向に上昇することができる及び／又は下降することができる。カムは一方に上昇していてよい。カムは両方に上昇していてよい。第１のカム及び第２のカムは、互いに幾何学的に相補的に構成されていてい。第１のカムは、第１のカム及び第２のカムのクラッチ装置の周方向での運動時に、第１のカム及び第２のカムは互いに相対的に、クラッチ装置の回動軸線の延在方向で互いに離れるように又は接近するように動くように第２のカムに対応している。第１のカムは、転動体を半径方向内側から支持することができる。第２のカムは、転動体を半径方向外側から支持することができる。転動体は、第１のカムと第２のカムとの間で紛失しないように保持されているような直径を有することができる。転動体は、転動体保持器内に配置されていてよい。したがって、カムに対する転動体の均等な配設が保証されている。

操作装置は、内歯車と、太陽歯車と、複数の遊星歯車と、腕とを備える遊星歯車機構を有することができる。この遊星歯車機構は、遊星歯車伝動装置であってよい。内歯車は、内側歯列を有することができる。太陽歯車は、外側歯列を有することができる。遊星歯車はそれぞれ、外側歯列を有することができる。遊星歯車は、内歯車と太陽歯車と係合していてよい。遊星歯車機構は、第１の伝動装置軸と、第２の伝動装置軸と、第３の伝動装置軸とを有することができる。遊星歯車機構内歯車は、第１の伝動装置軸に配置されていてよい。太陽歯車は、第２の伝動装置軸に配置されていてよい。遊星歯車は、第３の伝動装置軸に配置されていてよい。第１の伝動装置軸及び第２の伝動装置軸は、同軸的な軸線を有することができる。第３の伝動装置軸の軸線は、第１の伝動装置軸及び第２の伝動装置軸の軸線に対して平行であって、かつ第１の伝動装置軸及び第２の伝動装置軸から離間されていてよい。遊星歯車機構の運転時に、遊星歯車は太陽歯車を中心に回転する。腕は遊星キャリアであってよい。腕は、第３の伝動装置軸を互いに不動に結合することができるか、又は第３の伝動装置軸を有することができる。

カム装置に関して、第１のカムは腕に対応配置されていてよく、第２のカムは内歯車に対応配置されていてよい。第１のカムは、まず構造に関して別体であってよく、後で腕に結合されていてよい。第１のカムは、腕に統合されていてよい。第１のカムは、腕の部分であってよい。第２のカムは、まず構造に関して別体であってよく、後で内歯車に結合されていてよい。第２のカムは、内歯車に統合されていてよい。第２のカムは、内歯車の部分であってよい。

クラッチ装置は圧着板を有することができ、内歯車は圧着板に対応配置されていてよい。圧着板は、軸線方向に制限されて移動可能であってよい。内歯車は、まず構造的に別体であってよく、後で圧着板に結合されていてよい。内歯車は、圧着板に形状結合式、力結合式、特に摩擦結合式、及び／又は素材結合式に結合されていてよい。内歯車は、圧着板内に組み込まれていてよい。内歯車は、圧着板の一部とともに形成されていてよい。

操作装置は、太陽歯車に作用する電気的なアクチュエータを有することができる。アクチュエータによって、太陽歯車に前制御モーメントが供給可能であってよい。アクチュエータによって、太陽歯車に、遊星歯車機構の回動に抗して作用するモーメントが、腕が第１のカムと共に互いに相対的に回動し、内歯車が第２のカムと共に互いに相対的に回動するように供給可能であってよい。操作装置は、腕に作用する電気的なアクチュエータを有することができる。アクチュエータによって、腕に前制御モーメントが供給可能であってよい。アクチュエータによって、腕に、遊星歯車機構の回動に抗して作用するモーメントを、第１のカムを備えた腕と、第２のカムを備えた内歯車とが互いに相対的に回動するように供給可能であってよい。操作装置は、内歯車に作用する電気的なアクチュエータを有することができる。アクチュエータによって、内歯車に前制御モーメントが供給可能であってよい。アクチュエータによって、内歯車に、遊星歯車機構の回動に抗して作用するモーメントを、腕が第１のカムと共に互いに相対的に回動し、内歯車が第２のカムと共に互いに相対的に回動するように供給可能であってよい。アクチュエータはブレーキであってよい。アクチュエータは渦電流式ブレーキであってよい。この渦電流式ブレーキの制御のために、電気的な制御装置が設けられていてよい。

クラッチ装置は、完全に開放した操作位置と、中間位置と、完全に閉じた操作位置との間で制御されて調整可能であってよい。制御された調整は、制御装置によって行うことができる。制御装置によって、少なくとも１つの出力信号が発信可能であってよい。制御装置によって、出力信号が、クラッチ装置のアクチュエータに発信可能であってよい。制御装置は、少なくとも１つの入力信号を提供することができる。制御装置において少なくとも１つのパラメータが保存されていてよい。制御装置によって、少なくとも１つのパラメータが測定可能であってよい。少なくとも１つの出力信号は、少なくとも１つの入力信号、少なくとも保存されたパラメータ及び／又は少なくとも１つの測定されたパラメータに基づいて形成可能であってよい。

クラッチ装置は完全に閉じた操作位置において自動調整式であってよい。クラッチ装置を閉鎖する前制御モーメントが、内燃機関によって提供されていてよい。遊星歯車機構の腕には、内燃機関によって形成されたモーメントが供給されていてよい。したがって、クラッチ装置は閉鎖方向に負荷をかけられていてよい。したがって、閉じられた操作位置を保持するために、電気的なアクチュエータによるクラッチ装置の操作は必要でない。電気的なエネルギは必要でない。

操作装置は、フリーホイール装置を有することができる。このフリーホイール装置は、内輪と外輪とを有することができる。フリーホイール装置は、締付体を有することができる。締付体は、内輪と外輪との間で作用することができる。フリーホイール装置によって、内輪及び外輪の互いに相対的な回動が、第１の回動方向において可能されていてよく、第１の回動方向とは反対の第２の回動方向においてロックされていてよい。内輪は、電気機械の第１の軸又はハブに対応配置されていてよい。外輪は、遊星歯車機構の腕に対応配置されていてよい。したがって、操作装置の自動調整が、クラッチ装置の完全に閉じられた操作位置においてだけではなく、クラッチ装置の全ての中間状態においても可能になっている。内燃機関の惰行運転が可能になっている。特に、惰行運転は、渦電流式ブレーキの操作を介して実現することができる。このために、エンジンの始動時に、渦電流式ブレーキに所定のモーメントを加える必要がある。エンジンは、次いで一緒に引きずられるので、惰行モーメントを伝達することができる。

したがって、要約しかつ換言すると、本発明により、とりわけＥ−クラッチがもたらされる。「Ｅ−クラッチ」は、電気的に操作可能なクラッチであってよい。クラッチは、ハイブリッドのＥ−モータのロータ内に位置決めされていてよい。クラッチは、Ｅ−機械をエンジンから切り離すか若しくはエンジンに接続することを保証することができる。この構成において、以下の運転状態が、クラッチにより達成することができる。純粋な電気走行時に、クラッチは開放されていてよく、エンジンはパワートレインから連結解除されていてよい（エンジンオフ）。より多くの出力若しくはモーメントが必要とされる場合、エンジンは、クラッチの部分的な閉鎖により、Ｅ−モータを介して始動することができる。クラッチは、燃焼器を始動するために惰行運転することができ、クラッチが伝達するモーメントは、この状態において正確に制御できることが望ましい。上記モーメントは、電気的なアクチュエータを介して可変に調節可能なモーメントと共に生成することができる。エンジンが稼働している場合、クラッチは閉鎖されていてよく、これによりエンジンのモーメントはパワートレインに伝達される。この状態において、クラッチは自動制御式であってよく、電気エネルギは必要でない。

パラレル式のフルハイブリッド駆動装置と、パワートレインに配置されたクラッチとを備えた自動車のパワートレインを示す図である。 ハイブリッド駆動装置を備えた自動車用の操作装置を備えた、電気機械のロータ内に組み込まれたクラッチを示す図である。

以下に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。この説明から、さらなる特徴及び利点が明らかになる。本発明の実施の形態の具体的な特徴は、本発明共通の特徴であってよい。別の特徴と結び付いた、本発明の実施の形態の特徴は、本発明の個々の特徴であってもよい。

図１に、パラレル式のフルハイブリッド駆動装置と、パワートレイン１００に配置されたクラッチ１０２とを備える自動車（図示せず）のパワートレイン１００を示す。このパワートレイン１００は、内燃機関１０４と、ダブルマスフライホイール１０６と、クラッチ１０２と、電気機械１０８と、トランスミッション１１０と、少なくとも１つの駆動可能なホイール１１２とを有する。電気機械１０８はモータとして運転可能である。クラッチ１０２は、パワートレイン１００においてダブルマスフライホイール１０６と、電気機械１０８との間に配置されている。クラッチ１０２は、パワートレイン１００においてダブルマスフライホイール１０６と、トランスミッション１１０との間に配置されている。

クラッチ１０２は、入力部分１１４と出力部分１１６とを有する。クラッチ１０２の入力部分１１４は、ダブルマスフライホイール１０６に結合されている。クラッチ１０２の出力部分１１６は、電気機械１０８に結合されている。電気機械１０８は、ステータ１１８とロータ１２０とを有する。クラッチ１０２の出力部分１１６は、電気機械１０８のロータ１２０に結合されている。クラッチ１０２の出力部分１１６は、トランスミッション１１０に結合されている。電気機械１０８は、トランスミッション１１０に結合されている。電気機械１０８のロータ１２０は、トランスミッション１１０に結合されている。

図２に、詳細には記載されていない電気機械のロータ２００内に組み込まれた図１に示したクラッチ１０２と同様のクラッチ２０２を、ハイブリッド駆動装置を備えた自動車用の操作装置２２０と共に示す。

クラッチ２０２は、回動軸線２０４の延在方向及びロータ２００の半径方向内側に配置されている。クラッチ２０２は、入力部分と出力部分とを有する。入力部分は、軸２０６と、トルクフィーラ２０８と、クラッチディスク２１０とを有する。クラッチ２０２の出力部分は、圧着板２１２と、中間押圧板２１４と、押圧板２１６と、ハブ部分２１８とを有する。クラッチディスク２１０は、軸２０６に相対回動不能に結合されている。圧着板２１２、中間押圧板２１４及び押圧板２１６は、ハブ部分２１８に相対回動不能に結合されている。圧着板２１２、中間押圧板２１４及び押圧板２１６は、ロータ２００に相対回動不能に結合されている。圧着板２１２は、回動軸線２０４の延在方向に制限されて軸線方向に移動可能である。

クラッチ２０２の操作のために、操作装置２２０が設けられている。この操作装置２２０は、回動軸線２０４の延在方向及びロータ２００の半径方向内側に配置されている。操作装置２２０によって、圧着板２１２には操作力が供給可能である。操作装置２２０によって、圧着板２１２は軸線方向に移動可能である。操作装置２２０は、内歯車２２２、複数の遊星歯車２２４、腕２２６及び太陽歯車２２８を備えた遊星歯車伝動装置を有する。内歯車２２２は内側歯列を有する。太陽歯車２２８は外側歯列を有する。遊星歯車２２４はそれぞれ、外側歯列を有し、内歯車２２２及び太陽歯車２２８と噛み合う。腕２２６は遊星歯車２２４を結合する。太陽歯車２２８は渦電流式ブレーキ２３０によって制動可能である。操作装置２２０は、第１のカム２３２と、第２のカム２３４と備えたカム装置を有する。

第１のカム２３２及び第２のカム２３４は、遊星歯車伝動装置を介して互いに結合されている。第２のカム２３４は、内歯車２２２に配置されていて、板ばねを介して電気機械のロータ２００に結合されていて、第１のカム２３２は遊星歯車伝動装置の腕２２６に配置されている。太陽歯車２２８を介して、クラッチ２０２の操作のための前制御モーメントを導入することができる。

自動車の純粋な電気運転時に、クラッチ２０２は開放されている。内歯車２２２、腕２２６および太陽歯車２２８は、同じ回転数で動く。この回転数は、電気機械の回転数に相当し、遊星歯車伝動装置は、いわゆる「ブロッキング」されている。これにより、第１のカム２３２及び第２のカム２３４相互の回動、ひいてはクラッチ２０２の操作は抑制されている。

軸２０６に結合されている内燃機関を始動させたい場合、渦電流式ブレーキ２３０により太陽歯車２２８に、クラッチ２０２に対する前制御モーメントが形成される。このモーメントは、制動モーメントであり、上記回動運動に対抗して作用する。太陽歯車２２８は、これまで「ブロッキング」されていた遊星歯車セットに対して相対的に回動する。遊星歯車セットの機能を介して、遊星歯車２２４、ひいては腕２２６も、ロータ２００及び内歯車２２２に対して相対的に回動する。このことは同時に第１のカム２３２及び第２のカム２３４相互の相対的な回動に相当する。第１のカム２３２及び第２のカム２３４相互の相対的な回動時、第２のカム２３４は、回動軸線２０４の延在方向に移動し、圧着板２１２は相応に移動する。クラッチディスク２１０は、圧着板２１２と、中間押圧板２１４と、押圧板２１６との間で挟み込まれる。クラッチ２０２の入力部分と出力部分との間で、摩擦結合による出力伝達が行われる。

渦電流式ブレーキ２３０の前制御モーメントは、遊星歯車伝動装置及びカム２３２，２３４において、太陽歯車２２８と腕２２６との間に形成された変換により、内燃機関を必要なモーメントでもって始動させることができるように増幅される。前制御モーメントは、渦電流式ブレーキ２３０における給電を介して正確に制御することができ、極めて短い時間で生成することができる。内燃機関の始動時間は、数ミリ秒である。モーメントの高い変換及び短い操作時間により、内燃機関の始動のためには少ない操作エネルギがもたらされる。さらに、渦電流式ブレーキ２３０は摩耗せず、電磁石の磁界を介して、要求されたモーメントの任意の中間段階を、モーメント変動及び摩擦係数依存なく、実現することができる。

内燃機械の運転中に、前制御モーメントは、内燃機関自体及びフリーホイール２３６を介して形成される。この運転状態において、クラッチ２０２は牽引トルクを伝達する。この牽引トルクの所定の成分は、フリーホイール２３６を介して腕２２６用の前制御モーメントとして利用される。したがって、クラッチ２０２は、内燃機関のモーメントの一部分により、カム２３２，２３４を介して操作される。カム２３２，２３４の回動角は、トルクフィーラ２０８を介して調整される。このトルクフィーラ２０８は、さらにあらゆるモーメントがかからなくなるとすぐに、クラッチ２０２が再び開放される、ということを可能にする。構成部分の上記配置により、クラッチ２０２は上記状態で自動制御されていて、操作のための他の外部エネルギは必要にならない。

この状態において、荷重移動、ブースト及び走行といった運転状態は内燃機関によって可能である。内燃機関の惰行運転は、システム同様に可能である。この構成において、カム装置は、再びフリーホイール２３６を介して操作され、クラッチ２０２は、要求された惰行モーメントを、エンジンに伝達することができる。この構成において、クラッチを閉鎖するために、渦電流式ブレーキを新たに（既述したエンジンの始動時のように）操作する必要がある。

１００ パワートレイン
１０２ クラッチ
１０４ 内燃機械
１０６ ダブルマスフライホイール
１０８ 機械
１１０ トランスミッション
１１２ ホイール
１１４ 入力部分
１１６ 出力部分
１１８ ステータ
１２０ ロータ
２００ ロータ
２０２ クラッチ
２０４ 回動軸線
２０６ 軸
２０８ トルクフィーラ
２１０ クラッチディスク
２１２ 圧着板
２１４ 中間押圧板
２１６ 押圧板
２１８ ハブ部分
２２０ 操作装置
２２２ 内歯車
２２４ 遊星歯車
２２６ 腕
２２８ 太陽歯車
２３０ 渦電流式ブレーキ
２３２ カム
２３４ カム
２３６ フリーホイール

Claims (10)

1. 内燃機関（１０４）と、ステータ（１１８）及びロータ（１２０）を備えた電気機械（１０８）と、トランスミッション（１１０）とを有する自動車のパワートレイン（１００）用の、操作装置（２２０）を備えたクラッチ装置（１０２，２０２）であって、該クラッチ装置（１０２，２０２）は、前記パワートレイン（１００）において前記内燃機関（１０４）と前記電気機械（１０８）及び前記トランスミッション（１１０）との間に配置されている、クラッチ装置において、
   前記クラッチ装置（１０２，２０２）及び前記操作装置（２２０）は、前記電気機械（１０８）のロータ（１２０）内に組み込まれていることを特徴とする、クラッチ装置。
2. 前記操作装置（２２０）は、第１のカム（２３２）及び第２のカム（２３４）を備えたカム装置を有することを特徴とする、請求項１記載のクラッチ装置。
3. 前記操作装置（２２０）は、内歯車（２２２）と、太陽歯車（２２８）と、複数の遊星歯車（２２４）と、腕（２２６）とを備える遊星歯車機構を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のクラッチ装置。
4. 前記第１のカム（２３２）は前記腕（２２６）に対応配置されていて、前記第２のカム（２３４）は前記内歯車（２２２）に対応配置されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載のクラッチ装置。
5. 前記クラッチ装置（１０２，２０２）は圧着板（２１２）を有し、前記内歯車（２２２）は前記圧着板に対応配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載のクラッチ装置。
6. 前記操作装置（２２０）は、前記太陽歯車（２２８）に作用する電気的なアクチュエータ（２３０）を有することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載のクラッチ装置。
7. 前記アクチュエータ（２３０）により前記太陽歯車（２２８）に、前記遊星歯車機構の回動に対抗して作用するモーメントが、前記第１のカム（２３２）を備えた前記腕（２２６）と、前記第２のカム（２３４）を備えた前記内歯車（２２２）とが、互いに相対的に回動するように、供給可能であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載のクラッチ装置。
8. 前記クラッチ装置（１０２，２０２）は、完全に開放した操作位置と、中間位置と、完全に閉鎖した操作位置との間を制御されて調整可能であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載のクラッチ装置。
9. 前記クラッチ装置（１０２，２０２）は、完全に閉鎖された操作位置において自動調整型の装置であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載のクラッチ装置。
10. 前記操作装置（２２０）はフリーホイール（２３６）を有することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載のクラッチ装置。

Images