JP6884157B2 - クラッチシステム - Google Patents

Description

本発明は、特にハイブリッド自動車において、自動車エンジンの駆動軸を自動車トランスミッションの少なくとも１つのトランスミッション入力軸に断接自在に接続可能なクラッチシステムに関する。

独国特許出願公開第１０２０１００４８８３０号明細書において、クランク軸をトランスミッション入力軸に断接自在に接続するクラッチシステムが公知であり、この公知のクラッチシステムでは、摩擦クラッチとして構成されるメインクラッチをランプシステムによって操作することができる。メインクラッチを閉鎖すべく、ランプシステムは、入力ランプに対して相対的に回動可能な出力ランプにより、ランプシステムの軸方向の延在寸法を変化させ、これにより、メインクラッチの圧着プレートを軸方向で変位させることができる。これにより圧着プレートと、メインクラッチのカウンタプレートとの間で、トランスミッション入力軸に連結されるクラッチ板を摩擦結合式に締め付けることができる。ランプシステムを操作すべく、レバーばねにより、摩擦クラッチとして構成されるパイロットクラッチを閉鎖することができ、これにより、ランプシステムの入力ランプは、トランスミッション入力軸に連結され、摩擦クラッチの圧着プレートとして作用する出力ランプに対して相対的に回動可能になる。

本発明の課題は、ハイブリッド自動車内で使用するに好適な構造スペースを有するクラッチシステムを実現する手段を提示することである。

上記課題は、本発明により、請求項１の特徴を備えるクラッチシステムにより解決される。本発明の好ましい構成は、従属請求項と以下の説明とに記載されており、それぞれ単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の一態様をなし得る。

より詳しくいえば、自動車エンジンの駆動軸を自動車トランスミッションの少なくとも１つのトランスミッション入力軸に断接自在に接続するクラッチシステムは、トルクをトルク導入要素、特に自動車エンジンの駆動軸と、トルク導出要素、特に自動車トランスミッションのトランスミッション入力軸との間で伝達する、特に多板クラッチとして構成される摩擦クラッチと、摩擦クラッチの圧着プレートを軸方向で変位させるランプシステムであって、入力ランプと、ランプシステムの軸方向の延在寸法を変化させるべく、入力ランプに対して相対的に回動可能な出力ランプとを有するランプシステムと、トルク導入要素とトルク導出要素との間の差回転数の結果として、ランプシステムを操作するパイロットクラッチと、軸方向に変位することでパイロットクラッチを操作する、パイロットクラッチに連結される吸引可動子と、吸引可動子を磁気により軸方向で変位させる不動の電磁石と、を備え、パイロットクラッチは、軸方向で摩擦クラッチと電磁石との間に配置されており、かつランプシステムは、少なくとも大部分、パイロットクラッチおよび／または摩擦クラッチに対して半径方向内側に配置されている。

通常のドライビング運転中、トルク導入要素からトルク導出要素へのトルクフローは、実質的に摩擦クラッチを介して実施することができる。これにより、内燃機関として構成される自動車エンジン内で発生するトルクを、自動車を駆動すべく、自動車トランスミッションのトランスミッション入力軸に伝達することができる。加えて、電気機械を、摩擦クラッチの出力部またはトルク導出要素を介して接続することが可能であり、その結果、ブースタ運転中、自動車を、モータ運転で運転される電気機械により付加的に駆動することができる。内燃機関を停止した自動車の純然たる電気的な運転のために、電磁石の通電によりパイロットクラッチが開放されたことによって、摩擦クラッチを開放することができる。これにより、トルク導出要素とトルク導入要素との間のトルクフローが中断され、その結果、内燃機関の引きずりモーメントは、電気機械により導入される出力を下げない。コースティング運転中、電気機械は、ジェネレータ運転で運転され、電気エネルギを回生することができる一方、開放されたパイロットクラッチと、開放された摩擦クラッチとにより、内燃機関およびその引きずりモーメントは、切り離された状態に保たれる。より強いブレーキ出力が所望されるときは、電磁石の通電を中断することができ、その結果、閉じたパイロットクラッチが、摩擦クラッチを閉鎖し、内燃機関は、その引きずりモーメントにより付加的なエンジンブレーキとして機能することができる。さらに、摩擦クラッチが閉鎖されているとき、電気機械により内燃機関を始動する始動モーメントを導入することができる。個々の運転モード間の切り換えには、電磁石を通電することまたはこの電磁石の通電を中断することで、内燃機関を連結解除したり連結したりすれば、十分である。この場合、運転時間の大部分、内燃機関は、連結されているといってもよいので、パイロットクラッチについても摩擦クラッチについても、常閉形に構成することが、エネルギ面で効率的な構成であるという認識が利用される。これに加え、支持板を貫く取り付けフィンガ部により、吸引可動子を電磁石の特に近傍に位置決めすることができるので、吸引可動子を軸方向で変位させ、ひいてはパイロットクラッチを操作し得るに足る磁力を電磁石によって発生させるために、相応に比較的少ないエネルギ使用量で十分である。運転モードを切り換えるには、電磁石と、電磁石に対して近傍に位置決めされる吸引可動子とにより、パイロットクラッチにおいて、トルク導入要素とトルク導出要素との間に存在する回転数差を、短時間、摩擦クラッチを操作するために利用することだけが必要であるので、少ないエネルギ使用量で、パワートレーン、特にハイブリッド自動車のパワートレーン内でのトルク伝達を、様々な運転戦略に容易かつ効率的に適合させることが可能である。

電磁石、パイロットクラッチおよび摩擦クラッチは、軸方向で相前後して配置されていてもよい。このとき、電磁石、パイロットクラッチおよび摩擦クラッチを、それぞれ相並んで配置することができ、その結果、半径方向で見てパイロットクラッチは、電磁石とも摩擦クラッチとも重なっていない。これにより、特に半径方向の構造スペースを節減することができる。このとき、摩擦クラッチの出力側に電気機械のロータが結合されているハイブリッド用途の場合、相応に高い純粋に電気的に生成される駆動出力を自動車のパワートレーン内に導入することができるようにするには、電気機械のロータは、いずれにしてもできる限り大きな軸方向の延在寸法を有していることが望ましいという認識が利用される。同時に、ロータは、半径方向の構造スペースを必要とするので、ハイブリッド用途の場合、クラッチシステムの、軸方向では長く延在するが、半径方向ではむしろ短い延在寸法が、特に有利である。

加えて、摩擦クラッチの半径方向内側には、特に摩擦クラッチが多板クラッチとして構成されている場合、摩擦クラッチによりトルク伝達のためには必要とされない構造スペースが生じる。この構造スペース内にランプシステムを少なくとも部分的に設けることが可能である。半径方向で見て摩擦クラッチは、ランプシステムと少なくとも部分的に重なっていてもよい。ランプシステムは、少なくとも部分的に摩擦クラッチの内部に入れ子とされていてもよい。このとき、ランプシステムの出力ランプは、圧着プレートと協働することができ、圧着プレートは、出力ランプから半径方向外側に向かって延在し、かつ場合によっては少なくとも一部領域において軸方向成分を有して摩擦クラッチの摩擦フェーシングの半径領域まで延在している。これに加えてまたはこれとは異なり、パイロットクラッチは、ランプシステムが少なくとも部分的にパイロットクラッチに対して半径方向内側に位置決めされ得るに足る程度、半径方向外側に位置決めすることができる。半径方向で見てパイロットクラッチは、ランプシステムと少なくとも部分的に重なることができる。ランプシステムを少なくとも大部分パイロットクラッチに対して半径方向内側に配置することにより、パイロットクラッチは、比較的小さな半径方向の延在寸法で、比較的大きな半径上にて、パイロットクラッチを閉鎖する十分に大きなトルクを伝達することができる。これにより、半径方向の所要構造スペースを小さく維持することができる。特に好ましくは、ランプシステムの一部は、パイロットクラッチに対して半径方向内側に設けられ、別の一部は、摩擦クラッチに対して半径方向内側に設けられており、その結果、ランプシステムを、実質的に構造スペースを追加的に取ることなくクラッチシステム内に位置決めすることができる。電磁石、パイロットクラッチおよび摩擦クラッチは、軸方向で相前後して配置されており、かつランプシステムは、パイロットクラッチおよび／または摩擦クラッチ内の空いている構造スペース内に位置決めされているので、クラッチシステムは、電気機械のロータのために十分な構造スペースを提供できる小さな半径方向の延在寸法を有していることができ、その結果、ハイブリッド自動車内で使用するに好適な構造スペースを有するクラッチシステムが実現される。

パイロットクラッチおよび摩擦クラッチは、介挿したランプシステムと相俟って「ブースタクラッチ（Booster-Kupplung）」を形成することができる。摩擦クラッチを閉鎖した状態では、トルク導入要素とトルク導出要素とは、スリップフリーの運転中、実質的に同じ回転数を有している。摩擦クラッチを開放した状態では、トルク導入要素とトルク導出要素とは、異なる回転数で回転することができ、その結果、回転数差がトルク導入要素とトルク導出要素との間に生じる。トルク導入要素と摩擦クラッチとを介して流れるトルクの少なくとも一部は、少なくとも部分的に閉鎖されたパイロットクラッチを介して流れることができ、その結果、パイロットクラッチを閉鎖した状態では、少なくとも一時的にトルク伝達がパイロットクラッチからランプシステムを介して摩擦クラッチへと行われることができ、これにより、構成部材にかかる負荷を軽減することができる。特にパイロットクラッチは、入力ランプが出力ランプに対して相対的に回動すると、トルク導入要素とトルク導出要素との間のスリップを伴った摩擦結合を引き起こす。スリップを伴った摩擦結合により、パイロットクラッチ内に回転数差を形成することができ、この回転数差を、入力ランプを出力ランプに対して相対的に回動させるために利用することができる。同時に、スリップ運転中、トルクも伝達することができ、このトルクをランプシステムに伝送することができ、これにより、相応に高い圧着力を、摩擦クラッチの、ランプシステムにより変位可能な圧着プレートのために提供することができる。トルク導入要素とトルク導出要素との間の回転数同化がまだ行われていないとき、スリップを伴って運転されるパイロットクラッチは、パイロットクラッチとランプシステムとの好適な連結を介して、この回転数差を、出力ランプに対する入力ランプの相対回動に変換することができる。これにより、ランプシステムの軸方向の延在寸法は、パイロットクラッチ内の回転数差、ひいては、トルク導出要素に対するトルク導入要素の回転数差の結果、変化することができる。ランプシステムの延在寸法が変化することで、圧着プレートを、摩擦クラッチを閉鎖すべく変位させることができ、圧着プレートを変位させる変位力を、パイロットクラッチを介して伝達されるトルクから分岐させることができる。例えば圧着プレートがクラッチ板および／または多板クラッチのディスクを締め付けるほど、ランプシステムの延在寸法が変化したとき、スリップ運転の終了後、トルク導入要素の回転数と、トルク導出要素の回転数とは、互いに同期されており、その結果、回転数差は、もはや存在しない。ランプシステムは、その後、到達した位置にとどまることができる。

摩擦クラッチが閉鎖された位置で、伝達すべきトルクの大半の部分を、摩擦クラッチの単数または複数の摩擦ペアを介して伝達することができ、伝達すべきトルクのより小さな部分を、パイロットクラッチを介して伝達することができる。これにより、パイロットクラッチを介して相応に高い圧着力を摩擦クラッチ内に導入することができるので、相応してより高いトルクを確実に、かつ空転なしに伝達することができる。このとき、ランプシステムのランプ勾配を好適に選択することで、力の変換を実現することができ、その結果、パイロットクラッチを操作する小さな操作力で、変換されて高められた圧着力が実現可能である。さらに、伝達すべきトルクの一部は、圧着力を提供するのに利用することができるので、別のエネルギ源から圧着力を供給することができる。パイロットクラッチを介して間接的にのみ圧着プレートに作用する操作力により、パイロットクラッチを介して、力の増幅および／または摩擦クラッチを閉鎖するための、伝達すべきトルクからのトルク分岐が実現可能であり、その結果、摩擦クラッチは、大幅に高められた圧着力により摩擦結合式に閉鎖されることができ、これにより、僅かな構造的な手間で摩擦クラッチの確実な閉鎖が可能である。

ランプシステムのランプのランプ勾配を介して、力の増幅が実現可能であり、その結果、圧着プレートにおいて達成可能な圧着力に比して、パイロットクラッチを閉鎖するために加える必要のある操作力は、大幅に小さくなる。これにより、電磁石が圧着プレートを直接変位させる場合と比較して、電磁石を大幅に小型かつ省スペースに寸法設定することができる。さらに、パイロットクラッチを圧着プレートの領域から移動させることが可能である。出力ランプは、相対回動不能に、しかし軸方向では可動にトルク導出要素に連結されていてもよい。これにより、トルク導出要素に連結される出力ランプと、パイロットクラッチを介してトルク導入要素に連結可能な入力ランプとは、差回転数がトルク導出要素とトルク導入要素との間にあるとき、互いに相対的に回動することができる。代替的には、出力ランプは、軸方向で変位可能に、しかしトルクは伝達するようにトルク導入要素に連結されている一方、入力ランプは、特にパイロットクラッチのクラッチ板を介して、相対回動不能に摩擦クラッチの出力部および／またはトルク導出要素に連結可能である。ランプシステムのランプは、互いに直接滑動してもよいし、少なくとも１つのボール、ころその他の回転可能な要素を介して互いに相対的に回動してもよく、その結果、ボール−ランプ−システムを形成することができる。ランプ同士の相対回動により、入力ランプおよび出力ランプの、それぞれ対向する他方のランプから背離した背面同士の間隔が変化することができ、その結果、相応してランプシステムの軸方向の延在寸法が増減し得る。特に好ましくは、出力ランプに対する入力ランプの最大の相対回動角は、例えば少なくとも１つのストッパにより制限されており、これにより、例えば摩擦クラッチの摩擦フェーシングの最大の摩耗範囲の超過を回避することができる。

好ましい一実施の形態では、摩擦クラッチは、出力側または入力側において、半径方向で延びる支持板を介して半径方向内側で支持されており、支持板は、摩擦クラッチから背離した軸方向の外面を有し、パイロットクラッチには、支持板を貫いて延びる取り付けフィンガ部を介して、吸引可動子が連結されており、吸引可動子は、電磁石と、支持板の外面との間に配置されている。摩擦クラッチは、支持板を介して実質的に傾倒しないように支持されていてもよく、同時に、支持板に挿通された取り付けフィンガ部により、パイロットクラッチの電磁操作が保証される。このとき、吸引可動子を、電磁石の近傍に位置決めすることができるので、吸引可動子を、少ないエネルギ使用量で変位させることができる。支持板による吸引可動子の磁気遮蔽が回避される。特に、電磁石を、クラッチシステムの内部から可能な限り遠くに位置決めすることができる。このことは、不動の電磁石の結合や、電気的な接点接続を、クラッチシステムの回転する残余の構成部材との関係において容易にする。取り付けフィンガ部は、特に周方向で延びる保持溝を有している。保持溝内には、リテーナリングを装入することができ、リテーナリングは、吸引可動子用の軸方向のストッパとして用いられ、その結果、電磁石が吸引可動子を磁気的に吸引すると、吸引可動子は、自動的に取り付けフィンガ部を連れ動かす。代替的には、吸引可動子自体が保持溝内に、軸方向で抜けて紛失しないように収容されていてもよい。その結果、吸引可動子の軸方向の変位は、取り付けフィンガ部と、パイロットクラッチの、取り付けフィンガ部に連結される圧着プレートとの軸方向の変位と相関関係にあることができる。吸引可動子は、取り付けフィンガ部に対応する切欠きを有していてもよく、その結果、吸引可動子を、軸方向の相対運動と、続いての相対回動とにより、保持溝内に装入することができる。好ましくは、吸引可動子を保持溝内に装入した後、相対回動を阻止するリテーニング要素が設けられる。

特に、電磁石を保持する不動のモジュール支持体が設けられており、支持板は、モジュール支持体に支持されており、特にモジュール支持体は、電磁石が取り付けられる半径方向で延びる板部分と、支持板が支持される軸方向で延びる管部分とを有する。モジュール支持体は、自動車内に動かないように組み付けられており、これにより、摩擦クラッチの、支持板を介して導入される半径方向力および／または軸方向力を、このためにトルク導入要素に負荷を及ぼす必要なく、支持することができる。特に支持板は、溝玉軸受を介してモジュール支持体に支持されている。同時に電磁石は、モジュール支持体に取り付けられていることができ、その結果、電磁石を運転する電気的な線路を、モジュール支持体に沿って容易に敷設することができる。電気的な接点接続部が連れ回ることが回避される。

好ましくは、支持板は、取り付けフィンガ部を挿通する部分リング形の貫通開口を有し、貫通開口の周方向での延在寸法は、少なくとも、取り付けフィンガ部の周方向での延在寸法と、パイロットクラッチを操作したときの、パイロットクラッチ、特に、取り付けフィンガ部に結合される圧着要素に対する、支持板の最大の相対回動との合計に相当する。貫通開口内での取り付けフィンガ部の突き当たりおよび／または噛み込みは、可能な相対回動、特に、パイロットクラッチ内の摩擦フェーシングの最大の摩耗も考慮した、可能な相対回動と、製造公差および位置公差とを、貫通開口の寸法設定時に考慮することで、回避することができる。

特に好ましくは、軸方向で電磁石と吸引可動子との間に、電磁石により吸引可動子に磁力が作用したときに吸引可動子と軸方向で突き当たる、支承されていて軸方向では不動の接触金属薄板が設けられている。これにより、連れ回る吸引可動子が、不動の電磁石と直接接触することが回避され、その結果、互いに相対運動する接触面による不要な摩擦が回避される。接触金属薄板は、例えば軸受（例えば玉軸受または滑り軸受として構成されている）を介してモジュール支持体に支持されている。接触金属薄板は、接触金属薄板が有する阻止機能により電磁石への突き当たりを防止することだけが必要であり、これにより、支持板と比較してかなり薄い材料厚さを有することができる。これにより、電磁石により発生する磁力が接触金属薄板により遮蔽されてしまうことを、僅かに保つことができる。好ましくは、接触金属薄板は、軟磁性または強磁性の材料から製造されており、これにより、電磁石の磁界にポジティブな影響を及ぼすことができる。特に接触金属薄板は、モジュール支持体に支持されている。これにより、電磁石に対する接触金属薄板の軸方向の間隔を、正確に、かつ公差の連鎖が短いことに基づき特に小さい間隔に調整することができる。

特に電磁石と吸引可動子とは、軸方向で見て、半径方向でオーバラップ領域Δｒにおいてオーバラップしており、オーバラップ領域Δｒについて、摩擦クラッチの外側半径Ｒとの関係において、０．０５≦Δｒ／Ｒ≦０．９０、特に０．１５≦Δｒ／Ｒ≦０．６０、好ましくは０．２０≦Δｒ／Ｒ≦０．５０、特に好ましくは０．２５≦Δｒ／Ｒ≦０．４０が成立する。支持板の外面に吸引可動子を位置決めしたことで、比較的多くの構造スペースが半径方向で残され、この構造スペースを、吸引可動子と電磁石とにより利用することができる。加えて、吸引可動子は、特に略板形に構成されているので、吸引可動子は、電磁石に向かう比較的大きな軸方向面を有し、軸方向面は、例えば支持板の外面の５０％〜９９％、特に６０％〜９５％、好ましくは７０％〜９０％である。比較的大きなオーバラップ領域により、大きな構造的な手間なしに、相応に高い磁力を電磁石から吸引可動子に及ぼすことができる。このことは、例えばパイロットクラッチのために、摩擦フェーシングの摩耗が最大となったときでも、吸引可動子が電磁石の磁力によりまだ変位することができるので、大きな摩耗代を設けることを可能にする。

好ましくは、電磁石をオフにしたとき、パイロットクラッチを自動的に閉鎖する、特に板ばねとして構成される閉鎖ばねが設けられており、特に閉鎖ばねは、支持板の外面から背離した支持板の内面に取り付けられている。これにより電磁石は、内燃機関をパワートレーンから切り離すべく、パイロットクラッチと摩擦クラッチとを開放すべきときだけ、操作されればよい。

特に好ましくは、出力ランプは、トルク導入要素に連結されており、入力ランプは、パイロットクラッチを介してトルク導出要素に連結可能であるか、または出力ランプは、トルク導出要素に連結されており、入力ランプは、パイロットクラッチを介してトルク導入要素に連結可能である。これにより、入力ランプと出力ランプとが、トルク導出要素とトルク導出要素との間の回転数差の結果、互いに相対的に回動できることを保証することができる。このことは、摩擦クラッチが閉鎖された結果としてのトルク導出要素へのトルク導出要素の回転数の同期後、回転数差がもはや存在せず、ランプシステムが自動的に、到達した相対位置にとどまることも意味する。これにより、ランプシステムの意図しない逆回転を阻止することができる。

好ましくは、摩擦クラッチを自動的に開放する、特に板ばねとして構成される戻しばねが設けられており、特に戻しばねは、ランプシステムに作用する。パイロットクラッチにより、摩擦クラッチを閉鎖する圧着力が、摩擦クラッチに導入されないとき、戻しばねは、摩擦クラッチを自動的に開放することができる。これにより戻しばねは、直接的または間接的にランプシステムにも作用し、ランプシステムを所定の位置、特に、より小さい軸方向の延在寸法を取る位置に戻すことができる。

特に好ましくは、摩擦クラッチの出力部および／またはトルク導出要素に電気機械のロータが結合されている。これにより、クラッチシステムを、ハイブリッド自動車用のハイブリッドモジュールとして、電気機械とトルク導出要素との間で出力を交換するために容易に使用することができる。ロータは、特に永久磁石を有し、永久磁石は、所望の運転モードに応じてモータ運転とジェネレータ運転とを実現すべく、電気機械のステータの電磁石と協働可能である。

特に摩擦クラッチの出力部および／またはトルク導出要素は、組み込まれた半径方向ずれ補償部、特にモーメントフィーラを有する。これにより、パイロットクラッチに存在する回転数差による摩擦クラッチの開閉を、よりソフトに実施することができる。加えて、パイロットクラッチおよび摩擦クラッチの関与する構成部材の、摩擦クラッチの操作のために生じる相対回動を、自動的に補償することができる。特に半径方向ずれ補償部内では、摩擦クラッチの閉鎖時、作用するトルクによってばね要素を付勢することができ、その結果、かかっているトルクがなくなれば、付勢されたばね要素は、摩擦クラッチを自動的に開放することができる。これにより、コースティング運転とドライビング運転との間の切り換えは、外部の制御部によって摩擦クラッチまたはパイロットクラッチに働きかけをする必要なく、簡単に実現可能である。

さらに本発明は、自動車用のパワートレーンであって、トルク導入要素、特に自動車エンジンの駆動軸と、トルク導出要素、特に自動車トランスミッションのトランスミッション入力軸と、上述のように形成され、かつ発展されていることができる、トルクをトルク導入要素とトルク導出要素との間で伝達するクラッチシステムと、電気機械であって、トルクを電気機械とトルク導出要素との間で伝達する電気機械と、を備えるパワートレーンに関する。コースティング運転中、運転モードを切り換えるために、パイロットクラッチを用いて、トルク導入要素とトルク導出要素との間に存在する回転数差を、短時間、摩擦クラッチを操作するために利用することだけが必要であるので、特にハイブリッド自動車が純粋に電気的に電気機械により駆動されるべきとき、ハイブリッド自動車のパワートレーン内でのトルク伝達を、様々な運転戦略に容易かつ効率的に適合させることが可能である。電磁石、パイロットクラッチおよび摩擦クラッチは、軸方向で相前後して配置されており、かつランプシステムは、パイロットクラッチおよび／または摩擦クラッチ内の空いている構造スペース内に位置決めされているので、クラッチシステムは、電気機械のロータのために十分な構造スペースを提供できる小さな半径方向の延在寸法を有していることができ、その結果、ハイブリッド自動車内で使用するに好適な構造スペースを有するクラッチシステムが実現される。

以下に、本発明について、添付の図面を参照しながら、好ましい実施例に基づいて例示的に説明する。以下に示す特徴は、それぞれ単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の一態様をなし得る。

閉鎖した状態のクラッチシステムの概略断面図である。 開放した状態の図１に示したクラッチシステムの概略断面図である。 図１に示したクラッチシステムの要部概略斜視図（吸引可動子なし）である。 図３に示したクラッチシステムの要部概略斜視図（吸引可動子あり）である。

図１に示すクラッチシステム１０は、自動車の駆動軸として構成されるトルク導入要素１２を備え、トルク導入要素１２は、トルク導出要素１４に連結することができる。トルク導出要素１４は、差し込み歯列を介して相対回動不能に自動車トランスミッションのトランスミッション入力軸に結合されることができる。トルク導入要素１２とトルク導出要素１４との連結は、多板クラッチとして構成される摩擦クラッチ１６を介して実施される。摩擦クラッチ１６は、インナディスクキャリアとして構成される入力部１８を有し、入力部１８は、トルク導入要素１２に例えばリベット結合部を介してトルクを伝達するように結合されている。入力部１８は、摩擦クラッチ１６を閉鎖した状態でトルクをトルク導入要素１２とトルク導出要素１４との間で交換すべく、または摩擦クラッチ１６を開放した状態においてトルク導入要素１２とトルク導出要素１４との間のトルク伝達を中断すべく、介挿した摩擦ペアを介して、アウタディスクキャリアとして構成される出力部２０と協働することができる。トルク導出要素１４は、出力部２０に例えば歯列を介してトルクを伝達するように結合されることができる。出力部２０は、半径方向内側に向かって延びる支持板２２を有し、支持板２２は、ラジアル荷重とアキシャル荷重とを支持する溝玉軸受２４を介して回転可能に、不動のモジュール支持体２８の、軸方向で延びる管部分２６に支持されている。支持板２２は、摩擦クラッチ１６から背離した軸方向の外面３０を有している。

摩擦クラッチ１６を操作すべく、パイロットクラッチ３２が設けられており、モジュール支持体２８の、半径方向で延びる板部分３４に動かないように取り付けられた電磁石３６により、パイロットクラッチ３２を選択的に操作することができる。パイロットクラッチ３２、ひいては摩擦クラッチ１６を開放すべく、電磁石３６が通電されると、電磁石３６は、少なくとも部分的に強磁性の吸引可動子３８を磁気的に吸引することができる。吸引可動子３８は、軸方向で電磁石３６と支持板２２の外面３０との間に配置されている。吸引可動子３８は、リテーナリング４０によりパイロットクラッチ３２の取り付けフィンガ部４２に取り付けられている。この場合、取り付けフィンガ部４２は、支持板２２の、周方向でスリット形に延在する貫通開口４３に挿通されている。取り付けフィンガ部４２は、圧着要素４４と一体に結合されている。圧着要素４４は、パイロットクラッチ３２を閉鎖すべく、クラッチ板要素４６を、圧着要素４４と、摩擦クラッチ１６の出力部２０に相対回動不能に結合される相手側要素４８との間で摩擦結合式にクランプすることができる。相手側要素４８は、圧着要素４４により導入された力を出力部２０において支持できるように、阻止要素５０により軸方向で止められている。図示の実施例では、パイロットクラッチ３２は、単板摩擦クラッチとして構成されている。圧着要素４４は、板ばねとして構成される閉鎖ばね５２を介して支持板２２に連結されているので、電磁石３６により加えられる磁力が吸引可動子３８に作用していなければ、パイロットクラッチ３２を、閉鎖ばね５２により自動的に閉鎖することができる（「常閉形」）。

クラッチ板要素４６を介して、ランプシステム５４を操作することができる。このためにクラッチ板要素４６は、例えば差し込み歯列を介して、ランプシステム５４の、支持軸受５６を介して支持板２２に支持される入力ランプ５８に作用することができるので、パイロットクラッチ３２を閉鎖した状態では、入力ランプ５８は、摩擦クラッチ１６の出力部２０の回転数、ひいてはトルク導出要素１４の回転数で回転する。入力ランプ５８は、ボール６０を介して出力ランプ６２と協働する。出力ランプ６２は、板ばねとして構成される戻しばね６４を介して、摩擦クラッチ１６の入力部１８、ひいてはトルク導入要素１２に結合されているので、出力ランプ６２は、入力部１８およびトルク導入要素１２の回転数で回転する。摩擦クラッチ１６を開放した状態では、回転数差がトルク導入要素１２とトルク導出要素１４との間に存在する。パイロットクラッチ３２が開放されているときは、支持軸受５６を介して回転可能に支持される入力ランプ５６は、出力ランプ６２の回転数で連れ回ることができるので、出力ランプ６２に対する入力ランプ５６の相対回動は生じない。パイロットクラッチ３２が閉鎖されているときは、トルク導出要素１４に対するトルク導入要素１２の回転数差に相当する回転数差が、入力ランプ５８と出力ランプ６２との間に生じるので、入力ランプ５８は、出力ランプ６２に対して相対的に回動可能である。これにより、ランプシステム５４の軸方向の延在寸法を増大可能であり、その結果、摩擦クラッチ１６の、出力ランプ６２に連結されている圧着プレート６６を、摩擦クラッチ１６を閉鎖すべく、出力ランプ６２とともに軸方向で変位させることができ、これにより、入力ランプ５８の回転数と出力ランプ６２の回転数とが同化する。入力部１８およびトルク導入要素１２に対して相対的な、周方向での出力ランプ６２のずれは、板ばねとして構成される戻しばね６４により補償することができる。

図１に示した、摩擦クラッチ１６を閉鎖した状態では、ドライビング運転中、トルク導入要素１２からトルク導出要素１４へのトルクフローが実現可能である。加えて、出力部２０の半径方向の外側面６８に電気機械のロータが取り付けられていてもよく、その結果、ブースト運転中、電気機械もトルクを導入することができる。

図２に示す、摩擦クラッチ１６を開放した状態では、電磁石３６が通電され、吸引可動子３８を引き寄せている。電磁石３６により磁気的に吸引され、出力部２０の回転数で回転する吸引可動子３８は、軸受７０を介してモジュール支持体２８に回転可能に支持される接触金属薄板７２に突き当たるので、回転する吸引可動子３８が、不動の電磁石３６と直接接触することが回避される。接触金属薄板７２は、吸引可動子３８の回転数で連れ回ることができる。磁気により変位される吸引可動子３８により、圧着要素４４は、閉鎖ばね５２のばね力に抗して持ち上げられ、その結果、パイロットクラッチ３２が開く。これにより、入力ランプ５８は、もはやクラッチ板要素４６とパイロットクラッチ３２とを介して摩擦クラッチ１６の出力部２０に支持されていないため、戻しばね６４は、ランプシステム５４を押し縮めることができ、これにより、ランプシステム５４の延在寸法が減少する。これにより、同時に圧着プレート６６は、摩擦クラッチ１６が開放され、トルク導入要素１２とトルク導出要素１４との間のトルク伝達が中断されている位置に、軸方向で変位される。クラッチシステム１０のこの状態で、電気機械は、モータ運転すれば、自動車を純粋に電気的に駆動することができ、ジェネレータ運転すれば、電気エネルギをパワートレーンから回生することができる。

図３に示すように、取り付けフィンガ部４２が、周方向で十分な遊びをもって支持板２２の貫通開口４３内に挿入されていてもよい。取り付けフィンガ部４２は、半径方向内側に向かって開口した保持溝７４を有していてもよい。図４に示すように、保持溝７４内には、リテーナリング４０が装入されていてもよく、その結果、吸引可動子３８は、軸方向でリテーナリング４０と、支持板２２の外面３０との間に紛失しないように収容されている。電磁石３６が吸引可動子３８を磁気的に吸引すると、吸引可動子３８は、リテーナリング４０に突き当たり、これにより、パイロットクラッチ３２を開放すべく、取り付けフィンガ部４２を連れ動かすことができる。

１０ クラッチシステム
１２ トルク導入要素
１４ トルク導出要素
１６ 摩擦クラッチ
１８ 入力部
２０ 出力部
２２ 支持板
２４ 溝玉軸受
２６ 管部分
２８ モジュール支持体
３０ 外面
３２ パイロットクラッチ
３４ 板部分
３６ 電磁石
３８ 吸引可動子
４０ リテーナリング
４２ 取り付けフィンガ部
４３ 貫通開口
４４ 圧着要素
４６ クラッチ板要素
４８ 相手側要素
５０ 阻止要素
５２ 閉鎖ばね
５４ ランプシステム
５６ 支持軸受
５８ 入力ランプ
６０ ボール
６２ 出力ランプ
６４ 戻しばね
６６ 圧着プレート
６８ 外側面
７０ 軸受
７２ 接触金属薄板
７４ 保持溝

Claims (9)

1. 自動車エンジンの駆動軸を自動車トランスミッションのトランスミッション入力軸に断接自在に接続するクラッチシステムであって、
   トルクをトルク導入要素（１２）とトルク導出要素（１４）との間で伝達する摩擦クラッチ（１６）と、
   前記摩擦クラッチ（１６）の圧着プレート（６６）を軸方向で変位させるランプシステム（５４）であって、入力ランプ（５８）と、前記ランプシステム（５４）の軸方向の延在寸法を変化させるべく、前記入力ランプ（５８）に対して相対的に回動可能な出力ランプ（６２）とを有するランプシステム（５４）と、
   前記トルク導入要素（１２）と前記トルク導出要素（１４）との間の差回転数の結果として、前記ランプシステム（５４）を操作するパイロットクラッチ（３２）と、
   前記パイロットクラッチ（３２）を電磁操作する電磁石（３６）と、
   前記電磁石（３６）をオフにしたとき、前記パイロットクラッチ（３２）を自動的に閉鎖する閉鎖ばね（５２）と、を備え、
   前記パイロットクラッチ（３２）は、軸方向で前記摩擦クラッチ（１６）と前記電磁石（３６）との間に配置されており、かつ前記ランプシステム（５４）は、前記パイロットクラッチ（３２）および／または前記摩擦クラッチ（１６）に対して半径方向内側に配置されており、
   前記電磁石（３６）をオンにしたとき、前記パイロットクラッチ（３２）の圧着要素（４４）が、前記閉鎖ばね（５２）のばね力に抗して持ち上げられ、その結果、前記パイロットクラッチ（３２）が開くように構成される、クラッチシステム。
2. 前記摩擦クラッチ（１６）は、出力側または入力側において、半径方向で延びる支持板（２２）を介して半径方向内側で支持されており、
   前記支持板（２２）は、前記摩擦クラッチ（１６）から背離した軸方向の外面（３０）を有し、
   前記パイロットクラッチ（３２）には、前記支持板（２２）を貫いて延びる取り付けフィンガ部（４２）を介して、吸引可動子（３８）が連結されており、
   前記吸引可動子（３８）は、前記電磁石（３６）と、前記支持板（２２）の前記外面（３０）との間に配置されている
   ことを特徴とする、請求項１記載のクラッチシステム。
3. 前記電磁石（３６）を保持する不動のモジュール支持体（２８）を備え、
   前記支持板（２２）は、前記モジュール支持体（２８）に支持されており、
   前記モジュール支持体（２８）は、前記電磁石（３６）が取り付けられる半径方向で延びる板部分（３４）と、前記支持板（２２）が支持される軸方向で延びる管部分（２６）とを有する
   ことを特徴とする、請求項２記載のクラッチシステム。
4. 前記支持板（２２）は、前記取り付けフィンガ部（４２）を挿通する部分リング形の貫通開口（４３）を有し、
   前記貫通開口（４３）の周方向での延在寸法は、少なくとも、前記取り付けフィンガ部（４２）の周方向での延在寸法と、前記パイロットクラッチ（３２）を操作したときの、前記パイロットクラッチ（３２）に対する前記支持板（２２）の最大の相対回動との合計に相当する
   ことを特徴とする、請求項２または３記載のクラッチシステム。
5. 軸方向で前記電磁石（３６）と前記吸引可動子（３８）との間に、前記電磁石（３６）により前記吸引可動子（３８）に磁力が作用したときに前記吸引可動子（３８）と軸方向で突き当たる、支承されていて軸方向では不動の接触金属薄板（７２）が設けられていることを特徴とする、請求項２から４までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
6. 前記閉鎖ばね（５２）は板ばねとして構成され、
   前記閉鎖ばね（５２）は、前記支持板（２２）の前記外面（３０）から背離した前記支持板（２２）の内面に取り付けられている
   ことを特徴とする、請求項２から５までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
7. 前記出力ランプ（６２）は、前記トルク導入要素（１２）に連結されており、前記入力ランプ（５８）は、前記パイロットクラッチ（３２）を介して前記トルク導出要素（１４）に連結可能であるか、または
   前記出力ランプ（６２）は、前記トルク導出要素（１４）に連結されており、前記入力ランプ（５８）は、前記パイロットクラッチ（３２）を介して前記トルク導入要素（１２）に連結可能である
   ことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
8. 前記摩擦クラッチ（１６）を自動的に開放する、板ばねとして構成される戻しばね（６４）を備え、
   前記戻しばね（６４）は、前記ランプシステム（５４）に作用することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
9. 前記摩擦クラッチ（１６）の出力部（２０）および／または前記トルク導出要素（１４）に電気機械のロータが結合されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のクラッチシステム。

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