(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の、ドライブトレイン内の出力伝達を制御する方法であって、その場合にドライブトレインが：
１．１  従動軸（１．１）の回転数をエンジン回転数（ｎMotor）で駆動し、かつ排ガス流（２）を発生させる、内燃機関（１）；
１．２  前記排ガス流（２）内に配置された排ガスタービン（３）であって、前記排ガスタービンが、前記排ガスタービン（３）の駆動出力を前記従動軸（１．１）へ伝達するために、前記従動軸（１．１）とドライブ結合されており、あるいはドライブ結合可能である、前記排ガスタービン；
１．３  前記内燃機関（１）へ供給される新気流（４）内に配置された圧縮器（５）であって、前記圧縮器が、前記内燃機関（１）に予め定められた過給圧（ｐBP）で過給するために、前記排ガスタービン（３）とドライブ結合されており、かつその排ガスタービンによって駆動される、前記圧縮器（５）；
１．４  前記排ガスタービン（３）と前記従動軸（１．１）の間のドライブ結合内に配置される流体カップリング（６）であって、前記流体カップリング（６）は出力制御され、前記出力制御に従って前記流体カップリング（６）を介して前記排ガスタービン（３）の駆動出力が前記従動軸（１．１）へ伝達され、かつ前記流体カップリング（６）が、前記排ガスタービン（３）によって駆動される一次ホィール（６．１）と、流体力学的に前記一次ホィール（６．１）によって駆動される、前記従動軸（１．１）を駆動する二次ホィール（６．２）とを有する、前記流体カップリング、
を有し、
以下のステップを有する：
１．５  前記内燃機関（１）のエンジン回転数（ｎMotor）が検出され、あるいは少なくとも１つの他の検出された変量から計算され；
１．６  前記圧縮器（５）の回転数（ｎｃｃ）が検出され、あるいは少なくとも１つの他の検出された変量から計算され；
１．７  過給圧（ｐBP）または前記内燃機関（１）の過給を記述する他の変量が検出され、あるいは少なくとも１つの他の検出された変量から計算され；
１．８  目標過給圧（ｐBP_soll）または前記内燃機関（１）の過給状態を記述する他の目標量が、前記内燃機関（１）の実際の、あるいは調節すべきパラメータおよび／または排ガス流（２）に従って予め定められて、前記圧縮器（５）のための限界回転数（ｎGren）が予め定められ；
１．９  前記流体カップリング（６）の出力が、以下の条件を満たすために制御される：
−前記流体カップリング（６）の二次ホィール（６．２）の回転数が、一次ホィール（６．１）の回転数よりも大きく、過給圧（ｐBP）または内燃機関（１）の過給状態を記述する他の変量が、目標過給圧（ｐBP_soll）または内燃機関（１）の過給状態を記述する他の目標量よりも小さく、かつ、圧縮器（５）の回転数（ｎｃｃ）が限界回転数（ｎGrenz）よりも小さい場合に、流体カップリング（６）内の出力伝達が増大され；
−流体カップリング（６）の二次ホィール（６．２）の回転数が一次ホィール（６．１）の回転数よりも大きく、かつ、過給圧（ｐBP）ないし内燃機関（１）の過給状態を記述する他の変量が、目標過給圧（ｐBP_soll）ないし内燃機関（１）の過給状態を記述する他の目標量よりも大きいか、あるいは、圧縮器（５）の回転数（ｎｃｃ）が限界回転数（ｎGrenz）よりも大きい場合に、流体カップリング（６）内の出力伝達が減少され；
−流体カップリング（６）の二次ホィール（６．２）の回転数が、一次ホィール(６．１)の回転数よりも小さく、過給圧（ｐBP）または内燃機関（１）の過給状態を記述する他の変量が、目標過給圧（ｐBP_soll）または内燃機関（１）の過給状態を記述する他の目標量よりも小さく、かつ、圧縮器（５）の回転数が限界回転数（ｎGrenz）よりも小さい場合に、流体カップリング（６）内の出力伝達が減少され；
−流体カップリング（６）の二次ホィール（６．２）の回転数が、一次ホィール（６．１）の回転数よりも小さく、かつ、過給圧（ｐBP）ないし内燃機関（１）の過給状態を記述する他の変量が、目標過給圧（ｐBP_soll）ないし内燃機関（１）の過給状態を記述する他の目標量よりも大きいか、あるいは圧縮器（５）の回転数（ｎｃｃ）が限界回転数（ｎGrenz）よりも大きい場合に、流体カップリング（６）内の出力伝達が増大される、
ドライブトレイン内の出力伝達を制御する方法。
【請求項２】
流体カップリング（６）の二次ホィール（６．２）の回転数が、一次ホィール（６．１）の回転数よりも小さく、かつ、過給圧（ｐBP）ないし内燃機関（１）の過給を記述する他の変量が、目標過給圧（ｐBP＿soll）ないし内燃機関（１）の過給状態を記述する他の目標量よりも大きいか、あるいは圧縮器（５）の回転数（ｎｃｃ）が限界回転数（ｎGrenz）よりも大きく、かつ流体カップリング（６）内の出力伝達が増大される場合に、同時に、特に、排ガスを選択的に排ガスタービン（３）を迂回させるために、排ガス流（２）内に排ガスタービン（３）に対して並列に設けられ、かつ選択的に開閉することができる、バイパス（７）を開放することにより、かつ／または排ガスタービン（３）内の回転羽根および／または案内羽根を調節することによって、排ガスタービン（３）の出力取入れが所望に減少されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
流体カップリング（６）の出力制御が、作業媒体によって所望に多く、あるいは少なく充填することができる、一次ホィール（６．１）と二次ホィール（６．２）によって形成される作業室（６．３）の充填度を変化させることによって、もたらされることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
流体カップリング（６）の作業媒体の温度が検出され、あるいは少なくとも１つの他の検出された変量から計算されて、予め定められた温度限界値を上回った場合に、作業室（６．３）の充填度が、所望に付加的に充填し、あるいは部分的に排出することによって変化されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
流体カップリング（６）の出力制御が、一次ホィール（６．１）と二次ホィール（６．２）によって形成されて、作業媒体によって充填可能または充填されている作業室（６．３）内の作業媒体の循環流内へ、循環流をより多く、あるいはより少なく妨げるために、絞り板をより多く、あるいはより少なくさらに挿入することによってもたらされることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
流体カップリング（６）の作業室（６．３）の充填度を変化させるために、作業室（６．３）への作業媒体の供給部内の弁および／または作業室からの作業媒体の排出部内の弁が、短時間最大に開放または閉鎖されて、次に予め定められた目標開放位置へ移動されて、それによってこの目標開放位置において作業室（６．３）内への、かつこの作業室からの作業媒体の予め定められた目標体積流がもたらされることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
内燃機関（１）が、付加的に、新気流（４）内に、特に流れ方向において第１の圧縮器（５）の後方に、配置されている第２の圧縮器（８）によって、特に共通の軸（１０）を介して、過給され、前記第２の圧縮器が、排ガス流（２）内に、特に流れ方向において第１の排ガスタービン（３）の前に、配置されている第２の排ガスタービン（９）によって駆動されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
８．１  従動軸（１．１）の回転数をエンジン回転数（ｎMotor）で駆動し、かつ排ガス流（２）を発生させる、内燃機関（１）；
８．２  排ガスタービン（３）の駆動出力を従動軸（１．１）へ伝達するために、従動軸（１．１）とドライブ結合されており、あるいはドライブ結合へ切り替えることができる、排ガス流（２）内に配置された排ガスタービン（３）；
８．３  内燃機関（１）に予め定められた過給圧（ｐBP）で過給するために、排ガスタービン（３）とドライブ結合されており、あるいは排ガスタービンによって駆動される、内燃機関（１）へ供給される新気流（４）内に配置された圧縮器（５）；
８．４  排ガスタービン（３）と従動軸（１．１）の間のドライブ結合内に配置された出力制御される流体カップリング（６）であって、前記出力制御に従って前記流体カップリングを介して排ガスタービン（３）の駆動出力が従動軸（１．１）へ伝達され、かつ前記流体カップリングが、排ガスタービン（３）によって駆動される一次ホィール（６．１）と、流体力学的に一次ホィール（６．１）によって駆動される、従動軸（１．１）を駆動する二次ホィール（６．２）とを有している、前記流体カップリング（６）；
を有する、自動車の、ドライブトレインにおいて、
８．５  制御装置（１１）が設けられており、前記制御装置が、流体カップリング（６）と、その出力伝達を制御するために、制御するように接続されており、かつ前記制御装置がさらに、入力量として、内燃機関（１）の回転数（ｎMotor）、圧縮器（５）の回転数（ｎｃｃ）、過給圧（ｎBP）または内燃機関（１）の過給を記述する他の変量および予め定められた目標過給圧（ｎBP_soll）あるいは内燃機関（１）の過給状態を記述する他の目標量および圧縮器（５）の予め定められた限界回転数（ｎGrenz）を有し、かつこれらの入力量に従って請求項１から７のいずれか１項に記載の方法を実施するように整えられていることを特徴とするドライブトレイン。
【請求項９】
排ガス流（２）内に、第２の排ガスタービン（９）が、特に流れ方向において第１の排ガスタービン（３）の前に、配置されており、前記第２の排ガスタービンが、内燃機関（１）に過給するために、新気流（４）内に、特に流れ方向において第１の圧縮器（５）の後ろに配置された第２の圧縮器（８）と、特に共通の軸（１０）を介して、ドライブ結合されていることを特徴とする請求項８に記載のドライブトレイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、詳細には請求項１の前文の特徴を有する、特に自動車の、ドライブトレイン内の出力伝達を制御する方法と、請求項８の前文に記載の、特に自動車の、ドライブトレインに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージされ、かつ機械的にチャージされる内燃機関を有する車両ドライブトレインは、当業者には広く知られており、ターボチャージャー−ターボコンパウンドシステムとも称される。その場合に、ターボチャージする場合に、内燃機関へ供給される新気を圧縮する圧縮器は、内燃機関の排気流内に配置された排ガスタービンによって駆動される。通常、排ガスタービンと圧縮器の間の、本発明に基づいても好ましいような、ドライブ結合は、純粋に機械的なものである。
【０００３】
ターボコンパウンドにおいては、内燃機関の排ガス流内の上述した排ガスタービン、あるいは付加的な排ガスタービンの駆動出力は、排ガスタービンが内燃機関のクランク軸を少なくとも間接的に駆動することによって、内燃機関の機械的な駆動出力に加算される。排ガスタービンとクランク軸の間のドライブ結合内に、通常、回転振動を減少させるために、流体カップリングが配置されている。
【０００４】
上述したターボチャージャー−ターボコンパウンドシステムは、多くの負荷領域内でドライブトレインの効率を改良することはできるが、既知のシステムは、システム全体が、ターボチャージャーなし、かつターボコンパウンドなしの比較可能なシステムよりも、劣る効率および／またはより好ましくない放出を有するような、負荷領域も生じる、という欠点を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上述した欠点が回避される、ドライブトレインおよびドライブトレイン内、特に自動車ドライブトレイン内の出力伝達を制御する方法を提供することである。特に、全負荷プロフィール内で効率を改良するために、存在するエネルギの利用を最適化する、戦略制御を提供しようとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に基づく課題は、請求項１の特徴を有する方法と、請求項８の特徴を有するドライブトレインによって解決される。従属請求項には、本発明の好ましい、かつ特に目的に合った形態が記載されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に基づく方法は、ターボチャージも、ターボコンパウンドによる機械的なチャージも使用するドライブトレイン、特に自動車ドライブトレインにおいて、適用することができる。すなわち、ドライブトレインは内燃機関を有しており、それが従動軸をエンジン回転数ｎMotorで駆動し、かつ排ガス流を発生させる。さらに、排ガス流内に、排ガス利用タービンとも称される、排ガスタービンが配置されており、その排ガスタービンは、排ガスタービンの駆動出力を内燃機関の従動軸へ伝達するために、従動軸とドライブ結合されており、あるいは少なくとも選択的にそのように切替え可能である。その場合に、本発明によれば、ドライブトレイン、特に自動車の駆動輪を駆動するために、排ガスタービンの駆動出力が内燃機関の従動軸に直接伝達されるだけでなく、排ガスタービンの駆動出力が内燃機関の駆動出力に加算される負荷状態も生じる。
【０００８】
内燃機関へ供給される新気流内に、圧縮器、通常ターボ圧縮器、が配置されており、それが、予め定められた過給圧ｐPBで内燃機関に過給するために、排ガスタービンとドライブ結合されており、かつその排ガスタービンによって駆動される。この種類のターボチャージは、当業者には知られており、従ってこれ以上説明する必要はない。なお、圧縮器は、第１の実施形態によれば、排ガスタービンと常に、特に純粋に機械的に、ドライブ結合されており、あるいは代替的な実施形態によれば、排ガスタービンと圧縮器との間に適切なカップリングが設けられることによって、選択的にこの種のドライブ結合に切り替えることができる。また、圧縮器を駆動するために、駆動アグリゲート「排ガスタービン」に加えて、他の駆動アグリゲート、たとえば電気モータを設けることも可能である。
【０００９】
排ガスタービンと従動軸の間のドライブ結合内に、出力制御される流体カップリングが設けられている。その場合に本発明の主旨において出力制御される流体カップリングの記述は、流体カップリングによって伝達されるモーメントの制御も含まれる、と理解すべきであり、その場合に適切に調節される回転数によって、適切な出力伝達が生じる。
【００１０】
従って流体カップリングによって、排ガスタービンの駆動出力が流体力学的に、特に実際の出力制御に従って、従動軸へ伝達され、従って排ガスタービンの駆動出力が流体カップリングの一次ホィールへ、そこから流体力学的に流体カップリングの二次ホィールへ、そしてそこから従動軸へ伝達される。もちろん、流体カップリングの二次ホィールが、内内燃機関の従動軸によって、流体カップリングの一次ホィールが回転するよりも大きい回転数によって駆動されるような駆動状態が生じることもある。その場合にこの種の駆動状態においては、実際に設けられている出力制御に従って、流体カップリングの二次ホィールから流体カップリングの一次ホィールへ流体力学的な出力伝達が行われる。排ガスタービンと少なくとも間接的に、特に純粋に機械的に結合された、流体カップリングの一次ホィールは、新気流内に配置された圧縮器と、ドライブ結合、特にここでも純粋に機械的にドライブ結合もされているので、前述の駆動状態において、駆動出力は流体力学的に、クランク軸とも称される、内燃機関の従動軸から、圧縮器へ伝達されて、それを駆動し、かつ内燃機関に過給する。
【００１１】
好ましくは、排ガス流内に、排ガスタービンに対して並列にバイパスが設けられており、そのバイパスは、排ガスを選択的に排ガスタービンを迂回させるために、選択的に開閉することができる。その場合にバイパスという概念は、本発明によれば、排ガスタービンを迂回して案内された排ガス流を周囲へ放出することも、排ガスタービンの後方で排ガス導管内へ新たに供給することも含むものである。従ってバイパスの開放と閉鎖によって、排ガスタービンが排ガスエネルギから発生させる駆動出力を制御することができる。バイパスを設けて開閉する代わりに、あるいはそれに加えて、本発明の実施形態によれば、排ガスタービンの出力取入れを閉ループ制御または開ループ制御するために、他の可能性を設けることもできる。たとえば、回転羽根および／または案内羽根を調節することによって、排ガスタービンの出力取入れを制御するために、排ガスタービンに可変のタービン幾何学配置を設けることができる。
【００１２】
本発明に基づく方法によれば、以下のステップが設けられている：
【００１３】
内燃機関の回転数ｎMotorが検出され、あるいは少なくとも１つの他の検出された変量から計算される。さらに、圧縮器の回転数ｎccが検出され、あるいは少なくとも他の検出された変量から計算される。さらに、過給圧ｐBPが検出され、あるいは少なくとも１つの他の変量から計算される。
【００１４】
目標過給圧ｐBP_sollと圧縮器のための限界回転数ｎGrenzが設定される。２つの変量は、特に簡単な実施形態によれば、一定の値として設定することができる。しかし特に好ましくは、少なくとも目標過給圧は、可変または動的に設定される。目標過給圧ｐBP_sollの一定または可変（動的）の設定は、その時の（実際の）駆動状態あるいは調節すべき駆動状態を記述する、内燃機関の少なくとも１つのパラメータに従って行われる。この種のパラメータは、たとえば内燃機関の実際の出力あるいは最大可能な出力、実際のモーメントまたは最大可能なモーメント、内燃機関の実際の回転数、ガス状態などである。
【００１５】
原則的に、内燃機関の過給を、過給圧とは異なる値によって記述することも可能である。たとえば、目標過給圧の代わりに、あるいはそれに加えて、内燃機関の過給状態を記述する他の目標量を設定することができ、従って内燃機関の過給を記述する、過給圧とは異なる変量が検出され、あるいは計算される。内燃機関の過給を記述するこの種の他の変量の、単なる例として、圧縮器回転数（同様に目標回転数）または圧縮器を介しての圧力比（目標圧力比が然るべく設定される場合）が、挙げられる。
【００１６】
流体カップリングの流体力学的な出力伝達を制御することによって、ドライブトレイン内の出力伝達が、本発明に従って、特に少なくとも４つの以下の条件が常に満たされているように、最適化される：
【００１７】
１．流体カップリングの二次ホィールの回転数が、一次ホィールの回転数よりも大きく、過給圧ｐBPが目標過給圧ｐBP_sollよりも小さく、かつ圧縮器の回転数ｎccが限界回転数ｎGrenzよりも小さい場合に、流体カップリング内の出力伝達が増大される。
２．流体カップリングの二次ホィールの回転数が、一次ホィールの回転数よりも大きく、かつ、過給圧ｐBPが目標過給圧ｐBP_sollよりも大きいか、あるいは圧縮器の回転数ｎｃｃが限界回転数ｎGrenzよりも大きい場合に、流体カップリング内の出力伝達が減少される。
３．流体カップリングの二次ホィールの回転数が、一次ホィールの回転数よりも小さく、過給圧ｐBPが目標過給圧ｐBP_sollよりも小さく、かつ圧縮器の回転数ｎｃｃが限界回転数ｎGrenzよりも小さい場合に、流体カップリング内の出力伝達が減少される。
４．流体カップリングの二次ホィールの回転数が、一次ホィールの回転数よりも小さく、かつ、過給圧ｐBPが目標過給圧ｐBP_sollよりも大きいか、あるいは圧縮器の回転数ｎｃｃが限界回転数ｎGrenzよりも大きい場合に、流体カップリング内の出力伝達が増大され、かつバイパスが設けられている場合には、好ましくは同時にバイパスが開放される。
【００１８】
本発明に基づく方法は、バイパスの選択的な開閉なしでも、たとえば排ガスタービンの出力取入れの他の閉ループ制御または開ループ制御によって、実施することができる。しかし、出力取入れのこの種の開ループ制御または閉ループ制御を完全に省くことも可能である。そして、上述したように、過給圧ないし目標過給圧の代わりに、内燃機の過給ないし過給状態を記述する他の変量を選択することも可能である。
【００１９】
最初の２つの条件において、排ガスタービンへのバイパスは、好ましくは完全に閉鎖され、ないしは排ガスタービンが排ガスから最大可能な出力を取り入れて、駆動出力に変換するように、開ループ制御または閉ループ制御される。第２および第４の条件において、過給圧ｐBPは目標過給圧ｐBP_sollよりも大きく、同時に圧縮器の回転数ｎccは限界回転数ｎGrenzよりも大きくなることができる。
【００２０】
流体カップリングの出力制御（モーメント制御）は、当業者に知られた種々のやり方で行うことができる。本発明によれば、それは、特に好ましくは、一次ホィールと二次ホィールとによって形成される作業室の充填度を変化させることによって行われる。既知のように、流体カップリングにおいては、出力伝達は、羽根のあるホィールの間の作業室内への作業媒体の循環流を介して、通常一次ホィールから二次ホィールへ、本発明によれば、所定の駆動状態においては二次ホィールから一次ホィールへも、行われる。作業室が完全に、あるいは実質的に完全に、空にできる場合には、出力伝達は、完全に中断することもできる。
【００２１】
好ましい実施形態によれば、流体カップリングの温度に依存する制御−出力制御またはモーメント制御−が設けられる。そのために、流体カップリングの作業媒体の、特にオイルの、温度が、適切な箇所で検出され、あるいは他の検出された変量から計算される。流体カップリングのために外部の作業媒体循環が設けられている場合に、たとえば作業媒体温度は、作業媒体の流れ方向において作業室の後方で、すなわち作業室と特に流体カップリングを出た作業媒体の温度が、検出される。温度が、予め定められた温度限界を上回った場合に、流体カップリングが、最高の損失出力の点において駆動されることが、確認できる。その場合に、カップリングないし流体カップリングの作業室を部分的に充填または排出することによって、流体カップリングの損失出力とそれに伴って流体カップリング内の、あるいは流体カップリングの後方の作業媒体の温度も低下させることができる。作業室が充填されるべきか、排出されるべきかの決定は、どの措置によって内燃機関または作業室の比較的良好な全効率が達成されるか、に従って行うことができる。
【００２２】
代替的な実施形態において、流体カップリングの出力制御ないしモーメント制御は、絞り板、特にリングスライダが、作業室内の作業媒体の循環流内へより多くあるいはより少なく挿入されることによって、行われる。それによって循環流がそれぞれ激しく妨げられるほど、出力伝達ないし伝達されるモーメントの減少が、それだけ激しくなる。循環流を妨げるために適切な絞り板が設けられている場合に、実施形態によれば、流体カップリングは、常に満たされるように、特に完全に満たされるように、形成することができ、すなわち作業室内には常に予め定められた最大量の作業媒体が存在する。代替的に、出力伝達を完全に中断するために、カップリングは、排出可能にすることもできる。しかしこの場合においては、作業媒体による作業室の充填度を所望に調節できず、すなわち充填制御は設けられない。もちろん、他の実施形態によれば、作業室内の循環流を選択的に妨げるために、充填制御を絞り板と組み合わせることが可能である。
【００２３】
本発明に基づくドライブトレインは、流体カップリング内の出力伝達ないしモーメント伝達を制御する、制御装置が設けられていることを、特徴としている。制御装置は、１つまたは複数のデータ入力を有しており、そのデータ入力が、入力量として内燃機関の回転数、圧縮器の回転数、過給圧および予め定められた目標過給圧を受信して、制御装置へそれ以降の処理のために提供する。その後、これらの入力量に従って、ここで説明する本発明に基づく方法が、制御装置によって、たとえば充填制御または絞り板の駆動を介して流体カップリングに制御するようにアクセスし、かつ排ガスタービンの回りのバイパスを開放または閉鎖することによって、実施される。過給圧ないし目標過給圧の代わりに、あるいはそれに加えて、ここでも、内燃機関の過給状態を記述する他の変量を利用することができる。
【００２４】
代替的に、あるいは付加的に、上述した変量を、ドライブトレインの駆動中に連続して検出せず、制御装置内に特性曲線および／または少なくとも１つのマップを格納し、そこから本発明に基づく制御に必要な変量を導き出すことが可能である。この種の特性曲線ないしこの種のマップは、たとえばテストスタンド実験から形成することができ、あるいは駆動開始する際に、学習するシステムが適切なマップないし特性曲線を形成することができる。たとえば、マップは、上述した入力量を、実際のエンジン出力に従って、特に実際のエンジンモーメントと実際のエンジン出力とに従って、本発明に従って出力伝達を調節するための入力量として提供する。従って、制御装置の入力量という概念は、それに応じて広く理解すべきである。
【００２５】
もちろん入力量は、制御装置、特に車両制御装置によって電子的に提供することもできる。
【００２６】
次に、実施例を用いて本発明を例で説明し、その場合に図に示され、かつ以下で説明される詳細の個々のものは、常に組み合わせて実施できるだけでなく、個別でも、あるいは個々のグループにおいても、実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に従って形成されたドライブトレインの種々のコンポーネントの図式的配置の例を示している。
【図２】本発明に基づいて設けられる制御装置の例を、図式的に示している。
【図３】流体カップリングの作業室の充填変化を制御する例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１には、従動軸１．１を備えた内燃機関１を有する、本発明に基づく可能なドライブトレインが示されている。内燃機関は、冷却水循環１２によって冷却され、それは当業者には知られているので、これ以上説明する必要はない。
【００２９】
内燃機関１が排ガス流２を発生させ、その中にここでは２台の排ガスタービン、すなわち第１の排ガスタービン３と第２の排ガスタービン９が互いに対して直列に配置されており、かつ、排ガスエネルギを駆動出力に変換するように、排ガスを供給される。ここでは、第２の排ガスタービン９が、排ガスの流れ方向において第１の排ガスタービン３の前に配置されており、ここでは第２の圧縮器８と称される、圧縮器を駆動し、その圧縮器が新気流４の新気を圧縮して、内燃機関１へ過給するために供給する。ここでは、第２の圧縮器８は、共通の軸１０を介して第２の排ガスタービン９と結合されており、ないしは、それぞれターボ機械として形成されている圧縮器８と排ガスタービン９のそれぞれの羽根車が、共通の軸１０によって支持される。圧縮器８は、さらに、高圧段を表し、それに対して排ガスタービン９は低圧段を表す。
【００３０】
新気流４内の新気の流れ方向において、第２の圧縮器８の前に第１の圧縮器５が設けられており、それは、低圧段を示し、かつ第１の排ガスタービン３によって駆動される。図示のドライブ結合、ここでは排ガスタービン３の軸３．１から歯車、特に平歯車段、を介して流体カップリング６の一次ホィール６．１へ、ここでも平歯車段として形成された、第２の歯車段を介して、さらに圧縮器５の軸５．１へ、そしてその軸が圧縮器５の該当する羽根車を回転可能に支持している、ドライブ結合は、ここでも純粋に機械的なドライブ結合である。
【００３１】
排ガスタービン３は、同時に、ドライブ結合内で流体カップリング６を介して内燃機関１の従動軸１．１と、特にドライブ結合が作業室６．３ないし作用室６．３内の作業媒体の流れ循環を介して案内され、従って回転振動を減衰させる流体力学的な出力伝達が行われるように、結合されている。
【００３２】
流体カップリング６による出力伝達は、たとえば、流体カップリング６の作業室６．３の充填度を所望に変化させることにより、特に第１の駆動状態において、従動軸１．１から流体カップリング６を介して圧縮器５へ伝達される出力も、第２の駆動状態において、排ガスタービン４から流体カップリング６を介して従動軸１．１へ伝達される出力も、制御することができる。作業室６．３内の充填度を所望に調節するために、制御装置１１が設けられており、その制御装置は、たとえば作業室６．３内への作業媒体の供給部内で弁を開放し、かつ／または作業室６．３からの作業媒体の排出部内で弁を閉鎖し、かつ特に適切に制御しながら予め定められた中間位置（制御位置）へ移動させることによって、適切に制御するように流体カップリング６へ作用する。
【００３３】
制御装置１１は、たとえばＣＡＮバス１３を介して所定の入力信号、すなわち少なくとも内燃機関１の回転数ｎMotor、圧縮器５の回転数ｎｃｃ、内燃機関１に過給する（すなわち新気流４の端部において、ここでは第２の圧縮器８の後方で、調節されて、然るべき燃料によって燃焼させるためにエンジンハウジング内へ導入される）過給圧ｐBPおよびさらに予め定められた目標過給圧ｐBP_soll、を受信する。
【００３４】
制御装置１１は、さらに、たとえばバイパス７内、あるいは分岐箇所または新たに排ガス導管と一体化された箇所においても、弁７．１または絞りまたはフラップを操作することによって、排ガス流２の排ガスのために排ガスタービン３へのバイパス７が開放されるか、あるいは閉鎖されるか、を定める。
【００３５】
図２には、制御装置１１のための実施例が再度示され、かつ、ここではＦＴＫと称される、カップリング充填の制御をもたらすために制御装置１１が処理する入力量が、示されている。
【００３６】
図３は、流体カップリングによって伝達される出力ないし伝達されるモーメントを変化させるために、流体カップリングの作業室の充填変化を制御するための例が、示されている。ここで説明される充填変化のこの好ましい制御の目的は、特に充填プロセスの場合に、従って比較的多くの作業媒体が作業室内へ投入されるべき場合に、充填変化の時間を短縮することである。図には、開放横断面ないし弁（図示せず）を通る付属の作業媒体流Ｑと作業室の充填度Ｆが、両方とも時間ｔにわたって示されている。
【００３７】
すなわち、特に迅速な充填は、図３に示すように、作業室への作業媒体の供給部内に配置された弁の最大の開放が短時間に調節される場合に得ることができ、この予め定められた短い期間の経過後に、ここでは目標開放と称される、最大の開放に対して減少された開放が調節され、その開放内で作業媒体の予め定められた目標体積流が作業室を通って、すなわちまず作業室内へ流入し、再びそこから流出する。最大開放の長さは、特に好ましくは、流体カップリングの２つの羽根車の間の回転数差および／またはスリップ差、すなわち充填変化の開始時の２つの羽根車の間のスリップと、充填変化の終了時に所望に調節すべきスリップとの間の差および／または弁を通る最大の体積流、の関数として調節することができる。図３には、最大開放のこの期間が、Δｔ１で示されており、従って以下の関数に従って計算することができる：
Δｔ１＝ｆ（Δｎ、Δｓ、Ｑmax_Ventil）
【００３８】
従って、充填変化を促進する、短時間のオーバー制御が設けられる。このオーバー制御は、作業媒体の一定の流出断面を有する、いわゆる供給制御される、貫流される流体カップリングにおいて、特に好ましい。
【００３９】
図３を用いて、作業媒体のより激しい充填を意味する好ましい充填変化が示されたが、同様なオーバー制御は、作業媒体を部分的に排出する場合にも、従って供給部内の弁が短時間完全に閉鎖されて（Δｔ１）、その次に所望の目標開放が調節される場合にも、適用することができる。また、作業媒体のための排出部内に弁が設けられている場合に、たとえば部分的に空になった場合に弁が短時間完全に開放されて、その後所望の目標開放位置へ移動され、かつ／またはより激しい充填の場合には、目標開放位置へ移動される前に、短時間完全に閉鎖されることによって、同様なオーバー制御を設けることも、可能である。
【００４０】
説明したオーバー制御は、作業室内の作業媒体循環内へ絞り板を組み込むことにより、流体カップリングの出力を制御する場合にも、絞りがまず比較的激しく、あるいは弱く調節されて、その後予め定められた目標値に調節されることによって、設けることができる。
【００４１】
図３には、符号Δｔ２で、充填変化の期間が示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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