(57)【要約】本発明は、特に電気自動車又はハイブリッド自動車としての車両のためのドライブトレイン（１）であって、車両（２）を駆動又は牽引するための電気機械（６）と、エアコン用コンプレッサ（１９）、蒸発器（１７）、コンデンサ（１８）、及び膨張弁（１６）を備えた、車両（２）の内部空間（５）を冷房するための冷却サイクル（１４）と、エアコン用コンプレッサ（１９）を機械的に駆動するための駆動ユニットと、を備える上記ドライブトレイン（１）において、電気機械（６）は、機械的なコンプレッサ結合手段（２０）によってエアコン用コンプレッサ（１９）と機械的に結合され、従って、車両（２）を駆動又は牽引するための電気機械（６）は追加的に、エアコン用コンプレッサ（１９）を機械的に駆動するために役立つ、上記ドライブトレイン（１）に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に電気自動車（３）又はハイブリッド自動車（４）としての車両（２）のためのドライブトレイン（１）であって、
‐前記車両（２）を駆動又は牽引するための電気機械（６）と、
‐エアコン用コンプレッサ（１９）、蒸発器（１７）、コンデンサ（１８）、及び膨張弁（１６）を備えた、前記車両（２）の内部空間（５）を冷房するための冷却サイクル（１４）と、
‐前記エアコン用コンプレッサ（１９）を機械的に駆動するための駆動ユニットと、
を備える、前記ドライブトレイン（１）において、
前記車両（２）を駆動又は牽引するための前記電気機械（６）は、機械的なコンプレッサ結合手段（２０）によって、前記エアコン用コンプレッサ（１９）と機械的に結合され、従って、前記電気機械（６）は追加的に、前記エアコン用コンプレッサ（１９）を機械的に駆動するために役立つことを特徴とする、ドライブトレイン（１）。
【請求項２】
前記機械的なコンプレッサ結合手段（２０）は、コンプレッサ‐クラッチ（２１）を備え、従って、前記電気機械（６）と前記エアコン用コンプレッサ（１９）との間の前記機械的な結合を有効化及び無効化させることが可能であり、
及び／又は
前記機械的なコンプレッサ結合手段（２０）は、コンプレッサ軸（２２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のドライブトレイン。
【請求項３】
前記ドライブトレイン（１）は、前記電気機械（６）と少なくとも１つの駆動輪（４４）とを機械的に結合するための機械的な駆動結合手段（２３）を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のドライブトレイン。
【請求項４】
前記機械的な駆動結合手段（２３）は、機械的な歯車装置（２４）及び／又は駆動軸（２５）及び／又は駆動クラッチ（２６）を備えることを特徴とする、請求項３に記載のドライブトレイン。
【請求項５】
駆動クラッチ（２６）が切断されてコンプレッサ‐クラッチ（２１）が接続された際には、前記電気機械（６）の前記機械的エネルギーによって前記エアコン用コンプレッサ（１９）のみが駆動されうることを特徴とする、請求項４に記載のドライブトレイン。
【請求項６】
前記電気機械（６）と、前記歯車装置（２４）と、前記エアコン用コンプレッサ（１９）と、前記コンプレッサ結合手段（２０）と、好適に前記駆動結合手段（２３）と、好適に、前記電気機械（６）のためのパワーエレクトロニクス（１２）とは、まとめられて１つのアセンブリ（２７）となり、
及び／又は
前記電気機械（６）と、前記歯車装置（２４）と、前記エアコン用コンプレッサ（１９）と、前記コンプレッサ結合手段（２０）と、好適に前記駆動結合手段（２３）と、好適に、前記電気機械（６）のための前記パワーエレクトロニクス（１２）とは、１つ又は複数の部分から成る共通のハウジング（２８）内に配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項又は複数に記載のドライブトレイン。
【請求項７】
前記ドライブトレイン（１）は、前記電気機械（６）を冷却するための液圧的な冷却回路（３４）を備え、前記冷却回路（３４）は、冷却液を通すための冷却管路（３５）と、循環ポンプ（３６）と、前記電気機械（６）から前記冷却液へと熱を伝えるための電気機械熱媒体（３７）と、前記冷却液から周囲空気へと熱を伝えるための周囲熱媒体（３８）と、を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項又は複数に記載のドライブトレイン。
【請求項８】
前記冷却回路（３４）には、前記冷却液から、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される空気へと熱を伝えるための加熱熱媒体（４０）が組み込まれていることを特徴とする、請求項７に記載のドライブトレイン。
【請求項９】
前記電気機械（６）の開ループ制御及び／又は閉ループ制御は、前記パワーエレクトロニクス（１２）を用いて、前記電気機械（６）の所定の一定の回転数及び一定の回転トルクの際に、以下の趣旨で変更され、即ち、前記電気機械（６）により放出される廃熱が、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される前記空気を加熱するための前記電気機械（６）からの十分な廃熱を獲得するために変更可能であり特に増大可能であるという趣旨で、変更されうることを特徴とする、請求項７又は８に記載のドライブトレイン。
【請求項１０】
前記冷却サイクル（１４）の前記蒸発器（１７）は、前記パワーエレクトロニクス（１２）から前記蒸発器（１７）へと廃熱を案内し又は前記蒸発器（１７）により前記パワーエレクトロニクス（１２）を冷却するために、前記パワーエレクトロニクス（１２）と熱的に接続されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項又は複数に記載のドライブトレイン。
【請求項１１】
前記冷却サイクル（１４）は、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される前記空気を冷却するための蒸発器（１７）と、前記パワーエレクトロニクス（１２）の領域内に配置された補助蒸発器（４２）と、を備え、
及び／又は
前記ドライブトレイン（１）によって、請求項１２〜１５のいずれか１項又は複数に記載の方法が実施可能であり、
及び／又は
前記ドライブトレイン（１）は、内燃機関（４５）を備え、
及び／又は
前記ドライブトレイン（１）は、前記電気機械（６）に電気エネルギーを供給するための電池（１３）を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項又は複数に記載のドライブトレイン。
【請求項１２】
特に、電気自動車（３）又はハイブリッド自動車（４）としての車両（２）のためのドライブトレイン（１）を駆動する方法であって、以下の工程、即ち、
‐電動機（７）としての電気機械（６）において電気エネルギーを機械的エネルギーに変換し、前記電気機械（６）により生成された前記機械的エネルギーで前記車両（２）を駆動する工程と、
‐前記車両（２）の回生駆動時に、発電機（８）としての前記電気機械（６）で機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する工程と、
‐冷却サイクル（１４）のエアコン用コンプレッサ（１９）を機械的エネルギーにより駆動し、内部空間（５）に導入された前記空気を前記冷却サイクル（１４）の蒸発器（１７）によって冷却する工程と、を含む、前記方法において、
前記エアコン用コンプレッサ（１９）は、前記車両（２）を駆動又は牽引するための電動機（７）としての前記電気機械（６）により生成された機械的エネルギーによって駆動されることを特徴とする。方法。
【請求項１３】
熱的な回収駆動の間には、前記エアコン用コンプレッサ（１９）は、前記車両（２）の運動エネルギーによって駆動され、
及び／又は
電動機（７）としての前記電気機械（６）の前記機械的エネルギーによって、特に同時に、前記車両（２）と前記エアコン用コンプレッサ（１９）とが駆動されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記電気機械（６）の廃熱は、液圧的な冷却回路（３４）を用いて、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入された空気に渡されることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
回転数が一定で、前記電気機械（６）により発生する回転トルクが一定である間に、前記電気機械から前記冷却回路に渡される前記廃熱が、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される前記空気を加熱するための前記電気機械（６）からの十分な廃熱を獲得するために変更され、特に増大され、
及び／又は
前記冷却サイクル（１４）から、前記周囲空気熱媒体（３８）及び／又は前記加熱熱媒体（４０）に渡される熱量が、開ループ及び／又は閉ループ制御手段（４８）によって開ループ制御及び／又は閉ループ制御され、
及び／又は
前記方法が、請求項１〜１１のいずれか１項又は複数の記載のドライブトレイン（１）によって実現される、請求項１２〜１４のいずれか１項又は複数に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の導入部に記載のドライブトレイン、及び、請求項１２の導入部に記載のドライブトレインを駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のみによって駆動される自動車、即ち、例えばガソリン又はガス等の化石燃料により駆動される自動車は燃料消費量が大きい。燃料消費を削減するために、ハイブリッド自動車としての車両としての自動車を内燃機関若しくは電気機械によって駆動し、又は、電気機械のみによって駆動される純粋な電気自動車として車両を構成することが知られている。ハイブリッド自動車及び電気自動車は、電動機械による駆動時は、内部空間を暖めるための十分な廃熱を有さない。電動機としての駆動時の電気機械の高い効率により、電動機としての電気機械で発生する廃熱は、内部空間を暖めるためには十分ではない。この理由から、内部空間は、電動機としての電気機械のみにより電気自動車又はハイブリッド自動車が駆動される際には、追加的な電気的な抵抗加熱器によって暖められる。従って不都合なことに、追加的な、手間が掛かり高価な電気的な抵抗加熱器、例えばＰＴＣ補助ヒータが必要である。
【０００３】
電気機械及びパワーエレクトロニクスは、当該電気機械及びパワーエレクトロクスのための別体のハウジングを備えた特別なアセンブリとして構成される。パワーエレクトロニクスは、電池からの直流電流を、電動機を駆動するための交流電流に変換する。この理由から、車両の内部では、電気機械とパワーエレクトロニクスとの間の対応する差込コネクタによる、手間が掛かる電気接続が必要である。不都合なことに、このことによって、追加的な組み立てコスト、並びに、更なる構成要素及びコンポーネントが必要となる。電気機械は、冷却液管路を含む冷却回路によって冷却されている。循環ポンプが、冷却回路内又は冷却管路内で冷却液を循環させ、これにより、電気機械の廃熱を周囲空気熱媒体で周囲の空気に渡すことが可能である。ハイブリッド自動車では、電気機械を冷却するための低温冷却回路としての上記冷却回路の他に、さらに、内燃機関を冷却するための高温冷却回路も有する。
【０００４】
例えば外気温が高い夏に車両の内部空間に供給される空気を冷却するために、機械的なエアコン用コンプレッサを備えた冷却サイクルが存在する。機械的なエアコン用コンプレッサは、当該機械的なエアコン用コンプレッサを駆動するためだけの特別な電動機によって駆動される。機械的なエアコン用コンプレッサを駆動するためだけの上記電動機は、電池からの電気エネルギーによって駆動される。上記電池は一般に、車両を駆動するための電気機械にも電気エネルギーを供給する高電圧の主電池である。これにより、不都合なことに、エアコン用コンプレッサを駆動するためだけの追加的な電動機が必要である。
【０００５】
独国特許出願公開第１０２００９０６０８６０号明細書には、少なくとも１つの冷媒回路と、車両の内部空間の温度調整を行うための少なくとも１つの温度調整回路と、特に電気自動車又はハイブリッド自動車の少なくとも１つの車両コンポーネントと、を備えた車両用空調システムが示されており、ここでは、温度調整回路から熱を受け取るための少なくとも１つの装置と、温度調整回路へと熱を渡すための少なくとも１つの装置とが設けられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
特に、電気自動車又はハイブリッド自動車としての車両のための本発明に係るドライブトレインであって、車両を駆動又は牽引するための電気機械と、エアコン用コンプレッサ、蒸発器、コンデンサ、及び、膨張弁を備えた、車両の内部空間を冷房するための冷却サイクルと、エアコン用コンプレッサを機械的に駆動するための駆動ユニットと、を備える上記ドライブトレインにおいて、車両を駆動又は牽引するための電気機械は、機械的なコンプレッサ結合手段によってエアコン用コンプレッサと機械的に結合され、従って、電気機械は追加的に、エアコン用コンプレッサを機械的に駆動するために役立ち、及び／又は、電気機械と、歯車装置と、エアコン用コンプレッサと、コンプレッサ結合手段と、好適に駆動結合手段と、好適に、電気機械のためのパワーエレクトロニクスとは、まとめられて１つのアセンブリとなり、及び／又は、電気機械と、歯車装置と、エアコン用コンプレッサと、コンプレッサ結合手段と、好適に駆動結合手段と、好適に、電気機械のためのパワーエレクトロニクスとは、１つ又は複数の部分からなる共通のハウジング内に配置され、及び／又は、ドライブトレインは、電気機械を冷却するための液圧的な冷却回路を備え、この冷却回路は、冷却液を通すための冷却管路と、循環ポンプと、電気機械から冷却液へと熱を伝えるための電気機械熱媒体と、冷却液から周囲空気へと熱を伝えるための周囲熱媒体と、を備え、及び／又は、冷却サイクルの蒸発器は、パワーエレクトロニクスから蒸発器へと廃熱を案内し又は蒸発器によりパワーエレクトロニクスを冷却するために、パワーエレクトロニクスと熱的に接続されている。これにより、電気機械は、車両を駆動又は牽引するためだけではなく、追加的に、機械的なエアコン用コンプレッサを駆動するためにも使用されうる。これにより有利に、エアコン用コンプレッサを駆動するためだけの追加的な電気機械が必要ではない。これにより、コストが削減され、ドライブトレインの重量が下げられうる。
【０００７】
追加的な実施形態において、コンプレッサ結合手段は、コンプレッサ‐クラッチを備え、従って、電気機械とエアコン用コンプレッサとの間の機械的な結合を有効化及び無効化させることが可能であり、及び／又は、機械的なコンプレッサ結合手段はコンプレッサ軸を備える。これにより、エアコン用コンプレッサと、車両を駆動するための電気機械と、の間の機械的な結合を有効化及び無効化させ又は接続及び切断することが可能である。対応する低い外気温において冷却サイクルが内部空間を冷房するために必要とされず、従って、エアコン用コンプレッサを機械的に駆動することも必要ではない限りにおいて、電気機械とエアコン用コンプレッサとの間の機械的な結合を解くことが可能であり、従って、電気機械により提供される機械的エネルギーは、エアコン用コンプレッサの駆動のためには使用されない。従って、電動機とエアコン用コンプレッサとの間の機械的な結合は、エアコン用コンプレッサが駆動される場合にのみ必要であって、当該機械的な結合が存在している。
【０００８】
追加的な実施形態において、ドライブトレインは、電気機械と少なくとも１つの駆動輪とを機械的に結合するための機械的な駆動結合手段を備える。
【０００９】
有利に、機械的な駆動結合手段は、機械的な歯車装置及び／又は駆動軸及び／又は駆動クラッチを備える。電気機械と少なくとも１つの駆動輪との間の機械的な結合は、駆動クラッチによって有効化及び無効化することが可能である。
【００１０】
追加的な変形例において、駆動クラッチが切断されてコンプレッサ‐クラッチが接続された際には、電気機械の機械的エネルギーによってエアコン用コンプレッサのみが駆動されうる。車両が駐車している間、即ち、車両が静止しており内部空間内での冷房の必要性が生じている間、従って、駆動クラッチが切断されてコンプレッサ‐クラッチが接続されている間は、電気機械の機械的エネルギーはエアコン用コンプレッサのみに伝達されうる。これにより、車両が駐車又は停止している間にも、内部空間の冷房が、エアコン用コンプレッサにより駆動される冷却サイクルによって可能である。
【００１１】
補足的な変形例において、電気機械と、歯車装置と、エアコン用コンプレッサと、コンプレッサ結合手段と、好適に駆動結合手段と、好適に、電気機械のためのパワーエレクトロニクスとは、まとめられて１つのアセンブリとなり、及び／又は、電気機械と、歯車装置と、エアコン用コンプレッサと、コンプレッサ結合手段と、好適に駆動結合手段と、好適に、電気機械のためのパワーエレクトロニクスとは、１つ又は複数の部分から成る共通のハウジング内に配置される。これにより好都合なことに、例えば電気機械と、歯車装置と、エアコン用コンプレッサと、パワーエレクトロニクスと、のための特別なハウジングが必要ではない。上記アセンブリでは、パワーエレクトロニクスと電気機械との間の電気的接続も既に存在し、これにより、そのための追加的な導線及び電気的な差込コネクタが、上記アセンブリの外部の自動車では発生しない。これにより、自動車又は車両の組み立てが容易になりうる。
【００１２】
補足的な構成において、ドライブトレインは、電気機械を冷却するための液圧的な冷却回路を備え、この冷却回路は、冷却液を通すための冷却管路と、循環ポンプと、電気機械から冷却液へと熱を伝えるための電気機械熱媒体と、冷却液から周囲空気へと熱を伝えるための周囲熱媒体と、を備える。電気機械を冷却するための冷却回路は、低温冷却回路である。
【００１３】
補足的な構成において、冷却回路には、冷却液から、車両の内部空間へと導入される空気へと熱を伝えるための加熱熱媒体が組み込まれている。これにより、電気機械により放出される廃熱が、加熱熱媒体によって、車両の内部空間へと導入される空気に渡されうる。これにより、電気機械の廃熱が、好都合なことに、車両の内部空間を暖めるために利用され、これにより電気エネルギーが節約されうる。
【００１４】
追加的な実施形態において、電気機械の開ループ制御及び／又は閉ループ制御は、パワーエレクトロニクスを用いて、電気機械の所定の一定の回転数及び一定の回転トルクの際に、以下の趣旨で変更され、即ち、電気機械により放出される廃熱が、車両の内部空間へと導入される空気を加熱するための電気機械からの十分な廃熱を獲得するために変更可能であり特に増大可能であるという趣旨で、変更されうる。これにより、電気機械により放出される廃熱が、電動機の一定の駆動状態において変更され又は変更可能であり、これにより、車両の内部空間のための熱需要量に対して調整され又は調整可能である。これにより、電気機械の廃熱から、内部空間を暖めるために十分な熱が供給され、これにより有利に、内部空間に供給される空気を暖めるための追加的な電気的な抵抗加熱器が必要ではない。内部空間を暖めるための熱に対する需要が無く、又は電気機械の既に存在する廃熱が内部空間を暖めるために十分である限りにおいて、電気機械は、提供された電気エネルギーから最大効率で最大の機械的エネルギーが放出されるという趣旨で、駆動される。しかしながら、機械的エネルギーに関して最適化され又は最大化された電動機の上記開ループ制御及び／又は閉ループ制御において、電動機の廃熱が内部空間を暖めるためにもはや十分ではない限り、パワーエレクトロニクスによって、電気機械の開ループ制御及び／又は閉ループ制御が以下の趣旨で変更され、即ち、電気機械がより大きな廃熱量を提供するという趣旨で、変更される。このことは、例えば、固定子の電磁石に対して対応して変更して電気供給することによって行われ、これにより、放出される機械的エネルギーは不変で、電磁石及び／又は回転子に対してより大きな廃熱が提供される。これについて、需要に応じた、電力損失が最大化された電動機の開ループ制御及び／又は閉ループ制御のために、パワーエレクトロニクス及び／又は対応する演算ユニットには、対応するソフトウェアが格納されている。構造的には、電気機械、特に固定子は、コイルとして及び／又は回転子に対するコイルの幾何学的な配置としての電磁石の対応する巻線によって以下の趣旨で構成され、即ち、電動機の開ループ制御及び／又は閉ループ制御の対応する変更によって、特に固定子の電磁石への電流供給の変更によって、電気機械により放出される廃熱の変更が制御可能であり及び／又は実現可能であり及び／又は実現されるという趣旨で、構成される。
【００１５】
追加的な実施形態において、冷却サイクルの蒸発器は、パワーエレクトロニクスから蒸発器へと廃熱を案内し又は蒸発器によりパワーエレクトロニクスを冷却するために、パワーエレクトロニクスと熱的に接続されている。冷却サイクルを用いたパワーエレクトロニクスの冷却によって、パワーエレクトロニクスの効率を向上させることが可能となり、さらに、寿命を延ばすことが可能である。例えば夏に外気温が高い際にも、パワーエレクトロニクスが、最適化された温度へと冷却され、従って、パワーエレクトロニクスの構成要素、即ち例えばパワー半導体、及び／又は、演算器、及び／又は、フィルムコンデンサにごくわずかに熱的な負荷が掛かり、これにより、パワーエレクトロニクスのより高い効率とより長い寿命とが実現される。
【００１６】
追加的な変形例において、蒸発器は、パワーエレクトロニクスを含む補助冷却回路と熱的に接続され、又は、冷却サイクルは、車両の内部空間へと導入される空気を冷却するための蒸発器と、パワーエレクトロニクスの領域内に配置された補助蒸発器と、を備え、及び／又は、ドライブトレインによって、本出願書類に記載された方法が実施可能であり、及び／又は、ドライブトレインは、内燃機関を備え、及び／又は、ドライブトレインは、電気機械に電気エネルギーを供給するための電池を備える。内燃機関によって、車両の少なくとも１つの駆動輪が、追加的に内燃機関の機械的エネルギーによっても駆動されうる。これにより、少なくとも１つの駆動輪が、内燃機関の機械的エネルギーによって及び／又は電気機械の機械的エネルギーによって駆動可能である。内燃機関は、別の高温冷却回路によって冷却される。
【００１７】
他の実施形態において、内燃機関のための高温冷却回路は、高温‐冷却液管路と、高温‐循環ポンプと、高温‐内燃機関熱媒体と、高温‐周囲空気熱媒体と、高温‐加熱空気熱媒体と、を備える。
【００１８】
特に、電気自動車又はハイブリッド自動車としての車両のためのドライブトレインを駆動する方法であって、以下の工程、即ち、電動機としての電気機械において電気エネルギーを機械的エネルギーに変換し、電気機械により生成された機械的エネルギーで車両を駆動する工程と、車両の回生駆動時に、発電機としての電気機械において機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する工程と、冷却サイクルのエアコン用コンプレッサを機械的エネルギーにより駆動し、内部空間に導入された空気を冷却サイクルの蒸発器によって冷却する工程と、を含む、上記方法において、エアコン用コンプレッサは、車両を駆動又は牽引するための電動機としての電気機械により生成された機械的エネルギーによって駆動され、及び／又は、電気機械の廃熱が、液圧的な冷却回路によって、車両の内部空間に導入された空気に渡され、及び／又は、車両を駆動するための電気機械、好適に１つの電気機械によって、車両及び／又はエアコン用コンプレッサが駆動される。
【００１９】
補足的な構成において、熱的な回収駆動の間には、エアコン用コンプレッサは、車両の運動エネルギーによって駆動され、及び／又は、電動機としての電気機械の機械的エネルギーによって、特に同時に、車両とエアコン用コンプレッサとが駆動される。エアコン用コンプレッサは、コンプレッサ結合手段によって電気機械と機械的に結合されうる。従って、車両の回収駆動時には、電気機械によって電気エネルギーが生成され、及び／又は、エアコン用コンプレッサとの機械的な結合に基づく機械的エネルギーによって、これにより、車両の運動エネルギーを用いてエアコン用コンプレッサが駆動され、これにより、車両の内部空間の冷房が、熱的な回収駆動の間の車両の運動エネルギーによって実施されうる。これにより、車両の総効率が追加的に最適化されうる。
【００２０】
追加的な構成において、電気機械の廃熱は、液圧的な冷却回路を用いて、車両の内部空間へと導入された空気に渡される。これにより、電気機械の廃熱が、内部空間を暖めるためにも利用されうる。これにより、車両の効率の追加的な最適化が可能である。
【００２１】
補足的な変形例において、回転数が一定で、電気機械により発生する回転トルクが一定である間に、電気機械から冷却回路に渡される廃熱が、車両の内部空間へと導入される空気を加熱するための電気機械からの十分な廃熱を獲得するために変更され、特に増大され、及び／又は、冷却回路から、周囲空気熱媒体及び／又は加熱熱媒体に渡される熱量が、開ループ／又は閉ループ制御手段によって開ループ制御及び／又は閉ループ制御され、及び／又は、本方法が、本出願書類に記載されたドライブトレインによって実現される。電気機械の廃熱は、一定の駆動状態において変更可能であり、これにより、内部空間を暖めるための熱需要量に対して調整されうる。これにより、内部空間に供給される空気を暖めるための追加的な電気的な抵抗加熱器が有利に必要ではない。冷却回路によって周囲空気熱媒体及び／又は加熱熱媒体に渡される熱量が、例えば少なくとも１つの逆止弁又は三方弁の、開ループ及び／又は閉ループ制御手段によって開ループ制御及び／又は閉ループ制御されうる。これにより、内燃空間を暖めるための熱に対する需要に応じて、電気機械からの廃熱が、加熱熱媒体及び／又は周囲空気熱媒体へと供給されうる。内部空間を暖めるための熱に対する需要が発生しない限り、電気機械の総廃熱量が、周囲空気熱媒体によって周囲環境の空気に渡される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
以下では、本発明の実施例が、添付の図面を参照して詳細に解説される。
【図１】ドライブトレインの概略図を示す。
【図２】電気機械と、歯車装置と、エアコン用コンプレッサと、コンプレッサ結合手段と、駆動結合手段と、電気機械のためのパワーエレクトロニクスと、を備えるアセンブリの非常に簡略化された断面図を示す。
【図３】電気自動車又はハイブリッド自動車としての車両の図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図３に示される車両２は、車両２を駆動又は牽引するためのドライブトレイン１を有する。高電圧電池１３として、例えばリチウムイオン電池１３としての電池１３は、ドライブトレイン１に電気エネルギーを供給するために役立つ。ドライブトレイン１が、車両２を駆動するために電動機械６と内燃機関４５との双方を有する場合、この車両はハイブリッド自動車４であり、ドライブトレイン１が、車両２を駆動するために電気機械６のみを有する場合、この車両は電気自動車３である。
【００２４】
図１には、ドライブトレイン１が非常に図式化されて示されている。電気機械６は、回転子９と、電磁石を含む固定子１０と、を備える。電気機械６は、電動機７として、電池１３からの電気エネルギーを機械的エネルギーに変換することが可能であり、又は、発電機８として、車両２の回収駆動時に機械的なエネルギーを、当該回収駆動時に電池１３に充電するための電気エネルギーに変換することが可能である。電気機械６の電気機械ハウジング１１内には、電気機械熱媒体３７がさらに配置されている。回転子９の１の側には、コンプレッサ結合手段２０としてのコンプレッサ軸２２が固定されている。コンプレッサ軸２２には、さらにコンプレッサ‐クラッチ２１が存在し、コンプレッサ軸２２は、冷却サイクル１４のエアコン用コンプレッサ１９と機械的に結合されている。コンプレッサ‐クラッチ２１が接続された際には、固定子９と機械的なエアコン用コンプレッサ１９との間に機械的な結合又は接続が生じ、従って、回転子９及びコンプレッサ軸２２によりエアコン用コンプレッサ１９へと伝達される機械的エネルギーによって、エアコン用コンプレッサ１９が駆動される。コンプレッサ‐クラッチ２１が切断された状態では、回転子９又は電気機械６と、エアコン用コンプレッサ１９と、の間に機械的な結合は生じない。
【００２５】
冷却サイクル１４は、エアコン用コンプレッサ１９又は圧縮機１９の他に、冷媒管路１５と、膨張弁１６と、蒸発器１７と、コンデンサ１８と、補助膨張弁４３と、補助蒸発器４２と、を備える。蒸発器１７は、空調設備４１の内部に配置されており、車両２の内部空間５へと導入される又は導入された空気を冷却するために役立つ。これにより、蒸発器１７によって内部空間５が冷却されうる。
【００２６】
回転子９の他の側では、回転子９が、駆動結合手段２３によって駆動輪４４と接続されている。ここで、駆動結合手段２３は、駆動軸２５と、機械的な歯車装置２４、即ち例えば差動歯車装置２４と、駆動クラッチ２６と、を備える。駆動クラッチ２６が接続された状態では、電気機械６の回転子９と駆動輪４４との間に機械的な結合が生じる。駆動クラッチ２６が切断された際には、電気機械６と駆動輪４４との間に機械的な結合又は接続は生じない。ドライブトレイン１はさらに、任意に内燃機関４５を備え、この内燃機関４５は、内燃機関軸４７及び内燃機関‐クラッチ４６によって歯車装置２４と機械的に結合され、これにより車両２の駆動輪４４とも機械的に結合されており、又は、内燃機関‐クラッチ４６が切断された際には、内燃機関４５と少なくとも１つの駆動輪４４との間の機械的な結合が断たれる。
【００２７】
電気機械６の稼働中には、電気機械６によって廃熱が放出される。その際にこの廃熱は、電気機械ハウジング１１内の電気機械熱媒体３７によって冷却回路３４に渡される。冷却回路３４は、冷却液を含む冷却液管路３５を備え、冷却液は循環ポンプ３６によって循環させられる。冷却回路３４はさらに、廃熱を冷却回路３４の冷却液で周囲空気へと伝えるための周囲空気熱媒体３８を備える。冷却回路３４にはさらに、加熱熱媒体４０が組み込まれており、従って、加熱熱媒体４０によって電気機械６の廃熱が、内部空間５に導入される空気に渡される。加熱熱媒体４０は、蒸発器１７と共に空調設備４１内に配置されている。周囲空気熱媒体３８により周囲環境の空気に渡され及び／又は加熱熱媒体４０によって内部空間５内の空気に渡される電気機械６からの廃熱の分配は、開ループ及び／又は閉ループ制御手段４８によって、開ループ制御及び／又は閉ループ制御されうる。開ループ及び／又は閉ループ制御手段４８は、２つの逆止め弁３９及び循環ポンプ３６を含む。図１に示す循環ポンプ３６の搬送方向に、電気機械６から出た冷却液が加熱熱媒体４０のみに導入され、そこから再び電気機械６に戻るように案内される。循環ポンプ３６は、図１の記載とは反対の搬送方向にも冷却回路３４を通じて冷却液を案内することが可能であり、これにより、この反対方向（図示せず）での２つの逆止め弁３９の形成に基づき、電気機械６から出た冷却液が周囲空気熱媒体３８にのみ導入される。循環ポンプ３６が図１に示す搬送方向に冷却液を搬送する時間又は循環ポンプ３６が図１に示す搬送方向とは反対方向に冷却液を搬送する時間への対応する開ループ制御及び／又は閉ループ制御によって、電気機械６から周囲空気熱媒体３８及び／又は加熱熱媒体４０への廃熱の分配が、開ループ制御及び／又は閉ループ制御されうる。この構成とは異なって（図示せず）、開ループ及び／又は閉ループ制御手段４８は、対応する三方弁であってもよく、この三方弁によって、電気機械６から出た冷却液の流れが、周囲空気熱媒体３８及び／又は加熱熱媒体４０へと分配可能であり、従って、この図示されない変形例では循環ポンプ３６が１つの搬送方向にのみ駆動される。
【００２８】
駆動結合手段２３が切断されてコンプレッサ‐クラッチ２１が接続された際には、電気機械６によって、車両２が駐車又は停止している際にも、エアコン用コンプレッサ１９が駆動されうる。内部空間５内の冷房に対する需要が生じていない限り、コンプレッサ‐クラッチ２１を切断して駆動結合手段２３を接続することによって、電気機械６の機械的エネルギーが、車両２を駆動するためだけに利用されうる。コンプレッサ‐クラッチ２１が接続され駆動結合手段２３が接続されている間の車両２の回収駆動時は、熱的な回収駆動において車両２の運動エネルギーを、エアコン用コンプレッサ１９の駆動のためにも使用することが可能であり、これにより車両２の効率をさらに改善することが可能である。熱的な回収駆動時には、内燃機関５の冷却に対する必要性が生じる。冷却サイクル１４と、電気機械６に電流供給するためのパワーエレクトロニクス１２及び補助膨張弁４３の近傍の補助蒸発器４２と、を用いて、追加的にパワーエレクトロニクス１２も冷却サイクル１４によって冷却することが可能である。冷却サイクル１４内には、蒸発器１７のみを通じて、補助蒸発器４２のみを通じて、又は蒸発器１７と補助蒸発器４２の双方を通じて冷却サイクル１４の冷媒を案内しうる対応する弁（図示せず）が配置されている。
【００２９】
電気機械６と、エアコン用コンプレッサ１９と、歯車装置１４と、コンプレッサ結合手段２０と、駆動結合手段２３と、パワーエレクトロニクス１２とは、共有のハウジング２８を備えたアセンブリ２７に配置されている（図２）。ハウジング２８は２つの構成要素から成り、第１の部分２９と第２の部分３０を含む。ハウジング２８のこの２つの部分２９、３０は、接続手段３１により、例えばネジ結合により互いに接続されている。アセンブリ２７のハウジング２８を通って、駆動軸２５とコンプレッサ軸２３との双方が案内されている。さらに、ハウジング２８の外側には、アセンブリ２７を冷却サイクル１４の２つの冷媒管路１５と接続するための２つのインタフェース３２も形成されている。さらに、アセンブリ２７を冷却回路３４の２つの冷却液管路３５と液圧的に接続するための２つのインタフェース３３が存在する。インタフェース３２、３３は、例えば接続管片及び／又はネジ結合及び／又は差込継手である。これにより、車両２の製造及び組み立て時に、構成要素６、１２、１９、２０、２３、２４の高度な統合が可能となる。これにより、高電圧なコンポーネント、即ちパワーエレクトロニクス１２と電気機械６との統合に基づく車両２の安全性が改善されうる。
【００３０】
以上考察してきたように、本発明に係るドライブトレイン１及びドライブトレイン１を駆動するための本発明に係る方法と基本的な利点が結び付けられる。電気機械６は、エアコン用コンプレッサ１９を駆動するためにも利用され、このことは、車両２の停車中にも可能である。これにより有利に、エアコン用コンプレッサ１９を駆動するためだけの追加的な電動機が必要ではない。これにより、有利にドライブトレイン１を製造するためのコスト及び重量が低減されうる。電気機械６により生成された廃熱を開ループ制御及び／又は閉ループ制御できることにより、電気機械６により生成された廃熱は内部空間５を暖めるために十分であり、これにより、内部空間５の導入される空気を加熱するための追加的な電気的な抵抗加熱器が必要ではない。これにより、追加的なコスト及び重量が低減されうる。なぜならば、内部空間５の導入される空気を加熱するための追加的な電気的な抵抗加熱器が必要ではないからである。
【図１】
2019501823.tif 000003
【図２】
2019501823.tif 000004
【図３】
2019501823.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月1日(2018.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（２）のためのドライブトレイン（１）であって、
‐前記車両（２）を駆動又は牽引するための電気機械（６）と、
‐エアコン用コンプレッサ（１９）、蒸発器（１７）、コンデンサ（１８）、及び膨張弁（１６）を備えた、前記車両（２）の内部空間（５）を冷房するための冷却サイクル（１４）と、
‐前記エアコン用コンプレッサ（１９）を機械的に駆動するための駆動ユニットと、
を備える、前記ドライブトレイン（１）において、
前記車両（２）を駆動又は牽引するための前記電気機械（６）は、機械的なコンプレッサ結合手段（２０）によって、前記エアコン用コンプレッサ（１９）と機械的に結合され、従って、前記電気機械（６）は追加的に、前記エアコン用コンプレッサ（１９）を機械的に駆動するために役立つことを特徴とする、ドライブトレイン（１）。
【請求項２】
前記機械的なコンプレッサ結合手段（２０）は、コンプレッサ‐クラッチ（２１）を備え、従って、前記電気機械（６）と前記エアコン用コンプレッサ（１９）との間の前記機械的な結合を有効化及び無効化させることが可能であり、
及び／又は
前記機械的なコンプレッサ結合手段（２０）は、コンプレッサ軸（２２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のドライブトレイン。
【請求項３】
前記ドライブトレイン（１）は、前記電気機械（６）と少なくとも１つの駆動輪（４４）とを機械的に結合するための機械的な駆動結合手段（２３）を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のドライブトレイン。
【請求項４】
前記機械的な駆動結合手段（２３）は、機械的な歯車装置（２４）及び／又は駆動軸（２５）及び／又は駆動クラッチ（２６）を備えることを特徴とする、請求項３に記載のドライブトレイン。
【請求項５】
駆動クラッチ（２６）が切断されてコンプレッサ‐クラッチ（２１）が接続された際には、前記電気機械（６）の機械的エネルギーによって前記エアコン用コンプレッサ（１９）のみが駆動されうることを特徴とする、請求項４に記載のドライブトレイン。
【請求項６】
前記電気機械（６）と、歯車装置（２４）と、前記エアコン用コンプレッサ（１９）と、前記コンプレッサ結合手段（２０）と、駆動結合手段（２３）と、前記電気機械（６）のためのパワーエレクトロニクス（１２）とは、まとめられて１つのアセンブリ（２７）となり、
及び／又は
前記電気機械（６）と、前記歯車装置（２４）と、前記エアコン用コンプレッサ（１９）と、前記コンプレッサ結合手段（２０）と、駆動結合手段（２３）と、前記電気機械（６）のための前記パワーエレクトロニクス（１２）とは、１つ又は複数の部分から成る共通のハウジング（２８）内に配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項又は複数に記載のドライブトレイン。
【請求項７】
前記ドライブトレイン（１）は、前記電気機械（６）を冷却するための液圧的な冷却回路（３４）を備え、前記冷却回路（３４）は、冷却液を通すための冷却管路（３５）と、循環ポンプ（３６）と、前記電気機械（６）から前記冷却液へと熱を伝えるための電気機械熱媒体（３７）と、前記冷却液から周囲空気へと熱を伝えるための周囲空気熱媒体（３８）と、を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項又は複数に記載のドライブトレイン。
【請求項８】
前記冷却回路（３４）には、前記冷却液から、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される空気へと熱を伝えるための加熱熱媒体（４０）が組み込まれていることを特徴とする、請求項７に記載のドライブトレイン。
【請求項９】
前記電気機械（６）の開ループ制御及び／又は閉ループ制御は、パワーエレクトロニクス（１２）を用いて、前記電気機械（６）の所定の一定の回転数及び一定の回転トルクの際に、以下の趣旨で変更され、即ち、前記電気機械（６）により放出される廃熱が、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される前記空気を加熱するための前記電気機械（６）からの十分な廃熱を獲得するために変更可能であるという趣旨で、変更されうることを特徴とする、請求項７又は８に記載のドライブトレイン。
【請求項１０】
前記電気機械（６）により放出される廃熱が、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される前記空気を加熱するための前記電気機械（６）からの十分な廃熱を獲得するために増大可能であるという趣旨で、変更されうることを特徴とする、請求項９に記載のドライブトレイン。
【請求項１１】
前記冷却サイクル（１４）の前記蒸発器（１７）は、パワーエレクトロニクス（１２）から前記蒸発器（１７）へと廃熱を案内し又は前記蒸発器（１７）により前記パワーエレクトロニクス（１２）を冷却するために、前記パワーエレクトロニクス（１２）と熱的に接続されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項又は複数に記載のドライブトレイン。
【請求項１２】
前記冷却サイクル（１４）は、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される空気を冷却するための蒸発器（１７）と、パワーエレクトロニクス（１２）の領域内に配置された補助蒸発器（４２）と、を備え、
及び／又は
前記ドライブトレイン（１）によって、請求項１４〜１９のいずれか１項又は複数に記載の方法が実施可能であり、
及び／又は
前記ドライブトレイン（１）は、内燃機関（４５）を備え、
及び／又は
前記ドライブトレイン（１）は、前記電気機械（６）に電気エネルギーを供給するための電池（１３）を備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項又は複数に記載のドライブトレイン。
【請求項１３】
前記車両（２）は、電気自動車（３）又はハイブリッド自動車（４）であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のドライブトレイン。
【請求項１４】
車両（２）のためのドライブトレイン（１）を駆動する方法であって、以下の工程、即ち、
‐電動機（７）としての電気機械（６）において電気エネルギーを機械的エネルギーに変換し、前記電気機械（６）により生成された前記機械的エネルギーで前記車両（２）を駆動する工程と、
‐前記車両（２）の回生駆動時に、発電機（８）としての前記電気機械（６）で機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する工程と、
‐冷却サイクル（１４）のエアコン用コンプレッサ（１９）を機械的エネルギーにより駆動し、内部空間（５）に導入された空気を前記冷却サイクル（１４）の蒸発器（１７）によって冷却する工程と、を含む、前記方法において、
前記エアコン用コンプレッサ（１９）は、前記車両（２）を駆動又は牽引するための電動機（７）としての前記電気機械（６）により生成された機械的エネルギーによって駆動されることを特徴とする。方法。
【請求項１５】
熱的な回収駆動の間には、前記エアコン用コンプレッサ（１９）は、前記車両（２）の運動エネルギーによって駆動され、
及び／又は
電動機（７）としての前記電気機械（６）の前記機械的エネルギーによって、同時に、前記車両（２）と前記エアコン用コンプレッサ（１９）とが駆動されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気機械（６）の廃熱は、液圧的な冷却回路（３４）を用いて、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入された空気に渡されることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
回転数が一定で、前記電気機械（６）により発生する回転トルクが一定である間に、前記電気機械から冷却回路に渡される廃熱が、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される空気を加熱するための前記電気機械（６）からの十分な廃熱を獲得するために変更され、
及び／又は
前記冷却サイクル（１４）から、周囲空気熱媒体（３８）及び／又は加熱熱媒体（４０）に渡される熱量が、開ループ及び／又は閉ループ制御手段（４８）によって開ループ制御及び／又は閉ループ制御され、
及び／又は
前記方法が、請求項１〜１３のいずれか１項又は複数の記載のドライブトレイン（１）によって実現される、請求項１４〜１６のいずれか１項又は複数に記載の方法。
【請求項１８】
前記電気機械から前記冷却回路に渡される前記廃熱が、前記車両（２）の前記内部空間（５）へと導入される前記空気を加熱するための前記電気機械（６）からの十分な廃熱を獲得するために増大されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記車両（２）は、電気自動車（３）又はハイブリッド自動車（４）であることを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
他の実施形態において、内燃機関のための高温冷却回路は、高温‐冷却液管路と、高温‐循環ポンプと、高温‐内燃機関熱媒体と、高温‐周囲空気熱媒体と、高温‐加熱熱媒体と、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
電気機械６と、エアコン用コンプレッサ１９と、歯車装置２４と、コンプレッサ結合手段２０と、駆動結合手段２３と、パワーエレクトロニクス１２とは、共有のハウジング２８を備えたアセンブリ２７に配置されている（図２）。ハウジング２８は２つの構成要素から成り、第１の部分２９と第２の部分３０を含む。ハウジング２８のこの２つの部分２９、３０は、接続手段３１により、例えばネジ結合により互いに接続されている。アセンブリ２７のハウジング２８を通って、駆動軸２５とコンプレッサ軸２３との双方が案内されている。さらに、ハウジング２８の外側には、アセンブリ２７を冷却サイクル１４の２つの冷媒管路１５と接続するための２つのインタフェース３２も形成されている。さらに、アセンブリ２７を冷却回路３４の２つの冷却液管路３５と液圧的に接続するための２つのインタフェース３３が存在する。インタフェース３２、３３は、例えば接続管片及び／又はネジ結合及び／又は差込継手である。これにより、車両２の製造及び組み立て時に、構成要素６、１２、１９、２０、２３、２４の高度な統合が可能となる。これにより、高電圧なコンポーネント、即ちパワーエレクトロニクス１２と電気機械６との統合に基づく車両２の安全性が改善されうる。
【国際調査報告】
2019501823.tif 000006
2019501823.tif 000007
2019501823.tif 000008
2019501823.tif 000009
2019501823.tif 000010
2019501823.tif 000011