(57)【要約】  本発明は、クラッチシステム（１０）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、摩擦クラッチ（１６）の圧着プレート（５６）を軸方向で変位させるランプシステム（４４）であって、入力ランプ（５０）と、ランプシステム（４４）の軸方向の延在寸法を変化させるべく、入力ランプ（５０）に対して相対的に回動可能な出力ランプ（５４）とを有するランプシステム（４４）と、トルク導入要素（１２）とトルク導出要素（１４）との間の差回転数の結果として、摩擦クラッチ（１６）を操作する、ランプシステム（４４）に作用するパイロットクラッチ（３０）と、パイロットクラッチ（３０）を電磁操作する電磁石（３２）と、を備え、ランプシステム（４４）は、摩擦クラッチ（１６）および／またはパイロットクラッチ（３０）に対して半径方向内側に配置されている、クラッチシステム（１０）に関する。これにより、小さな所要構造スペースおよび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。
2019508645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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（５６）を軸方向で変位させるランプシステム（４４）であって、入力ランプ（５０）と、前記ランプシステム（４４）の軸方向の延在寸法を変化させるべく、前記入力ランプ（５０）に対して相対的に回動可能な出力ランプ（５４）とを有するランプシステム（４４）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、前記摩擦クラッチ（１６）を操作する、前記ランプシステム（４４）に作用するパイロットクラッチ（３０）と、
前記パイロットクラッチ（３０）を電磁操作する電磁石（３２）と、
を備え、
前記ランプシステム（４４）は、前記摩擦クラッチ（１６）および／または前記パイロットクラッチ（３０）の半径方向内側に配置されている
クラッチシステム。
【請求項２】
前記摩擦クラッチ（１６）は、半径方向で見て前記ランプシステム（４４）と少なくとも部分的に重なることを特徴とする、請求項１記載のクラッチシステム。
【請求項３】
前記ランプシステム（４４）の前記出力ランプ（５４）は、前記摩擦クラッチ（１６）の圧着プレート（５６）に結合されており、
前記圧着プレート（５６）は、半径方向で延在するとともに、少なくとも部分的に軸方向成分を有して延在し、
前記圧着プレート（５６）は、半径方向で見て前記ランプシステム（４４）と少なくとも部分的に、好ましくは完全に重なる
ことを特徴とする、請求項１または２記載のクラッチシステム。
【請求項４】
前記ランプシステム（４４）の前記入力ランプ（５０）は、連動リング（４６）を介して、前記パイロットクラッチ（３０）の、圧着要素（３６）と相手側要素（４０）との間で摩擦結合式に締め付け可能なクラッチ板要素（３８）に連結されており、
前記連動リング（４６）は、半径方向で延在するとともに、少なくとも部分的に軸方向成分を有して延在する
ことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
【請求項５】
前記クラッチ板要素（３８）は、半径方向外側に向かって前記パイロットクラッチ（３０）から突出し、
前記連動リング（４６）は、前記パイロットクラッチ（３０）と少なくとも部分的に半径方向外側で重なる
ことを特徴とする、請求項４記載のクラッチシステム。
【請求項６】
前記パイロットクラッチ（３０）は、前記トルク導入要素（１２）に連結される相手側要素（４０）と、前記相手側要素（４０）に対して相対的に軸方向で変位可能な圧着要素（３６）とを、前記圧着要素（３６）と前記相手側要素（４０）との間でクラッチ板要素（３８）を摩擦結合式に締め付けるべく有し、
前記圧着要素（３６）は、閉鎖ばね（４２）を介して前記相手側要素（４０）に結合されている
ことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
【請求項７】
前記電磁石（３２）は、前記摩擦クラッチ（１６）および／または前記パイロットクラッチ（３０）の半径方向内側に配置されており、
前記電磁石（３２）は、前記パイロットクラッチ（３０）の圧着要素（３６）に磁気を作用させることができるように構成されている
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。
【請求項８】
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）に面する軸方向の内面（２８）を有し、
前記内面（２８）は、前記ランプシステム（４４）および／または前記電磁石（３２）に面する
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。
【請求項９】
不動のモジュール支持体（２６）を備え、
前記支持板（２２）は、軸受（２４）を介して前記モジュール支持体（２６）に支持されており、
前記電磁石（３２）は、支持脚部（３４）を介して相対回動不能に前記モジュール支持体（２６）に取り付けられており、
前記軸受（２４）は、前記モジュール支持体（２６）と前記支持脚部（３４）との間に軸方向で動かないように支持されている
ことを特徴とする、請求項８記載のクラッチシステム。
【請求項１０】
軸方向で前記電磁石（３２）と前記パイロットクラッチ（３０）の圧着要素（３６）との間に、前記電磁石（３２）により前記圧着要素（３６）に磁力が作用したときに前記圧着要素（３６）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（６２）が設けられていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１１／０５０７７３号において、遮断クラッチとして構成される摩擦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、「ブースタクラッチ（Booster-Kupplung）」の形態のクラッチシステムが公知である。摩擦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、摩擦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、摩擦クラッチの圧着プレートとカウンタプレートとの間でクラッチ板を摩擦結合式に締め付けることができる。
【０００３】
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られるようにしたいという要求が、常に存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、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られる手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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って解決される。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。
【０００６】
本発明により、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、摩擦クラッチを操作する、ランプシステムに作用するパイロットクラッチと、パイロットクラッチを電磁操作する電磁石と、を備え、ランプシステムは、摩擦クラッチおよび／またはパイロットクラッチに対して半径方向内側に配置されている。
【０００７】
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されるトルクを、自動車を駆動するために、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、自動車を、ブースタ運転中、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り、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、停止した内燃機関は、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。ランプシステムは、摩擦クラッチおよび／またはパイロットクラッチに対して半径方向内側に、特に入れ子に配置されているので、パイロットクラッチをできる限り大きな半径上に位置決めすることを可能にする省スペースの配置が得られる。これにより、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、比較的大きな摩擦接触面を実現することができ、これにより、さらに構造スペースを、特に電磁石を半径方向内側に位置決めすべく、節減することができる。運転モードを切り換えるには、電磁石と、半径方向内側に配置されるランプシステムとにより、半径方向外側に配置される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、小さな所要構造スペースおよび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。
【０００８】
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」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、相応して高い圧着力を、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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。出力ランプは、相対回動不能に、しかし軸方向では可動に、特に摩擦クラッチの圧着プレートを介して、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されていることができる。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を、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させることができる。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ことができる一方、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、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されてもよく、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。
【００１１】
特に、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る。ランプシステムは、摩擦クラッチに対して入れ子とされ、少なくとも部分的に、好ましくは完全に、摩擦クラッチの半径方向の内室内に差し込まれていることができる。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、十分なスペースをランプシステムのために提供することができる、摩擦クラッチ内の構造スペースを利用することで、いずれにせよ存在する構造スペースをより有効利用することができ、これにより、クラッチシステム全体の所要構造スペースを削減可能である。
【００１２】
好ましくは、ランプシステムの出力ランプは、摩擦クラッチの圧着プレートに結合されており、圧着プレートは、半径方向で延在するとともに、少なくとも部分的に軸方向成分を有して延在し、特に圧着プレートは、半径方向で見てランプシステムと少なくとも部分的に、好ましくは完全に重なる。これにより圧着プレートを、ポット状に、断面図で見て屈曲した延びを有して構成することができる。これにより圧着プレートは、摩擦クラッチの半径方向内側で、出力ランプに加えられる圧着力を受け、摩擦クラッチの軸方向の一端に導入することができる。圧着プレートの、純粋な板形状からポット状に変形した幾何学的な構成により、ランプシステムを、相応して摩擦クラッチの半径方向の内室内に省スペースに大きく差し込むことができる。
【００１３】
特に好ましくは、ランプシステムの入力ランプは、連動リングを介して、パイロットクラッチの、圧着要素と相手側要素との間で摩擦結合式に締め付け可能なクラッチ板要素に連結されており、連動リングは、半径方向で延在するとともに、少なくとも部分的に軸方向成分を有して延在する。連動リングにより、クラッチ板要素に対する入力ランプの軸方向および半径方向のずれは、容易に架橋することができる。これにより、入力ランプをクラッチ板要素に向かって半径方向で延長して配置することは、不要である。その代わり、ランプシステムは、軸方向でパイロットクラッチに対してできる限り大きくずらされて摩擦クラッチの半径方向の内室内に配置されていることができ、その結果、パイロットクラッチに対して半径方向内側に、電磁石を位置決めする構造スペースを提供することができる。
【００１４】
特にクラッチ板要素は、半径方向外側に向かってパイロットクラッチから突出し、連動リングは、パイロットクラッチと少なくとも部分的に半径方向外側で重なる。これにより連動リングは、完全に圧着要素および相手側要素の傍らを通過することができ、連動リングが、圧着要素または相手側要素の貫通開口に挿通された結合フィンガ部であって、パイロットクラッチに対して軸方向でずらされたランプシステムの入力ランプへと至る結合フィンガ部を介して、入力ランプに作用する必要はない。これにより、構造が簡単化され、組み立て手間が減少している。クラッチ板要素は、例えば差し込み歯列を介してトルクを伝達するように、しかし軸方向では相対可動にクラッチ板要素に結合されていることができる。
【００１５】
好ましくは、ランプシステムの入力ランプは、特に連動リングを介して、摩擦クラッチの、トルク導入要素に連結される入力部に支持されている。入力部、特に多板クラッチのインナディスクキャリアは、トルク導入要素に、特に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ことができる。これにより入力部は、半径方向外側からランプシステムの傍らを通過して延びるブリッジを形成し、このブリッジにランプシステムの入力ランプが支持されていることができる。特に入力部は、軸方向で延びる部分領域を有し、この軸方向で延びる部分領域には、入力ランプを入力部に相対回動可能に半径方向および／または軸方向で支持する支持軸受が設けられていることができる。支持軸受は、軸方向力を伝えることができるように、軸方向で働く段部および／またはリテーナリング間に取り付けられていることができる。
【００１６】
特に好ましくは、パイロットクラッチは、トルク導入要素に連結される相手側要素と、相手側要素に対して相対的に軸方向で変位可能な圧着要素とを、これらの圧着要素と相手側要素との間でクラッチ板要素を摩擦結合式に締め付けるべく有し、圧着要素は、特に板ばねとして構成される閉鎖ばねを介して相手側要素に結合されている。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。これにより、パイロットクラッチは、「常閉形」として構成されている。閉鎖ばねを板ばねとして構成したことで、閉鎖ばねは、パイロットクラッチ閉鎖時の相手側要素に対する圧着要素のずれを容易に許容することができる。これにより閉鎖ばねは、同時に半径方向ずれ補償部を実現することができる。
【００１７】
特に電磁石は、摩擦クラッチおよび／またはパイロットクラッチに対して半径方向内側に配置されており、特に電磁石は、パイロットクラッチの圧着要素に磁気を作用させることができるように構成されている。このために、パイロットクラッチの圧着要素は、少なくとも部分的に強磁性の材料から製造されていてもよい。パイロットクラッチの圧着要素は、容易に半径方向内側に向かって十分大きく延出することができるので、電磁石は、半径方向内側の位置でも圧着要素に磁気を作用させることができる。好ましくは、圧着要素は、半径方向外側から半径方向内側に向かって少なくとも部分的に軸方向成分を有して延び、その結果、電磁石は、パイロットクラッチ内に入れ子とされ、少なくとも部分的にパイロットクラッチの半径方向の内室内に差し込まれることができる。電磁石を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位置決めしたことで、クラッチシステムの軸方向の所要構造スペースを削減可能である。
【００１８】
好ましくは、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、摩擦クラッチに面する軸方向の内面を有し、内面は、ランプシステムおよび／または電磁石に面している。これにより、ランプシステムと電磁石とを、クラッチシステムの内部に設けることができると同時に、支持板によって外部の環境影響から保護することができる。支持板は、カバーとしてランプシステムと電磁石とを軸方向で覆うことができる。
【００１９】
特に好ましくは、不動のモジュール支持体が設けられており、支持板は、軸受を介してモジュール支持体に支持されており、電磁石は、支持脚部を介して相対回動不能にモジュール支持体に取り付けられており、特に軸受は、モジュール支持体と支持脚部との間に軸方向で動かないように支持されている。支持脚部を用いたモジュール支持体への電磁石の取り付けを介して、電磁石を、不動に、かつ連れ回らないように構成することができるので、電磁石の電気的な接点接続が簡単化される。同時に、支持板は、軸受を介して、間接的に支持脚部を介して、または直接的に、モジュール支持体に支持され、特に半径方向および／または軸方向の力を伝えるように支持されていることができる。特に、電磁石を保持する支持脚部は、軸方向力を支持すべく、支持板の軸受を、モジュール支持体の、軸方向で働く段部に押し付けることができる。
【００２０】
特に、軸方向で電磁石とパイロットクラッチの圧着要素との間に、電磁石により圧着要素に磁力が作用したときに圧着要素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、連れ回る圧着要素が、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）を介して支持脚部および／または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、電磁石によって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、電磁石用の支持脚部に支持されている。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。
【００２１】
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り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、外部の制御部により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。
【００２２】
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。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。
【００２３】
以下に、本発明について、添付の図面を参照しながら、好ましい一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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】クラッチシステムの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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ていることができる。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ていることができる。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モジュール支持体２６に支持されている。支持板２２は、摩擦クラッチ１６に面する軸方向の内面２８を有している。
【００２６】
摩擦クラッチ１６を操作するために、パイロットクラッチ３０が設けられており、パイロットクラッチ３０は、支持脚部３４を介してモジュール支持体２６に動かないように取り付けられた電磁石３２により、選択的に操作されることができる。パイロットクラッチ３０、ひいては摩擦クラッチ１６を開放すべく、電磁石３２が通電されると、電磁石３２は、パイロットクラッチ３０の、少なくとも部分的に強磁性の圧着要素３６を磁気的に吸引することができる。圧着要素３６は、パイロットクラッチ３０を閉鎖すべく、クラッチ板要素３８を、圧着要素３６と、トルク導入要素１２に相対回動不能に結合される相手側要素４０との間で摩擦結合式にクランプすることができる。図示の実施例では、パイロットクラッチ３０は、単板摩擦クラッチとして構成されている。圧着要素３６は、板ばねとして構成される閉鎖ばね４２を介して相手側要素４０に連結されているので、電磁石３２により加えられる磁力が圧着要素３６に作用していなければ、パイロットクラッチ３０を、閉鎖ばね４２により自動的に閉鎖することができる（「常閉形」）。
【００２７】
クラッチ板要素３８を介して、ランプシステム４４を操作することができる。このためにクラッチ板要素３８は、例えば差し込み歯列を介して、半径方向と軸方向とで延びる連動リング４６に連結されていることができ、連動リング４６は、図示の実施例では、支持軸受４８を介して摩擦クラッチ１６の入力部１８に支持されている。連動リング４６は、相対回動不能にランプシステム４４の入力ランプ５０に連結されているので、パイロットクラッチ３０を閉鎖した状態では、入力ランプ５０は、トルク導入要素１２の回転数で回転する。入力ランプ５０は、連動リング４６を介して入力部１８に支持されている。入力ランプ５０は、ボール５２を介して出力ランプ５４と協働する。出力ランプ５４は、摩擦クラッチ１６の、半径方向と軸方向とでポット状に延びる圧着プレート５６に相対回動不能に連結されている。圧着プレート５６は、相対回動不能に、しかし軸方向では可動に出力部２０に連結されているので、出力ランプ５４は、圧着プレート５６を介して同じく、トルク導出要素１４の回転数で回転する出力部２０に連結されている。
【００２８】
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３０が開放されているときは、支持軸受４８を介して回転可能に支持される入力ランプ５０は、出力ランプ５４の回転数で連れ回ることができるので、出力ランプ５４に対する入力ランプ５０の相対回動は生じない。パイロットクラッチ３０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５０と出力ランプ５４との間に生じるので、入力ランプ５０は、出力ランプ５４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４４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５４に連結されている圧着プレート５６は、摩擦クラッチ１６を閉鎖するために、出力ランプ５４とともに軸方向で変位されることができ、これにより、入力ランプ５０の回転数と、出力ランプ５４の回転数とが、同化する。
【００２９】
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へのトルクフローを実現可能である。加えて、出力部２０の半径方向の外側面５８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、電気機械も、ブースト運転中、トルクを導入することができる。
【００３０】
摩擦クラッチ１６を開放した状態とするために、電磁石３２が通電され、圧着要素３６を引き寄せる。電磁石３２により磁気的に吸引され、トルク導入要素１２の回転数で回転する圧着要素３６は、補助軸受６０を介して支持脚部３４とモジュール支持体２６とに回転可能に支持される接触金属薄板６２に突き当たるので、回転する圧着要素３６が、不動の電磁石３２と直接接触することが回避される。接触金属薄板６２は、圧着要素３６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圧着要素３６により、パイロットクラッチ３０は、閉鎖ばね４２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３０は開く。これにより入力ランプ５０は、もはやクラッチ板要素３８とパイロットクラッチ３０とを介してトルク導入要素１２に支持されていないため、戻しばねおよび／または摩擦クラッチのフェーシングクッションは、ランプシステム４４を押し縮めることができ、これにより、ランプシステム４４の延在寸法が減少する。これにより、同時に圧着プレート５６は、摩擦クラッチ１６が開放されていて、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。
【００３１】
ランプシステム４４は、摩擦クラッチ１６の半径方向の内室内に差し込まれているので、摩擦クラッチ１６が半径方向で見てランプシステム４４の大部分、特にランプシステム４４全体と重なった入れ子の構造が生じる。これを可能にするのは、圧着プレート５６および連動リング４６の延びの軸方向成分である。加えて、電磁石３２は、少なくとも部分的にパイロットクラッチ３０の半径方向の内室内に差し込まれているので、パイロットクラッチ３０が半径方向で見て電磁石３２の一部と重なった入れ子の構造が生じる。このために、圧着要素３６と相手側要素４０とは、軸方向成分を有して延びることができる一方、クラッチ板要素３８は、半径方向外側に向かってパイロットクラッチ３０から突出している。ランプシステム４４と電磁石３２とは、軸方向で支持板２２の内面２８とトルク導出要素１４との間に保護された形で省スペースに配置されている。
【符号の説明】
【００３２】
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  モジュール支持体
２８  内面
３０  パイロットクラッチ
３２  電磁石
３４  支持脚部
３６  圧着要素
３８  クラッチ板要素
４０  相手側要素
４２  閉鎖ばね
４４  ランプシステム
４６  連動リング
４８  支持軸受
５０  入力ランプ
５２  ボール
５４  出力ランプ
５６  圧着プレート
５８  外側面
６０  補助軸受
６２  接触金属薄板
【図１】
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【国際調査報告】
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