(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタータ機能を備えた電動機又は発電機として操作される電機（８、９）と、少なくとも１個の太陽歯車（１６、２８）、少なくとも１個の遊星歯車（１７、１７’）及び少なくとも１個の内歯リングギヤ（１８、２７）を備えた遊星歯車装置（１０）とを設け、駆動軸（６）を含むドライブトレインに配設されたスタータ・発電機ユニット（１）を有し、スタート操作で変速比ｉが１より大きく、発電機操作で変速比ｉが１に等しくセットされるように、遊星歯車装置（１０）が軸（１２、１３、３１）及び制御要素（１４、１５、１５’、１５’’、１５’’’、２９、３０、３２、３４、３６ないし４１）を介して電機（８、９）、駆動軸（６）及びドライブトレインに配設されたアグリゲート（２）のハウジング（３、４）と連結され、かつスタータ・発電機ユニット（１）が駆動軸（６）又はこれに遊転不能に固着された軸（５）がハウジング（３、４）を貫通する区域で、ハウジング（３、４）の周辺区域に対して密封してハウジング（３、４）の中に配設されている自動車用駆動システムにおいて、
スタータ・発電機ユニット（１）が内設されたアグリゲートが自動車変速機（２）及びそのハウジング、即ちカバー（４）で閉鎖された変速機ハウジング（３）からなり、スタータ・発電機ユニット（１）のエンジン側が駆動軸（６）又はこれに遊転不能に固着された軸（５）が貫通するカバー（４）によって密閉されており、
遊星歯車装置（１０）がオイルポンプ（２４）と連結され、走行操作時にオイルポンプ（２４）が遊星歯車装置（１０）によって駆動される
ことを特徴とする駆動システム。
【請求項２】
自動車変速機（２）が流体トルクコンバータ（２０）を有し、これを収容するために変速機ハウジング（３）にベル形コンバータケース（２３）を設け、スタータ・発電機ユニット（１）がトルクコンバータ（２０）の自動車変速機（２）と反対の側でベル形コンバータケース（２３）の中に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動システム。
【請求項３】
自動車変速機（２）が流体トルクコンバータ（２０）を有し、これを収容するために変速機ハウジング（３）にベル形コンバータケース（２３）を設け、スタータ・発電機ユニット（１）がトルクコンバータ（２０）の自動車変速機（２）に面した側でトルクコンバータ（２０）と自動車変速機（２）のオイルポンプ（２４）との間に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動システム。
【請求項４】
駆動軸（６）がトルクコンバータ（２０）のポンプ羽根車（２２）を経てクランク軸（５）に遊転不能に固着されていることを特徴とする請求項３に記載の駆動システム。
【請求項５】
電機（８、９）と、少なくとも1個の遊星歯車（１７’）を含む遊星歯車セット（１１）を備えた遊星歯車装置（１０）とを設け、ドライブトレインに配設されたスタータ・発電機ユニット（１）を有する自動車用駆動システムにおいて、
少なくとも１個の遊星歯車（１７’）が小さな遊星段歯車（２５）と大きな遊星段歯車（２６）を有する遊星段歯車として形成されていることを特徴とする請求項１および４のいずれか１つに記載の駆動システム。
【請求項６】
遊星歯車セット（１１）が少なくとも１個の遊星段歯車(１７’)と１個の太陽歯車（１６）及び１個の内歯リングギヤ（１８）を有し、スタート操作で内歯リングギヤ（１８）が固定され、電機（８、９）のトルクが太陽歯車（１６）とプラネットキャリア（１９）を介して駆動軸（６）又はこれに遊転不能に固着された軸（５）へ伝達され、発電機操作で内歯リングギヤ（１８）とハウジング（３）の間の制御要素（１４）が切断され、太陽歯車（１６）と駆動軸（６）の間の少なくとも１個の制御要素（１５）が締結されて、遊星歯車セット（１１）がロック状態で回転することを特徴とする請求項１および５に記載の駆動システム。
【請求項７】
遊星歯車セット（１１）が少なくとも１個の遊星段歯車（１７’）、１個の太陽歯車（１６）及び２個の内歯リングギヤ（１８、２７）を有し、スタート操作では制御要素（１４）によりハウジング（３）と連結される第１の内歯リングギヤ（１８）が固定され、電機（８、９）のトルクが太陽歯車（１６）及び第２の内歯リングギヤ（２７）を介して駆動軸（６）に伝達され、発電機操作では制御要素（１４）が切断され、駆動軸（６）に通じる少なくとも１個の制御要素（１５）が締結されて、遊星歯車セット（１１）がロック状態で回転することを特徴とする請求項１及び５に記載の駆動システム。
【請求項８】
遊星歯車セット（１１）が少なくとも１個の遊星段歯車（１７’）、１個の内歯リングギヤ（１８）及び２個の太陽歯車（１６、２８）を有し、スタート操作では第１の太陽歯車（１６）が固定され、電機（８、９）のトルクが内歯リングギヤ（１８）及び第２の太陽歯車（２８）を介して駆動軸（６）に伝達され、発電機操作では制御要素（１４）が切断され、駆動軸（６）に通じる少なくとも１個の制御要素（１５）が締結されて、遊星歯車セット（１１）がロック状態で回転することを特徴とする請求項１及び５に記載の駆動システム。
【請求項９】
遊星歯車セット（１１）が少なくとも１個の遊星段歯車（１７’）及び２個の内歯リングギヤ（１８、２７）を有し、スタート操作で第１の内歯リングギヤ（１８）が固定され、電機（８、９）のトルクがプラネットキャリア（１９）によって導入され、第２の内歯リングギヤ（２７）により駆動軸（６）に伝達され、発電機操作で制御要素（１４）が切断され、駆動軸（６）に通じる少なくとも１個の制御要素（１５）が締結されて、遊星歯車セット（１１）がロック状態で回転することを特徴とする請求項１及び５に記載の駆動システム。
【請求項１０】
遊星歯車セット（１１）が少なくとも１個の遊星段歯車（１７’）と２個の太陽歯車（１６、２８）からなり、スタート操作で第１の太陽歯車（１６）が固定され、電機（８、９）のトルクがプラネットキャリア（１９）によって導入され、第２の太陽歯車（２８）により駆動軸（６）に伝達され、発電機操作で制御要素（１４）が切断され、駆動軸（６）に通じる少なくとも１個の制御要素（１５）が締結されて、遊星歯車セット（１１）がロック状態で回転することを特徴とする請求項１及び５に記載の駆動システム。
【請求項１１】
第１の内歯リングギヤ（１８）が大内歯リングギヤ、第２の内歯リングギヤ（２７）が小内歯リングギヤとして形成されていることを特徴とする請求項７又は９に記載の駆動システム。
【請求項１２】
第１の太陽歯車（１６）が小太陽歯車、第２の太陽歯車（２８）が大太陽歯車として形成されていることを特徴とする請求項８又は１０に記載の駆動システム。
【請求項１３】
発電機操作で遊星歯車セット（１１）をロックするための少なくとも１個の制御要素として、駆動軸（６）に通じるワンウエイクラッチ（１５）が設けられていることを特徴とする請求項５ないし１２のいずれか１つに記載の駆動システム。
【請求項１４】
発電機操作で遊星歯車セット（１１）をロックするための少なくとも１個の制御要素として、駆動軸（６）に通じるトルク操作式クラッチ（１５’）が設けられていることを特徴とする請求項５ないし１２のいずれか１つに記載の駆動システム。
【請求項１５】
発電機操作で遊星歯車セット（１１）をロックするための少なくとも１個の制御要素として、駆動軸（６）に通じる制御可能なクラッチ（１５’’）が設けられていることを特徴とする請求項５ないし１２のいずれか１つに記載の駆動システム。
【請求項１６】
制御可能なクラッチ（１５’’）に自動車変速機（２）の主圧力を働かせることができることを特徴とする請求項１５に記載の駆動システム。
【請求項１７】
発電機操作で遊星歯車セット（１１）をロックするための少なくとも１個の制御要素として、駆動軸（６）に通じるかみ合いクラッチ（１５’’’）が設けられていることを特徴とする請求項５ないし１２のいずれか１つに記載の駆動システム。
【請求項１８】
オイルポンプ（２４）が遊星歯車セット（１１）と、またクラッチ（３６）を介して駆動軸（６）と連結され、駆動軸（６）の所定の回転数以下でクラッチ（３６）が締結されて、オイルポンプ（２４）が駆動軸（６）の回転数で駆動され、駆動軸（６）の所定の回転数以上でクラッチ（３６）が切断されて、オイルポンプ（２４）がプラネットキャリア（１９）の回転数で駆動されることを特徴とする請求項１に記載の駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は請求項１で詳しく定義された種類のスタータ・発電機ユニットを有する自動車用駆動システムに関する。
【０００２】
常法によれば自動車の内燃機関は直流モータであるスタータによって、自力で回転し続けることができるような回転数に駆動され、その際スタータのトルクはピニオンを介してエンジンのフリーホイールに伝達される。実際に知られているこのスタータはエンジンブロックにフランジで取り付けられ、スタート過程でピニオンがフリーホイール上の外歯リングギヤとかみ合って、エンジンを回転するようになっている。
【０００３】
内燃機関はスタータによって通常約３００  １／ｍｉｎの回転数にされる。内燃機関はこの比較的小さな回転数からスタートして、例えば７００  １／ｍｉｎのアイドリング回転数に調整される。内燃機関が回転すると、別設の発電機により車両電池の充電のための電流が発生され、その際発電機はＶベルト又は歯付きベルトで駆動される。
【０００４】
内燃機関の始動系統と発電系統をこのように分離した場合は２つの電機を使用するという不都合があり、１台の電機をモータとしても発電機としても使用できる利点が活用されない。
【０００５】
自動車の給電を効率的に設計するために、エンジン始動機能と発電機機能を１つの部品に統合することを目指す開発がますます推進される。
【０００６】
このような解決策は出版物“European Automotive Design”１９９８年４月刊２４頁で知られている。この場合電動機は内燃機関のクランク軸に直結される。内燃機関と変速機の間に操作部として設置された電動機によってスタータ機能と発電機機能を遂行することができるが、電動機の設計はおおむね始動能力に従って行なわれる。
【０００７】
この公知の電動機は電力用電子装置及び蓄電媒体としての始動用コンデンサと共同で自動車の在来のスタータ、ダイナモ及びフリーホイールに代わるものであり、発電機として電力供給を制御する。
【０００８】
将来はとりわけ停車時に燃料節約の理由から内燃機関を遮断する自動スタート・ストップ装置の使用に関連して、ますます短い始動時間と同時に低騒音が要求される。このことはスタータ出力の向上と電動機の大型化を意味するが、その場合は電動機が発電機操作にとって過大な寸法になる。また利用可能な取付け場所がごく限られているため、大きな電動機の使用は問題である。
【０００９】
小型の電動機をスタータとして使用することができるように、始動時に必要なトルクをクランク軸に供給するための中間変速機又はスタータ変速機を電動機とクランク軸の間に取り付けることが可能である。
【００１０】
ところが始動を行なった後は、適当な充電電流を送り出すために発電機をクランク回転数で操作すべきであるから、発電機操作で増速は望ましくない。これを可能にするために、切換え操作又はオーバランニング切換えを備えた遊星歯車装置を有し、スタート操作でｉ＝３ないしＩ＝４の変速比、発電機操作でｉ＝１の変速比を可能にするスタータ変速機がテストされた。
【００１１】
しかし独立の部品として別個の中間ハウジングに納めて内燃機関と自動車変速機のトルクコンバータの間に配設したこのスタータ変速機は、不都合なことに小型の電動機の利点の一部を相殺するような寸法を有する。
【００１２】
部品数がはなはだ多く、回転するユニットの脱気と自給自足の潤滑が必要な、費用のかかる構造も問題である。中間ハウジングの密封のために補助動的シールが必要であるが、それは大きなドラグトルクを引き起こすという欠点がある。
二つ割構造のはずみ車を有するスタータ・発電機ユニットとして内燃機関のクランク軸と後置の変速機の入力軸の間に配設された、内燃機関の始動ため及びこの内燃機関の運転中の電気エネルギーの送出のための装置がドイツ国特許第４１１２２１５号明細書で周知である。電動スタータ・発電機のロータとクランク軸の間に配設された遊星歯車装置によって、スタータ操作で１より大きい変速比、発電機操作で１に等しい変速比をセットすることができる。
【００１３】
本発明の根底にあるのは、スタータ機能と発電機機能を有する電機の利点が活用され、取付け場所の必要が少なく、構造的になるべく簡単にドライブトレインに組み込まれる自動車用駆動システムを提供する課題である。
【００１４】
この課題は本発明に基づき請求項１及び／又は請求項６の特徴による駆動システムによって解決される。
【００１５】
本発明に係る駆動システムによって必ず製作費と部品数が減少され、しかも取付け場所の必要と重量が節約され、製造コストが低減される利点がある。
【００１６】
スタータ・発電機ユニットをドライブトレインの１つのアグリゲートに組み込むことにより独立の部品としての構造と比較して、潤滑、密封及び脱気が簡素化されるだけでなく、補助動的シールの廃止により効率を高めることができる。
【００１７】
本発明のその他の利点と有利な実施態様は、その他の請求項及び図面を参照して概要を説明した実施例で明らかである。
【００１８】
図１ないし１８を参照すれば、自動車用駆動システムのアグリゲート２に配設されたスタータ・発電機ユニット１が夫々示されている。図示した種々の構造でスタータ・発電機ユニット１が組み込まれたアグリゲートは夫々自動車変速機２であって、スタータ・発電機ユニット１はねじ止めしたカバー４で密閉された自動車変速機２のハウジング３の中に挿置されている。その場合スタータ・発電機ユニット１は夫々クランク軸５に遊転不能に固着された駆動軸６がカバー４を貫通する区域にある。カバー４を貫く駆動軸６の貫通部のエンジン側は密封装置７によってハウジング３の周辺に対して密封されている。
【００１９】
代替構造でもちろんスタータ・発電機ユニット１を駆動エンジン又は差動装置のハウジングに同様に配設することができる。
【００２０】
次にスタータ・発電機ユニット１の種々の構造と配列を説明する。なお簡素化のために同じ機能の部材には同じ参照符号を使用する。
【００２１】
スタータ・発電機ユニット１はスタータ機能又は発電機機能を持つ電動モータとして、ロータ９を備えた電機８を有する。電機８のトルクの伝達のために、遊星歯車セット１１を備えた遊星歯車装置１０が設けられ、遊星歯車装置１０の第１の軸１２は電機８のロータ９と連結される。少なくとも１個の別の軸１３及び制御要素（そのうち１つの制御要素１４は変速機ハウジング３又はそのカバー４に通じ、別の制御要素１５は駆動軸６に通じる）によって、スタート操作で１より大きい変速比ｉがセットされ、走行状態又は発電機操作で変速比ｉ＝１がセットされ、その際遊星歯車セット１１がロックされる。
【００２２】
遊星歯車装置１０は自動車変速機２の閉じたハウジング３の中に特別のシールなしで配設されているから、遊星歯車装置１０自体のための密封費用はまったく不要である。しかし変速機ハウジング３のいずれにしても存在するシール７によって、遊星歯車装置１０に塵埃が侵入しないことが保証されるから、電機８のロータ９とステータ面の間の区域も塵埃がなく、塵埃に原因するドラグトルクの発生が回避される。
【００２３】
特に図１ないし３を参照すれば、夫々１個の太陽歯車１６、この場合３個の遊星歯車１７及び１個の内歯リングギヤ１８からなり、遊星歯車１７が駆動軸６のひれとして形成されたプラネットキャリア１９に取付けられている遊星歯車装置１０の簡単な構造が示されている。太陽歯車１６は電機８のロータ９が取付けられた第１の軸１２に夫々遊転不能に固着されている。１より大きいスタータ変速比をセットするために、内歯リングギヤ１８が別の軸１３及びクラッチをなす制御要素１４を介してハウジング３又はそのカバー４と連結される。スタート過程で太陽歯車１６及びロータ９と連結された軸１２がまず回転し、一方、遊星歯車装置１０は内歯リングギヤ１８、軸１３及び締結されたクラッチ１４によって支持される。遊星歯車１７が駆動するプラネットキャリア１９によって、始動トルクが駆動軸６に伝達される。これに対して発電機操作即ち走行状態では内歯リングギヤ１８とカバー４を連結するクラッチ１４が切断され、太陽歯車１６と駆動軸６を連結する別のクラッチ１５が締結される。その場合発電機トルクは駆動軸６から制御要素１５を経て、軸１２上にあるロータ９に伝達される。
【００２４】
図２で明らかなように、自動車変速機２は流体トルクコンバータ２０とコンバータクラッチ２１を有し、駆動軸６とトルクコンバータ２０のポンプ羽根車２２がクランク軸５に遊転不能に固着されている。
【００２５】
図２ではスタータ・発電機ユニット１がトルクコンバータ２０の自動車変速機２と反対の側でハウジング３のベル形コンバータケース２３の中に配設されているが、図３の構造のスタータ・発電機ユニット１はトルクコンバータ２０の自動車変速機２に面した側に配設されている。
【００２６】
トルクコンバータ２０と自動車変速機2又は自動車変速機2のオイルポンプ24との間にスタータ・発電機ユニット1を配設することは、とりわけ組立に関連して有利である。なぜならトルクコンバータ２０は納入部品としてスタータ・発電機ユニット1の取付けの後に簡単に差し込むことができるからである。
【００２７】
図4ないし８は夫々遊星歯車装置10及び遊星段歯車として形成された遊星歯車１７’を有する遊星歯車セット１１の構造を示す。この遊星歯車１７’によって段なしの遊星歯車と比較して、小さな又は等しい内歯リングギヤ直径でより高い変速比が可能であるという利点がある。その場合遊星段歯車１７’は小さな段歯車２５と大きな段歯車２６で構成される。
【００２８】
図4に太陽歯車16と内歯リングギヤ18を有する図1ないし3の構造による遊星歯車セット１１が示されている。その場合太陽歯車１６は遊星段歯車１７’の大きな段歯車２６と、内歯リングギヤ18は小さな段歯車２５とかみ合う。
【００２９】
スタート操作で内歯リングギヤ18は固定されている。電機８のトルクが太陽歯車１６によって導入され、プラネットキャリア又はひれ１９を経て、クランク軸５に遊転不能に固着された駆動軸６に伝達される。制御要素１５はこの場合切断されている。
【００３０】
走行状態又は発電機操作で遊星歯車セット１１は内歯リングギヤ１８とカバー４の間の制御要素１４の切断と同時に太陽歯車１６と駆動軸６の間の制御要素１５の締結によって、ロック状態で回転する。発電機トルクは駆動軸６から締結された制御要素１５及び軸１２を経てロータ９に伝達される。
【００３１】
図５に図４の遊星段歯車１７’、太陽歯車１６、クラッチ１４によりカバー４と連結することができる第１の大きな内歯リングギヤ１８及び第２の小さな内歯リングギヤ２７を有する別の遊星歯車セット１１が示されている。
【００３２】
駆動軸６に固着した小さな内歯リングギヤ２７を遊星歯車セット１５に設けることによって、図４に示した解決策より高い変速比、即ちとりわけ６より大きいｉが得られる。その場合大きな内歯リングギヤ１８は図４と比較して小さいか又は等しい寸法にすることができる。
【００３３】
図５の変型ではスタート操作で大きな内歯リングギヤ１８が固定され、電機８のトルクは太陽歯車１６により遊星段歯車１７’に導入され、そこから小さな内歯リングギヤ２７を経て駆動軸６に伝達される。走行状態即ち発電機操作でのトルク伝達は図４で説明したように経過する。
【００３４】
図６に遊星段歯車１７’、内歯リングギヤ１８、第１の小さな太陽歯車１６及び第２の大きな太陽歯車２８を有する別の遊星歯車セット１１が示されている。その場合内歯リングギヤ１８は電機８と結合された軸１２及び駆動軸６に通じるクラッチ１５と連結され、小さな太陽歯車１６は制御要素１４及びカバー４に通じる軸１３と連結される。大きな太陽歯車２８は駆動軸６に遊転不能に固着されている。
【００３５】
同じく小さな内歯リングギヤ直径で高い変速比が可能なこの解決策では、スタート操作で太陽歯車１６が固定され、その際電機８のトルクが内歯リングギヤ１８によって導入され、大きな太陽歯車２８を経て駆動軸６に伝達される。走行状態の発電機操作はやはり図４について説明した発電機操作と同様に行なわれる。
【００３６】
図７は、図５の構造のように遊星段歯車１７’、第１の大きな内歯リングギヤ１８及び第２の小さな内歯リングギヤ２７を有する遊星歯車セット１１の構造を示す。しかしこの場合は太陽歯車が廃止される。その代わりに電機８のロータ９を担持する軸１２がプラネットキャリア１９と一体に形成され、制御要素１５を介して駆動軸６と連結することができる。
【００３７】
この解決策では太陽歯車が廃止されるから、この構造は大変安価であるという利点がある。
【００３８】
スタート操作時のトルクの経過を考察すれば、大きな内歯リングギヤ１８が固定され、電機８のトルクが軸１２により遊星段歯車１７’に導入され、そこから小さな内歯リングギヤ２７を経て駆動軸６に伝達される。
【００３９】
走行状態即ち発電機操作で遊星歯車セット１１は図４で説明したように再びロック状態で回転する。
【００４０】
最後に図８は、図６のように遊星段歯車１７’、小さな太陽歯車１６及び大きな太陽歯車２８を有する遊星歯車セット１１の別の構造を示す。この場合は内歯リングギヤが廃止され、これもコストの低減に寄与する利点がある。
【００４１】
ハウジング３又はカバー４に通じるクラッチ１４と連結された太陽歯車１６がスタート操作で固定される。電機のトルクは、この場合もプラネットキャリア１９と一体に形成され、ロータ９を担持する軸１２によって遊星段歯車１７’に導入される。トルクはここから大きな太陽歯車２８を経て駆動軸６に伝達される。
【００４２】
図９及び１０は夫々トルクコンバータ２０を有する変速機２の中のスタータ・発電機ユニット１を示す。スタート操作時にスタータ・発電機ユニット１の遊星歯車装置１０は、遊星歯車セット１１を形成するためにすでにある変速機部分を利用する。こうして補助歯車セットを省略することができる。
【００４３】
図９の構造ではスタート操作で変速機２の慣用の遊星歯車セット１１がスタータ・発電機ユニット１のために使用される。
【００４４】
スタート操作で電機８のトルクはロータ９の軸１２、遊星歯車１７、フリーホイール２９を介して駆動軸６と連結されたプラネットキャリア１９及びフリーホイール２９を経て駆動軸６に伝達される。駆動軸６はフリーホイール３０を介してクランク軸５と連結される。その場合内歯リングギヤ１８は電機８を担持する軸３１及びフリーホイール３２によって変速機２のハウジング３に支持される。フリーホイール３４はオーバランニング状態にあり、従ってトルクを伝達せず、一方、制御要素３３は切断されている。
【００４５】
走行操作で発電機トルクは駆動軸６から、今締結されている制御要素３３及び軸３１を経て電機８に伝達される。太陽歯車１６とロータ９は軸１２及び今保持状態のフリーホイール３４によりカバー４又はハウジング３に支持される。フリーホイール２９及び３２はオーバランニング状態にある。軸３１と連結された内歯リングギヤ１８によってエンジントルクが遊星歯車セットに導入され、プラネットキャリア１９を経て低速変速比の自動車変速機２に転送される。
【００４６】
図１０に示した構造の機能も同様である。しかしこの場合は片側だけ働くフリーホイール３２および３４の代わりにクラッチ３５及び３６が使用される。
【００４７】
図１１ないし１４は走行状態で遊星歯車セット１１をロックすることができるクラッチの種々の構造を示す。その場合太陽歯車１６、内歯リングギヤ１８及びプラネットキャリア１９はロック状態で等しい回転数を有する。
【００４８】
図１１で明らかなように、走行操作で遊星歯車セット１１をロックし、ｉ＝１の変速比をセットすることができる、図１ないし３で説明したクラッチ１５がワンウエイクラッチとして構成されている。その場合ワンウエイクラッチ１５の使用は、制御要素の制御が不要であるという利点がある。
【００４９】
スタート過程でワンウエイクラッチ１５はオーバランニング状態にある。即ちワンウエイクラッチ１５によってトルクが伝達されない。そして内歯リングギヤ１８とハウジング３又はカバー４を連結する、同じくワンウエイクラッチとして形成されたクラッチ１４は拘束状態である。走行又は発電機操作で、駆動軸６に通じるワンウエイクラッチ１５は拘束状態に、ハウジング３に通じるワンウエイクラッチ１４はオーバランニング状態に切換えられる。
【００５０】
図１２では発電機操作で遊星歯車セット１１をロックすることができる制御要素がトルク操作式クラッチ１５’として構成されている。これも制御要素の制御を必要としない。
【００５１】
スタート過程で内歯リングギヤ１８は、例えばハウジング３に通じるワンウエイクラッチ１４又は代案として磁気スイッチによりリテーナ（図示せず）に保持される。内歯リングギヤ１８と、駆動軸６又はクランク軸５と連結されたプラネットキャリア１９との間に、ばね３５で予圧され、摩擦モーメントにより操作されるディスククラッチとして構成されたクラッチ１５’がある。ばね３５による予圧は、クラッチ１５’が発電機トルクの伝達の際にスリップしないように設計されている。スタート過程で電機８、９はさらにディスクのすべりモーメントに打ち勝たなければならない。
【００５２】
クラッチ１５’にはボール・傾斜路系として形成された詳しく図示しない自己増力装置が取付けられているので、クラッチ１５’がスタート過程で受ける予圧は発電機操作時より少ない。スタート過程が終了すると、ワンウエイクラッチ１４が内歯リングギヤ１８を解放する。そこでトルク操作式クラッチ１５’は内歯リングギヤ１８とひれ又はプラネットキャリア１９の回転数を整合させる。回転数差が解消すると、ロックされた全遊星歯車セット１１が変速比ｉ＝１で回転し、エンジンの遮断又はエンジンの再始動まで引き続き接続される。
【００５３】
図１２の構造は、例えばクランク軸５からの振動のような外的条件にかかわりなく、スタート操作と発電機操作が区別され、発電機操作時に固定変速比ｉ＝１が保証される利点がある。
【００５４】
またこの実施形態によれば、この場合はクラッチがスリップすることができるから、エンジンの停止の際に過負荷保護が与えられる。
【００５５】
図１３は走行操作で遊星歯車セット１１をロックするための被制御クラッチ１５’’を示す。
【００５６】
スタート過程の後に油圧操作式クラッチ１５’’が締結されて作動する。この構造ではまず走行状態で生じる主圧力を自動車変速機２のオイルポンプ２４でバイパスすることによって制御が行われる。
【００５７】
図１３の変型によれば走行状態で発電機とエンジンの運転が１：１の変速比で可能であり、クラッチ１５’’の制御が補助操作部なしで行われる利点がある。
【００５８】
図１４が示すように、遊星歯車装置１１のロックをごく小額の制作費で済むかみ合いクラッチ１５’’’で行うこともできる。
【００５９】
またかみ合いクラッチ１５’’’は発電機操作時に、軸方向移動可能な軸１３と結合された内歯リングギヤ１８と、プラネットキャリア１９とを、遊星歯車装置１０のはす歯によって生じる軸方向力及び軸方向運動（矢印４２）により連結することによって１：１の変速比を可能にする。スタート操作時にはトルクの方向の逆転及びそれに伴う軸方向力の方向反転により、内歯リングギヤ１８がかみ合いクラッチ１５’’’を介してハウジング３又はそのカバー４と連結される。
【００６０】
その場合かみ合いクラッチ１５’’’のために必要な同期が電機８によって発生される。
【００６１】
図１５ないし１８は走行状態で、低減した送り出し回転数範囲で自動車変速機２のオイルポンプ２４を駆動するための遊星歯車装置１０の使用例を示す。
【００６２】
オイルポンプ２４が夫々遠心クラッチ３６により駆動軸６と連結される図１５ないし１８に示す解決策によって、オイルポンプ２４を小型に設計することができるという利点が生じる。
【００６３】
図１５及び１６の変型では遊星歯車セット１１の内歯リングギヤ１８が夫々固定されている。スタート操作時にはトルクが太陽歯車１６によって導入され、プラネットキャリア１９及びワンウエイクラッチ３７を経てクランク軸５又はこれに遊転不能に固着された駆動軸６に伝達される。発電機操作ではクラッチ３８が締結され、ワンウエイクラッチ３７がオーバランング動作になる。
【００６４】
図１５に示す変型ではオイルポンプ２４及び遠心クラッチ３６がワンウエイクラッチ３７と駆動軸６の間に接続されている。
【００６５】
遠心クラッチ３６は内燃機関又は駆動軸６の所定の回転数で切断し、オイルポンプは遠心クラッチ３６の切断の前にクランク軸回転数で、続いてこれより小さいプラネットキャリア回転数で回転する。
【００６６】
図１６によればオイルポンプ２４はこの場合ワンウエイクラッチ３７と並列に配設されたワンウエイクラッチ３９と遠心クラッチ３６との間に配置される。
【００６７】
この並列配置によれば、この場合は図１５の構造と違ってスタートトルクをワンウエイクラッチ３７で伝達することができるから、遠心クラッチ３６を伝達されるトルクに関してポンプのトルク消費、即ちオイルポンプ２４の駆動のために必要なトルクに応じて設計することができる。
【００６８】
図１７の構造は図１５の解決策にほぼ相当するが、ワンウエイクラッチ３７の代わりにワンウエイクラッチ４０が内歯リングギヤ１８とハウジング３の間に配設されている。
【００６９】
スタート操作時に遊星歯車セット１１の内歯リングギヤ１８がワンウエイクラッチ４０によりハウジング３に支持され、電機８のトルクは太陽歯車１６を経てプラネットキャリア１９に、遠心クラッチ３６を経て駆動軸６に伝達される。
【００７０】
発電機操作でクラッチ３８が締結され、ワンウエイクラッチ４０がオーバランニング動作になる。オイルポンプ２４の状態は図１５で述べた状態に相当する。
【００７１】
図１８は図１６に示した並列式の解決策の代替構造を示し、ワンウエイクラッチ４１が遠心クラッチ３６と並列に配設されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  自動車変速機のハウジングに組み込まれた自動車用駆動システムのスタータ・発電機ユニットの概要図である。
【図２】  トルクコンバータの自動車変速機と反対の側でベル形コンバータケースに組み込まれた図１のスタータ・発電機ユニットの概要図である。
【図３】  ベル形コンバータケースの中でトルクバータと自動車変速機の変速機ポンプとの間に組み込まれた図１のスタータ・発電機ユニットの図である。
【図４】  複数個の遊星段歯車、１個の太陽歯車及び１個の内歯リングギヤを有するスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図５】  複数個の遊星段歯車、１個の太陽歯車及び２個の内歯リングギヤを有するスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図６】  複数個の遊星段歯車、２個の太陽歯車及び１個の内歯リングギヤを有するスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図７】  複数個の遊星段歯車と２個の内歯リングギヤを有するスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図８】  複数個の遊星段歯車と２個の太陽歯車を有するスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図９】  トルクコンバータを有する自動車変速機のハウジングの中に配設され、スタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットが現存する歯車セットで構成されているスタータ・発電機ユニットの図である。
【図１０】  現存する歯車セットで構成されたスタータ・発電機ユニットの、図９の構造の代替構造の図である。
【図１１】  発電機操作で遊星歯車セットをロックするためにワンウエイクラッチを有するスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図１２】  発電機操作で遊星歯車セットをロックするためにトルク操作式クラッチを有するスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図１３】  発電機操作で遊星歯車セットをロックするために被制御油圧操作式クラッチを有するスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図１４】  発電機操作で遊星歯車セットをロックするためにかみ合いクラッチを有するスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図１５】  自動車変速機のオイルポンプと連結されたスタータ・発電機ユニットの遊星歯車セットの図である。
【図１６】  自動車変速機のオイルポンプと連結された、スタータ・発電機ユニットの別の遊星歯車セットの図である。
【図１７】  スタータ・発電機ユニットの、自動車変速機のオイルポンプと連結された別の遊星歯車セットの図である。
【図１８】  スタータ・発電機ユニットの、自動車変速機のオイルポンプと連結された別の遊星歯車セットの図である。
【符号の説明】
１  スタータ・発電機ユニット
３  ハウジング
４  ハウジングのカバー
５  クランク軸
６  駆動軸
８  電機
９  ロータ
１０  遊星歯車装置
１２  軸
１３  軸
１５  制御要素、クラッチ、ワンウエイクラッチ
１５’  制御要素、トルク操作式クラッチ
１５’’  制御要素、被制御クラッチ
１５’’’  制御要素、かみ合いクラッチ
１６  太陽歯車、小太陽歯車
１７  遊星歯車
１７’  遊星段歯車
１８  内歯リングギヤ、大きな内歯リングギヤ
２７  第２の小さな内歯リングギヤ
２９  ワンウエイクラッチ
３０  ワンウエイクラッチ
３１  軸
３２  ワンウエイクラッチ
３４  ワンウエイクラッチ
３６  遠心クラッチ
３７  ワンウエイクラッチ
３８  クラッチ
３９  ワンウエイクラッチ
４０  ワンウエイクラッチ
４１  ワンウエイクラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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