(57)【要約】本発明によれば、クラッチアクチュエータ・スタータとして、またはクラッチアクチュエータ・オルタネータとして、またはクラッチアクチュエータ・スタータ・オルタネータとして使用することのできるアクチュエータ（１）が記載されている。これにより、１つの補機として形成されたアクチュエータが、エンジン（１２）のための複数の機能を担うことができ、これにより、部品数と構成スペース、モータの重量を減じることができる。
2004518917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチ（７，８）を操作するためのアクチュエータであって、伝動装置（４，５）を介してクラッチ（７，８）が係合および係合解除される形式のものにおいて、
アクチュエータ（１）が同時に、エンジン（１２）のためのスタータとしても使用可能であることを特徴とする、クラッチを操作するためのアクチュエータ。
【請求項２】
アクチュエータ（１）が付加的にオルタネータとしても使用可能である、請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
クラッチ（７，８）を操作するためのアクチュエータであって、伝動装置（４，５）を介してクラッチ（７，８）が係合および係合解除される形式のものにおいて、
アクチュエータ（１）が同時に、オルタネータとしても使用可能であることを特徴とする、クラッチを操作するためのアクチュエータ。
【請求項４】
クラッチ（７，８）を橋絡するためのロックアップクラッチ（１５）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のアクチュエータ。
【請求項５】
伝動装置が、はす歯を有した歯車（５）を有しており、該歯車（５）が、アクチュエータ（１）により駆動される際にクラッチ（７，８）を係合又は係合解除させる、請求項１から４までのいずれか１項記載のアクチュエータ。
【請求項６】
アクチュエータ（１）が、ブレーキエネルギの回生及び／又はギア段の変更時における切替可能なギアクラッチの同期化を可能にする、請求項１から５までのいずれか１項記載のアクチュエータ。
【請求項７】
アクチュエータが、スタータとして使用される場合に、エンジン（１２）を伝動装置（４，５）とインナプレート支持体（７）とを介して、アウタプレート支持体（８）に係合させ、この場合、アウタプレート支持体（８）は中空軸（９）と変換機（１１）とを介してエンジン（１２）に結合していて、これによりエンジン（１２）を始動させることができる、請求項１から６までのいずれか１項記載のアクチュエータ。
【請求項８】
アクチュエータが、スタータとして使用されている場合に、エンジン（１２）を、伝動装置（４，５）と、インナプレート支持体（７）と、エンジン（１２）に結合している軸（１０）とを介して始動させることができる、請求項１から７までのいずれか１項記載のアクチュエータ。
【請求項９】
伝動装置（４，５）が、押圧リング（６）を介して、多板式クラッチが解放された状態で連結される、請求項１から８までのいずれか１項記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
ダブルクラッチ伝動装置で使用される請求項１から９までのいずれか１項記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式のクラッチを操作するためのアクチュエータに関する。
【０００２】
マニュアルトランスミッションを有した車両では、エンジンからトランスミッションへの力の伝達が例えば切替可能な摩擦クラッチを介して行われる。この摩擦クラッチにより、シフトチェンジ中の力の伝達が遮断される。摩擦クラッチでは、摩擦接触を介してトルクを伝えることができるように通常は２つのディスクが押し合わされる。トルクの制御は例えば、クラッチディスクの押圧力を介して行われる。クラッチの操作は機械的、液圧的または電子液圧的に行われる。さらに、オートマチック化されたトランスミッションも公知である。この公知のトランスミッションは例えば電子液圧的に操作される。
【０００３】
例えば、ドイツ連邦共和国特許第１９７２９９９７号明細書によれば、摩擦クラッチのための作動装置が公知である。この作動装置は、摩擦クラッチで生じる摩耗を補償し、この場合、付加的な構成スペースを必要としない。この場合、作動装置は、別個の駆動装置を有していて、この駆動装置は、被駆動装置を介して摩擦クラッチに作用結合可能である。この場合、被駆動装置には、摩擦クラッチの押圧ばねの摩耗に基づく位置変化を補償するための補償装置が設けられている。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許第４１３３９６２号明細書により、遊星歯車伝動装置としての調節駆動装置が公知であって、この装置は、この装置に対して軸平行に配置された電気的な直流モータを有している。直流モータの軸は、プラネタリピニオンとして形成された駆動歯車に直接的に結合されている。遊星歯車伝動装置は２つの平面で形成されていて、第１の平面では駆動歯車によって、遊星歯車伝動装置に類似の作用形式を備えた伝動装置となる。何故ならば駆動歯車は静止していて、リングギアとサンギアとが互いに反対の回転方向で駆動されるからである。遊星歯車伝動装置の第２の平面では、第１の平面の対応する歯数に対する、リングギアもしくはサンギアの歯数の差分が、プラネタリキャリアにおける相応に変速された回転数を生ぜしめる。この場合、僅かな並進的な運動を行うために、遊星歯車伝動装置をねじ伝動装置に結合することも可能である。
【０００５】
さらにエンジンでは、クラッチアクチュエータの他に、エンジンを始動させるためのスタータと、バッテリを充電するためのオルタネータが必要である。通常は、クラッチアクチュエータと、スタータと、オルタネータとは、それぞれ車両パワートレインにおける別個の補機である。
【０００６】
発明の効果
クラッチを操作するための本発明によるアクチュエータは、これに対して、アクチュエータが同時に、エンジンを始動させるためのスタータとしても使用可能であるという利点を有している。換言するならば、本発明によれば、同時にクラッチアクチュエータおよびスタータとして働く１つの補機が提案されている。これによりエンジンは、いっそうコンパクトに形成することができ、補機の総数が減じられる。
【０００７】
本発明の有利な別の構成によれば、クラッチアクチュエータとスタータとを組み合わせた装置が付加的に、バッテリの充電のためのオルタネータとしても使用可能である。これにより、部品若しくは補機の総数は更に減じられるので、エンジンはより簡単かつコンパクトに形成することができる。これにより、少ない部品を製造し組み付ければよいので、製造コストおよび組み付けコストに関して大きな利点が得られる。さらに、これによりエンジンのために必要な構成スペースが減じられ、特にエンジンの重量も減じられる。
【０００８】
本発明の別の有利な構成によれば、本発明によるアクチュエータはクラッチアクチュエータとしてもオルタネータとしても使用可能である。これにより、クラッチアクチュエータの機能と、バッテリを充電するためのオルタネータの機能とを有した１つの補機が形成される。これにより、同様に、製造コスト、組み付けコスト、減じられた構成スペース、減じられた重量に関する上記利点が得られる。
【０００９】
本発明の有利な実施例によれば、クラッチを橋絡するためのロックアップクラッチが設けられているので、特にエンジンの始動過程が簡単にされる。何故ならばクラッチの部分は、エンジンの始動時にスタータによって一緒に動かされる必要はないからである。
【００１０】
本発明の別の有利な構成によれば、伝動装置が設けられていて、この伝動装置を介してクラッチアクチュエータがクラッチを係合または係合解除させ、この伝動装置は有利には、はす歯を備えた領域を有している。このはす歯を備えた領域によって、クラッチアクチュエータによって生ぜしめられた回転運動が並進運動に変換され、これによりクラッチが係合もしくは係合解除される。
【００１１】
本発明の別の有利な構成によれば、アクチュエータは、ブレーキエネルギの回生が可能であるように設計されている。
【００１２】
有利には、本発明によるアクチュエータによって、ギア段を変更する際に、切替可能なギアクラッチの同期化が行われる。この場合、ギア段変更時のギアクラッチの同期化は、アクチュエータによって助成される。例えば、この場合、アクチュエータはモータとして働く。モータはギアクラッチが解放されている場合に、前置された軸を、必要な同期回転数へと加速する。
【００１３】
有利には、アクチュエータをスタータとして使用する場合に組み合わされたアクチュエータ・スタータは、車両のエンジンを、伝動装置とインナプレート支持体とを介して、アウタプレート支持体に係合させる。この場合、アウタプレート支持体は、中空軸と変速装置とを介して車両のエンジンに接続されていて、これによりエンジンを始動させることができる。
【００１４】
有利な別の実施例によれば、アクチュエータは、スタータとして使用される場合には、エンジンを伝動装置と、インナプレート支持体と、軸とを介して始動させる。
【００１５】
本発明の有利な構成によれば、伝動装置の歯車の回転運動は、押圧リングを介して、インナプレート支持体の軸方向運動に変換される。この場合、押圧リングは軸方向で摺動可能であって、伝動装置によって軸方向で動かされる。これによりクラッチは押圧リングを介して係合および係合解除可能である。
【００１６】
有利には、本発明によるアクチュエータは、ダブルクラッチ伝動装置において使用される。これにより、車両が停止中または走行中に問題なく、本発明によるクラッチアクチュエータとしての、かつエンジンのためのスタータとしての、かつバッテリのためのオルタネータとしての機能が使用される。
【００１７】
従って本発明によれば、クラッチアクチュエータ・スタータとして、またはクラッチアクチュエータ・オルタネータとして、またはクラッチアクチュエータ・スタータ・オルタネータとして使用可能である組み合わされた１つの補機が提案される。これにより車両の複数の機能が、唯１つの補機によって提供されるので、部品数が減じられ、これにより特に製造コストおよび組み付けコストが減じられる。さらに１つの補機は、複数の補機よりも僅かな構成スペースしか必要とせず、エンジンの重量はさらに減じられる。
【００１８】
図面
本発明の複数の実施例を以下に図面につき詳しく説明する。
【００１９】
図１には、本発明の第１の実施例によるアクチュエータの断面図が示されていて、
図２には、本発明の第２の実施例によるアクチュエータの断面図が示されていて、
図３には、本発明の第３の実施例によるアクチュエータの断面図が示されている。
【００２０】
実施例の説明
図１には、本発明の第１の実施例によるクラッチが示されている。この場合、クラッチとは、インナプレート支持体７とアウタプレート支持体８とを備えた湿式運転される多板式クラッチである。これにより、変速装置１１を介してエンジン（図示せず）に結合されている中空軸９が軸１０に結合される。この軸１０は、トランスミッション（図示せず）に結合されている。
【００２１】
図１に示したように、アクチュエータ１はステータ２とロータ３とから成っている。ロータ３は、伝動装置４を介してダブルプラネタリピニオン５に結合されている。このダブルプラネタリピニオン５は回転可能に軸１０に支承されている。ダブルプラネタリピニオン５は押圧リング６を介してインナプレート支持体７に結合されている。この場合、ダブルプラネタリピニオン５の回転運動は、押圧リング６の並進運動に変換される。これによりインナプレート支持体７とアウタプレート支持体８とは、押圧リング６を介して互いに係合されるか、もしくは係合解除される。この場合、押圧リング６の軸方向運動は、軸１０の回転運動に対して相対的なアクチュエータ１のロータ３の回転運動により得られる。軸１０とロータ３とが、同じ回転数を有しているならば、クラッチの状態は変化しない。ロータ３が軸１０に対して相対的に回転する場合は、軸１０の回転数とロータ３の回転数との間の差分の正負符号が、クラッチが締結されるのか、または解放されるかを規定する。
【００２２】
クラッチの締結された状態では、両軸１０，９とロータ３とが互いに連結されている。クラッチの解放された状態では、アクチュエータ伝動装置が、押圧リング６が対応面１６に当接することにより連結遮断される。これによりロータ３は、伝動装置４と、対応面１６と、押圧リング６と、インナプレート支持体７とを介して軸１０と連結される。
【００２３】
従って、クラッチの締結された状態でも解放された状態でも、ロータ３は軸１０に連結され、これによりアクチュエータ１はクラッチアクチュエータとしても、スタータおよびオルタネータとしても働くことができる。クラッチ過程はこの場合、ロータ３の制動または駆動により得られるので、ロータ３は、軸１０とは異なる回転数を有する。
【００２４】
図２には、本発明の第２の実施例の本発明によるアクチュエータが示されている。同様の部分もしくは機能的に同様の部分には、第１の実施例と同じ符号を付してある。
【００２５】
図２に示したように、第２の実施例のアクチュエータ１は、ステータ２とロータ３とを有している。ロータ３は、伝動装置４とダブルプラネタリピニオン５とを介して押圧リング６に結合されている。この押圧リング６を介して、インナプレート支持体７が軸方向で摺動され、これによりインナプレート支持体７がアウタプレート支持体８に結合される。もしくはアウタプレート支持体８から分離される。アウタプレート支持体８自体は、インナプレート支持体７に結合されている軸１０に支承された中空軸９に結合されている。変速装置１１を介して、軸１０はエンジン１２に接続されている。中空軸９は、トランスミッション１４を介して車両１３に接続されている。図面を省略するために、トランスミッション１４には１つのギヤ段しか示されていない。
【００２６】
エンジン１２が始動されるべき場合には、アクチュエータ１のロータ３が、伝動装置４と、ダブルプラネタリピニオン５と、押圧リング６と、インナプレート支持体７とを介してエンジン１２を駆動する。この場合、停止している車両は、クラッチ１４が解放されていることに基づき連結解除されている。始動過程では、ダブルプラネタリピニオン５の歯列の方向に応じて、クラッチ７，８が係合または係合解除される。何故ならばダブルプラネタリピニオン５の歯列の形式により、押圧リング６がインナプレート支持体７をアウタプレート支持体８に押し付けるか（第２の実施例のバリエーションＡ）、または押圧リング６が対応面１６に当接されて、クラッチが係合解除される（第２の実施例のバリエーションＢ）。第１の場合、エンジンの始動時には、アウタプレート支持体８と中空軸９とが一緒に駆動され、第２の場合にはロータ３が伝動装置４，５と、押圧リング６と、インナプレート支持体７と、軸１０だけを駆動すればよい。
【００２７】
車両の停止状態では、内燃機関が軸１０とインナプレート支持体７と伝動装置４とを介してロータ３を駆動するので、アクチュエータ１はオルタネータとして使用される。走行中にもアクチュエータ１をオルタネータとして使用することができるように、ダブルプラネタリピニオン５の歯列は、第２の実施例のバリエーションＢでは、クラッチが、アクチュエータ１の制動時に閉じるように形成されている。第２の実施例のバリエーションＡでは、２つの負荷経路が存在しているダブルプラネタリピニオン５が必要であるので、その都度、負荷されていない負荷経路を介して、オルタネータ機能が提供され、他方の負荷経路はエンジンのトルクを伝達する。
【００２８】
制動エネルギの回生は、この実施例では、第２の実施例のバリエーションＢによれば、ダブルプラネタリピニオン５の歯列が、アクチュエータ１が制動される場合にクラッチが締結されるように向けられている場合にだけ少なくとも部分的に可能である。その他の場合には、制動エネルギの回生は不可能である。
【００２９】
図３には本発明によるアクチュエータの第３の実施例が示されている。同じ部分もしくは機能的に同じ部分には上記実施例と同じ符号が付与されている。
【００３０】
図３に示されているように、アクチュエータ１はステータ２とロータ３とを有している。上記実施例のようにロータ３は伝動装置４を介して、ダブルプラネタリピニオン５は押圧リング６を介してインナプレート支持体７に結合されている。インナプレート支持体７自体は、軸１０に堅固に結合されている。車両１３のエンジン１２は変速装置１１を介して、軸１０上に支承されている中空軸９に結合されている。中空軸９自体は、アウタプレート支持体８に結合されている。さらに、中空軸９と軸１０との間には、クラッチ７，８を橋絡するためのロックアップクラッチ１５が設けられている。車両１３は、パワートレインに結合された軸１０によって駆動される。図面を省略するために、図３には、伝動装置１４の１つの段しか示されていない。
【００３１】
第３の実施例による本発明のアクチュエータ１の機能はこの場合、次のようである。即ち、エンジン１２を始動するために、ロータ３と伝動装置４とを介してダブルプラネタリピニオン５が動かされる。ダブルプラネタリピニオン５のはす歯の方向に応じて、この場合、押圧リング６が軸方向でアクチュエータ１の方へまたはアクチュエータ１から離れるように動かされるので、インナプレート支持体７はアウタプレート支持体８に接触される（第３の実施例のバリエーションＡ）か、またはアウタプレート支持体８から離される（第３の実施例のバリエーションＢ）。第３の実施例のバリエーションＡでは、エンジンが、アウタプレート支持体８と、中空軸９と、変速装置１１とを介して始動される。第３の実施例のバリエーションＢにおいて、ダブルプラネタリピニオン５のはす歯が別の方向に傾けられていることにより、押圧リング６が対応面１６に当接されるまで、インナプレート支持体７がアウタプレート支持体８から離された場合、エンジン１２は、ロータ３の回転が伝動装置４，５と、押圧リング６とを介してインナプレート支持体７に伝えられることにより始動される。インナプレート支持体７が軸１０に堅固に結合されているので、ロータ３の回転は、クラッチロックアップクラッチ１５を介してエンジン１２に伝えることができ、エンジンが始動される。
【００３２】
上述した両バリエーションでは、停車している車両１３はそれぞれクラッチが解放されていることにより連結解除されている。
【００３３】
上述した両バリエーションでは、それぞれ車両１３の停止中にオルタネータ機能も得られる。この場合、停止中の車両１３はそれぞれクラッチ１４が解放されていることにより連結解除されている。アクチュエータ１は第３の実施例のバリエーションＡで、停止中の車両１３に接続されたクラッチ側に位置しているので、オルタネータ機能は、クラッチロックアップクラッチ１５が閉じることによってしか実現され得ない。これによりロータ３は、ロックアップクラッチ１５を介して駆動される。第３の実施例のバリエーションＢでは、アクチュエータ１のロータは、閉鎖状態で連結されるクラッチ７，８を介してエンジン１２によって駆動される。この場合、ロックアップクラッチ１５は開かれている。
【００３４】
車両の走行中のオルタネータ機能は、第３の実施例のバリエーションＢでは、クラッチ７，８が締結された状態で、ロータ３がエンジン１２によって駆動されることにより保証される。車両の走行中のオルタネータ機能は、第３の実施例のバリエーションＡでは、クラッチ７，８が解放された状態でロータ３が、閉鎖されたクラッチ１４を介して車両１３によって駆動されることにより得られる。これによりこの場合、オルタネータ機能は、走行中に、ダブルクラッチ伝動装置との関連でのみ、それぞれ負荷のない出力分岐路で実現することができる。
【００３５】
アクチュエータ１をモータとして使用した場合にクラッチ７，８が締結されるような、第３の実施例のバリエーションＡではプラネタリピニオンの形状により、ブレーキエネルギの回生も得られる。何故ならば、アクチュエータ１が、制動時に、若しくは車両のエンジンブレーキ運転時に、オルタネータとして働き、従って車両はさらに制動されるからである。
【００３６】
逆に、アクチュエータ１をモータとして使用した場合にクラッチ７，８が解放されるような、第３の実施例のバリエーションＢでは、プラネタリピニオン５の形状により「伝動装置同期化」機能も得られる。
【００３７】
記載した全ての実施例について、これは有利にはダブルクラッチ伝動装置５で使用されることが記載されている。この場合、伝動装置の一方の分岐路は常に負荷がかけられず、他方の分岐路は負荷がかけられている。従って、クラッチアクチュエータとしての、及びスタータとしての、及び走行中の車両および停止中の車両におけるオルタネータとしてのアクチュエータ１の全ての必要な機能は準備される。この場合、特に、走行中のオルタネータ機能はその都度、負荷のかけられていない分岐路で行われる。
【００３８】
従って、本発明によれば、クラッチアクチュエータ・スタータまたはクラッチアクチュエータ・オルタネータまたはクラッチアクチュエータ・スタータ・オルタネータとして使用することのできるアクチュエータが記載されている。従って、補機として形成されたアクチュエータ１が、エンジンのための複数の機能を有することができるので、部品数および構成スペースおよびエンジンの重量が減じられる。
【００３９】
本発明の上述した実施例は、説明するためのものであって、本発明を制限する目的のものではない。本発明の範囲では、本発明の周辺技術およびこれに類するものを逸脱することなく種々の変化実施例および改良形が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１の実施例によるアクチュエータの断面図である。
【図２】
本発明の第２の実施例によるアクチュエータの断面図である。
【図３】
本発明の第３の実施例によるアクチュエータの断面図である。
【国際公開パンフレット】
2004518917.tif 000003
2004518917.tif 000004
2004518917.tif 000005
2004518917.tif 000006
2004518917.tif 000007
2004518917.tif 000008
2004518917.tif 000009
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2004518917.tif 000011
2004518917.tif 000012
2004518917.tif 000013
2004518917.tif 000014
2004518917.tif 000015
2004518917.tif 000016
2004518917.tif 000017
2004518917.tif 000018
2004518917.tif 000019
2004518917.tif 000020
2004518917.tif 000021
2004518917.tif 000022
【国際調査報告】
2004518917.tif 000023
2004518917.tif 000024
2004518917.tif 000025
2004518917.tif 000026