(57)【要約】本発明は、入力（Ｅ）および出力（Ａ）を有し；入力（Ｅ）と相対回動しないように結合可能な駆動装置（１１）および出力（Ａ）と結合可能な従動装置（１２）を有する、流体力学的構成部材（１８）の形式の始動部材（２）を有する；始動ユニット（１）に関する。本発明は、特徴：始動部材（２）の従動装置（１２）と出力（Ａ）との間にフリーホィール（Ｆ）が配置されていること、を特徴としている。【選択図】図１
2004508515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．１　入力（Ｅ）および出力（Ａ）と；
１．２　入力（Ｅ）と相対回動しないように結合可能な駆動装置（１１）および出力（Ａ）と結合可能な従動装置（１２）並びに少なくとも１つの一次ホィール（５；５．２；５．３ａ；５．３ｂ；５．５ａ；５．５ｂ；５．６ａ；５．６ｂ）と二次ホィール（６；６．２；６．３ａ；６．３ｂ；６．５ａ；６．５ｂ；６．６ａ；６．６ｂ）を備えた、流体力学的構成部材（１８；１８．２；１８．３ａ；１８．３ｂ；１８．５ａ；１８．５ｂ；１８．６ａ；１８．６ｂ）の形式の始動部材（２；２．２；２．３ａ；２．３ｂ；２．５ａ；２．５ｂ；２．６ａ；２．６ｂ）と；
を有する
１　始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ；１．６ｂ）において、
次の特徴：
１．３　始動部材（２；２．２；２．３ａ；２．３ｂ；２．５ａ；２．５ｂ；２．６ａ；２．６ｂ）の従動装置（１２）と出力（Ａ）との間に、フリーホィール（Ｆ）が配置されている、
ことを特徴とする始動ユニット。
【請求項２】
次の特徴：
２．１　ロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ；４．６ｂ）を有し、
２．２　流体力学的構成部材（１８；１８．２；１８．３ａ；１８．３ｂ；１８．５ａ；１８．５ｂ；１８．６ａ；１８．６ｂ）とロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ；４．６ｂ）が、並列に接続されており；
２．３ロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ；４．６ｂ）は、入力（Ｅ）と出力（Ａ）の間に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ；１．６ｂ）。
【請求項３】
始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ）において、
次の特徴：
３．１　振動減衰装置（１７ａ）を有し；
３．２　振動減衰装置（１７ａ）は、空間的および機能的にロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ）の前に配置されている、
ことを特徴とする、始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ）。
【請求項４】
始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ；１．６ｂ）において、
次の特徴：
４．１　振動減衰装置（１７ｂ）を有し；
４．２　振動減衰装置（１７ｂ）が、機能的にロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ｂ）の後方に配置されている、
ことを特徴とする始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ｂ）。
【請求項５】
流体力学的構成部材（１８；１８．２；１８．３ａ；１８．３ｂ；１８．６ａ；１８．６ｂ）は、流体式クラッチ（３；３．２；３．３ａ；３．３ｂ；３．６ａ；３．６ｂ）として形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ；１．６ｂ）。
【請求項６】
流体力学的構成部材（１８．５ａ；１８．５ｂ）は、一次ホィール（５．５ａ；５．５ｂ）、二次ホィール（６．５ａ；６．５ｂ）および少なくとも１つのタイミングホィール（Ｌ）を有する、流体式回転数−／トルクコンバータ（２０．５ａ；２０．５ｂ）として形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の始動ユニット（１．５ａ；１．５ｂ）。
【請求項７】
始動ユニット（１．５ａ；１．５ｂ）において、
一次ホィール（５．３ａ；５．３ｂ）は、空間的に入力（Ｅ）から出力（Ａ）への軸方向において、ロックアップクラッチ（４．３ａ；４．３ｂ）と二次ホィール（６．３ａ；６．３ｂ）の間に配置されていることを特徴とする始動ユニット（１．５ａ；１．５ｂ）。
【請求項８】
始動ユニット（１；１．２；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ；１．６ｂ）において、
二次ホィール（６；６．２；６．５ａ；６．５ｂ；６．６ａ；６．６ｂ）は、空間的に入力（Ｅ）から出力（Ａ）への軸方向において、ロックアップクラッチ（４；４．２；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ；４．６ｂ）と一次ホィール（５；５．２；５．５ａ；５．５ｂ；５．６ａ；５．６ｂ）の間に配置されていることを特徴とする始動ユニット（１；１．２；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ；１．６ｂ）。
【請求項９】
二次ホィール（６．２；６．３ｂ；６．５ｂ；６．６ｂ）を固定位置に支持して制動する装置（１３）が、ハウジング（１５）に設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の始動ユニット（１．２；１．３ｂ；１．５ｂ；１．６ｂ）。
【請求項１０】
制動するための装置（１３）は、フリーホィール（Ｆ）の前において流体力学的部材（１８．２；１８．３ｂ；１８．５ｂ；１８．６ｂ）の従動装置（１２）に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の始動ユニット（１．２；１．３ｂ；１．５ｂ；１．６ｂ）。
【請求項１１】
装置（１３）は、ハウジング（１５）の固定位置に配置された、摩擦面を支持する少なくとも１つの部材および流体力学的部材（１８．２；１８．３ｂ；１８．５ｂ；１８．６ｂ）の従動装置（１２）と相対回動不能に結合された、摩擦面を支持する第２の部材を有する、摩擦制動装置として形成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の始動ユニット（１．２；１．３ｂ；１．５ｂ；１．６ｂ）。
【請求項１２】
１２．１　トランスミッション入力およびトランスミッション出力を有し；
１２．２　トランスミッション入力とトランスミッション出力との間に配置されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ；１．６ｂ）を有する；シフトトランスミッション、特に自動化されたシフトトランスミッション。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシフトトランスミッションを有する車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、詳細には請求項１の上位概念に基づく特徴を有する、マルチ機能ユニット、特にシフトトランスミッション、特に自動または自動化されたシフトトランスミッションに使用するための始動ユニットに関するものであり、さらにシフトトランスミッション、特に自動化されたシフトトランスミッションとシフトトランスミッションを備えた車両に関する。
【０００２】
車両、特に商用車に使用するための、シフトトランスミッションまたは自動化されたシフトトランスミッションの形式のトランスミッションは、多数の異なる実施形態で知られている。通常これらに共通なのは、始動プロセスが摩擦クラッチまたは流体式コンバータの形式のクラッチ装置を介して実現されることである。しかし、始動部材として摩擦クラッチを使用することは、比較的長い期間にわたって増大されたスリップを特徴とする機能状態においては、問題がある。これは特に、始動プロセスに言えることである。その場合には熱的な負荷が大きいことに基づいて、クラッチ装置は増大された摩耗にさらされる。これをできるだけ小さく抑えるために、使用すべき摩擦ライニングにそれに応じた要請がなされる。さらに、摩耗現象により始動部材のための寿命が短くなる。
【０００３】
流体式コンバータの形式の始動部材による解決の欠点は、大体において、流体力学的な部分のためのコストが高いことと分離クラッチを設けることが必要なことにある。
【０００４】
ターボクラッチの形式の始動部材を有するトランスミッション構成ユニットの実施は、公報ＤＥ１９６５０３３９Ａ１から知られている。
【０００５】
このトランスミッション構成ユニットによって、少なくとも２つの駆動状態−少なくとも１つの切換え段において出力を伝達するための第１の駆動状態と、制動するための第２の駆動状態−が実現される。その場合に両機能は、流体式クラッチを介して実現される。この流体式クラッチは、互いにトーラス形状の作業空間を形成する、ポンプホィールとタービンホィールとを有している。流体式リターダの機能の実現は、ステータ羽根ホィールの機能を、静止しているトランスミッション部分に対して固定することによってポンプホィールに、そしてロータ羽根ホィールの機能をタービンホィールに対応づけ、あるいはステータ羽根ホィールの機能を、タービンホィールを静止しているトランスミッション部分に対して固定することによってタービンホィールに、そしてロータ羽根ホィールの機能をポンプホィールに対応づけることによって、行われる。両方の場合において、ロータ羽根ホィールの機能を引き受ける羽根ホィールは、機械的なトランスミッション部分を介してトランスミッション出力軸と結合されている。
【０００６】
その場合にターボクラッチを駆動軸ないしはトランスミッション構成ユニットの機械的トランスミッション部分に結合することは、第１の駆動状態を実現するためにタービンホィールが機械的なトランスミッション部分と、そしてポンプホィールがトランスミッション入力軸と結合可能であって、第２の駆動状態、すなわち制動を実現するために、２つの羽根ホィールの一方が固定されるように、行われる。そのために、流体式クラッチ、特に羽根ホィールに、固定しかつ駆動軸から分離するための手段が対応づけらられている。この形態は、別の制動部材を省くことができるので、特にコンパクトなトランスミッション構成ユニットの形成を許す。しかしこの実施形態の欠点は、この形態はシフトプロセスの間エンジンまたはタービンが激しい回転数変化を経験する、自動的なシフトトランスミッションのために考えられたものであって、その場合にタービンホィールの回転数が同期されなければならないことにある。しかし、自動化されたシフトトランスミッション内で使用する場合には、シフトプロセスにおいて出力の流れを確実に中断するために、別体の分離クラッチを設けることが必要である。
【０００７】
従って本発明の課題は、シフトトランスミッション構成ユニット内で使用するため、特に駆動システム内の自動化されたシフトトランスミッション内で使用するのに適した始動ユニットを、上述した欠点が回避されるように展開することである。詳細には、その場合に、増大されるスリップの状態の期間に関係なく、できるだけ摩耗のない始動プロセスを実現することに留意しなければならない。その場合に始動ユニット自体は、わずかな構造的および制御技術的費用を特徴とすることができ、駆動システムないしは、たとえばトランスミッション構成ユニットの形式の、パワー伝達ユニット内へ容易に組み込むことができ、その場合にますます増大しつつある、小さい組み込み長さに対する要請を考慮しなければならない。本発明の他の視点は、シフトプロセスの間の出力の流れの中断の確実な保証を可能にすることにある。
【０００８】
本発明に基づく解決は、請求項１、１２および１３の特徴に記載されている。好ましい実施形態が、従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明によれば、マルチ機能ユニット、特に始動ユニットは、少なくとも１つの一次羽根ホィールと二次羽根ホィールとを備えた流体力学的構成部材の形式の、すなわち流体式クラッチまたは流体式回転数−／トルクコンバータの形式の、始動部材を有している。始動ユニットは、入力と出力とを有する。始動部材、すなわち流体力学的構成部材は、駆動側と従動側とを有している。始動部材、すなわち流体式クラッチの従動側は、マルチ機能ユニットないし始動ユニットと結合されている。本発明によれば、二次羽根ホィール−流体式クラッチとしておよびコンバータとして形成される場合にはタービンホィール−、すなわち始動部材の従動装置と始動部材の出力との間に、フリーホィールが設けられている。フリーホィールは、指向接続されたクラッチとして、大体において次の２つの機能状態を可能にする：
【００１０】
１．始動部材の従動側、すなわちタービンホィールの回転数が、マルチ機能ユニットの出力における回転数と等しい場合に、トルクはタービンホィールからマルチ機能ユニットの出力へ伝達される。
【００１１】
２．タービンホィール、すなわち始動部材の従動側の回転数が、始動ユニットの出力における回転数よりも小さい場合いは、タービンホィールを介してトルクが出力へ伝達されることはなく、タービンホィールは自由に回転する。
【００１２】
本発明に基づく解決は、ほぼ摩耗のない始動プロセスの実現の他に、始動プロセスの間流体力学的構成部材は空にされる必要はなく、出力を中断するための付加的な分離クラッチも必要とされない、という利点を提供する。通常トランスミッション入力軸を形成する入力を後段に配置されている切換え段から分離することは、フリーホィールのみを介して行われ、従ってシフトトランスミッション内の同期化の機能を保証する。
【００１３】
本発明の他の視点の元で、始動ユニットは流体式クラッチの形式の始動部材の他に、ロックアップクラッチを有しており、その場合に両者は互いに対して並列に接続されているが、時間的に短い、あるいは定められた位相の間だけ共通に係合し、その場合に始動ユニットの入力と出力の間の出力の流れは中断可能である。その場合にこのように中断できることは、始動ユニットを、始動ユニットの後段に配置される機械的トランスミッション部分を備えた自動化されたシフトトランスミッション内に使用する場合には、流体式クラッチを同時に空にしながら、ないしはすでに空にされている場合に、ロックアップクラッチが切換え可能であることによって、あるいは機械的なトランスミッション部分または後段切換えセットないしグループ切換えセットを有する自動化されたシフトトランスミッションに使用する場合には、最初の２つの下方のギア段間で切換える際に流体式クラッチを空にすることによって、行うことができる。好ましくはこの種の実施形態において、流体式クラッチとロックアップクラッチの従動側は、フリーホィールを介して互いに相対回動不能に結合される。この配置の利点は、大体において、マルチ機能ユニットの入力から出力への出力伝達に関して２つの状態のみを区別するだけでよく、その場合に出力伝達がロックアップクラッチを介して純粋に機械的に、あるいは流体力学的構成部材を介して流体力学的に行われることにある。その場合に適切に駆動することによって、所定の走行状態のために流体力学的な出力伝達の利点を最適に利用することができる。
【００１４】
これは、特に、完全に摩耗なしで行うことのできる始動プロセスについて言えることであって、その場合に他のすべての走行状態においては、スリップを有する流体式クラッチの完全なロックアップが実現される。流体式クラッチの設計に依存する、所定のスリップ状態から、ポンプホィールとタービンホィールの間の結合によるロックアップは、機械的なロックアップクラッチによって行われる。駆動出力は、マルチ機能ユニット、特に入力と結合可能な駆動機械によって、機械的伝達システムと必要な補助エネルギに基づくわずかな損失で、出力へ伝達される。シフトトランスミッション、特に同期化されたシフトトランスミッション内に使用するためには２つのギア段間を切換える場合に、駆動機械と従動装置との間の接続は通常分離されなければならないので、この課題はロックアップクラッチに対応づけられる。同様に、この説明は始動部材を流体的な回転数−／トルクコンバータとして形成する場合にも、当てはまる。
【００１５】
その場合に流体力学的構成部材の従動側、特に流体式クラッチまたはフリーホィールの後方の流体式コンバータとロックアップクラッチとの間の相対回動不能の結合は、組み立てに関して取り外し可能または取り外し不可能に行われる。結合自体は、最初に挙げた場合においては形状結合および／または摩擦結合により行うことができる。第２の場合においては、結合は、たとえば材料結合によって、あるいはターボクラッチのタービンホィールとロックアップクラッチの従動装置を統合された構成ユニットとして形成することによって−ロックアップクラッチのクラッチ出力ディスクの形状の多板構造における機械的クラッチとして形成する場合−実現することができる。結合方法の具体的な選択は、使用場合の要請に応じて行われる。
【００１６】
ロックアップクラッチは、機械的な摩擦クラッチとして、好ましくは多板構造で、かつ好ましくは湿潤回転するように形成されている。
【００１７】
好ましくは流体式クラッチ、ロックアップクラッチおよびフリーホィールの構成要素を共通のハウジング内に統合することが行われ、その場合にロックアップクラッチは好ましくは流体式クラッチまたは流体式コンバータの駆動手段内で一緒に回転する。その場合に共通に利用可能なハウジングは、
１．流体力学的構成部材、特に流体式クラッチまたは流体式コンバータのハウジングによって、あるいは
２．　別々のハウジングによって、あるいは
３．　接続部材、特に駆動機械またはトランスミッションのハウジングによって、
形成することができる。
【００１８】
最後の場合においては、たとえばハウジングを、始動ユニットと結合可能な駆動機械または始動ユニットに結合可能なトランスミッション構成ユニットのみによって、あるいは始動ユニットに接続される両部材によって形成することが考えられる。
【００１９】
本発明に基づいて形成された始動ユニットは、極めて小さく構成され、従ってトランスミッション構成ユニット、特に自動化されたシフトトランスミッション内に統合する場合に、組立て長さにわずかな影響しか与えない。流体式クラッチまたはコンバータ、ロックアップクラッチおよびフリーホィールからなる構造的なユニットは、モジュラー構成ユニットとして予め組み立てて販売し、供給することができる。その場合に接続ユニットの統合は、摩擦結合および／または形状結合で、たとえばモジュラー状の構成ユニットを接続部材、特にトランスミッション構成ユニットの入力軸上へ取り付けることによって、あるいは始動ユニットの出力と接続ユニットの入力との間の軸−ハブ−結合の実現によって行われ、その場合に接続ユニットの入力軸は組み立てられた状態において、同時に始動ユニットの出力軸を形成することができる。
【００２０】
ロックアップクラッチをウェットな多板クラッチの形式のディスク構造の機械的クラッチとして形成する場合には、薄板の湿潤回転を実現するための多数の可能性がある。好ましくはこれは簡単な方法で、流体式クラッチの作業空間の外部にある駆動手段が同時にロックアップクラッチのための潤滑剤として利用されることによって、実現される。その場合に駆動手段は、通常、クラッチハウジングの駆動手段溜め内、またはクラッチシェルあるいは貯蔵チャンバ内に集まる駆動手段である。この場合においては、流体式クラッチとロックアップクラッチとの間の付加的なシール措置を省くことができ、かつロックアップクラッチを簡単な方法で流体式クラッチのハウジング内に統合することができる。この形態は、摩耗のない始動ユニットの、構造と機能に関して特にコンパクトな組立て形状を可能にする。この実施形態は、コンバータにも転用することができる。
【００２１】
本発明の他の視点の元で、タービンホィールを選択的に固定する装置を付設することによって、流体式クラッチを同時に申し分のないリターダとして駆動し、それによって摩耗のない制動装置を可能にする可能性がある。特に商用車に組み込む場合に使用される、別体の流体力学的な制動装置を省くことができる。リターダのベンチレーション損失は、従来のリターダに比較して、極めてわずかである。タービンホィールを固定し、ないしはハウジングに結合する装置は、最も簡単な場合においては、制動装置として、好ましくはディスク構造で形成されている。これは、流体式クラッチの従動装置、すなわちタービンホィールにおいて作用する。制動部材をタービンホィールに結合することは、タービンホィールとフリーホィールとの間で行われる。ギアがつながれて、制動部材が閉成されている場合には、特に好ましい方法で、登り坂で車両が戻り移動することを防止することができる。
【００２２】
マルチ機能ユニットの入力からマルチ機能ユニットの出力への軸方向における流体式クラッチの個々の構成要素の空間的配置に関して、大体において、次に挙げる２つの可能性がある：
【００２３】
１．流体式クラッチのポンプホィールを、ロックアップクラッチと流体式クラッチのタービンホィールとの間に配置する。
２．流体式クラッチのタービンホィールを、ロックアップクラッチと流体式クラッチのポンプホィールとの間に配置する。
【００２４】
本発明の他の視点の元で、始動ユニット内の付加的な構成要素として、振動減衰装置、特にトーション振動ダンパーをこの始動ユニット内に統合する可能性がある。トーション振動ダンパーは、機能的に駆動側に（その場合にこの実施形態が特に好ましい）、あるいは従動側に対応づけることができ、その場合に空間的な配置に関して、組込み位置におけるトーション振動ダンパーの配置の間で、
ａ）空間的に流体式クラッチの前でロックアップクラッチアップの前、または
ｂ）空間的に流体式クラッチの前でロックアップクラッチの後方、あるいは
ｃ）空間的に流体式クラッチの後方、
を区別することができる。
【００２５】
流体式クラッチまたは流体式コンバータ、ロックアップクラッチおよび場合によっては付加的なトーション振動ダンパーの組合わせとモジュラー構成ユニットに統合することは、より少ない組込みスペース需要を有する多機能の駆動構成要素を提供する可能性を形成する。その場合にこれらの部材は、共通のハウジング内に一体化することができ、その場合にはモジュラー構成ユニットは独立して取り扱うことのできる構成ユニットとして提供することができる。その場合に共通のハウジングとして、流体式クラッチのハウジングを使用することができる。
【００２６】
本発明に基づく解決を、以下で図面を用いて説明する。
【００２７】
図１は、始動部材２を有する、本発明に基づいて形成された始動ユニット１の基本構造を著しく簡略化して概略的に示している。始動ユニット１は、流体式クラッチ３の形式の流体力学的構成部材１８とロックアップクラッチ４を有している。流体式クラッチ３とロックアップクラッチ４は、並列に接続されている。流体式クラッチ３は、ポンプホィール５として機能する少なくとも１つの一次ホィールと、タービンホィール６として機能する二次ホィールとを有しており、それらは互いにトーラス形状の作業空間７を形成している。ロックアップクラッチ４は、多様な形態で、好ましくはディスククラッチ、特に多板クラッチの形式で、形成することができる。ロックアップクラッチは、クラッチ入力ディスク９とクラッチ出力ディスク１０とを有し、それらは少なくとも間接的に摩擦結合で互いに作用結合することができ、すなわち直接または他のディスク形状の中間部材を介して、互いに摩擦対偶を形成する。始動ユニット１はさらに、ここには図示されていない駆動機械と少なくとも間接的に結合可能な駆動装置ないし入力Ｅと、駆動システム内の従動装置と少なくとも間接的に結合可能な、出力Ａとも称される、従動部材とを有している。
【００２８】
その場合に入力と出力という名称は、トラクション駆動において駆動機械から従動装置へのパワーの流れ方向に関する。入力Ｅと出力Ａは、たとえば中実軸あるいは中空軸として形成されており、それぞれ適当な接続部材−駆動機械または切換え段−と公知の方法で結合可能である。入力とポンプホィールとの間の他の公知の結合は、周方向に相対回動せず、かつ軸方向には柔らかく曲がるフレックスプレートを介して行われる。始動部材２としての流体式クラッチ３は、このパワーの流れ方向に見て同様に駆動装置１１と従動装置１２を有している。その場合に駆動装置１１は、ポンプホィール５ないしそのポンプホィールと相対回動不能に結合されている部材によって形成され、従動装置１２はタービンホィール６によって形成される。その場合にクラッチ出力ディスク１０と従動装置１２は、始動ユニット１の出力Ａと結合可能である。しかし、本発明によれば、タービンホィール６ないし流体式クラッチ３の従動装置１２と出力Ａとの間には、フリーホィールＦが設けられている。それによって、始動プロセスの他に、シフトトランスミッション内に使用した場合には結合プロセスにおいてもポジティブな効果をもたらす、始動ユニット１が形成される。特にギア段変更の間に、同期化装置内の過剰な摩耗を防止し、それによって快適性を得ること、ないし改良することができる。
【００２９】
個々の機能状態に関しては、図４の表を参照することができる。この表は、ロックアップクラッチ４、流体式クラッチ３、フリーホィールＦ、および図２に示す実施形態においては、付加的な制動装置１３の個々の機能状態を例示している。
【００３０】
本発明に基づく始動ユニット１は、通常は、ドライブトレイン内で回転数コンバータまたはトルクコンバータ、すなわちトランスミッションと結合されており、ないしは適当な切換え段と共にトランスミッション構成ユニットを形成する。好ましくは始動ユニット１は、トランスミッション構成ユニットの構成部分であるので、出力Ａは他の回転数−／トルク変換ユニットの入力と結合されている。これら回転数−／トルク変換ユニットは、自動化されたシフトトランスミッションにおいては、通常機械的な変速段から形成されている。その場合に始動ユニット１と後段に配置されている回転数−／トルク変換ユニットからなるトランスミッション全体は、入力軸として始動ユニットの入力Ｅを有している。シフトトランスミッション構成ユニット内でギア段変更を行うことを可能にするためには、始動ユニット１の入力Ｅによって形成されるトランスミッション入力軸は、トルクフリーであって、付加的な質量から分離されなければならない。そうでない場合には、同期化部材および／またはトランスミッション構成ユニットの切換え部材の爪、特に始動ユニットの後段に配置されている変速段が、ギア段変更を成し遂げることができず、あるいは著しい負荷を受けて摩耗する危険がある。その場合にギア段変更を行うためには、駆動機械も流体的クラッチ３のタービンホィール６も、入力Ｅによって形成され、あるいはこの入力と相対回動不能に結合されているトランスミッション入力軸から分離されなければならない。その場合に駆動機械は、ロックアップクラッチ４が開放されている場合には、機械的に分離されている。
【００３１】
流体式クラッチ３のタービンホィール６の分離は、フリーホィールＦによって達成され、そのフリーホィールはそのために自由に回転しなければならない。そのためにタービンホィール６の回転数ｎＴは、出力Ａの回転数より低く下げなければならない。その場合にこれは、駆動機械の回転数ｎ１を低下させることによって行われる。というのはタービンホィール６の回転数は流体式クラッチ３が満たされている場合にはポンプホィール５によって減少され、そのポンプホィールは駆動機械の減少された回転数またはそれに比例して始動部材の入力Ｅに印加される回転数で回転するからである。あるいは図２に示す実施例に基づいて付加的な制動装置１３が設けられ、その制動装置はタービンホィール６において作用し、タービンホィール６の回転数ｎＴの低下をもたらす。
【００３２】
シフトアップを特徴づけるギア段変更を行う場合に、入力Ｅにおける回転数はシフトアップの後に所定の段飛躍の分だけ減少されている。この場合にタービンホィール６の回転数ｎＴは、さらにこの接続回転数、すなわちつなぐべきギア段における駆動機械の目標回転数とそれに伴って入力Ｅに印加される回転数またはそれに比例して入力Ｅに印加される回転数の下へ低下させて、それによってフリーホィールＦが自由に回転し、かつ切換えプロセスが可能になるようにしなければならない。
【００３３】
図２は、図１に基づく始動ユニット１．２のための実施形態の好ましい展開を示しており、その場合に同一の部材には同一の参照符号が使用されている。この実施形態においては、流体力学的な構成部材１８．２は始動プロセスの際に流体式クラッチ３．２として機能し、かつ一次ホィール５．２と二次ホィール６．２の個々の羽根ホィールの機能を交換することによって、流体式リターダ１９．２として機能する。構成部材としては、そのために好ましくはディスクブレーキ装置として多板構造で形成されている付加的な制動装置１３が、フリーホィールＦの前で流体力学的な構成部材の従動装置１２と結合されている。制動装置１３は、さらに、好ましくはここでは概略的に示唆されているだけのハウジング１５に配置されている少なくとも１つの第１の固定配置のディスク１４と、少なくとも間接的に、すなわち直接または他の中間に接続されているディスク部材を介して固定配置のディスク１４と作用結合可能な、第２のディスク部材１６とを有している。第２のディスク部材１６は、従動部材１２、特にタービンホィール６と相対回動不能に結合されている。
【００３４】
流体力学的構成部材１８．２によって少なくとも２つの駆動状態−特に始動プロセスの間に効力を発揮して、流体式クラッチ３．２の機能を記述する第１の機能状態と、制動するための第２の機能状態−が実現される。流体式リターダ１９．２の機能を実現するために、ステータ羽根ホィールの機能を、静止しているトランスミッション部分、特にハウジング１５に対して固定することによって二次羽根ホィールに、すなわち流体式クラッチ３．２としての機能において機能するタービンホィール６．２に対応づけることが行われる。その場合にロータ羽根ホィールの機能は、流体式クラッチ３．２としての機能方法においてもポンプホィールとしての機能方法においても機能する、一次羽根ホィール５．２によって引き受けられる。フリーホィールＦによって、二次羽根ホィール６．２を固定してハウジング１５に支持する最適な可能性が得られる。さらに、この実施形態は、様々な機能、すなわち特にシフトトランスミッション内に組み込む場合の始動プロセス、摩耗のない結合プロセスおよび制動プロセスを実現するための、マルチ機能ユニットの形成を可能にする。
【００３５】
その場合に図４に示す状態表は、図１と図２に示す実施形態について、および図３ａと３ｂに示す実施形態についても適当に移し替えて、個々の機能状態と始動ユニット１、１．２、１．３ａないし１．３ｂの該当する部材の切換え行動を例として明らかにしている。アイドリング位置において、ないしは第１のギア段またはリバースギア段に入れるために、ロックアップクラッチ４、４．２、４．３、４．３ｂが開放され、流体力学的構成部材１８、１８．２、１８．３ａないし１８．３ｂは空にされる。一次羽根ホィール５、５．２、５．３ａないし５．３ｂを介して始動ユニット１、１．２、１．３ａ、１．３ｂの入力Ｅに結合することによって、ベンチレーショントルクが形成される。その場合に二次羽根ホィール６、６．２、６．３ａないし６．３ｂに存在する、流体力学的構成部材１８、１８．２、１８．３ａないし１８．３ｂのタービンホィール回転数ｎＴに相当する回転数ｎｓｅｋｕｎｄａｅｒは、始動ユニット１と結合された切換え段の入力における入力回転数に相当する。この場合において、トーラス形状の作用空間７内に囲い込まれている空気流によって、いわゆる循環によるベンチレーショントルクが伝達される。
【００３６】
始動プロセスは、流体力学的な構成部材、特にクラッチ３、３．３ａを介しての出力伝達によって、ないし図２と３ｂに示す実施形態においては、流体力学的な構成部材１８．２ないし１８．３ｂの第１の駆動方法によって特徴づけられている。この場合においては、ロックアップクラッチ４、４．２、４．３ａ、４．３ｂは開放されて、流体式クラッチ３、３．２、３．３ａ、３．３ｂは完全にあるいは部分的に充填されている。その場合にトーラス形状の作業空間内で一次羽根ホィール回転に基づいて循環する駆動手段は、トルクを二次羽根ホィール６、６．２、６．３ａないし６．３ｂに伝達する。一次羽根ホィール５、５．２、５．３ａないし５．３ｂの回転数は、スリップを考慮して、二次羽根ホィール６、６．２、６．３ａないし６．３ｂの回転数にほぼ相当し、すなわちｎＴ＝ｎ２であって、そのｎ２は後段に配置されている切換え段の入力における回転数、すなわち始動ユニット１の出力Ａにおける回転数（ｎＡ）に相当する。
【００３７】
駆動方法「走行」、すなわち牽引運行も推進運行も含まれる、第２の駆動状態の間、出力伝達は通常ロックアップクラッチ４、４．２ないし４．３ａないし４．２を介して純粋に機械的に行われる。これは閉成されている。流体力学的構成部材１８、１８．２、１８．３ａないし１８．３ｂは、この状態においては出力伝達には関与していない。その場合にこの部材は、空にされ、部分的に充填され、あるいは完全に充填されることができる。これは特に、通常の走行プロセスの間、すなわちトラクション駆動または推進駆動において、図２または３ｂに示す実施形態において考えられるように、流体力学的構成部材によって制動を行おうとする場合に、役割を果たす。そのために、好ましくは流体力学的構成部材１８．２ないし１８．３ｂは完全に空にされる。というのは、そうでない場合には制動装置をスイッチオンした場合に急速に構築される制動トルクによって衝撃が生じるからである。所望の制動トルクを形成するための信号が存在する場合には、タービンブレーキの形式の制動装置は閉成されて、トーラス状の作業空間は所望のトルクに応じて駆動手段で満たされる。その場合に走行プロセスの間、タービンホィールの回転数ｎＴは、シフトトランスミッション入力軸回転数よりも小さい。タービンホィールとして機能する二次羽根ホィール６、６．２、６．３ａないし６．３ｂは、自由に回転する。
【００３８】
シフトアップを特徴づけるギア段変更の場合に、トランスミッション入力、すなわち始動ユニット１、１．２、１．３ａないし１．３ｂの入力Ｅと出力Ａとの間の機械的結合は、中断される。流体力学的構成部材１８、１８．２、１８．３ａないし１８．３ｂは、空であり、部分的に充填され、あるいは完全充填を有する。入力Ｅと結合されている駆動機械の回転数ｎ１は、減少され、二次羽根ホィール６、６．２、６．３ａないし６．３ｂにおける回転数は、出力における回転数ｎＡ（ないしｎ２、すなわち切換え段の入力における）よりも小さい。二次羽根ホィール６、６．２、６．３ａないし６．３ｂは、自由に回転する。その場合に図２（あるいは図６．３ないし６．３ｂ）に示す実施形態においては、制動装置１３が開放され、あるいは二次羽根ホィールを制動するために閉成されることができる。
【００３９】
より低いギア段へのシフトダウンを特徴づけるギア段変更においては、ロックアップクラッチ４、４．２、４．３ａ、４．３ｂないし４．２は、開放されている。流体式クラッチ３、３．２、３．３ａないし３．３ｂの形式の流体力学的構成部材１８、１８．２、１８．３ａないし１８．３ｂは、空にされ、部分的に充填され、あるいは完全充填を有することができる。この場合においても、二次羽根ホィール６、６．３ａ、６．３ｂ、６．２の回転数ｎＴは、始動ユニット１、１．２、１．３ａないし１．３ｂの出力における回転数ｎＡよりも小さい。二次羽根ホィール６、６．２、６．３ａないし６．３ｂは、出力Ａとの結合から自由である。
【００４０】
制動プロセスを実現するために、図２と図３ｂに示す実施形態においては、制動装置１３は閉成され、さらにロックアップクラッチ４．２、４．３ｂが閉成される。流体力学的構成部材１８．２ないし１８．３ｂは、完全に、あるいは部分的に充填されていなければならない。フリーホィールＦによって二次羽根ホィール６．２ないし６．３ｂは、始動ユニット１．２ないし１．３ｂの出力Ａより小さい回転数ｎＴまたは回転数ゼロ（二次羽根ホィールが静止）で回転する。
【００４１】
個々の切換えプロセス、シフトアップまたはシフトダウンの場合に、種々の切換え段組合わせ、図示の実施形態においてはすべての理論的に可能な組合わせが可能である。すなわち、第１の出力ギア段から次に高いあるいは次に低いギア段へ切換えることができ、あるいは１つまたは複数のギア段を飛び越えて、より高い、あるいはより低いギア段へ切換えることができる。
【００４２】
図３ａと３ｂは、図１と２に基づく実施形態を説明するものであるが、その場合に空間的な配置は始動ユニット１．３ａないし１．３ｂ、流体力学的な構成部材１８．３ａ、１８．３ｂの個々の羽根ホィール−一次羽根ホィール５．３ａないし５．３ｂおよび二次羽根ホィール６．３ａないし６．３ｂの入力Ｅから出力Ａに軸方向に見て、一次羽根ホィール５．３ａないし５．３ｂがロックアップクラッチ４．３ａないし４．３ｂと二次羽根ホィール６．３ａないし６．３ｂの間に配置されているように、行われる。
【００４３】
図５ａと５ｂは、流体式の回転数−／トルクコンバータ２０．５ａないし２０．５ｂの形式の流体力学的構成部材１８．５ａないし１８．５ｂを有する実施形態を示している。その場合に始動ユニット１．５ａないし１．５ｂの基本構造は、図１と２に記載されているものに相当するが、流体力学的部材１８のみは流体式回転数−／トルクコンバータ２０．５ａ、２０．５ｂによって代用されている。従って同一の部材には、同一の参照符号が使用される。図示の実施形態は、例を示している。ロックアップクラッチの空間的な位置に関してコンバータの個々の部材の他の空間的配置を有する形態も考えられる。
【００４４】
図６ａと６ｂは、図１または２に示す本発明に基づいて形成された始動ユニット１．６ａと１．６ｂの実施形態を用いて、振動減衰装置１７ａないし１７ｂ、好ましくはトーション振動ダンパーの形式の他の構成要素の一体化を示している。この装置は機能的に、駆動側、すなわち図６ａに示すように始動ユニット１．６ａの入力Ｅに対応づけられており、その場合にこの実施形態は特に効果的である。他の可能性は、図６ｂの図示に示すように、振動減衰装置１７．ｂを機能的に従動側に、すなわち始動ユニット１．６ｂの出力Ａに対応づけることにあり、その場合に空間的な配置に関して、組込み位置において見て、振動減衰装置１７ｂの配置の間で、
ａ）空間的に流体式クラッチ３．６ａの前でロックアップクラッチ４．６ａの前、または
ｂ）空間的に流体式クラッチ３．６ｂの前でロックアップクラッチ４．６ｂの後方、または
ｃ）空間的に流体式クラッチ３．６の後方
を区別することができる。ａ）で挙げた場合は、図６ａに示されており、ｂ）で挙げた場合は図６ｂに示されている。
【００４５】
図１から６に示す配置の可能性は、例であって、出願の保護範囲を制限するものではない。他の実施形態、特に始動ユニットの付加部材との組合わせが考えられ、かつ当業者の裁量の範囲にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、マルチ機能ユニット、特に流体式クラッチの形式の始動部材とロックアップクラッチおよびフリーホィールを有する始動ユニットの、本発明に基づく解決の実施形態を、著しく簡略化して概略的に示している。
【図２】
トルクを伝達し、あるいは制動トルクを形成するための始動部材の適性を有する、図１に示す実施形態の機能的な展開を、著しく簡略化して概略的に示している。
【図３】
図３ａと３ｂは、図１と２に示す実施形態について、流体力学的構成部材の個々の部材を空間的に配置するための実施形態を示している。
【図４】
図１から３に示す始動ユニットの個々の機能状態を表を用いて例示している。
【図５】
図５ａと５ｂは、流体的コンバータとしての始動部材の実施形態を有する、図１と２に基づく構成を説明している。
【図６】
図６ａと６ｂは、付加的なトーション振動ダンパーを有する、図１と２に基づく始動ユニットの展開を例示している。
【符号の説明】
１、１．２、１．３ａ、１．３ｂ、
１．５ａ、１．５ｂ、１．６ａ、１．６ｂ　始動ユニット
２、２．２、２．３ａ、２．３ｂ
２．５ａ、２．５ｂ、２．６ａ、２．６ｂ　始動部材
３、３．２、３．３ａ、３．３ｂ、
３．５ａ、３．５ｂ、３．６ａ、３．６ｂ　流体式クラッチ
４、４．２、４．３ａ、４．３ｂ、
４．５ａ、４．５ｂ、４．６ａ、４．６ｂ　ロックアップクラッチ
５、５．２、５．３ａ、５．３ｂ、５．５ａ、５．５ｂ　一次羽根ホィール
６、６．２、６．３ａ、６．３ｂ、６．５ａ、６．５ｂ　二次羽根ホィール
７　トーラス形状の作業空間
８
９　クラッチ入力ディスク
１０　クラッチ出力ディスク
１１　流体式クラッチの駆動装置
１２　流体式クラッチの従動装置
１３　制動装置
１４　固定配置のディスク
１５　ハウジング
１６　ディスク部材
１７ａ、１７ｂ　振動減衰装置
１８、１８．２、１８．３ａ、１８．３ｂ
１８．５ａ、１８．５ｂ、１８．６ａ、１８．６ｂ　流体力学的構成部材
１９．２、１９．３ｂ　流体式リターダ
２０．５ａ、２０．５ｂ　流体式回転数−／トルクコンバータ
Ａ　出力
Ｅ　入力
Ｆ　フリーホィール
ｎＡ　出力における回転数
ｎ２　始動ユニットの後段に接続されている切換え段の入力における回転数
ｎ１　駆動機械の回転数
ｎＴ　タービンホィールの回転数
【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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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月2日(2002.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．自動化されたシフトトランスミッションであって、
１．１　トランスミッション入力とトランスミッション出力を有し；
１．２　トランスミッション入力とトランスミッション出力との間に配置された始動ユニット（１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ；１．６ｂ）を有し、前記始動ユニットは次の特徴を有している：
１．３　入力（Ｅ）および出力（Ａ）を有し；
１．４　入力（Ｅ）と相対回動しないように結合可能な駆動装置（１１）および出力（Ａ）と結合可能な受動装置（１２）並びに一次ホィール（５；５．２；５．３ａ；５．３ｂ；５．５ａ；５．５ｂ；５．６ａ；５．６ｂ）および二次ホィール（６；６．２；６．３ａ；６．３ｂ；６．５ａ；６．５ｂ；６．６ａ；６．６ｂ）を有する、少なくとも部分的に充填可能な流体力学的構成部材（１８；１８．２；１８．３ａ；１８．３ｂ；１８．５ａ；１８．５ｂ；１８．６ａ；１８．６ｂ）の形式の始動部材（２；２．２；２．３ａ；２．３ｂ；２．５ａ；２．５ｂ；２．６ａ；２．６ｂ）を有し；
１．５　始動部材（２；２．２；２．３ａ；２．３ｂ；２．５ａ；２．５ｂ；２．６ａ；２．６ｂ）の従動装置（１２）と出力（Ａ）との間に、フリーホィール（Ｆ）が配置されており；
１．６　ハウジング（１５）に設けられた、二次ホィール（６．２；６．３ｂ；６．５ｂ；６．６ｂ）を固定位置に支持して制動する装置（１３）を有し、前記装置はフリーホィールの前で二次羽根ホィールと結合されており、その場合に流体力学的構成部材のトーラス形状の作業空間が、所望のトルクに応じて駆動手段によって満たされることが可能であって；
１．７　自動的なシフトトランスミッションは、出力を中断するための付加的な分離クラッチを有していない、
自動化されたシフトトランスミッション。
【請求項２】
次の特徴：
２．１　始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ；１．６ｂ）は、ロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ；４．６ｂ）を有しており；
２．２　流体力学的構成部材（１８；１８．２；１８．３ａ；１８．３ｂ；１８．５ａ；１８．５ｂ；１８．６ａ；１８．６ｂ）とロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ；４．６ｂ）は、並列に接続されており；
２．３　ロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ；４．６ｂ）は、入力（Ｅ）と出力（Ａ）の間に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動化されたシフトトランスミッション。
【請求項３】
自動化されたシフトトランスミッションにおいて、
次の特徴：
３．１　始動ユニット（１；１．２；１．３ａ；１．３ｂ；１．５ａ；１．５ｂ；１．６ａ）は、振動減衰装置（１７ａ）を有しており；
３．２　振動減衰装置（１７ａ）は、空間的および機能的にロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ）の前に配置されている、
ことを特徴とする自動化されたシフトトランスミッション。
【請求項４】
自動化されたシフトトランスミッションにおいて、
次の特徴：
４．１　振動減衰装置（１７ｂ）を有し；
４．２　振動減衰装置（１７ｂ）は、機能的にロックアップクラッチ（４；４．２；４．３ａ；４．３ｂ；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ｂ）の後方に配置されている、
ことを特徴とする自動化されたシフトトランスミッション。
【請求項５】
一次ホィール（５．３ａ；５．３ｂ）は、空間的に入力（Ｅ）から出力（Ａ）の軸方向において、ロックアップクラッチ（４．３ａ；４．３ｂ）と二次ホィール（６．３ａ；６．３ｂ）の間に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自動化されたシフトトランスミッション。
【請求項６】
二次ホィール（６；６．２；６．５ａ；６．５ｂ；６．６ａ；６．６ｂ）は、空間的に入力（Ｅ）から出力（Ａ）の軸方向において、ロックアップクラッチ（４；４．２；４．５ａ；４．５ｂ；４．６ａ；４．６ｂ）と一次ホィール（５；５．２；５．５ａ；５．５ｂ；５．６ａ；５．６ｂ）の間に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自動化されたシフトトランスミッション。
【請求項７】
制動する装置（１３）は流体力学的構成部材の従動装置に、ハウジング（１５）に固定位置に配置された少なくとも１つの、摩擦面を支持する部材と、流体力学的部材（１８．２；１８．３ｂ；１８．５ｂ；１８．６ｂ）の従動装置（１２）と相対回動不能に結合されている、摩擦面を支持する第２の部材とを有する摩擦制動装置として形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自動化されたシフトトランスミッション。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のシフトトランスミッションを有する車両。
【国際調査報告】
2004508515.tif 000038
2004508515.tif 000039
2004508515.tif 000040
2004508515.tif 000041
2004508515.tif 000042
2004508515.tif 000043