(57)【要約】【課題】ダブルクラッチ（２）、中空軸として形成された第１の入力軸（８）及び第１の入力軸（８）の中に同軸に支承された第２の入力軸（９）並びに中空軸として形成された第１の副軸（１０）及びそこに同軸に支承された第２の副軸（１１）を有する高度に集積したダブルクラッチ式トランスミッション（１）への電気機械（ＥＭ１ないしＥＭ６）の組み込み形態を改良し、限定的な取付けスペース条件のもとで新たな応用分野を開拓する。【解決手段】少なくとも１個の電気機械（ＥＭ１〜ＥＭ６）が少なくともダブルクラッチ（２）の入力側（５）及び／又は２つの入力軸（８、９）の一方及び／又は少なくとも一方のトランスミッション副軸（１０、１１）及び／又は少なくとも出力軸（１２）にトルクを直接伝達し又はこれから受領することができるように形成され、かつ配置されている【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダブルクラッチ式トランスミッション（１）であって、
複数の変速段及び２個の入力軸（８、９）を有し、その内の第１の入力軸（８）が中空軸、第２の入力軸（９）が中実軸として形成され、第２の入力軸（９）が第１の入力軸（８）の中に同軸に支承され、これらの入力軸（８、９）は駆動機関（４）のトルクをこのダブルクラッチ式トランスミッション（１）に伝達するために設けられ、このダブルクラッチ式トランスミッション（１）はダブルクラッチ（２）、出力軸（１２）及び少なくとも１個の第１の副軸（１０）を有し、第１の副軸（１０）が中空軸として形成されて第２の副軸（１１）を第１の副軸に対して相対回転可能に支承して収容するものにおいて、
少なくとも１個の電気機械（ＥＭ１〜ＥＭ６）が少なくともダブルクラッチ（２）の入力側（５）及び／又は２つの入力軸（８、９）の一方及び／又は少なくとも一方のトランスミッション副軸（１０、１１）及び／又は少なくとも出力軸（１２）にトルクを直接伝達し又はこれから受領することができるように形成され、かつ配置されていることを特徴とするダブルクラッチ式トランスミッション。
【請求項２】
すべての変速段が純手動的にシフトされ、変速段の自動シフトのためのアクチュエータを設けないように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のダブルクラッチ式トランスミッション（１）。
【請求項３】
少なくとも１個の電気機械が、ダブルクラッチ（２）の入力側（５）に直接作用し得るように配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のダブルクラッチ式トランスミッション（１）。
【請求項４】
少なくとも１個の別のクラッチ（３）があって、選択に応じて電気機械を駆動機関（４）から切断することを可能にすることを特徴とする、請求項３に記載のダブルクラッチ式トランスミッション（１）。
【請求項５】
電気機械が出力軸（１２）に直接作用することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のダブルクラッチ式トランスミッション（１）。
【請求項６】
電気機械が副軸（１０、１１）に直接作用することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のダブルクラッチ式トランスミッション（１）。
【請求項７】
少なくとも２個の電気機械がダブルクラッチ式トランスミッション（１）の内部に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のダブルクラッチ式トランスミッション（１）。
【請求項８】
駆動機関（４）を始動することができ、及び／又は回生を行うことができ、及び／又は駆動機関（４）の出力の増力が可能であり、及び／又は単数個又は複数個の電気機械の発電操作を行うことができ、及び／又は単数個又は複数個の電気機械により車両の整列が可能であり、及び／又は単数個又は複数個の電気機械により走行が可能であり、及び／又はダブルクラッチ式トランスミッション（１）の各トランスミッション部を同期化することができるように、少なくとも１個の電気機械を制御することができる制御装置が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のダブルクラッチ式トランスミッション（１）。
【請求項９】
制御装置がセンサの値に基づき、及び／又は操作者の手動入力に基づき、複数の運転モードの１つを選択し、選択された運転モードが作動するように少なくとも１個の電気機械を制御することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載されたダブルクラッチ式トランスミッション（１）を制御する方法。
【請求項１０】
操作者がすべてのギヤを純手動的にシフトし、制御装置が目下のトランスミッション・シフトポジションで適切な運転モードの中からそのつど選択することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
操作者の動作がなくても、読み取られたデータに応じて、条件があれば、制御装置が少なくとも１個のアクチュエータによりダブルクラッチ式トランスミッション（１）の少なくとも１つのトランスミッション部をシフトして自動的に変速比を変更し、所望の運転モードを作動させるために、まずダブルクラッチ式トランスミッション（１）が所望の運転モードにとって有利なトランスミッション・シフトポジションに置かれるように、制御装置がアクチュエータを制御し、続いて所望の運転モードが生じるように少なくとも１個の電気機械を制御することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
制御装置が読み取られたデータ及び／又は指示に基づいて、下記の運転モードの少なくとも２つの中から１つの運転モードを選択し、選択された運転モードを適当な出力によって作動させ、その場合第１の運転モードは制御装置を介入させず、及び／又は前に作動した運転モードをリセットし、第２の運転モードは駆動機関の直接始動を行わせ、第３の運転モードは運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、第４の運転モードは駆動機関の作用を増力し、第５の運転モードは回転する駆動機関で電気エネルギーを発生させ、第６の運転モードは少なくとも１個の電気機械による車両の整列を可能にし、第７の運転モードは少なくとも１個の電気機械による車両の走行を可能にし、最後に第８の運転モードは回転するトランスミッション部の電動同期化を可能にすることを特徴とする、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に基づくダブルクラッチ式トランスミッション及その利用ないし制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な目的のために単数個又は複数個の電気機械をトランスミッションの中又はかたわらに配置することは、以前から周知のことである。応用は基本的に２つのグループに分けられる。一方では単数個又は複数個の電気機械が変速段をシフトする電動アクチュエータの役割を遂行し、こうしてトランスミッションを経由するトルクの流れに干渉するが、自身がシャフトにトルクを送ることはない。他方ではトランスミッションの中の単数個又は複数個の電気機械がトルクをトランスミッションシャフトに供給し、及び／又は発電操作によりトランスミッションシャフトから取り出す。
【０００３】
組み込まれた電気機械を有するダブルクラッチ式トランスミッションがドイツ国特許出願公開ＤＥ１０１３３６９５Ａ１及び米国特許出願公開ＵＳ２００２００３３０５９Ａ１により公知である。電気機械はトランスミッションの種々の位置に配置することができるが、常にトランスミッションの入力軸に作用する。これらの刊行物では多数の様々な実施態様が開示され、電気機械の幾つかの可能な利用方式が挙げられる。例えば変速段のシフト操作のためのトランスミッション部材の、電気機械による同期化が可能であることが述べられている。またトランスミッションと結合された内燃機関の冷機始動及び暖機始動の可能性並びに電気機械の発電操作による電気エネルギーの回収が提示される。そのためにトランスミッションの中にある電気機械は内燃機関、別の電気モータ又は惰行運転中の車両のエネルギーによってトルクを供給され、ジェネレータとして使用される。
【０００４】
さらに、トランスミッションの外部にある駆動機関と協働して、トランスミッション出力部で取り出される最大出力又は最大限取り出し可能なトルクを増加するために、トランスミッションの中にある電気モータの出力を使用することができることに言及する。最後に、トランスミッションの中にある電気モータは代替駆動装置として利用することもでき、それによって内燃機関又はトランスミッションの外部にある別設の主モータが関与せずに、走行が可能になることに言及する。
【０００５】
ところがドイツ国特許出願公開ＤＥ１０１３３６９５Ａ１と米国特許出願公開ＵＳ２００２００３３０５９Ａがもっぱら取り上げるのは、少なくとも１個のアクチュエータにより少なくとも１つのギヤをシフトすることができるダブルクラッチ式トランスミッションである。自動シフトのためのアクチュエータを利用しない完全手動シフトを可能にするダブルクラッチ式トランスミッション又は自動シフトのためのアクチュエータを構造上まったく設けないで済ませられるダブルクラッチ式トランスミッションについては、何も提案しない。
【０００６】
またドイツ国特許出願公開ＤＥ１０１３３６９５Ａ１及び米国特許出願公開ＵＳ２００２００３３０５９Ａで開示された構成の種々の変型に共通するのは、トランスミッションに設けられた電気機械が常に入力軸に作用し、又は常に少なくとも１つのトランスミッション入力軸が電気機械と結合されることである。電気機械が直接にトランスミッションの入力軸になく、直接これに作用もしない様々な実施態様が提示されるが、結局、電動力により働くトルクが常にトランスミッション入力軸に伝達され、又は電気機械の発電操作の場合は入力軸から取り出される。
【０００７】
このことから、可能な最大効率に関して若干の欠点が出てくる。例えば惰行運転中の車両で、即ち駆動力なしの前進段階で、車両の運動エネルギーがその車輪によって取り出され、トランスミッションに導入される場合は、この動力をなるべく早期に、例えばトランスミッション出力軸の領域ですでに取り出し、当初から損失を伴わずに全トランスミッションに通すことは、追求する価値があると思われる。
【０００８】
また例えば車両の惰行運転時に電気エネルギーを回収する場合は、車輪から単数個又は複数個の電気機械へのトルク伝達経路にとって必要でないシャフトが駆動されず、従って損失動力をまったく又は僅かしか発生しないことが望ましい。ところが引用した先行技術では、電気モータ又はジェネレータが常にトランスミッションの入力軸に作用するから、これが不可能である。
【０００９】
単数個又は複数個のモータの所定の運転モード及び利用方式に関連する損失動力を減少するために、トランスミッション内の単数個又は複数個の電気機械の配置を改善する問題のほかに、車両の空間的設計にとってトランスミッションは重量、重心、幾何学的形状、場所、熱を発生する部品の個数及び強さ等々に関する多数の様々な要求が提起される問題の多い部分であることを考慮しなければならない。
【００１０】
こうした背景のもとで、単数個又は複数個の電気機械をトランスミッションに空間的に組み込む新たな可能性を求めることが望ましい。ダブルクラッチ式トランスミッションはトランスミッションの動作、信頼性及び効率に対して特に高い要求を提起する用途のために設けられることが多いから、それだけになおさら上記のことはこのトランスミッションに当てはまる。しかもダブルクラッチ式トランスミッションは多くの場合、電気機械を組み込まない当初の形ですでに、他のトランスミッション構造と比較して大きな重量と容積を有する傾向がある。
【００１１】
本願の枠内で電気機械の概念は、別に明確に指示しない限り、電気モータ及び／又はジェネレータとして使用できる電気機械を常に包含するものである。
【００１２】
同様な機能の複数のシャフトを場所的に統合することによって、必要な取付けスペースを減少するダブルクラッチ式トランスミッションの特殊な構造がすでに開発された。そのために少なくとも１個の中空軸が設けられ、その中に中実軸が回転可能に支承される。この構造は種々のシャフトへのトルクの配分のために別のトランスミッション要素を前置せずに、２つのトランスミッション入力軸にトルクを別個の制御のもとで導入することが可能であるから、ダブルクラッチの所要の取付けスペースに関しても大きな利点をもたらす。しかもダブルクラッチ式トランスミッションの２つのクラッチを共通のクラッチケースの極めて小さなスペースに組み込むことができる利点があり、場所の節約になる。また一方の副軸をやはり中空軸として形成し、中実軸として形成された副軸をその中に回転可能に支承することによって、複数個、とりわけ２個の副軸を同じく場所的に統合するならば、比較的多数の変速段を備えた特に小型のトランスミッションが可能であり、これによって多くの場合ダブルクラッチ式トランスミッションの使用とその特殊な利点の活用が初めて可能になる。
【００１３】
それぞれ中実軸を回転可能に支承して収容する複数個の中空軸を備え、取付けスペース及び重量が最適化された、まさしくこの多段トランスミッションで、著しく制限され又は指定された取付けスペースでもこのトランスミッションへの電気機械の装備を許し、さらにこの電気機械の効率最適化利用をできる限り可能にする新規な利用の可能性が、トランスミッションへの電気機械の特殊な組み込み形態によって作り出されるならば、特に好都合である。
【特許文献１】ドイツ国特許出願公開ＤＥ１０１３３６９５Ａ１
【特許文献２】米国特許出願公開ＵＳ２００２００３３０５９Ａ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
こうした背景のもとで本発明の根底にあるのは、限定的な取付けスペース条件のもとで、このようなユニットの組合わせの新たな応用分野を開拓するために、高度に集積されたダブルクラッチ式トランスミッションに電気機械を組み込む新たな可能性を提示する課題である。さらに単数個又は複数個の電気機械を適当に配置することによって、少なくとも電気機械の所定の用途に関してその効率の最適化を達成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題の解決策は独立請求項の特徴で明らかであり、一方、本発明の有利な実施態様と改良が当該の従属請求項に見られる。
【００１６】
本発明の根底には、少なくとも１個の電気機械をこのようなダブルクラッチ式トランスミッションに組み込む従来未知の方策を見出すことができれば、このようなトランスミッションを現存する限られた取付けスペースに組み込む可能性が著しく改善されるという認識がある。さらに本発明の根底には、少なくとも１個の電気機械をトランスミッションに組み込むために従来未利用の場所を利用することによって、電気機械の特定の応用分野に対してトランスミッションの損失動力を最小化し、こうして総効率を最適化するための前提が作り出されるという認識がある。
【００１７】
そこで本発明は、複数個の変速段と２個の入力軸を有し、第１の入力軸が中空軸として、第２の入力軸が中実軸として形成され、第２の入力軸が第１の入力軸の中にこれに対して相対回転可能に支承されて配置されたダブルクラッチ式トランスミッションから出発する。さらに２つの入力軸はピストン式内燃機関である駆動機関からダブルクラッチ式トランスミッションへトルクを伝達することができ、かつそのために設けられている。またダブルクラッチ式トランスミッションは同軸のダブルクラッチ、出力軸及び少なくとも１個の第１の副軸を有し、第１の副軸は中空軸として形成され、その中に第２の副軸が回転可能に支承されて収容される。
【００１８】
こうして本発明は、窮屈な場所的条件での取付けに特に好適であり、従って例えば自動車に具合よく組み込むことができるダブルクラッチ式トランスミッションの特殊な構造に関する。なお同軸のダブルクラッチとは、入力側に導入されたトルクを選択に応じて当該の出力側に転送することができる２個の別個に連結可能なクラッチからなるダブルクラッチを意味する。２つのクラッチのこの出力側は、中空のトランスミッション入力軸又はこの中に同軸に支承されたトランスミッション入力軸に結合されている。その場合、ダブルクラッチがその他のトランスミッション部品と共に共通のケースに収容されているか、又は別個のケースに収容されているかは、些細なことである。
【００１９】
中空軸及びその中に回転可能に配置された中実軸を有する、互いに同軸に配置された２つのトランスミッション入力軸の組合せは、中実軸自体が軸方向穴を有し、この穴が例えば別のシャフト又は冷却材の流れを収容することができる変型も含む。選んだ呼称は、特にシャフトを簡単に区別できるようにするためのものであり、中実軸は軸方向貫通孔を持つことができないと解すべきでない。
【００２０】
上記の課題の解決のために、請求項１の特徴に基づ少なくとも１個の電気機械がトルクを直接に少なくともダブルクラッチの入力側に、及び／又はダブルクラッチ式トランスミッションの２つの入力軸の一方に、及び／又は少なくとも一方のトランスミッション副軸に、及び／又はダブルクラッチ式トランスミッションの少なくとも出力軸に導入し又はこれから受領することができるように形成され、かつ配置された構成になっている。
【００２１】
電気機械によるトルクの直接的導入又は受領の概念は、例えば電気機械の可動部が上記のトランスミッションシャフト又はダブルクラッチの入力側と回転不能に結合され、電気機械のシャフトの回転軸がトランスミッションシャフト又はダブルクラッチの入力側と一線上にあることを意味する。その代案として、モータは、トランスミッションの機能領域で別の機能を遂行する必要がない中間伝達部材を介して、上記のトランスミッションシャフト又はダブルクラッチの入力側に作用することもできる。従って特別の伝動装置、ベルト、チェーン又は歯車対によりトランスミッションシャフト又はダブルクラッチの入力側に作用する電気機械は、規定どおりにトランスミッションシャフト又はダブルクラッチの入力側に直接作用するが、例えばこの意味でトランスミッションの副軸に直接作用する電気機械は、入力軸又は出力軸に直接作用しない。
【００２２】
このように構成されたダブルクラッチ式トランスミッションは大幅に拡大された設計自由度と、特に現存する又は所定の場所的条件への適応の改善が可能であることが特徴である。さらに単数個又は複数個の電気機械のための様々な取付け場所は様々な代表的な回転数比を有する。取付け場所の数の増加によって、多くの場合実際に電気機械とダブルクラッチ式トランスミッションの間の良好な同調を得ることが始めて可能になり、又は少なくとも容易になる。ダブルクラッチ式トランスミッションの構造上の特徴がおおむね決まっていて、例えば現存するトランスミッション設計を補完することになっており、その場合限られた種類の標準化された電気機械に頼ることができるとすれば、上記のことはなおさら重要である。
【００２３】
本発明の一つの改良によれば、ダブルクラッチ式トランスミッションはすべてのギヤが純手動的にシフトされ、特に変速段の自動シフトのための特別のアクチュエータを設けないように構成される。
【００２４】
ダブルクラッチ式トランスミッションがすべてのギヤを完全に機械的にシフトすることができ、少なくとも１つのギヤの自動シフトのためにアクチュエータを利用せずに済ませられるならば、電気的誤機能の防止又は電子部品又はアクチュエータの万一の故障のための高価な安全回路をほぼ廃止し、少なくともそのために必要な費用を大幅に減少することができる。
【００２５】
本発明の第１の実施態様に基づき少なくとも１個の電気機械を同軸のダブルクラッチの入力側に直接作用し得るように配置すれば、それによって電気機械をトランスミッション機能領域又はクラッチ機能領域の外に配置することが可能であり、従ってトランスミッションケースの外部に取り付けることが可能になる。現存するダブルクラッチ式トランスミッションへの特に簡単な導入、万一の保守及び手入れ作業のための特に良好なアクセシビリティ及び電気機械の潜在的に良好な冷却がこの実施態様の可能な利点の幾つかである。
【００２６】
また内燃機関から、電気機械と直接協動するダブルクラッチの入力軸へのトルク伝達では、電気機械の発電操作の場合に極めて僅かな損失動力が得られる。例えば停車中の車両で、電池がほとんど放電している場合、道路交通への安全な参加をまず第一に保証するために、外部始動の後にまず電池の少なくとも最小充電を確保しようとするならば、上記のことは特に有利である。そのほか駆動機関の始動のために電気機械を利用する場合も、僅かな損失動力が可能であるという利点が当てはまる。
【００２７】
本発明の上記の実施態様の好ましい改良は、駆動機関を電気機械から選択に応じて切り離すことを可能にする少なくとも１個の別のクラッチが設けられていることを特徴とする。この構造では内燃機関の始動過程でまず電気機械を所定の回転数に加速し、続いてクラッチの締結により回転部材の慣性質量に蓄積されたエネルギーを利用して大きな初期トルクを利用することができる。
【００２８】
必要ならば、例えば内燃機関の冷機始動の際に、さらにダブルクラッチの少なくとも１つのクラッチを締結し、車輪への動力伝達が行われない状態にトランスミッションをシフトすることによって、例えば内燃機関の高い始動トルクに打ち勝つために、トランスミッションの一部を回転質量として利用し、回転させることができる。
【００２９】
さらに電気機械の無負荷始動が先行することによって、内燃機関を始動する能力を損なわずに、電気機械に作用する負荷を、またそれによって電気機械の総容積を、著しく減少することができる。最後に、後置のダブルクラッチ式トランスミッションによって回転数変成の多様な可能性が与えられるから、内燃機関へのクラッチを切断して電気機械を車両の整列のために、又は補助駆動装置として使用することが好ましい。但しこの場合は相当に高い損失動力を考慮に置かなければならない。
【００３０】
本発明の第２の実施態様に基づき電気機械がダブルクラッチ式トランスミッションの入力軸に直接作用するならば、これは同軸に入り組んで支承された２個の入力軸で、現存する取付けスペースの効果的な利用に関してしばしば確かな利点をもたらすから、多くの場合トランスミッションケースのこの点に関する改良をまったく又はほとんど取り止めることができる。また本発明の第１の変型及びその改良の前述の利点は、おおむねこの変型にも当てはまる。この場合は電気機械と内燃機関の間にダブルクラッチが配置されるから、電気機械と駆動機関の間の別個のクラッチはなくてもよい。しかしこの場合いずれにせよ入力軸の質量を共に加速しなければならないから、電気機械の始動時に回転させなければならない慣性質量は比較的高い傾向がある。
【００３１】
また低い外界温度で冷機始動すれば、変速機油の高い粘度によって大きな損失動力が生じることがある。その場合電気機械を２つのトランスミッション入力軸の中空軸又は中実軸のいずれに作用させるかは、具体的に存在するダブルクラッチ式トランスミッション及びその特有の性質に基づいて決定すべきである。２つのトランスミッション入力軸に電気機械を設け、これらの電気機械を選択により単独で及び／又は組み合わせて使用することも原則としてもちろん可能である。
【００３２】
これ対して本発明の第３の実施態様は、少なくとも１つの電気機械がダブルクラッチ式トランスミッションの出力軸又は複数の出力軸の１つに直接作用する構成になっている。車両が例えば惰行運転し又は坂道を降下し、電気機械が発電操作で電気エネルギーの発生のために使用される場合は、これによって共転するトランスミッション部材の数、それと共に摩擦及び慣性質量の加速による損失を特に小さくすることができる。
【００３３】
そのほか、電気機械の所定の構造で可能な高いトルクに基づき、出力軸に直接作用する電気機械によって、ゆっくりと、狙いどおりに整列することができる利点がある。最後にこの実施態様は、事情によっては例えば中速又は高速で車両の唯一の又は補助的な駆動装置として使用し、こうして例えば走行速度を一定に保ち、又は例えばまだ遠く離れている赤の交通信号灯又は停止標識に向かって惰行運転するときに、車両の予測される停止の前に可能な惰行距離を著しく延ばすためにも特に適している。
【００３４】
このような場合に速度の保持又は少なくとも車両の減速の明らかな減少のためのエネルギー消費はごく僅かである。従って内燃機関は明らかに不利な効率領域で動作しており、切断して、電気機械が提供するトルクに切換えるのが得策である。
【００３５】
これに対して本発明の第４の実施態様は、少なくとも１個の電気機械がダブルクラッチ式トランスミッションの副軸に直接作用する構成になっている。ダブルクラッチ式トランスミッションの具体的な構造によっては、これは取付けスペースに関する利点が可能であるだけでなく、変速段のシフトによって出力軸及び／又は一方又は両方の入力軸への様々な変速比を特に簡単に調整し、こうしてそれぞれの応用例で少なくとも１個の電気機械の回転数を最適化することを可能にする。その場合電気機械を中空軸又は中実軸として形成された副軸のいずれに作用させるかは、やはり具体的に存在するダブルクラッチ式トランスミッション及びその特有の性質に基づいて決定しなければならない。両方の副軸に電気機械を設け、これを選択に応じて単独で及び／又は組み合わせて使用することも、原則としてもちろん可能である。
【００３６】
以上で明らかなように、本発明の上記の実施形態及びダブルクラッチ式トランスミッションへの電気機械の可能な様々な取付け場所又は作用部位がそれぞれ特有の利点を有する。従って可能な利点をなるべく普遍的に利用するために、ダブルクラッチ式トランスミッションの内部又はダブルクラッチの区域に少なくとも２個の電気機械を設けるのが適当である。その場合様々な応用例のために、それぞれ最も適した電気機械を利用し、又は複数の電気機械を同時に使用することもできる。
【００３７】
ダブルクラッチ式トランスミッションへの電気機械の配置又はトルク伝達のための様々な場所を上記で紹介し、それぞれの特有の利点を説明したが、以下では本発明の上記の実施形態と組み合わせて特に利点をもたらす制御装置（もちろん調整装置でもあり得る）に触れることにする。
【００３８】
本発明のこの側面によれば、内燃機関を始動することができ、及び／又は回生を行うことができ、及び／又は内燃機関の出力の増力が可能であり、及び／又は単数個又は複数個の電気機械の発電操作が可能であり、及び／又は単数個又は複数個の電気機械により車両の整列運転を行うことができ、及び／又は単数個又は複数個の電気機械により回転するトランスミッション部材を同期化することができるように、単数個又は複数個の電気機械を制御することができる制御装置が設けられる。
【００３９】
なおアクチュエータを備えたダブルクラッチ式トランスミッションの場合は、例えば内燃機関の始動の際に車輪へのトルク伝達を阻止するために、制御装置がアクチュエータを直接又は間接にそれぞれ希望どおりに作動させることができれば好都合である。
【００４０】
しかしアクチュエータのないトランスミッションでは、それぞれ選ばれた運転モードに適したトランスミッション状態及び／又はクラッチ状態を検査するセンサがあれば十分である。この場合は例えば不利なトランスミッション状態及び／又はクラッチ状態のときに運転者に通報を出し、運転者に手動操作を要求することが考えられる。
【００４１】
上記の個々の機能は基本的に周知であり、従って詳しい説明は必要でない。これらの機能の具体的な実現は単数個又は複数個の電気機械の取付け場所並びにトランスミッション及びドライブトレイン全体の構造と設計に左右され、従ってもっぱら具体的な個別例で、そこで支配する周辺条件に基づいて指定することができる。ここで唯一問題なのは、中央制御装置と本発明の上記の実施態様との組合せがそれぞれ実行される機能を制御又は調整することである。その場合、この制御装置を構造上、種々のモジュールに配置し、もしくは全体又は一部を他の制御装置に組み込むことが可能である。
【００４２】
本発明に基づく装置及びその利点を説明した上で、次に複数の変速段を有する本発明のダブルクラッチ式トランスミッションの制御方法について述べることにする。ダブルクラッチ式トランスミッションは前述のように２個の入力軸を有し、そのうち第１の入力軸は中空軸、第２の入力軸は中実軸として形成され、第２の入力軸は第１の入力軸の中に回転可能に支承されて配置されている。上記の入力軸は、ピストン式内燃機関である駆動機関からダブルクラッチ式トランスミッションにトルクを伝達することができ、かつそのために設けられている。ダブルクラッチ式トランスミッションは同軸のダブルクラッチ、出力軸及び少なくとも１個の副軸を有し、副軸は中空軸として形成され、第２の副軸を回転可能に支承して同軸に収容する。
【００４３】
上記のトランスミッション配列の中に少なくとも１個の電気機械が、トルクを直接に少なくともダブルクラッチの入力側及び／又はダブルクラッチ式トランスミッションの２つの入力軸の一方及び／又は少なくとも１個のトランスミッション副軸及び／又は少なくともダブルクラッチ式トランスミッションの出力軸に伝達し、又はこれから受領することができるように形成され、配置されている。最後に、センサの値に基づき、及び／又は操作者の手動入力に基づき、複数の運転モードの１つを選択し、選択されたモードが作動するように少なくとも単数個又は複数個の電気機械を制御する制御装置が設けられている。
【００４４】
この制御装置は本発明の具体的な変型でそれぞれ利用可能な、関連するトランスミッションデータ及び／又は車両データを読み取ることができる。その場合制御装置がセンサデータを直接読み取るか、又は他の制御装置の多かれ少なかれ予備処理されたデータを利用するかは些細なことである。狭い意味でトランスミッション関連のデータのほかに、例えば駆動機関の状態に関する供述を含み、もしくは入力され又は推測される運転者の要求に関する情報を与えるその他のデータもこれに属する。
【００４５】
制御装置はこれらのデータによって出力信号を発生する。出力信号は、例えば単数個又は複数個の電気機械がトルクをダブルクラッチ式トランスミッション又はダブルクラッチの入力側に伝達し、又はそこから取り出すように、この電気機械を制御することによって、ダブルクラッチ式トランスミッションに直接作用する。
【００４６】
また制御装置は出力信号を他のモジュール又はユニット、例えば始動される駆動機関のエンジン制御部に送ることもできる。このような制御装置は本発明に基づく装置から生じる可能性を最適に統合し、こうして新しい機能の導入及び他のユニット又はモジュールとのデータトラヒックを簡素化する。
【００４７】
ダブルクラッチ式トランスミッションがアクチュエータを持たず、又は何らかの理由からアクチュエータを使用しないことになっていて、操作者がすべてのギヤを純手動的にシフトする場合は、本方法のこれに関する実施形態に基づき、制御装置が目下のトランスミッション・シフトポジションで適切な運転モードの中から選択するように構成されている。
【００４８】
電気機械がまったく作動しない運転モードを選択することももちろん可能である。こうして本発明方法の利点は、アクチュエータのないダブルクラッチ式トランスミッションでも十分に利用することができる。  
【００４９】
必要ならば、他のモジュール又はユニットとの間で交換される前述のデータのほかに、運転者への通報を発生することもできる。この通報によって、適切と認められる運転モードを作動させるために、ダブルクラッチ式トランスミッションを所定の状態にすることを、運転者に要求することができる。
【００５０】
本方法のこれに代わる実施態様で制御装置が少なくとも１個のアクチュエータにより操作者の作用なしでも、読み取ったデータに従って、条件があれば自動的にダブルクラッチ式トランスミッションの少なくとも一方のトランスミッション部を種々の変速段にシフトすることができ、所望の運転モードを作動させるために、制御装置がまずダブルクラッチ式トランスミッションを所望の運転モードにとって好都合なトランスミッション・シフトポジションに置くようにアクチュエータを制御し、続いて少なくとも１個の電気機械を所望の運転モードが生じるように制御するならば、操作者の手動操作をせずに済ませることができる。それによって種々の可能な運転モードの利用可能性が改善されると共に、操作の快適性が高められる。
【００５１】
複数の様々な運転モードが選択されるならば、上記の制御装置の利用にとって重要な利点が生まれる。この場合制御装置は読み取ったデータ及び／又は指示に基づいて、後述の運転モードのうち少なくとも２つの中から１つの運転モードを選択し、選んだ運転モードを適当な出力によって作動することができる。
【００５２】
その場合第１の運転モードは制御装置を介入させず、従って外部への系の不作動をもたらし、及び／又は前に働いた運転モードをリセットし、こうして本発明方法又は本発明装置がなければ生じる初期状態又はトランスミッション挙動をもたらす。
【００５３】
第２の運転モードは駆動機関の直接始動を、第３の運転モードは運動エネルギーの電気エネルギーへの回生をもたらす。第４の運転モードは駆動機関の作用の増力、即ち少なくとも１個の電気機械による駆動機関の作用の同方向への増幅を生じさせることができる。第５の運転モードは回転する駆動機関で電気エネルギーを発生させ、その際この電気エネルギーは選択に応じて車載回路網への給電のため、及び／又はエネルギー貯蔵装置の充電のために使用することができる。第６の運転モードは少なくとも１個の電気機械により車両の整列を行わせる。第７の運転モードは少なくとも１個の電気機械による車両の走行を可能にし、最後に第８の運転モードは回転するトランスミッション部材を電動力で同期化させることができる。
【００５４】
運転モードは単独で見ればそれぞれ周知のものであり、従って詳しい説明は必要でない。その場合複数のこれらの運転モードを導入するのが特に有利である。これは上記の制御装置によりその中央処理容量と優れたデータ技術的連絡に基づいて初めて可能になり、又は少なくとも大幅に簡素化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
実施例に基づき本発明を詳述する。そのために自動車のドライブトレインの中のダブルクラッチ式トランスミッション１の概略図を示す図面を明細書に添付した。一例としてダブルクラッチ式トランスミッション１での電気機械ＥＭ１ないしＥＭ６の種々の可能な作用位置が図で明らかである。
【００５６】
７個の前進ギヤｉ1ないしｉ7及び後退ギヤｉRを有する、単一の図に示したダブルクラッチ式トランスミッション１は、図示しないトランスミッションケースを具備し、トランスミッションケースは２個の部分クラッチを有するダブルクラッチ２のケースを取り囲むことができる。しかしダブルクラッチ２をオプションによる別のクラッチ３と同じく、別個のケースに格納することもできる。なおオプションによる別のクラッチ３は、内燃機関として構成された駆動機関４とダブルクラッチ式トランスミッション１の間のトルクの流れを中断するために使用される。
【００５７】
前述のようにダブルクラッチ式トランスミッション１は、駆動機関４、回転振動ダンパ１４、ダブルクラッチ２の入力側前方に配置された別個のクラッチ３及びダブルクラッチ式トランスミッション１自体からなるドライブトレインに組み入れられている。ダブルクラッチ式トランスミッション１は、トランスミッションの変速比を実現する固定歯車１５及び遊び歯車１６からなる個々の変速段歯車対を備えた周知の構造を有する。これらの変速段歯車対の間に連結装置１３、例えばスライドスリーブが配置され、これによってそれぞれの遊び歯車１６と当該のトランスミッションシャフトを回転不能に結合することができる。
【００５８】
この図には、これらの電気機械ＥＭ１ないしＥＭ６の少なくとも１つを本発明に基づきトルク伝達のために配置することができるダブルクラッチ式トランスミッション１の部位又は部材が符号ＥＭ１ないしＥＭ６で表示されている。
【００５９】
電気機械をダブルクラッチ２の入力側５に配置すれば、オプションによる別のクラッチ３によって、駆動機関４の始動のためにまずダブルクラッチ２の入力側５だけを、ダブルクラッチ２と常時回転不能に結合された部材と共に加速するという前述の事例が可能になる。本例ではこの部材はダブルクラッチ２の外側ケース及びオイルポンプ７を有するパワーテークオフ出力部６である。出力部６はダブルクラッチ２のケースにある外歯及びこれとかみ合う歯車からなり、この歯車はオイルポンプ７を駆動するシャフトに固定されている。
【００６０】
特に冷機始動で駆動機関４の始動トルクが高い場合に、回転エネルギーを貯蔵することによって、駆動機関４の始動のために必要な始動電流及び電気機械の必要な最大電力を著しく減少することができる。
【００６１】
ダブルクラッチ２の入力側に直接作用する電気機械を配置すれば、オプションによる別のクラッチ３がなくても、駆動機関４の直接駆動の機能、車両の運動エネルギーの回生、電気機械による駆動機関の増力即ち支援及び駆動機関４の運転中の車載回路網への給電が電気機械によって実現される。
【００６２】
またオプションによる別のクラッチ３がこのドライブトレインにある場合は、両走行方向の電動整列、車両の電動走行及びシフトされる変速段歯車対の電動同期化の機能がダブルクラッチ２の入力側５の電気機械によって実現される。
【００６３】
また図のダブルクラッチ式トランスミッション１は２個の入力軸８及び９を有し、そのうち第１の入力軸８は中空軸として形成され、その中に中実軸である第２の入力軸９が回転可能に支承されて収容される。２つの軸８及び９は電気機械の回転部材を担持し、又は電気機械がこれらの入力軸８、９の各々に直接作用することができる。単数個又は複数個の電気機械のこのような配置によって、上記のすべての機能を実現することができる。
【００６４】
またダブルクラッチ式トランスミッション１は２個の副軸１０及び１１を具備し、そのうち第１の副軸１０は中空軸として、第２の副軸１１は第１の副軸１０の中に回転可能に支承されて配置された中実軸として形成されている。単数個又は複数個の電気機械がこれらの副軸１０、１１の一方又は両方に直接作用する配列でも、上記のすべての機能が実現される。
【００６５】
最後に、ダブルクラッチ式トランスミッション１は少なくとも１個の出力軸１２を有し、出力軸１２にも電気機械が直接作用してトルクを伝達することができる。このような配列だけで回生、増力、車載回路網の給電、電動整列及び電動走行の機能が実現されるが、内燃機関の直接始動及びシフトされる変速段歯車対の電動同期化の機能は遂行されない。
【００６６】
しかし多くの場合１個の電気機械でなく、適当な設計で特定の機能で互いに助け合う少なくとも２個の電気機械を設けるのがいずれにしても有利であり、必要ならばその他の機能を、単数個又は複数個の他の電気機械の協力なしで遂行することができる。その場合複数個の電気機械は、場合によって存在する取付けスペースを最適に利用し、個々の電気機械を特定の課題及び状態に特によく適応させることを可能にするだけでなく、少なくとも部分的に冗長な設計として故障に対する特別な安全性をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】自動車のドライブトレインの中のダブルクラッチ式トランスミッションの概略図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  ダブルクラッチ式トランスミッション
２  ダブルクラッチ
３  オプションによる別のクラッチ
４  駆動機関、内燃機関
５  ダブルクラッチの入力側
６  パワーテークオフ出力部
７  オイルポンプ
８  第１の入力軸、中空軸
９  第２の中空軸、中実軸
１０  第１の副軸、中空軸
１１  第２の副軸、中実軸
１２  出力軸
１３  連結装置、スライドスリーブ
１４  回転振動ダンパ
１５  固定歯車
１６  遊び歯車
ＥＭ  電気機械
【図１】
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