(57)【要約】【課題】ハイブリッドモジュールにおける振動低減の改善とハイブリッドモジュールの単純な構造の間の妥協を改善する。【解決手段】作用する回転不均一性を低減するためにハイブリッドモジュール２の出口側８と入口側６の間に連結され、かつ、形成された振動低減システム４を有し、該振動低減システム４が取付による予負荷よりも大きな予負荷を備えているという特徴と、駆動装置５からの回転不均一性を低減するようにこの回転不均一性に対抗するトルクを前記入口側６又は前記出口側８で導入するために、前記ハイブリッドモジュール２の前記入口側６又は前記出口側８へ連結され、かつ、形成されている電気機械１０を有するという特徴とを有する。
2017511271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用する回転不均一性を定芸するためにハイブリッドモジュール（２）の出口側（８）と入口側（６）の間に連結され、かつ、形成された振動低減システム（４）を有し、該振動低減システム（４）が取付による予負荷よりも大きな予負荷を備えているという特徴と、
駆動装置（５）からの回転不均一性を低減するようにこの回転不均一性に対抗するトルクを前記入口側（６）又は前記出口側（８）で導入するために、前記ハイブリッドモジュール（２）の前記入口側（６）又は前記出口側（８）へ連結され、かつ、形成されている電気機械（１０）を有するという特徴と
を有するハイブリッドモジュール（２）。
【請求項２】
前記予負荷が、前記入口側（６）において最大に作用可能なトルクの少なくとも５％の割合に相当することを特徴とする請求項１記載のハイブリッドモジュール。
【請求項３】
前記ハイブリッドモジュールが内燃エンジン（２４）と連結されているように形成されており、前記予負荷が、前記内燃エンジン（２４）の始動時又は下方の回転数範囲において生じる回転不均一性のトルク割合よりも大きなトルクに相当することを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッドモジュール。
【請求項４】
回転不均一性の低減のためにトルクを前記電気機械（１０）から導入可能である第１の回転数における回転不均一性よりも第２の回転数における回転不均一性を大きく低減するように前記振動低減システム（４）が形成されていることを特徴とする請求項１記載のハイブリッドモジュール。
【請求項５】
前記振動低減システム（４）を負荷可能な変位全体の少なくとも４０％の割合に相当する変位にわたって本質的に線形なトルク経過（６０，５８）を前記振動低減システム（４）が備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項６】
前記振動低減システム（４）が、前記振動低減システム（４）を負荷可能な変位全体にわたって、少なくとも２つの異なる傾き（７３，７７）を有するトルク経過（５８）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項７】
前記振動低減システム（４）がその変位全体にわたって本質的に線形なトルク経過（６０）を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項８】
前記振動低減システム（４）が少なくとも１つのバネ要素（２２）を含んでおり、前記入口側（６）から前記出口側（８）へのトルクの流れが前記バネ要素（２２）を介して経過し、前記振動低減システム（４）の前記予負荷が少なくとも部分的に前記少なくとも１つのバネ要素（２２）の予負荷によって形成されており、前記少なくとも１つのバネ要素（２２）の予負荷が取付による予負荷よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項９】
前記電気機械（１０）のトルクが前記振動低減システム（４）と前記ハイブリッドモジュール（２）の前記出口側（８）の間に作用可能であり、及び／又は前記電気機械（１０）が前記振動低減システム（４）と前記ハイブリッドモジュール（２）の前記出口側（８）の間に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項１０】
前記振動低減システム（４）が、少なくとも１つのデュアルマスフライホイール及び／又は少なくとも１つの動力分割部及び／又は少なくとも１つのねじり振動ダンパを含んでいることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項１１】
前記ハイブリッドモジュールが制御回路（３２）を含んでおり、該制御回路は、回転不均一性を低減するためにこの回転不均一性に対抗するトルクを前記電気機械（１０）が前記出口側（８）で導入するように、検出された回転不均一性に基づいて前記電気機械（１０）を作動させるために形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項１２】
前記ハイブリッドモジュールが、回転不均一性の発生を検出するように形成された少なくとも１つのセンサ（２８，３０，１０６）を含んでいることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項１３】
入口側（６）で内燃エンジン（２４）に連結され、少なくとも１つの駆動される車輪（１０４）に連結されたトランスミッション（２６）に出口側（８）で連結された、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のハイブリッドモジュール（２）を有するという特徴を備えたドライブトレーン（１００）。
【請求項１４】
前記ドライブトレーンが更に少なくとも１つのセンサ（１０６）を含んでおり、該センサが、前記ドライブトレーン（１００）において生じる回転不均一性を検出するように形成され、かつ、配置されており、前記電気機械（１０）によって前記回転不均一性に対抗するトルクが前記センサ（１０６）によって検出された回転不均一性に基づいて生成されることを特徴とする請求項１３記載のドライブトレーン。
【請求項１５】
前記センサ（１０６）が、前記内燃エンジン（２４）から前記少なくとも１つの駆動される車輪（１０４）へのトルクの流れに沿って前記ハイブリッドモジュール（２）の前及び／又は後ろに配置されていることを特徴とする請求項１４記載のドライブトレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドモジュール及びハイブリッドモジュールを有するドライブトレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッドモジュールは、多数の車両にこのなる構成で用いられている。いくつかの用途においては、ハイブリッドモジュールは、入口側で内燃エンジン又は内燃機関に結合されているとともに、出口側で切換可能なトランスミッション及びドライブトレーンの別の構成要素に結合されている。駆動トルクの伝達時には、内燃エンジンを介して回転不均一性又は不都合な振動がハイブリッドモジュールに作用し得る。不都合な振動又は回転不均一性を生じさせるトルク割合は、場合によっては点火特性及び／又は内燃エンジンの回転数あるいは動作状態に起因することがある。
【０００３】
多くの場合には、ハイブリッドモジュールは、ハイブリッドモジュール又はドライブトレーンにおける不都合な振動を低減するために振動低減システムを含んでいる。したがって、振動低減システムは、ハイブリッドモジュール、ドライブトレーン又はハイブリッドモジュールが組み込まれた車両の他の構成要素において交番トルクにより振動又は騒音励起が生じないように、内燃機関又は内燃エンジンにより生じる交番トルクを均一化することに寄与するものである。不都合な振動は、他の因子、例えば車両が動く路盤又は路面下によっても引き起こされるか、又は促進されることがある。
【０００４】
したがって、従来の振動低減システムは、多くの場合、内燃機関の全ての動作状態あるいは車両の走行状態及びこの車両において生じる振動を低減することができるように設定されている。通常、これにより、従来の振動低減システムが、折り曲げられた多段階の振動低減システム特性又はバネ特性線を備えることとなる。加えて、従来の振動低減システムは、例えばねじりダンパ、タービンねじりダンパ及び／又はデュアルダンパコンバータとの組合せにおけるデュアルマスフライホイール、動力分割部又はコンバータとして構成されることができる。いくつかの場合には、上述のダンパは、回転数適応式のマスダンパも組み合わせることが可能である。このような振動低減システムは、パッシブな振動低減システムとも呼ぶことができる。
【０００５】
いくつかのハイブリッドモジュールにおいては、これらパッシブな振動低減システムは、アクティブな振動低減のための電気機械と組み合わせることが可能であるか、又はアクティブな振動低減システムとして組み合わせることが可能である。例えば、特許文献１には、原動機付き車両のドライブトレーンにおける振動断絶のための装置が開示されている。これにおいては、電気式の機械が、ドライブトレーンとして振動断絶装置の前に振動低減システムとして配置されている。電気式の機械を用いて、振動断絶装置が拡大又は縮小された効果的なバネ剛性を備えるように入力軸あるいは出力軸にトルクが作用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９７４８６６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、ハイブリッドモジュールにおける振動低減の改善とハイブリッドモジュールの単純な構造の間の妥協を改善する必要がある。請求項１によるハイブリッドモジュールは、この必要性を考慮している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
複数の実施例は、ハイブリッドモジュールの出口側と入口側の間に連結された振動低減システムを有するハイブリッドモジュールに関するものである。振動低減システムによって、ハイブリッドモジュールへ作用する回転不均一性を低減することが可能である。このとき、振動低減システムは、取付による予負荷よりも大きな予負荷を備えている。ハイブリッドモジュールは電気機械も含んでおり、この電気機械は、駆動装置からの回転不均一性を低減するようにこの回転不均一性に対抗するトルクを入口側又は出口側で導入するために、ハイブリッドモジュールの入口側又は出口側へ連結され、かつ、形成されている。振動低減システムが取付による予負荷よりも大きな予負荷を備えていることにより、振動低減システムは、いくつかの実施例において、予負荷を有さないシステムよりも大きなエネルギー貯蔵能力又はバネ動作のための特性を備えることが可能である。
【０００９】
このとき、回転不均一性は、可能な全ての異なる種類の励起に基づき得るものである。回転不均一性は、駆動装置、例えば内燃エンジン又は内燃機関あるいはその駆動特性に起因するものであり得る。これに加えて、又はこれに代えて、回転不均一性は入口側で作用するか、他の箇所においてハイブリッドモジュールへ作用し、例えばシャフトにおいてハイブリッドモジュールへ伝達される。２つの構成要素の機械的な連結、例えば振動低減システムとハイブリッドモジュールの間の機械的な連結又は電気機械のハイブリッドモジュールとの機械的な結合は、直接的な連結部も、また間接的な連結部も含んでいる。
【００１０】
取付による予負荷よりも大きな予負荷は、例えば、振動低減システムのエネルギー貯蔵能力が本質的に変化するほど大きいことが可能である。いくつかの場合には、このような予負荷により、振動低減システムの回転又は応答を生じさせるために、０°の回転角において既に、初期トルクとも呼ぶことができるトルクを必要とすることとなる。振動低減システムの回転又は応答を生じさせる初期トルクは、ゼロ及び／又は振動低減システムの取付による予負荷よりも大きい。いわゆる初期トルクよりも小さなトルクは、事情によっては振動低減システムの応答を生じさせない。振動低減システムの個々の構成要素間の機械的な連結又は当接を生じさせるために、取付による予負荷は、例えば振動低減システムの予負荷であり得る。純粋に取付による予負荷は、場合によっては、カバープレート間でバネ要素を正確に位置決めすることにのみ寄与することがあり得る。取付による予負荷は、内燃エンジンによって平均的に取り出されるトルクの５％よりも小さいことが可能である。
【００１１】
したがって、いくつかの実施例においては、振動低減システムの予負荷は、入口側において最大に作用可能なトルクの少なくとも５％の割合に相当する。したがって、所定の動作状態において振動低減を改善するために、振動低減システムのエネルギー貯蔵能力を十分に高めることが可能である。他の実施例において他の負荷状態において、例えば高い回転数を有する範囲において振動低減を改善するために、予負荷は、入口側において最大に作用し得るトルクの少なくとも１０％又は２０％の割合に相当し得る。このとき、最大に作用し得るトルクは、例えば回転不均一性のトルク割合を有さない、駆動装置によって平均的に最大に提供可能なトルクであり得る。例えば、駆動装置は、内燃エンジン又は内燃機関であり得る。
【００１２】
ハイブリッドモジュールが内燃機関に連結された実施例においては、予負荷が、内燃エンジンの始動時又は下方の回転数範囲において生じる回転不均一性のトルク割合よりも大きなトルクに相当し得る。これにより、いくつかの実施例においては、始動時又は下方の回転数範囲における回転不均一性のトルク割合が振動低減システムの応答につながらないとともにこの振動低減システムによって減衰され得ないということが起こり得る。いくつかの実施例においては、振動低減システムの予負荷によって、動作状態又は回転数範囲、例えば内燃エンジンの始動範囲が完全に省略され得る。しかしながら、このことは、より堅牢な振動低減システム又はより硬いバネの使用によってではなく、上述の予負荷によって生じる。より硬いバネの使用に比べてより大きな振動低減システムのエネルギー貯蔵能力が予負荷によって生じ得る。したがって、振動低減段階又はバネ段階をより柔らかく設定することが可能である。なぜなら、動作状態あるいは回転不均一性のわずかな範囲のみをカバーすべきであるためである。いくつかの実施例においては、所定の動作状態又は負荷状態が振動低減システムの応答又はこれに含まれるバネ要素の応答にまだ結びつかないことで、振動低減システム又はバネ要素の完全な減衰特性及び／又は完全な変形ストロークが他の動作状態に対して用いられることが可能となり、及び／又はまだ変形されずに、あるいは完全に提供されることが可能となる。
【００１３】
例えば内燃エンジンの始動時又は下方の回転数範囲において生じる回転不均一性を効果的に低減するために、いくつかの実施例においては、電気機械を用いることができる。電気機械は、より小さな回転数又は振動数において大きなトルクを出力することが可能である特性を備えている。回転数あるいは振動数が大きくなればなるほど、電気機械は、利用可能なより多くのトルクを例えばロータのような質量の加速に用いる必要がある。これによって、より大きな回転数においては、効果的に出力可能な電気機械のトルクが小さくなる。そのため、励磁機側で電気機械によって振動低減のために利用され得る追加トルクが制限される。したがって、小さな回転数において大きなトルクを出力し、大きな回転数において小さなトルクを出力するために、電気機械は多くの場合に良好に適したものである。電気機械のこの特性に基づき、この電気機械は、多くの場合に単独の振動低減システムとしては用いることができない。例えば蓄電装置とも組み合わされる電気機械は、しばしば、内燃エンジンによって生じる全ての回転不均一性を全ての動作状態において低減するようになっていない。したがって、電気機械は、多くの場合にはパッシブな振動低減システムと関連して動作される。このために、電気機械によって、回転不均一性のトルク割合又は回転不均一性のトルクに対抗するトルクをハイブリッドモジュールへ導入することができる。これにより、電気機械が低い回転数で提供可能なトルクを、低い回転数で生じ得る回転不均一性の低減に用いることが可能である。
【００１４】
これに加えて、又はこれに代えて、振動低減システムを、回転不均一性の低減のためにトルクを電気機械から導入可能な第１の回転数よりも大きく第２の回転数において回転不均一性を低減するように形成することが可能である。また、いくつかの実施例においては、振動低減システム又は振動低減システム特性をより良好に設定することができる。なぜなら、この振動低減システム特性は、狭い範囲のみをカバーすべきであるか、この範囲のために設定され得るためである。このとき、第１の回転数は、第２の回転数よりも小さくてよい。そして、第１の回転数を有するハイブリッドモジュールの動作時には、バネ要素又はアクティブな振動低減が作用するように、電気機械を例えば蓄電要素と組み合わせて振動低減のために用いることができる。したがって、いくつかの実施例においては、例えば慣性、剛性、摩擦及び／又は最適なマスダンパを含むことができるパッシブな振動低減システムの特性線は、電気機械が十分な逆位相のトルクを回転不均一性の低減のために提供できないか、あるいは電気機械が十分な逆位相の交番トルクを内燃エンジンへ重ね合わせることができない動作状態、回転数又は回転数範囲に対してのみ最適化され得る。
【００１５】
いくつかの実施例では、振動低減システムは、更に振動低減システムを負荷可能な変位全体の少なくとも４０％の割合に相当する変位にわたって本質的に線形なトルク経過を備えることが可能である。したがって、いくつかの実施例では、振動低減システムの柔らかい設定がなされ得る。例えば、変位は、回転角又は旋回角であり得るとともに、変位全体は、振動低減システムが変位可能、旋回可能な全回転角又は全旋回角に相当する変位全体であり得る。したがって、振動低減システムは、特徴的な回転経過を、変位全体の少なくとも４０％の割合に相当する変位にわたって本質的に線形である振動低減システムの変位に依存して生じさせるように形成されることができる。このとき、本質的に線形なトルク経過は、わずかな、事情によっては取付、材料及び／又は動作に起因する±５％の変動の影響を受け得る。したがって、平均のトルク経過及び／又は現在のトルク経過は、例えばその傾きに関して傾き全体についての公称値あるいは平均値から±５％だけ偏差し得る。
【００１６】
これに加えて、又はこれに代えて、別のいくつかの実施例では、振動低減システムは、振動低減システムを負荷可能な変位全体にわたって、少なくとも２つの異なる傾きを有するトルク経過を備えている。したがって、いくつかの実施例では、振動低減システムの実装のための手間を低減することが可能である。好ましい実施においては、３つの異なる傾きを構成することが可能である。したがって、３段階の振動低減システムについては、３つの異なる傾きを有する振動低減特性又はバネ特性線が生じる。例えば、３段階に設定された振動低減システムは、１つの変位にわたって線形なトルク経過を有し、変位全体の少なくとも４０％の割合に相当する１つの段階を備えている。これは、事情によっては２つの段階であってもよい。これに加えて、いくつかの場合には、第１の段階及び第２の段階は、それぞれ変位全体の４０％にわたって延びている。振動低減システムが２段階に設定され、したがって最大で２つの異なる剛性又は段階を備える、複数の実施例では、本質的に線形な回転トルクは、振動低減システムの変位全体の少なくとも６０％又は８０％の割合に相当する変位にわたって延びることができる。加えて、振動低減システムの第３の段階又は最後の段階は、いくつかの実施例において、内燃エンジンによって平均的に最大に提供可能なトルクの１００〜１２０％に相当する値を備えた振動又は回転不均一性を伝達することに寄与し得る。これは、例えば内燃エンジンから取り出すことが可能なトルクであり得る。これにより、振動低減システムの安全範囲が提供され、この安全範囲によって、内燃エンジンの最大トルク及び回転不均一性のトルク割合の不都合な重ね合わせにより生じ得るトルクも伝達又は受け止められるべきである。
【００１７】
いくつかの別の実施例においては、振動低減システムは、振動システムが負荷され得る変位全体範囲にわたって本質的に線形なトルク経過を備えている。したがって、場合によっては特に大きなエネルギー貯蔵能力を有する振動低減システムを提供することができる。
【００１８】
いくつかの実施例において、振動低減システムは少なくとも１つのバネ要素を備えており、入口側から出口側へのトルクの流れがバネ要素を介して経過し、振動低減システムの予負荷が少なくとも部分的に少なくとも１つのバネ要素の予負荷によって形成されており、少なくとも１つのバネ要素の予負荷が取付による予負荷よりも大きい。いくつかの実施例においては、振動低減システムは、わずかな手間で実行され得る。入口側及び出口側は、例えば振動低減システムの入口側及び振動低減システムの出口側であり得る。バネ要素の予負荷のために、振動低減システムの予負荷のために記載された特徴も同様に有効であり得る。また、振動システムが複数のバネ要素を備えている場合には、トルクの流れは、完全に複数のバネ要素を介して経過するか、伝達され得る。これに加えて、又はこれに代えて、バネ要素は、上述の振動低減システム特性あるいは対応する特徴的なトルク経過を生じさせるバネ特性を備えることができる。バネ要素は、トルクの伝達に適し、例えば、らせんバネ、ねじりバネ、トーションバースプリング、ダイヤフラムスプリングのような曲げスプリング、板バネ又は皿バネ、エアバネ、ガス圧バネ、エラストマバネ又はこれに類するもののいくつかの組合せを含む構成要素として形成されることができる。
【００１９】
これに加えて、又はこれに代えて、いくつかの実施例では、電気機械のトルクを振動低減システムとハイブリッドモジュールの出口側の間に作用させることができる。これにより、場合によっては、回転不均一性の低減のために作用されるトルクが出口側の近傍、したがって可能な測定点又は回転不均一性を特に少なく維持すべき可能な範囲の近傍に設けられることが生じ得る。
【００２０】
いくつかの別の実施例では、このために、又は他の理由により、電気機械は振動低減システムとハイブリッドモジュールの出口側の間に配置されることが可能である。これにより、事情によっては径方向におけるハイブリッドモジュールの取付空間を低減することができる。振動低減システムとハイブリッドモジュールの出口側の間の電気機械の配置は、例えば、振動低減システム及び電気機械が軸方向において重ならないか、あるいは重なった範囲を有さないようになされる。軸方向は、ハイブリッドモジュールの回転可能な構成要素の回転軸であり得る。したがって、電気機械及び振動低減システムは、例えば径方向において互いに入り合うように配置され得る。電気機械及び振動低減システムは、他の実施例においては、任意で、軸方向に重なる複数の範囲を備えることができる。したがって、場合によっては径方向におけるハイブリッドモジュールの取付空間を低減することができる。
【００２１】
いくつかの実施例においては、電気機械は、クラッチ装置を介して入口側及び／又は振動低減システムから分離されるか、あるいはこれに結合又は連結され得る。これにより、電気機械は、必要に応じて及び／又は動作状態に応じて振動低減システムに結合されることが可能である。ハイブリッドモジュールのいくつかの実施例では、振動低減システムは全ての動作状態においてハイブリッドモジュールの入口側に相対回転不能に結合されている。したがって、連結の実行が場合によっては省略され得る。
【００２２】
これに加えて、又はこれに代えて、ハイブリッドモジュールは、いくつかの実施例においては、入口側において、ドライブトレーンあるいは残りのドライブトレーンにおける出口側に連結された部分から連結解除されることが可能である。このために、例えばクラッチ装置を設けることができる。このクラッチ装置は、場合によってはハイブリッドモジュールの一部又はトランスミッションの一部であり得る。例えば、オートマチックトランスミッションがハイブリッドモジュールに結合されている場合には、連結解除を生じさせるために、トランスミッションをニュートラル位置に切り換えることが可能である。いくつかの実施例では、ハイブリッドモジュールは、上述の分離を生じさせるために、制御回路に接続されるか、又はこの制御回路を含むことが可能である。クラッチ装置又は連結装置は、例えば滑りクラッチ、摩擦クラッチ又は多板クラッチである、係合式のクラッチ又は摩擦係合式のクラッチとして形成されることができる。
【００２３】
いくつかの実施例では、振動低減システムは少なくとも１つのデュアルマスフライホイール及び／又は少なくとも１つの動力分割部及び／又は少なくとも１つのねじり振動ダンパを含んでいる。上述のシステムは、任意で、クラッチディスクに統合されることも可能である。したがって、いくつかの実施例では、実施の手間を低減することが可能である。振動低減システムは、任意で、上述の構成要素のうちのちょうど１つとして形成されることも可能である。事情によっては、トルクの流れの完全な伝達を生じさせるために、上述の部材ののうちちょうど１つをハイブリッドモジュールの入口側と出口側の間に配置することが可能である。したがって、事情によっては、ハイブリッドモジュールのための構造上の手間を低減することが可能である。デュアルマスフライホイール、ねじり振動ダンパ及び動力分割部は、例えば、トルクの流れが完全にバネ要素を介して伝達される振動低減システムであり得る。例えば、同時にトルクの流れの伝達には寄与せずトルクの流れ内に位置する複数の質量体が振動の相殺のために変位する回転振動マスダンパ又はマスダンパとも呼ぶことができる振動低減システムではない。しかし、上述のシステムを、回転振動マスダンパと組み合わせることができる。
【００２４】
いくつかの別の実施例においては、ハイブリッドモジュールが制御回路を備えているか、制御回路と接続可能である。制御回路を用いて、回転不均一性を低減するために、電気機械は、この回転不均一性に対抗するトルクを出口側で導入するように、検出された回転不均一性に基づいて作動されることができる。これによって、例えば、回転不均一性の低減を容易に閉ループ制御及び／又は開ループ制御することが可能である。制御回路がハイブリッドモジュールの一部でない実施例においては、制御回路は、制御装置内又はトランスミッション、電気機械、内燃エンジン及び／若しくは車両制御部の制御回路内でも実現されることができる。
【００２５】
例えば、ハイブリッドモジュールは、回転不均一性の検出のために、又は回転不均一性の発生の検出のために、少なくとも１つのセンサを含むことが可能である。回転不均一性の発生がセンサによって検出されることで、回転不均一性の低減を改善することが可能である。これは、実際に生じる回転不均一性に非常に直接的に応答することができるため可能である。したがって、例えば動作状態によって生じる励起又は重ね合わせの次数のような情報をいくつかの実施例では検出することが可能である。センサによって、回転不均一性の値、方向及び／又は大きさを検出することができる。このセンサは、回転不均一性の発生の検出に適したいずれの箇所にも配置されるか、これに連結され得る。例えば、センサは、振動低減システム自体に配置されることが可能である。このために、振動低減システムの入口側及び／又は出口側に場合によってはセンサを配置することができる。これに加えて、又はこれに代えて、センサをハイブリッドモジュールの入口側及び／又は出口側に配置するか、又はこれに連結することが可能である。センサを、例えば、電気機械、シャフト、ケーシング又はこれに類するものに回転不均一性を検出するために形成及び配置することが可能である。センサとして、例えば誘導式、圧電的、磁気抵抗式のセンサ又はこれに類するものである、振動の検出又は回転不均一性の検出に適した可能な種類の全てのセンサを用いることが可能である。
【００２６】
また、実施例は、上述の実施例のうち少なくともいずれかによる、入口側で内燃エンジンに連結され、出口側でトランスミッションに連結されたハイブリッドモジュールを有するドライブトレーンに関するものである。トランスミッションは、出口側で少なくとも１つの駆動される車輪に連結され得る。事情によっては、実施例によるハイブリッドモジュールを用いることで、振動及び回転不均一性をドライブトレーンに沿って低減し、したがって場合によっては構成要素の摩耗を低減し、及び／又は走行特性を改善することが可能である。内燃エンジンは、例えば、化学的な過程において機械的な運動へ変換する装置であり、例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ロータリーエンジン、ガスタービン又はこれに類するものであり得る。
【００２７】
これに加えて、又はこれに代えて、ドライブトレーンは、ドライブトレーンにおいて発生する回転不均一性を検出するために形成及び配置されている少なくとも１つのセンサを備えることができる。したがって、事情によっては、電気機械によって回転不均一性に対抗するトルクを、センサによって検出される回転不均一性に基づいて生成することが可能である。
【００２８】
いくつかの実施例においては、センサは、内燃エンジンから少なくとも１つの駆動される車輪へのトルクの流れに沿ってハイブリッドモジュールの後ろ及び／又は前に配置されている。少なくとも１つのセンサがハイブリッドモジュールの外部に配置されていることで、例えばドライブトレーン自体及び／又はその機能に関連する部材、例えばディファレンシャル、トランスミッション、シャシ及び／又は車体における回転不均一性の発生を監視し適当に制御することが可能である。いくつかの実施例においては、ドライブトレーンに配置されたセンサを、ハイブリッドモジュールに配置されたセンサに加えて設けることが可能である。
【００２９】
また、実施例は、上述の実施例のうち少なくとも１つに基づくハイブリッドモジュール及び／又はドライブトレーンを揺する原動機付き車両に関する。原動機付き車両においては、例えば快適な乗り心地を生じさせることができ、構成要素の摩耗が、ハイブリッドモジュールを有する振動低減の上述の手段によって少なくとも低減されるか、又は阻止される。
【００３０】
他の有利な実施形態は、図面に図示された複数の実施例に基づいて以下に詳細に説明するが、これら実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施例によるハイブリッドモジュールを有するドライブトレーンの概略的な図示を示す図である。
【図２】図１によるハイブリッドモジュールの概略的な図示を示す図である。
【図３】一実施例によるハイブリッドモジュールの振動低減システムの変位に対するトルク経過の概略的な図示を示す図である。
【図４】一実施例によるハイブリッドモジュールのための電気機械の回転数に対する定量化されたトルク経過の概略的な図示を示す図である。
【図５】従来の振動低減システムの回転数に対するトルク経過の概略的な図示を示す図である。
【図６】一実施例によるハイブリッドモジュールのための電気機械の回転数に対するトルク経過の概略的な図示を示す図である。
【図７】一実施例による内燃エンジンの回転数に対する定量化されたトルク経過の概略的な図示を示す図である。
【図８】ハイブリッドモジュールにおける回転数に対する回転不均一性のトルク割合の複数のトルク経過についての複数の伝達関数の概略的な図示を示す図である。
【図９】一実施例によるハイブリッドモジュールにおける回転数に対する回転不均一性のトルク割合の複数のトルク経過の概略的な図示を示す図である。
【図１０】回転不均一性の低減のための方法の概略的な図示を示す図である。
【図１１】一実施例によるハイブリッドモジュールを有するドライブトレーンの概略的な図示を示す図である。
【図１２】一実施例によるドライブトレーン及び／又はハイブリッドモジュールを有する原動機付き車両の概略的な図示を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
添付の図面の以下の説明においては、同一の符号は同一又は同等の構成要素を示している。また、まとめられた符号が、１つの実施例又は１つの図面に複数回現れるものの１つ又は複数の特徴に関して共通に説明される構成要素及び物体について用いられる。明細書からやや異なる事項が明示的に又は暗示的に分からない限り、同一又はまとめられた符号で説明される構成要素又は物体は、個々の特徴、複数の特徴又は全ての特徴、例えばその寸法について、同一であるものの場合によっては異なるように構成されることができる。
【００３３】
図１には、一実施例による、ハイブリッドモジュール２を有するドライブトレーン１００の概略的な図示が示されているとともに、これにより本質的にシステム構成が説明されている。ハイブリッドモジュール２は、このハイブリッドモジュール２の入口側６と出口側８の間に連結された振動低減システム４を含んでいる。この振動低減システム４は、ハイブリッドモジュール２へ作用する回転不均一性を低減するために形成されている。したがって、振動低減システム４は、取付に基づく予負荷よりも大きな予負荷を備えている。加えて、ハイブリッドモジュール２は、電気機械１０も含んでいる。この電気機械１０は、ハイブリッドモジュール２の出口側８に連結されている。また、電気機械１０は、回転不均一性を低減するために、ハイブリッドモジュール２へ作用するこの回転不均一性に対抗するトルクを出口側８において生じさせるように形成されている。ここでは図示されていないが、電気機械１０は、ハイブリッドモジュール２の入口側６に連結されることができる。
【００３４】
図１に基づく実施例では、モータとも呼ばれる電気機械１０は、ステータ１２及びロータ１４を含んでいる。ロータ１４は、トルクを伝達するシャフト１６と共に回転するか、又はこのシャフトに回転可能に結合されている。一方、ステータは、ハイブリッドモジュール２又はそのケーシングに対して相対回転不能に固定されている。ステータ１２は、ロータ１４の径方向外方に配置されており、したがって、電気機械１０は、内部ロータ型のものである。いくつかの他の不図示の実施例においては、電気機械は外部ロータ型のものとして形成されることが可能であり、ロータがステータの径方向外方に配置されていてもよい。
【００３５】
パッシブな振動低減システムとも呼ぶことができる振動低減システム４は、図１に基づく実施例では、任意で、一次質量として形成されることが可能な一次慣性体１８と、二次質量として形成されることが可能な二次慣性体２０とを含んでいる。一次慣性体１８は、２つのバネ要素２２を介して二次慣性体２０と結合されている。バネ要素２２は、振動低減システム４の剛性及び／又は予負荷を決定又は生じさせることが可能な構造の一例である。したがって、これらバネ要素を剛性部と呼ぶことも可能である。ハイブリッドモジュール２の入口側６から出口側８へのトルクの流れがバネ要素によって伝達され得る、可能な全ての振動低減システムを振動低減システム４として用いることが可能である。振動低減システム４を、例えばデュアルマスフライホイールとして、又は可能な全ての形態及び組合せにおけるダンパとして形成することが可能である。振動低減システム４においても、一次慣性体１８からバネ要素２２を経由した二次慣性体２０へのトルクの流れ、あるいは振動低減システム４の入口側から振動低減システム４の出口側へのトルクの流れが伝達することが可能である。完全なトルクの流れは、両バネ要素２２を介して伝達される。
【００３６】
いくつかの他の負図示の実施例においては、振動低減システムは、１つだけのバネ要素を備えている。事情によっては、振動低減システムは、他の数のバネ要素、例えば３つ、４つ又はそれより多くの数のバネ要素を備えることが可能である。
【００３７】
ハイブリッドモジュール２は、図１に図示されているように、入口側６において駆動装置５の内燃エンジン２４に結合されている。ここで、駆動装置５は、例えばスタータリングギヤを有するフライホイールのような、ここでは不図示の複数の部材も含むことができる。内燃エンジン２４は、駆動する内燃エンジンである。これについて、入口側６でのトルクがハイブリッドモジュール２へ導入され、振動低減システム４及びシャフト１６を介して出口側８へ伝達される。出口側８では、トルクは残りのドライブトレーン２６へ伝達される。この残りのドライブトレーン２６は、例えば、トランスミッション、駆動軸、少なくとも１つのサイドシャフト若しくは複数のサイドシャフト、少なくとも１つのホイール及び／又は車両の別の複数の部材を含むことができる。
【００３８】
振動低減システム４により、ハイブリッドモジュール２へ作用するいくつかの回転不均一性を低減することが可能である。これら回転不均一性は、例えば、内燃エンジン２４において生じるとともに、ハイブリッドモジュール２を介して伝達されるべきトルクによってハイブリッドモジュール２へ導入される回転不均一性である。これにかかわらず、回転不均一性は、ハイブリッドモジュール２の動作状態又は車両自体によっても引き起こされ得る。
【００３９】
回転不均一性に対抗するトルクがシャフト１６へ作用されることで、電気機械１０によって回転不均一性の低減を生じさせることが可能である。ハイブリッドモジュール２には制御回路３２が付設されており、この制御回路を用いて電気機械１０がアクティブな振動低減のために作動される。このために、制御回路３２は、回転不均一性についての情報を含む状態信号又はシステム状態信号を受信する。電気機械１０によって作用されるべきトルク及びその方向の値が算出される。例えば、システム状態信号は、内燃エンジン２４又はその制御回路から制御回路３２へ伝達されることが可能である。
【００４０】
図１の実施例に基づくハイブリッドモジュール２では、回転不均一性の発生も検出される。この目的のために、状態検出センサとも呼ぶことが可能な２つのセンサ２８，３０が設けられている。これらセンサは、内燃エンジン２４若しくはその制御回路に加えて又はこれに代えてシステム状態信号を供給することができる。追加的なセンサ２８，３０は、図１の実施例においてそれぞれ一次慣性体１８及び二次慣性体２０に配置されている。
【００４１】
いくつかの別の不図示の実施例においては、複数のセンサを、補足的に又は代替的にハイブリッドモジュール２の他の側及び／若しくはドライブトレーンの他の範囲又は振動低減システムの他の箇所に設けることが可能である。また、少なくとも１つのセンサ又は複数のセンサを更に設けることが可能である。
【００４２】
制御回路３２が受信するシステム状態信号は、例えば、回転数角度及び／又は回転加速度であり得る。開ループ制御ユニット及び／又は閉ループ制御ユニットとして形成されることが可能な制御回路３２は、制御変数についてシステム状態信号を処理する。この制御変数は、電気機械１０を適切に作動させるために用いられることが可能である。電気機械１０は、検出された回転不均一性に対抗するように向けられたトルクをシャフト１６へ作用させるために作動されることが可能である。これに加えて、又はこれに代えて、対向するように向けられたトルクは、電気機械１０によってハイブリッドモジュール２の他の範囲へも導入されることが可能である。
【００４３】
いくつかの実施例では、電気機械１０の閉ループ制御は、内燃エンジン２４の信号及び／又は情報を含めることなく、センサによって検出された量に依存してのみ行われる。
【００４４】
ハイブリッドモジュール２は、コンデンサ４０及びバッテリ４２を有する蓄電ユニット３８も含んでいる。蓄電ユニット３８では、電気機械の発電動作時に電気エネルギーへ変換されるエネルギーを蓄電することが可能である。コンデンサ４０及びバッテリ４２は互いに並列に接続されている。事情によっては、コンデンサ４０が小さなエネルギー量の迅速な蓄電及び放電に対してより良好に適したものであり、バッテリ４２は大きなエネルギー量のより緩慢な蓄電及び放電により良好に適したものである。いくつかの別の不図示の実施例では、蓄電ユニットは、他の形態で形成されることもでき、例えばバッテリのみ、又はコンデンサのみを含むことも可能である。
【００４５】
制御回路３２によって生成された制御変数に基づいて、電気機械１０は、例えばスイッチ３４及び／又は３６の操作によって、内燃エンジン２４に打ち消すように重ねられる交番トルクを電気機械１０が生じさせるように作動されることができる。具体的には、このために、電気機械１０によって電気エネルギーへ変換された振動エネルギーを蓄電ユニット３８から取り出すことができる。トルクを対抗する方向へ作用させるために、例えば、振動エネルギー又は機械エネルギーを電気エネルギーへ変換することができるとともに、蓄電ユニット３８に蓄電することが可能である。
【００４６】
図２には、図１に基づくハイブリッドモジュール２の概略的な図示が示されている。図２のハイブリッドモジュール２は本質的に図１のハイブリッドモジュール２と同一に形成されているため、以下では両ハイブリッドモジュールの間の際についてのみ説明する。本質的に同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００４７】
図２のハイブリッドモジュール２は、概略的に図示されたフレキシブルな接続プレート４４を介してクランクシャフト及びここでは不図示の内燃エンジン２４に結合されている。ギヤ切離しクラッチとも呼ぶことができる連結装置４６を介して、ハイブリッドモジュール４６をその出口側８で不図示の残りのドライブトレーン２６に結合することが可能である。
【００４８】
電気機械１０を、エンジン切離しクラッチとも呼ぶことができる他の連結装置４８を介して振動低減システム４あるいはハイブリッドモジュール２の入口側６に結合可能であり、又はこれから切り離すことが可能である。
【００４９】
また、図２のハイブリッドモジュール２の実施例では、振動低減システム４も、また電気機械１０のロータ１４も、マスダンパ５０及びマスダンパ５２を含むことが可能である。振動低減システム４は、例えば図１について説明したように形成されることが可能であるとともに、回転不均一性の減衰のためのマスダンパ５０を更に含むことが可能である。マスダンパ５０及びマスダンパ５２は、振り出されるもののトルク伝達には寄与しない複数の質量を備えることができる。マスダンパ５０及びマスダンパ５２は、例えば固定周波数マスダンパとして、又は規制マスダンパ、場合によってはサラザン（Ｓａｒａｚｚｉｎ）振り子の形態で形成されることができる。別の不図示の実施例では、ハイブリッドモジュールは両マスダンパ５０，５２を備えることができないか、又は両マスダンパのうち１つのみを備えることができる。
【００５０】
図３には、一実施例に基づくハイブリッドモジュール２の振動低減システム４の変位に対するトルク経過の概略的な図示が示されている。横軸５６上の振動低減システム４の変位に対するトルクがグラフの縦軸５４に沿って記載されている。変位量として、横軸５６には回転角、例えば一次慣性体１８が二次慣性体２０に対して回転される回転角が記載されている。
【００５１】
図３のグラフには、３つの異なる特性線５８，６０，７１が記載されている。これらは、振動低減システム４の異なる実施例について明らかにするものである。これら特性線５８，６０，７１及びその振動低減システム４は、予負荷を有する点で共通している。したがって、図３のグラフには、変位量に依存して伝達されるべきトルク経過に基づき生じる、予負荷されたバネ特性線とも呼ぶことができる振動低減システム４の１つの特性線が記載されている。予負荷に相当するトルクは、符号６２で示されている。変位がないか、あるいは回転角が０°であっても、予負荷に相当するトルク、すなわちゼロ（０）より大きく初期トルクとも呼ぶことができるトルクは、変位あるいは回転を生じさせるために消費される。したがって、初期トルクとしてのより小さなトルクは、振動低減システム４の応答に結びつくものではない。トルク６２よりも小さなトルク割合を生じさせる回転不均一性は、振動低減システム４を有するハイブリッドモジュール２において、電気機械の適当な作動によって低減されることが可能である。したがって、図３による特性線を有する振動低減システム４をハイブリッドモジュールにおいて使用することは、振動低減に際して電気機械１０によって補助されることで可能である。
【００５２】
図３の特性線５８，６０，７１に基づき認識可能な予負荷を振動低減システム４が備えていることにより、振動低減特性にとって重要な２つの効果を得ることが可能である。１つには、振動低減システム４に蓄えることが可能なエネルギーが増大されることである。バネ要素２２又は振動低減システム４に蓄えることが可能なエネルギーは、トルク回転角グラフにおける特性線の下で面積６４によって特定される。このことは、例えば、従来の振動低減システムの変位に対するトルク経過の概略的な図示を示す図５との比較によって明らかとなる。
【００５３】
図５は、図３との比較において予負荷を有さない従来の振動低減システムについてのこのようなトルク−回転角−グラフを示している。このとき、従来の振動低減システムの異なる形態についても同様に特性線５８−ａ及び６０−ａが明らかとなる。これら従来の振動低減システムは予負荷を有しておらず、特性線５８−ａ及び６０−ａの両方がゼロ点を通るため、特性線５８−ａの下に形成される面積６４−ａが図３のグラフにおける比較可能な面積６４よりも小さくなっている。面積６４及び６４−ａは、多段の特性線の下でのバネ仕事を示すものである。特性線５８−ａが示す従来の振動低減システムにおいては、スタート又はアイドリング段階とも呼ぶことができる非常に柔軟な第１の段階６６−ａにおいて、例えば車両又は内燃エンジンのアイドリング時又はクリープ時のような小さな、又は中程度のトルク及びトルクの大きさにおいて生じる回転不均一性又は振動を低減することが可能である。走行段階とも呼ぶことが可能な第２の段階６８−ａとして、別の中程度の柔軟性を有する部分が第１の段階６６−ａにつづく。この第２の段階は、例えば全負荷時又は加速時に生じ得る中程度から大きな回転不均一性における低減又は分離に寄与するものである。第２の段階は、ほぼ漸進的な特性線を得るために、いくつかの別の不図示の実施例では、所望の調整又は必要な調整に応じて異なる剛性あるいは傾き又は変化する剛性あるいは傾きを有する別の折れ箇所を備えることが可能である。当接段階とも呼ぶことができる第３の段階７０−ａとして、特性線５８−ａが対応する振動低減システムは、比較的堅い範囲を備えている。この範囲では、例えば過負荷、当接又はこれに類するものによって生じ得るような大きなトルクを受け入れられるべきである。特性線５８−ａを、回転不均一性低減システムの従来のバネ特性線とも呼ぶことが可能である。これに対して、図３の特性線５８は、電気機械１０を補助することにより可能な改善された特性線である。このことは、同様に３つの段階６６，６８，７０を含んでいる。
【００５４】
２倍に折り曲げられた特性線５８−ａに対応する従来の振動低減システムのエネルギー貯蔵能力についての大きさとして明らかとなる特性線５８−ａの下の面積６４−ａとの比較において、特性線６０−ａが生じる振動低減システムは、同一の最大のトルク及び変位あるいは回転角において最大の仕事能力又はエネルギー貯蔵能力を備えている。このような従来の振動低減システムは、線形な特性線を備えている。特性線６０−ａを有する振動低減システムのエネルギー貯蔵能力に対して、特性線５８−ａを有する振動低減システムは、単段のバネ、単段の振動低減システムあるいは単段の特性線６０−ａのバネ仕事とも呼ぶことが可能な面積７２−ａのエネルギー貯蔵能力を失う。このことは、異なる動作状態に基づく上述の要件間の妥協によるものである。
【００５５】
加えて、特性線６０−ａ及び５８−ａの経過において、特性線５８−ａに対応する振動低減システムが第２の段階６８−ａすなわち走行範囲において他の振動低減システムの本質的に線形に経過する特性線６０−ａよりもはるかに大きな剛性を備えていることが明らかに見て取れる。さらに、この範囲ではより劣った分離が生じる。
【００５６】
図５に対して説明された特性線及びトルク経過は、デュアルマスフライホイール、ダンパシステム、出力分割式の回転不均一性低減システム及び／又はそのバネ要素の位相シフタのコンバータのような可能な全ての振動低減システムに当てはまり得る。
【００５７】
面積６４と６４−ａの比較から分かるように、拡大されたエネルギー貯蔵能力のほかに、予負荷の他の効果として、振動低減システム４が比較可能な変位に対して、図５に基づくトルク経過あるいは特性線６０−ａ及び５８−ａが対応する従来の振動低減システムよりもわずかな剛性及びこれによってよりわずかな傾きを備えるということが生じる。特性曲線６０−ａ及び５８−ａは、全ての負荷状態すなわち小さなトルクにおいてもカバーすることができるように、同一の最大のトルク及び変位あるいは回転角においてゼロ点を通る。これにより、図３による特性線６０及び５８の全ての特性線位置が図５に示された、予負荷を有さない従来の振動低減システムについての比較可能な特性線６０−ａ及び５８−ａよりもわずかな剛性又は傾きを備えることとなる。特に特性線５８の第２の段階６８は、予負荷を有さない振動低減システムにおける対応する第２の段階６８−ａよりもわずかな剛性で形成されることが可能である。加えて、振動低減システム４の第１及び第２の段階６６，６８は、それぞれ全体変位の約４０％に相当する１つの変位をカバーする。
【００５８】
特性線６０が対応する振動低減システム４は、特性線６０−ａに対応する振動低減システムと同じように、できる限り多くのエネルギーを貯蔵するのに特に適切なものである。なぜなら、この振動低減システムが線形な特性線として全変位範囲又は全角度範囲においてわずかな傾きを備えているとともに、最大限に可能なバネ仕事も示すためである。
【００５９】
予負荷によって特性された、パッシブな振動低減システムのためのトルクが次第に小さくなるか、あるいは振動低減システム４の応答に至らないことにより、振動低減システム４がハイブリッドモジュールのよりわずかな動作範囲に対して設定されることが可能である。トルクの一部によって回転不均一性が生じる他の動作範囲がパッシブな振動低減システム４によって相殺又は低減されることができないことにより、この回転不均一性の減衰又は低減が電気機械１０を用いてなされる。他の動作状態が振動低減システム４又はそのバネ要素２２の変形に結びつくことがないため、振動低減システム４又はそのバネ要素２２のより大きな変形ストロークがより大きな回転数を有する他の動作状態に対して利用可能なままである。
【００６０】
低い回転数範囲において回転不均一性を低減するための電気機械１０が用いられることは、例えば異なる回転数における電気機械１０の特性によるものである。この特性は、図４及び図６により正確に記載される。電気機械１０は、モータ式、すなわち電気−機械式のコンバータとして、及び発電機式、すなわち機械−電気式のコンバータとして動作され得る。電気的な蓄電ユニット３８を電気機械１０の後ろへ切り換えると、パッシブな振動低減システム４又はバネあるいはバネ要素２２について説明したのと本質的に同じように、エネルギーのための貯蔵装置となる。
【００６１】
図４及び図６には、一実施例によるハイブリッドモジュール２のための電気機械１０の回転数に対するトルク経過の概略的な図示が示されている。グラフでは、横軸５６に沿った回転数に対するトルクが縦軸５４に沿って記載されている。このとき、トルクは、電気機械１０によって解放され得るか、又は受け取られ得るトルクである。電気機械１０についてのトルク特性線７４の経過に基づき、小さな回転数において電気機械が大きなトルクを解放することができ、大きな回転数においては小さなトルクのみを解放することができることを読み取ることが可能である。
【００６２】
電気機械１０は、例えば内燃エンジン２４が過剰トルクあるいは過剰出力を提供する場合に、この過剰トルクあるいは過剰出力を発電機式に電気エネルギーへ変換し、蓄電ユニット３８が中間貯蔵し、そして、内燃エンジン２４がトルクあるいは出力における下方への変動を行う場合には、この変動が貯蔵装置又は蓄電ユニット３８に基づきモータ式に補償される。このことは、アクティブな振動低減の原理に相当する。
【００６３】
図４には、具体的な実施例における電気機械１０のためのこのようなトルク経過が示されている。横軸５６に沿った回転数に対する電気機械１０のトルクの大きさがＮｍの単位で縦軸５４に沿って記載されている。図４による電気機械１０の特別な実施形態についての特性線７４から分かるように、利用可能なトルクが例えば２０００ｒｐｍにやや満たない回転数において大きく低下する。図７、図８及び図９との組合せにおいて複数の実施例に基づくハイブリッドモジュール２の作用を詳細に説明することができるように、図４のグラフは、図６とは異なり、定量化されたトルク経過を示すものである。
【００６４】
図７には、一実施例による内燃エンジンの回転数に対する、定量化されたトルク経過の概略的な図示が示されている。これは、ハイブリッドモジュール２のための内燃エンジン２４の形態の、主励起のトルクの大きさである。特性線７６として、４気筒エンジンとして形成された内燃エンジンの第２の配列の場合における回転数に対する励起トルクの大きさについての経過が記載されている。励起トルクの大きさは、横軸５６上に記載された回転数に対する縦軸５４に沿ってニュートンメートル（Ｎｍ）の単位で記載されている。最大の励起トルクは、約１０００ｒｐｍで生じる。最小の励起トルクの大きさは、約５０００ｒｐｍにおいて位置している。最小値は、例えば４気筒エンジンにおける気体力及び慣性力の消失により生じ得る。
【００６５】
図８には、電気機械１０の補助を有さない振動低減システムについての回転数に対する回転不均一性のトルク部分の複数のトルク経過に対する複数の伝達関数の概略的な図示が示されている。伝達関数は、振動低減システム４の入口側に対する出口側の比率についての情報を含んでいる。互いにある比率に設定された量は、例えば揺動角、揺動角速度、回転角速度及び／又は交番トルクであり得る。
【００６６】
伝達関数７８として、図５の特性線６０−ａに対応する、すなわち予負荷を有さず、かつ、電気機械１０の補助を有さない振動低減システムによって生じる特性がある。比較的大きな剛性により、共振増大８０が例えば２０００ｒｐｍの回転数において走行範囲に生じる。したがって、伝達関数７８は、予負荷及び電気機械１０の補助を有さない従来の振動低減システムを有するハイブリッドモジュールにおける１つの状態についての情報を含んでいる。
【００６７】
また、図８には、電気機械１０の補助を有するものの一段の構成における図３の特性線６０を有する振動低減システム４について明らかとなった伝達関数８２も記載されている。共鳴箇所８４又は共鳴範囲は、直接走行範囲には位置しておらず、したがって約２０００ｒｐｍほどの回転数の外部に位置している。この代わりに、大きな振幅が小さな回転数において生じる。大きな振幅は、符号８４によって特徴付けられているとともに、１０００ｒｐｍよりも小さな回転数において生じる。既に２０００ｒｐｍより大きな回転数においては、伝達関数８２が大きく低下し、横軸５６へ漸近的に寄り添う。したがって、１０００ｒｐｍを超える回転数においては、危機的な共振増大、振動又は回転不均一性が生じない。
【００６８】
図９には、一実施例によるハイブリッドモジュール２における回転数に対する、回転不均一性のトルク部分の複数のトルク経過を概略的な図示が示されている。したがって、図９には、例えば図７に基づくエンジン励起が図８に基づく伝達関数７８あるいは８２と乗算される場合に、トランスミッション入力軸あるいはハイブリッドモジュール２の出口側８における比率が示されている。
【００６９】
電気機械１０をトルク不規則性低減のために用いることなく、すなわち電気機械補助を伴うことなく、図８の伝達関数に基づいて特性線８６によるトルク経過が生じる。特性線８６に基づくトルク経過は、従来の設定におけるトランスミッション入力軸における交番トルクを表している。このとき、回転不均一性が生じ得るか、あるいは容認される許容し得る範囲をはるかに超過する境界曲線８８が生じる。
【００７０】
図９には、ハイブリッドモジュール２が連結されたトランスミッション入力軸における振動低減システム４と結合された電気機械１０の作用により生じるトルク経過についての特性線９０，９２も記載されている。トルク経過又は振動特性あるいは回転不均一性低減は、ＤＵ−低減要素とも略称され得る、補助される回転不均一性低減要素として電気機械１０を利用することで改善され得る。目的は、回転不均一性低減のための目標に相当する境界曲線８８を回転不均一性が上回らないように、生じる全ての回転不均一性を減衰させることである。境界曲線８８は、全ての回転数に対して２５０Ｎｍより小さなトルクである直線として形成されている。
【００７１】
例えば定負荷状態についての図５の範囲６６−ａが不要であるように、パッシブな振動低減システム４がもはや全ての動作状態をカバーすべきでないように電気機械１０が利用される場合には、第１の改善点として、特性線９０に基づくトルク経過あるいは特性が生じる。特性線９０は交番トルクを表しており、この交番トルクは、特性線６０が対応する一段の経過を有するものの電気機械１０によるアクティブな低減トルクを有さない振動低減システム４を使用してトランスミッション入力軸において生じるものである。予負荷された振動低減システム４を用いることで、より小さな回転数において、すなわち予負荷された振動低減システム４が動作する前に、特性線９０の一部９１において認識され得るように境界曲線８８の上に位置する回転不均一性が生じることとなる。
【００７２】
電気機械１０が例えば図６又は図４に図示されているように逆位相でそのトルク容量によって介入あるいは作動されると、特性線９２に基づく低減されたトルク経過が生じる。したがって、励起は、特性線９２として図示された経過へ低減されることが可能である。そして、生じる回転不均一性は、境界曲線８８の下にある全てのトルク部分のみを備えている。したがって、特性線９２は、振動低減システム４及び電気機械１０の補助の設定を伴うトランスミッション入力軸において生じる交番トルクを表している。
【００７３】
いくつかの別の不図示の実施例では、通常の動作状態あるいはその回転数、限界値又は危機的な回転不均一性は、用途に応じて他の値であることも可能である。
【００７４】
したがって、いくつかの実施例は、電気機械１０によるアクティブな振動低減のためのシステムと、パッシブな振動低減のための追加的なシステム４とを有するハイブリッドモジュール２に関するものである。このとき、場合によっては、パッシブな振動低減システム４による好ましい振動低減のための複数の範囲と、アクティブな振動低減システム１０による振動低減のための範囲とを設定することが可能である。パッシブな振動低減システムは、いくつかの実施例において、振動低減の好ましい範囲に依存してこのシステムのために設定されることが可能である。このために、場合によってはバネの構成、段階の数のような構成要素が適合され得る。電気機械１０は、パッシブ若しくは追加的な振動低減システム４の前若しくは後に配置され、及び／又は含まれることが可能である。したがって、アクティブな振動低減を伴う回転不均一性低減システムの組合せは、電気機械によって記載される。
【００７５】
図１０には、回転不均一性の低減のための方法９４の概略的な図示が示されている。この方法９４では、第１の過程９６において振動低減が実行される。これは、作用する回転不均一性を低減するために、ハイブリッドモジュール２の出口側８と入口側６の間に連結され、形成された振動低減システム４によってなされる。振動低減システム４は、取付による予負荷よりも大きな予負荷を備えている。第２の過程９８では、トルクがハイブリッドモジュール２へ導入され、このハイブリッドモジュールは、ハイブリッドモジュール２の出口側へ連結された電気機械１０を用いて、作用する回転不均一性に対抗している。過程９６及び９８は、異なる順序で、同時に、及び／又は部分的に重なって実行されることが可能である。
【００７６】
図１１には、一実施例によるハイブリッドモジュール２を有するドライブトレーン１００の概略的な図示が示されている。ハイブリッドモジュール２は、その入口側６で内燃エンジン２４に結合されている。ハイブリッドモジュール２は、その出口側８でトランスミッション１０２に結合されている。また、トランスミッション１０２には、少なくとも１つの駆動可能な車輪１０４を結合することが可能である。ドライブトレーン１００には、少なくとも１つのセンサ１０６を配置することが可能である。このセンサ１０６は、ドライブトレーン１００において生じる回転不均一性を検出するように形成及び配置されている。そして、回転不均一性に対抗するトルクを、センサ１０６によって検出された回転不均一性に基づき、電気機械１０によって生成することが可能である。機能技術的な理由から振動又は回転不均一性の発生ができる限り小さくあるべきドライブトレーン１００の箇所にセンサ１０６を配置することを考慮することが可能である。したがって、実際に生じる回転不均一性に対応することが可能である。例えば、センサ１０６又は複数のセンサを、シャシ若しくは車輪１０４、トランスミッション１０２、内燃エンジン２４及び／又は不図示の車体部分に配置することが可能である。事情によっては、ハイブリッドモジュール２自体が、図１の実施例に基づき、更にセンサ２８，３０を含むことが可能である。いくつかの実施例では、センサ１０６がドライブトレーン１００に配置されている場合にはセンサ２８，３０を省略することができる。
【００７７】
図１２には、ドライブトレーン１００及び／又は一実施例によるハイブリッドモジュール２を有する原動機付き車両１０８の概略的な図示が示されている。センサ１０６、複数のセンサを、例えば原動機付き車両１０８の全ての可能な箇所又はその車体に配置することが可能である。
【００７８】
上述の説明、添付の特許請求の範囲及び図面に開示された実施例及びその個々の特徴は、個々にも、また適宜の組合せにおいても実施例の実現のために様々な形態において重要であり得るとともに、実行されていることが可能である。
【００７９】
いくつかの別の実施例では、他の実施例では装置の特徴として開示されている特徴も方法の特徴として実行されることが可能である。また、場合によっては、いくつかの実施例では方法の特徴として実行されている特徴も、他の実施例では装置の特徴として実行されていることが可能である。
【符号の説明】
【００８０】
２            ハイブリッドモジュール
４            振動低減システム
５            駆動装置
６            入口側
８            出口側
１０          電気機械
１２          ステータ
１４          ロータ
１６          シャフト
１８          一次慣性体
２０          二次慣性体
２４          内燃エンジン
２６          残りのドライブトレーン
２８          センサ
３０          センサ
３２          制御回路
３４          スイッチ
３６          スイッチ
３８          蓄電ユニット
４０          コンデンサ
４２          バッテリ
４４          フレキシブルな接続プレート
４６          クラッチ装置
４８          クラッチ装置
５０          マスダンパ
５２          マスダンパ
５４          縦軸
５６          横軸
５８          特性線
６０          特性線
６２          予負荷トルク
６４          特性線の下の面積
６６          第１の段階
６８          第２の段階
７０          第３の段階
７１          特性線
７２          特性線の下の面積
７３          第１の段階
７４          トルク特性線
７６          励起トルクの振幅
７７          第２の段階
７８          伝達関数
８０          共振増大
８２          伝達関数
８４          トルクの振幅特性線
８６          電気機械の補助を伴わない特性線
８８          境界曲線
９０          予負荷された振動冷厳システムのトルク経過
９１          一部
９２          特性線
９４          方法
９６          第１の過程
９８          第２の過程
１００        ドライブトレーン
１０２        トランスミッション
１０４        駆動可能な車輪
１０６        センサ
【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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【国際調査報告】
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