ハイブリッド車両のための流体力学的連結装置
【課題】複雑さが低減された、ハイブリッド車両のための流体力学的連結装置を提供する
【解決手段】ハウジング１０２と、該ハウジングに回転方向で結合されたシールプレート１１６と、ハウジング内に配置されたポンプ１０４と、ハウジング内に配置されておりかつ前記ポンプと流体連通したタービン１０６と、ハウジング及びシールプレートによって少なくとも部分的に包囲された乾燥チャンバ１３２とが設けられている
【解決手段】ハウジング１０２と、該ハウジングに回転方向で結合されたシールプレート１１６と、ハウジング内に配置されたポンプ１０４と、ハウジング内に配置されておりかつ前記ポンプと流体連通したタービン１０６と、ハウジング及びシールプレートによって少なくとも部分的に包囲された乾燥チャンバ１３２とが設けられている
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願とのクロスリファレンス
本願は、合衆国第３５法典第１１９条（ｅ）に基づいて、引用したことにより本明細書に記載されたものとする２００７年６月２０日に出願された米国特許仮出願第６０／９３６４４３号明細書の利益を請求する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、概して流体力学的トルク伝達装置、特にハイブリッド用途のための流体力学的連結装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
図１は、典型的な車両における、エンジン７と、トルクコンバータ１０と、トランスミッション８と、ディファレンシャル／車軸アセンブリ９との関係を示す概略的なブロック線図を示している。自動車のエンジンからトランスミッションへトルクを伝達するためにトルクコンバータが使用されることがよく知られている。
【０００４】
トルクコンバータの３つの主要な構成要素は、ポンプ３７と、タービン３８と、ステータ３９とである。トルクコンバータは、ポンプがカバー１１に溶接されると、シールされたチャンバとなる。カバーはフレックスプレート４１に結合されており、このフレックスプレート４１自体はエンジン７のクランクシャフト４２にボルト留めされている。カバーは、カバーに溶接されたラグ又はスタッドを用いてフレックスプレートに結合されることができる。
【０００５】
ポンプとカバーとの間の溶接された結合はエンジントルクをポンプに伝達する。したがって、ポンプは常にエンジン速度で回転する。ポンプの機能は、この回転運動を利用し、流体を半径方向外方及び軸方向へタービンに向かって送ることである。したがって、ポンプは、流体を小さな半径の入口から大きな半径の出口へ推進する遠心ポンプであり、流体のエネルギを増大させる。トランスミッションクラッチとトルクコンバータクラッチとを係合させるための圧力は、ポンプハブによって駆動される、トランスミッションにおける付加的なポンプによって提供される。
【０００６】
トルクコンバータ１０において、流体回路は、ポンプ（インペラと呼ばれる場合もある）と、タービンと、ステータ（リアクタと呼ばれる場合もある）とによって構成されている。流体回路は、車両が停止させられている場合にエンジンを回転させ続け、運転手によって望まれた場合に車両を加速する。流体回路は、車両が停止させられている場合にエンジンを回転させ続け、運転手によって望まれた場合に車両を加速する。トルク比は、入力トルクに対する出力トルクの比である。トルク比は、タービン回転速度が低い又はゼロである（ストールとも呼ばれる）場合に最も高くなる。ストールトルク比は通常１．８〜２．２の範囲である。これは、トルクコンバータの出力トルクが入力トルクよりも１．８〜２．２倍だけ大きいことを意味する。しかしながら、出力速度は入力速度よりも著しく低い。なぜならば、タービンは出力部に結合されておりかつ回転していないが、入力部はエンジン速度で回転しているからである。
【０００７】
タービン３８は、車両を推進するために、ポンプ３７から受け取る流体エネルギを利用する。タービンシェル２２はタービンハブ１９に結合されている。タービンハブ１９は、タービントルクをトランスミッションシャフト４３に伝達するためにスプライン結合を利用する。入力軸は、トランスミッション８における歯車及び軸と、車軸ディファレンシャル９とを介して、車輪に結合されている。タービンブレードに衝突する流体の力は、トルクとしてタービンから出力される。軸方向スラスト軸受３１は、構成要素を、流体によって与えられる軸方向の力から支持する。出力トルクが、静止中の車両の慣性を克服するのに十分であると、車両は動き始める。
【０００８】
流体エネルギはタービンによってトルクに変換された後、依然として流体には僅かなエネルギが残されている。小さな半径の出口４４から出てくる流体は、通常は、ポンプの回転に対抗するような形式でポンプに進入する。ステータ３９は、ポンプの加速を助けるために流体を方向転換させるために使用され、これにより、トルク比を増大させる。ステータ３９は一方向クラッチ４６を介してステータシャフト４５に結合されている。ステータシャフトはトランスミッションハウジング４７に結合されており、回転しない。一方向クラッチ４６は、ステータ３９が低速比（ポンプがタービンよりも速く回転している）において回転するのを阻止する。タービン出口４４からステータ３９に進入する流体は、ステータブレード４８によって方向転換させられ、回転方向でポンプ３７に進入する。
ブレードの入口角度及び出口角度、ポンプ及びタービンシェルの形状、トルクコンバータの総直径とが、その性能に影響する。設計パラメータは、トルク比と、効率と、エンジンを"ランアウェイ"させることなくエンジントルクを吸収するためのトルクコンバータの能力とを含む。これは、トルクコンバータが小さすぎ、ポンプがエンジンを減速させることができない場合に起こる。
【０００９】
低速比においては、トルクコンバータは正常に機能し、車両が静止した状態でエンジンを回転させ、増大した性能のためにエンジントルクを補足する。１よりも小さな速度比では、トルクコンバータの効率は１００％に満たない。タービンの回転速度がポンプの回転速度に近づくにしたがって、トルクコンバータのトルク比は、約１．８〜２．２から、約１のトルク比まで次第に減少する。トルク比が１に達したときの速度比はカップリングポイントと呼ばれる。このポイントにおいては、ステータに進入する流体はもはや方向転換される必要はなく、ステータにおける一方向クラッチが、流体を、ポンプ及びタービンと同じ方向に回転させる。ステータが流体を方向転換していないので、トルクコンバータから出力されるトルクは、トルク入力と同じである。流体回路全体はユニットとして回転する。
【００１０】
最大トルクコンバータ効率は、流体における損失に基づき９２〜９３％に限定される。したがって、トルクコンバータクラッチ４９は、トルクコンバータ入力部を出力部に機械的に結合するために使用され、効率を１００％に改善する。クラッチピストンプレート１７は、トランスミッションコントローラによって命令されると、液圧によって作動させられる。ピストンプレート１７は、内径においてＯリング１８によってタービンハブ１９に対してシールされており、外径において摩擦材料リング５１によってカバー１１に対してシールされている。これらのシールは、圧力チャンバを形成し、ピストンプレート１７をカバー１１と係合させる。この機械的な結合は、トルクコンバータ流体回路をバイパスする。
【００１１】
トルクコンバータクラッチ４９の機械的結合は、ドライブトレーンに、より多くのエンジンねじれ変動を伝達する。ドライブトレーンが基本的にばね質量系であるので、エンジンからのねじれ変動は、系の固有振動数を励起することができる。ダンパは、ドライブトレーンの固有振動数を、駆動範囲から外れさせるように使用される。ダンパは、エンジン７及びトランスミッション８と直列に配置されたばね１５を有しており、これにより、系の有効ばね定数を減衰させ、固有振動数を低下させる。
【００１２】
トルクコンバータクラッチ４９は、４つの構成要素、すなわちピストンプレート１７と、カバープレート１２及び１６と、ばね１５と、フランジ１３とを有している。カバープレート１２及び１６はトルクをピストンプレート１７から圧縮ばね１５に伝達する。カバープレートウィング５２は、軸方向保持のためにばね１５の周囲に形成されている。ピストンプレート１７からのトルクは、リベット結合部を介してカバープレート１２及び１６に伝達される。カバープレート１２及び１６は、ばね窓の縁部と接触することによって、トルクを圧縮ばね１５に提供する。両カバープレートは、ばねの中心軸線の両側においてばねを支持するように協働する。ばね力は、フランジばね窓縁部との接触によって、フランジ１３に伝達される。時には、フランジは、高トルク時にばねの過剰圧縮を回避するために、カバープレートの一部に係合する回転タブ又はスロットも有している。フランジ１３からのトルクは、タービンハブ１９と、トランスミッション入力軸４３とに伝達される。
【００１３】
エネルギ吸収は、望まれるならば、時にはヒステリシスと呼ばれる摩擦によって達せられることができる。ヒステリシスは、ダンパプレートの巻き上げ及び巻出しからの摩擦を含み、したがって実際の摩擦トルクの２倍である。ヒステリシスパッケージは、概して、ダイアフラムばね（又は皿ばね）１４から成り、このダイアフラムばね（又は皿ばね）は、フランジ１３と、カバープレート１６の一方との間に配置されており、フランジ１３を他方のカバープレート１２と接触させる。ダイアフラムばね１４によって加えられる力の大きさを制御することによって、摩擦トルクの大きさも制御されることができる。典型的なヒステリシスの値は、１０〜３０Ｎｍの範囲である。
【００１４】
ハイブリッドドライブトレーンは、車両を推進するためにエンジンに加えて電気モータを有する。米国特許第５７８９８２３号明細書は、トルクコンバータを備えた電気モータを有する。しかしながら、この配列は、付加的な一方向クラッチと、クラッチ作動のための５つの流体通路とを有する。欧州特許出願第１３９５４５４号明細書及び独国特許出願第１００４８８４３号明細書は電気モータをエンジンに直接連結する発明を開示しており、回生制動中の効率を低下させる。
【００１５】
したがって、複雑さが低減されたハイブリッド車両のための流体力学的連結装置が長い間必要とされている。また、回生制動中の効率が高いハイブリッド車両のための流体力学的連結装置が必要とされている。
【特許文献１】米国特許第５７８９８２３号明細書
【特許文献２】欧州特許出願第１３９５４５４号明細書
【特許文献３】独国特許出願第１００４８８４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の概略的な目的は、複雑さが低減された、ハイブリッド車両のための流体力学的連結装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は広くは、ハウジングと、ハウジングに回転可能に結合されたシールプレートと、ハウジング内に配置されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンと、ハウジングとシールプレートトラクションバーによって少なくとも部分的に包囲された乾燥チャンバとを有する流体連結装置を含む。第１の実施形態において、装置は乾燥チャンバに配置されたダンパを有する。第２の実施形態において、装置はカバーをパイロットシャフトに駆動するように係合させるために配置された第１のクラッチを有し、第１のクラッチは、ダイヤフラムばねを有しておりかつ乾燥チャンバ内に配置されている。第３の実施形態において、装置は、第１のクラッチを之操作を制御するためにダイヤフラムばねを変位させるように配置されたピストンカップを有しており、ピストンカップは乾燥チャンバを少なくとも部分的に包囲している。ピストンカップとシールプレートとは連結装置の操作中は回転方向で固定されている。第４の実施形態において、装置はタービンをハウジングに駆動するように係合させるために配置された第２のクラッチと、第１の流体チャンバと第２の流体チャンバとを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第２のクラッチとピストンカップとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第５の実施形態において、装置は、ポンプ及びタービンを有するトルクコンバータと、ハウジングに結合されたロータを備えた電気モータとを有する。
【００１８】
本発明は広くは、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジングに回転方向で結合されたポンプ及び出力ハブに回転方向で結合されたタービンを有する流体カップリングとを有する、流体力学的連結装置をも含む。流体カップリングはステータを含まない。第１の実施形態において、装置は、ハウジング及びタービンに回転方向で結合された第１のクラッチと、ラグプレート及びハウジングからトルク経路に配置された第２のクラッチと、第１の流体チャンバ及び第２の流体チャンバを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第１のクラッチと第２のクラッチとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第２の実施形態において、装置はトルク経路に配置されたダンパを有する。
【００１９】
本発明はさらに、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されておりかつハウジングに回転方向で結合されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンとを有する流体力学的連結装置を含む。装置は、トランスミッションハウジングに配置されるように配置されており、トランスミッションハウジング内に配置されている場合、ハウジングは、トランスミッションハウジングと共に流体チャンバの部分を形成しており、電気モータは流体チャンバ内に配置されている。第１の実施形態において、装置は、ハウジング及びタービンに回転方向で結合された第１のクラッチと、ラグプレート及びハウジングからトルク経路に配置された第２のクラッチと、第１の流体チャンバ及び第２の流体チャンバを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第１のクラッチと第２のクラッチとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第２の実施形態において、装置はトルク経路に配置されたダンパを有する。
【００２０】
本発明はさらに、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されておりかつハウジングに回転方向で結合されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンと、プレートと、プレート及びハウジングと接触した軸受とを有する流体力学的連結装置を含む。装置は、トランスミッションハウジングに配置されており、トランスミッションハウジングに配置されている場合、プレートはトランスミッションハウジングに結合されており、ハウジングは軸受によって半径方向にセンタリングされる。第１の実施形態において、装置は、ハウジング及びタービンに回転方向で結合された第１のクラッチと、ラグプレート及びハウジングからトルク経路に配置された第２のクラッチと、第１の流体チャンバ及び第２の流体チャンバを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第１のクラッチと第２のクラッチとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第２の実施形態において、装置はトルク経路に配置されたダンパを有する。
【００２１】
本発明はさらに、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されておりかつハウジングに回転方向で結合されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンと、ハウジングに回転方向で結合されておりかつハウジングの外側に配置されたダンパとを有する流体力学的連結装置を含む。ダンパのためのばねは、第及び第２の別個のプレートと、ハウジングとによって拘束されている。第１の実施形態において、装置はラグプレートを有しており、ダンパは、ラグプレートとハウジングとの間のトルク経路に配置されている。第２の実施形態において、装置は、タービンに回転方向で結合されておりかつハウジングからタービンへのトルク経路における第１のクラッチと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合された第２のクラッチと、第１の流体チャンバ及び第２の流体チャンバとを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第１のクラッチと第２のクラッチとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第３の実施形態において、装置は、ポンプ及びタービンを有するトルクコンバータを備える。
【００２２】
さらに、本発明は広くは、ステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間と、空間に配置されたスリーブとを有する流体力学的連結装置を含む。スリーブは空間を第１のチャネルと第２のチャネルとに分割している。第１の実施形態において、装置は、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されておりかつタービン及びポンプを有するトルクコンバータと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合されておりかつ第１及び第２の流体チャンバにおける個々の流体圧力によって制御可能な第１のクラッチとを有する。第１のチャネルは第１の流体チャンバにおける流体圧力を制御するために配置されており、第２のチャネルは、第１の流体チャンバのためのシールの間に配置された流体を排出するために配置されている。
【００２３】
さらに、本発明は広くは、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつタービンシェルを含むタービンと、タービンシェルに回転方向で結合された圧力プレートを含む第１のクラッチと、タービンシェルと圧力プレートとの間のシールと、圧力プレートに回転方向で結合されたクラッチプレートと、ピストンプレートと、ピストンプレートに結合された駆動プレートと、第１のチャンバ及び第２のチャンバとを有する流体力学的連結装置を含む。シールは第１のチャンバと第２のチャンバとを少なくとも部分的に分離しており、第１及び第２のチャンバにおける個々の流体圧力は第１のクラッチを操作するために制御可能である。第１の実施形態において、装置は、ハウジングに回転方向で結合されておりかつハウジングの外側に配置されたダンパと、ラグプレートとを有する。ダンパは、ハウジングに関して、ダンパのためのばねを拘束する第１及び第２の別個のプレートを有しており、ダンパはラグプレートとハウジングとの間のトルク経路に配置されている。第２の実施形態において、装置は、ハウジングとポンプとに回転方向で結合された第２のクラッチと、第３のチャンバとを有する。第３のチャンバにおける流体圧力は第２のクラッチの操作を少なくとも部分的に制御し、第１及び第３のチャンバは流体絶縁されている。
【００２４】
本発明は広くは、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつタービンシェルを備えるタービンと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合されたクラッチとを有する流体力学的装置を操作するための方法を含み、この方法は、ステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間を第１及び第２の別個のチャネルに分割するステップと、第１及び第２のチャネルを介してクラッチのための第１及び第２のチャンバにおける流体圧力を制御するステップと、クラッチを閉じるために第１のチャンバにおける圧力を低下させるステップとを含む。
【００２５】
本発明はさらに広くは、電気モータをハウジングに回転方向で結合するステップと、ポンプ及びタービンをハウジング内に配置するステップと、第１のクラッチ及び第２のクラッチをハウジング内に配置するステップと、第１のクラッチがハウジングとポンプとを結合しかつ第２のポンプがタービンとハウジングとを結合し、カバーをハウジングに結合するステップと、ハウジング及びカバーによって形成された空間にダンパばね及びフランジを配置するステップと、プレートがばねをカバー及びハウジングに関して保持するようにプレートをカバーに固定するステップとを含む、流体力学的装置を組み立てる方法を含む。
【００２６】
本発明の性質及び態様がここで、添付の図面を参照した発明の以下の詳細な説明により完全に説明される。
【００２７】
本発明のこの目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、本発明の好適な実施形態の以下の説明と、添付の図面及び請求項とから容易に認められるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
始めに、異なる図面における同じ参照符号は、発明の同じ又は機能的に類似の構造エレメントを表していることが認識されるべきである。本発明は、現時点で好適な態様であると考えられるものに関して説明されるが、請求項に記載の発明は開示された態様に限定されないと理解されるべきである。
【００２９】
さらに、発明は、記載された特定の方法、材料及び変化態様に限定されず、もちろん変更することができる。ここで使用されている用語は、特定の態様だけを説明するためのものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではなく、発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定される。
【００３０】
特に定義されない限りは、ここで使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野における当業者にとって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。ここに説明されたものと同じ又は均等のあらゆる方法、装置又は材料が発明の実施又は試験において使用されることができるが、好適な方法、装置及び材料がここでは説明されている。
【００３１】
図７Ａは、本願において用いられた空間的な用語を示している、円筒座標系８０の斜視図である。本発明は、少なくとも部分的に円筒座標系に関連して説明される。系８０は長手方向軸線８１を有しており、この長手方向軸線は、以下の方向及び空間の用語のための基準として使用される。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、軸線８１、半径８２（軸線８１に対して直交する）及び円周８３のそれぞれに対して平行な方向に関する。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、個々の平面に対して平行な方向にも関する。様々な平面の配置を明らかにするために、物体８４，８５及び８６が用いられている。物体８４の面８７は軸方向平面を形成している。すなわち、軸線８１はこの面に沿った線を形成している。物体８５の面８８は半径方向平面を形成している。すなわち、軸線８２はこの面に沿った線を形成している。物体８６の面８９は周方向平面を形成している。すなわち、軸線８３はこの面に沿った線を形成している。別の例として、軸方向の移動又は配置は軸線８１に対して平行であり、半径方向の移動又は配置は半径８２に対して平行であり、周方向の移動又は配置は円周８３に対して平行である。
【００３２】
"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、軸線８１、半径８２又は円周８３のそれぞれに対して平行な方向に関する。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という副詞は、個々の平面に対して平行な方向にも関する。
【００３３】
図７Ｂは、本願において用いられた空間的な用語を示している、図１Ａの円筒座標系における物体９０の斜視図である。円筒状物体９０は、円筒座標系における円筒状物体を表しており、本願発明をどのようにも限定しようとするものではない。物体９０は、軸方向の面９１と、半径方向の面９２と、周方向の面９３とを有している。面９１は軸方向平面の一部であり、面９２は半径方向平面の一部であり、面９３は周方向平面の一部である。
【００３４】
図８は、本発明の流体力学的継手装置１００の部分的な断面図である。好適な実施形態において、装置１００は、例えばハウジング１０２等のトランスミッションハウジングの内部において、ハイブリッド用途のために使用される。流体力学的カップリング１００は、ポンプ１０４と、タービン１０６と、ステータ１０８とを有する。ポンプとタービンとは、技術上知られているように流体連通しており、ハウジング１０９内に配置されている。駆動プレート１１０はタービンシェル１１２に固定されている。クラッチプレート１１４は、ばね１１８を備えてシールプレート１１６に駆動するように係合されている又は回転方向で結合されている。回転方向で結合又は固定されているとは、２つの構成要素が一緒に回転する、すなわち２つの構成要素が回転に関して固定されているようにプレートが結合されていることを意味する。２つの構成要素を回転方向で結合することは、必ずしも他の方向での相対移動を制限するわけではない。例えば、回転方向で結合された２つの構成要素が、スプライン結合を介して互いに対して軸方向移動を行うことが可能である。しかしながら、回転方向での結合は、他の方向での移動が必ずしも存在することを意味すると理解されるべきではない。例えば、回転方向で結合された２つの構成部材は、軸方向で互いに固定されていることができる。回転方向での結合の前記説明は、以下の説明にも適用可能である。言い換えれば、ばね１１８はプレート１１４及びプレート１１６に駆動するように係合しており、トルクをプレート１１６からプレート１１４へ伝達する。プレート１１０，１１４，１１８は、クラッチプレート１２２の軸方向延長部１２０を介して、例えば個々のスプライン結合を介して、回転方向で結合されている。プレート１１０，１１４，１１６，１１８，１２２及び摩擦面１２４はクラッチアセンブリ１２６を形成している。１つの実施形態において、プレート１１６はハウジング１０９の部分を形成しており、カバー１２７に固定されている。幾つかの態様において、プレート１１６は溶接によってカバー１２７に取り付けられている。
【００３５】
複数の摩擦面１２４は、トルクコンバータクラッチアセンブリ１２６のための増大したトルク能力を提供する。チャンバ１２８における高圧はピストンプレート１３０をプレート１１６に向かって押し付け、クラッチを閉じ、プレート１１６からピストン１３０へトルクを伝達する。
【００３６】
１つの実施形態において、クラッチアセンブリ１２６は、プレート１１６によって駆動される３つの面を有しており、単一プレート設計のトルク能力の３倍を生じる。
【００３７】
シールプレート１１６は流体力学的カップリングアセンブリ１００において乾燥チャンバ１３２の部分を形成している。プレート１１６は固定シール１３４によってピストンカップ１３３に対してもシールされている。有利には、プレート１１６及びカップ１３３は、２つのコンポーネントの間に相対回転が生じないように設計されているので、運動用シールである必要はない。すなわち、装置１００の運転中、プレート１１６とカップ１３３とは回転方向で結合されている。１つの実施形態において、シール１３４は液圧シリンダに見られるものと同様の伝統的なＯリングタイプであり、これは、運動用シールと比較した場合に漏れにくい。このことは、シール１３４がトランスミッションオイルを連結装置１００内に保持し、車両からのオイル漏れを阻止しているので重要である。
【００３８】
カップ１３２は運動用シール１３８を用いてタービンハブ１３６に対してシールされている。シール１３８及びハブ１３６はシール１４２を用いてトランスミッション入力シャフト１４０に対してシールされている。シール１３８及び１４２は、シール１３４がカップ１３３をプレート１１６に対してシールしながら、ピストンカップ１３３を変位させるためにチャンバ１４４における圧力変化を生ぜしめる。
【００３９】
ばね１４６は軸方向でカップ１３３と整合している。圧力プレート１４８と駆動プレート１５０とは、すなわちスプライン結合（図示せず）によって、カバー１２７と駆動するように係合させられている。摩擦プレート１５２は、圧力プレートと、駆動プレートと、カバー１２７とに駆動するように係合させられており、またばね１５４及びフランジ１５６とも係合させられている。カバープレート１５８は、すなわちリベット（図示せず）によってカバープレート１６０に固定されている。圧力プレート１４８と、駆動プレート１５０と、摩擦プレート１５２とはクラッチパック１６２を形成している。ばね１４６の使用は、摩擦プレート１５２における摩擦材料の摩耗を補償し、ピストンカップ１３２の軸方向変位の変化を減じ、シール１３４及び１４２との適切な整合を保証する。
【００４０】
カバー１２７は、軸受１６４及びパイロットシャフト１６６を介してエンジンクランクシャフト１６２に対してセンタリングされている。パイロットシャフト１６６の外径１６８はクランクシャフト１６２においてセンタリングされている。パイロットシャフト１６６は、すなわち溶接１７２によってラグプレート１７０に固定されており、すなわちスプライン１７４によってフランジ１５６と駆動するように係合させられている。フレックスプレート１７６は、ラグ１７８と係合させられたボルト（図示せず）を介してトルクをクランクシャフト１６２からラグプレート１７０へ伝達する。
【００４１】
電気モータステータ１８０はトランスミッションハウジング１０２に固定されており、ロータ１８２はカバー１２７に固定されている。
【００４２】
以下に説明するように、装置１００は多数の操作モードを有する。
【００４３】
例えば、装置１００が装備された車両（図示せず）は、電気モータのみによって、トルクコンバータ又はトルクコンバータクラッチを介して推進されることができる。同様に、トルクコンバータ又はクラッチを介して車両を推進するために車両におけるエンジン（図示せず）が使用されることができる。また、車両を推進するためにエンジンと電気モータとが同時に使用されることができる。惰走中又はエンジンが停止させられている場合、エンジンはトランスミッションから切断され、電気モータにより回生制動のための効率を高める。
【００４４】
運転中、エンジンをトランスミッションに係合させたり、トランスミッションから解離するために、クラッチパック１６２が使用される。チャンバ１６３における低圧と、ばね１４６からの力とが、ピストンカップ１３３をポンプ１０４に向かって移動させ、クラッチ１４４を解離させ、クランクシャフト１６２とカバー１２７との間のトルク伝達を妨害する。したがって、アセンブリ１００は、非電気エンジン（図示せず）からの制限なしに自由に回転する。
【００４５】
電気モータロータ１８０はカバー１２７と駆動するように係合されている、例えば固定されており、これにより、電気モータの回転がカバー１２７及びポンプ１０４を回転させる。ポンプ１０４によるポンプハブ１８６の回転によりトランスミッションオイルポンプ（図示せず）が圧力を生ぜしめる。ポンプ１０４と、タービン１０６と、ステータ１０８との間の流体力学的回路の作動は車両を推進する。直接接続が望まれる場合、チャンバ１２８における増大した圧力がトルクコンバータクラッチ１２６を係合させる。クラッチ１４４の係合は電気モータによるエンジンの始動を許容する。
【００４６】
エンジンモードでの運転が望まれるならば、チャンバ１６３における高圧がピストンカップ１３３をカバー１２７に向かって移動させる。ピストンカップ１３３の移動はばね１４６をカバー１２７に向かって押し付け、クラッチパック１６２を圧縮し、パイロットシャフト１６６からカバー１２７へトルクを伝達する。トルクコンバータ及びトルクコンバータクラッチモードは上の電気モータモードで説明されたように達成される。シール１３２，１３８及び１４２はチャンバ１２８と１３２との間の流体連通を阻止するので、クラッチ１２６とクラッチ１４４とは他方から影響されずに作動する。また、車両を推進するためのパワーを高めるために電気モータはエンジンと共に使用されることができる。
【００４７】
図９は、本発明の流体力学的継手装置２００の部分的な断面図である。好適な実施形態において、装置２００は、例えばハウジング２０２等のトランスミッションハウジングの内部において、ハイブリッド用途のために使用される。流体力学的カップリング２００はポンプ２０４とタービン２０６とを備えた流体カップリング２０３を含む。ポンプとタービンとは技術上知られているように流体連通している。ポンプ２０４はカバー２０８に回転方向で結合されており、タービン２０６は出力ハブ２０９に回転方向で結合されている。
【００４８】
クラッチ２１０はハウジング及びタービンに回転方向で結合されておりかつ、タービンシェル２１２に固定された駆動タブ２１１を有する。ピストンプレート２１４は駆動タブ２１１に駆動するように係合させられているか又は回転方向で結合されている（以下この用語は交換可能に使用される）。ピストン駆動プレート２１６は駆動タブ２１１を介してピストン２１４に、駆動可能に係合させられる。カバー駆動プレート２１８は板ばね２２０を介してシェル２１９に、駆動可能に係合させられる。複数の摩擦面２２２は、トルクコンバータクラッチアセンブリ２１０のための増大したトルク能力を提供する。チャンバ２２６における低圧はピストンプレート２１４をシェル２１２に向かって押し付け、タブ２１０を介して、シェル２１２からピストン２１４へのトルク伝達を生ぜしめる。１つの実施形態において、クラッチアセンブリ２１０は、カバー２０８によって駆動される３つの面を有しており、単一プレート設計のトルク能力の３倍を生じる。
【００４９】
ピストンプレート２１４は運動用シール２３０によってポンプハブ２２８に対してシールされている。ハブ２２８は運動用シール２３４によってシャフト２３２に対してシールされている。フランジ２３６は、軸受２３８をハブに軸方向で保持するためにポンプハブ２２８から延びている。
【００５０】
クラッチ２３９はラグプレート２４１からカバー２０８へのトルク経路に配置されている。クラッチ２３９は、運動用シール２４４を用いてタービン又は出力ハブ２０９に対してシールされたピストンプレート２４０を有する。ハブ２０９はシール２４８を用いてトランスミッション入力シャフト２４６に対してシールされている。シール２４４及び２４８はピストン２４０を変位させるためにチャンバ２５０内に圧力変化を生ぜしめる。カバー駆動プレート２５２は板ばね２５４を介してカバー２０８に、駆動可能に係合させられる。摩擦プレート２５６はピストンプレート２４０に駆動可能に係合させられており、ピストンプレート自体は、カバープレート２５８及び２６０と、ばね２６２と、フランジ２６３とに係合させられている。カバープレート２６０は、すなわちリベット（図示せず）によってカバープレート２５８に固定されている。圧力プレート２４０と、駆動プレート２５２と、摩擦プレート２５６とはクラッチパック２３９を形成している。カバープレートと、ばね２６２と、フランジとはダンパ２６４を形成しており、このダンパは、ラグプレート２４１からカバー２０８へのトルク経路に位置する。
【００５１】
カバー２０８は軸受２６８とセンタリングプレート２４１とによってトランスミッションハウジング２０２に対してセンタリングされるのに対し、パイロットシャフト２７０は軸受２７２によってセンタリングプレート２７１に対してセンタリングされる。パイロットシャフト２７０は、すなわち溶接２７８によってラグプレート２７６に固定されており、すなわちスプライン２８２によってフランジ２８０に、駆動可能に係合させられている。フランジ２８０は運動用シール２８４を用いてカバー２０８に対してシールされているのに対し、センタリングプレート２７１とパイロットシャフト２７０との間のシール２８６は、オイルがアセンブリ２００からでるのを防止するための付加的なシールを提供する。プレックスプレート２８８は、ラグ２９２と係合させられたボルト（図示せず）を介してトルクをクランクシャフト２９０からラグプレート２７６へ伝達する。
【００５２】
センタリングプレート２７１はトランスミッションハウジング２０２をシールしており、これにより、電気モータを冷却するために使用されるオイルが保持される。すなわち、チャンバ、若しくはオイル浴２９３が、少なくとも部分的にハウジング２０２及びプレート２７１によって形成されており、オイルはチャンバ内に保持されている。センタリングプレート２７１は電気モータステータ２９４に取り付けられており、ステータ２９４をロータ２９６に対して半径方向でセンタリングする。電気モータステータ２９４はトランスミッションハウジング２０２に固定されており、ロータ２９６はカバー２０８に回転方向で結合されている。
【００５３】
以下に説明するように、本発明の装置は多数の操作モードを有する。例えば、車両は、流体カップリング又はロックアップクラッチを介して電気モータのみによって推進されることができる。同様に、エンジンは流体カップリング又はクラッチを介して車両を推進するためにエンジンが使用されることができる。また、車両を推進するためにエンジンと電気モータとが同時に使用されることができる。惰走中又はエンジンが停止させられている場合、エンジンはトランスミッションから切断され、電気モータにより回生制動のための効率を高める。
【００５４】
運転中、チャンバ２９８は常に高圧が与えられる。エンジンをトランスミッションに係合させたり、トランスミッションから解離するために、クラッチパック２３９が使用される。チャンバ２５０における高圧はピストン２４０に対する提供力を除去し、これにより、クラッチ２３９を解離させ、クランクシャフト２９０とカバー２０８との間のトルク伝達を妨害する。したがって、アセンブリ２００はエンジンからの制限なしに自由に回転する。
【００５５】
電気モータロータ２９６はカバー２０８に駆動可能に係合させられており、これにより、電気モータの回転は、カバー２０８と、ポンプシェル２１２と、ポンプ２０４とを回転させる。ポンプシェル２１２によるポンプハブ２２８の回転によりトランスミッションオイルポンプ（図示せず）が圧力を生ぜしめる。ポンプ２０４と、タービン２０６との間の流体力学的回路の作動は車両を推進する。直接接続が望まれる場合、チャンバ２２６における増大した圧力がロックアップクラッチ２１０を係合させる。クラッチ２３９の係合は電気モータによるエンジンの始動を可能にする。
【００５６】
エンジンモードでの運転が望まれるならば、チャンバ２５０における低圧がピストン２４０をカバー２０８に向かって移動させる。ピストン２４０の変位はクラッチパック２３９を圧縮し、パイロットシャフト２７０からカバー２０８へトルクを伝達する。流体カップリング及びロックアップクラッチは上の電気モータモードで説明されたように達成される。シール２４４，２３０，２３４及び２４８はチャンバ２２６と２５０との間の流体連通を阻止するので、クラッチ２１０とクラッチ２３９とは他方から影響されずに作動する。すなわち、チャンバ２２６及び２５０における個々の圧力は、クラッチ２１０及び２３０を操作するために独立して制御可能である。言い換えれば、チャンバ２２６と２５０とは、例えば前記シールによって流体隔離されている。また、車両を推進するためのパワーを高めるために電気モータはエンジンと共に使用されることができる。
【００５７】
図１０は、本発明の流体力学的継手装置３００の部分的な断面図である。好適な実施形態において、装置３００は、例えばハウジング３０２等のトランスミッションハウジングの内部において、ハイブリッド用途のために使用される。流体力学的カップリング３００は、ポンプ３０４と、タービン３０６と、ステータ３０８とを有する。圧力プレート３１０は、溝３１４に配置されたシール（図示せず）によってタービンシェル３１２に対してシールされている。ピストン駆動プレート３１６は板ばね３２０を介してピストン３１８に、駆動可能に係合させられる。圧力プレート３１０は、歯列結合３２４においてタービンシェル３１２及びクラッチプレート３２２と駆動可能に係合させられる。複数の摩擦面３２６は、トルクコンバータクラッチアセンブリ３２８のための増大したトルク能力を提供する。チャンバ３３０における高圧はピストンプレート３１８をシェル３１２に向かって押し付け、ピストン３１８及び駆動プレート３１６からタービン３０６へのトルク伝達を生じ、すなわちクラッチ３２８は閉じられる。外側キャリヤ３３２はリベット３３６を介して駆動プレート３１６及びポンプ３０４と駆動可能に係合させられる。幾つかの態様において、クラッチアセンブリ３２８は、外側キャリヤ３３２によって駆動される３つの面を有しており、単一プレート設計のトルク能力の３倍を生じる。
【００５８】
外側キャリヤ３３２は流体力学的アセンブリ３００において部分的にチャンバ３３８を包囲している。キャリヤ３３２は液密形式でステータシャフト３４０に対してシールされている。幾つかの態様において、キャリヤ３３２はシールチューブ３４２によってシャフト３４０に対してシールされている。キャリヤ３３２はシール３４６を用いてピストン３４４に対してもシールされている。したがって、ピストン３４４はチャンバ３３８の部分も形成している。シール３４６はピストン３４４を変位させるためにチャンバ３３８内に圧力変化を生ぜしめる。
【００５９】
ハウジング３４８はカバー３５０に固定されている。内側キャリヤ３５２はハウジング３４８に取り付けられており、クラッチプレート３５４にスプラインされている。プレート３５４は、クラッチプレート３５８の隣接する対の間に配置されており、外側キャリヤ３３２に駆動可能に係合させられている。端部プレート３６０及びバッキングプレート３６２が端部プレート３５８に隣接して配置されている。ピストン３４４は、プレート３５４，３６０及び３６２を貫通して延びた軸方向突出部３６４と、軸方向突出部３６４の遠位端部に配置された半径方向突出部３６６とを有する。半径方向突出部３６６は、ピストン３４４が方向３６７に移動するとき、バッキングプレート３６２に力を加えるように配置されている。プレート３６２への力は、端部プレート３０６に対してプレート３５８及び３５４を圧縮し、クラッチを係合させる。
【００６０】
外側キャリヤ３３２は軸受３６８によってハウジング３４８に対してセンタリングされている。ハウジング３４８はシールリング３７０によってキャリヤ３３２に対してシールされている。リング３７０はシール３７２を有する。シール３７２のうちの少なくとも１つは運動用シールである。チャンバ３７４内に高圧が存在する場合、運動用シール３７２を通じて僅かな流体の漏れが予想されるので、運動用シール３７６が、ハウジング３４８をさらにシールするために設けられている。ポンプハブ３７８はキャリヤ３３２に固定されている。
【００６１】
ハブ３７８は、シール３６２と３６６との間に捕らわれた流体を排出するために、ハブ３７８に対してシールされておりかつ部分的にチャネル３８２を包囲したスリーブ３８０を有する。スリーブ３８０は、入力シャフト３８１に付加的な穴を穿孔せずに第４の流体チャネルを形成する。スリーブ３８０は装置３００において示されているが、スリーブ３８０は、ステータシャフトとポンプとによって形成された空間を有するあらゆる流体力学的連結装置において、この空間を２つのチャネルに分割するために使用されることができることが理解されるべきである。例えば、図１０において、スリーブは、ステータシャフト３４０とハブ３７８との間の空間をチャネル３８２及び３８５に分割している。装置３００において、チャネル３８５はチャンバ３３６に流体圧力を提供する。
【００６２】
カバー３５０は、軸受３８２及びパイロット３８４を介してエンジンクランクシャフト３３７に対してセンタリングされている。フレックスプレート３３９は、スタッド３８８を介してクランクシャフト３３７からフランジ３８６へトルクを伝達する。フランジ３８６からのトルクはばね３９０を介してカバー３５０に伝達される。カバー３５０は、ばね３９０が装着された後に（すなわち溶接によって）結合されたセグメント３９２及び３９４を有する。１つの実施形態において、セグメント３９２及び３０４はレーザ溶接によって結合されている。ばね３９６はフランジ３８６に軸方向の力を加える。摩擦リング３９８はプレート４００及びカバー３５０によって、フランジ３８６と接触して保持される。
【００６３】
電気モータステータ４０２はトランスミッションハウジング３０２に固定されており、ロータ４０４は駆動リング４０６に回転方向で結合されている。駆動リング４０６はポンプハブ３７８及びキャリヤ３３２と駆動可能に係合させられている。軸受３６８はハウジング３４８に対してロータ４０４をセンタリングする。
【００６４】
以下に説明するように、本発明の装置は多数の操作モードを有する。
【００６５】
例えば、車両は、トルクコンバータ又はトルクコンバータクラッチを介して電気モータのみによって推進されることができる。同様に、エンジンはトルクコンバータ又はクラッチを介して車両を推進するためにエンジンが使用されることができる。また、車両を推進するためにエンジンと電気モータとが同時に使用されることができる。惰走中又はエンジンが停止させられている場合、エンジンはトランスミッションから切断され、電気モータにより回生制動のための効率を高める。
【００６６】
運転中、エンジンをトランスミッションに係合させたり、トランスミッションから解離するために、クラッチパック４０８が使用される。チャンバ３３８における高圧はピストン３４４を方向４１０へ移動させ、クラッチ４０８を解離させ、クランクシャフト３３７とポンプ３０４との間のトルク伝達を妨害する。
【００６７】
電気モータロータ４０４はキャリヤ３３２と駆動可能に係合させられており、これにより、電気モータの回転はキャリヤ３３２及びポンプ３０４を回転させる。ポンプハブ３７８の回転によりトランスミッションオイルポンプ（図示せず）が圧力を生ぜしめる。ポンプ３０４と、タービン３０６と、ステータ３０８との間の流体力学的回路の作動は車両を推進する。直接結合が望まれる場合、チャンバ３３０における増大した圧力はトルクコンバータクラッチ３２８を係合させ、ポンプ３０４とタービン３０６とを駆動可能に係合させる。クラッチ４０８の係合は電気モータによる非電気エンジン（図示せず）の始動を許容する。
エンジンモードでの作動が望まれるならば、チャンバ３３８における圧力が減じられる。チャンバ３７４におけるチャージ圧力はピストン３４４を方向３６７に変位させる。突出部３６６は軸方向の力をバッキングプレート３６２に加え、クラッチパック４０８を圧縮し、ハウジング３４８からキャリヤ３３２へトルクを伝達する。トルクコンバータ及びトルクコンバータクラッチモードは上の電気モータモードで説明されたように達成される。シール３４６及びシールチューブ３４２はチャンバ３３０と３３８との間の流体連通を阻止するので、クラッチ３２８とクラッチ４０８とは他方から影響されずに作動する。すなわち、チャンバ３３０及び３３８における個々の圧力は、クラッチ３２８及び４０８を操作するために独立して制御可能である。言い換えれば、チャンバ３３０と３３８とは、例えば前記シールによって流体隔離されている。また、車両を推進するためのパワーを高めるために電気モータはエンジンと共に使用されることができる。
【００６８】
本発明は、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジングに配置されたポンプと、ハウジングに配置されておりかつタービンシェルと備えたタービンと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合されたクラッチとを有する流体力学的連結装置を操作する方法も含む。方法は、分かり易くするためにシーケンスとして説明されているが、明らかに述べられない限り、オーダがシーケンスから推論されるべきではない。第１のステップはステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間を第１及び第２の別個のチャネルに分割する。第２のステップは第１のチャネルを介してクラッチのための流体チャンバにおける流体圧力を制御する。第３のステップは第２のチャネルを介して流体チャンバのためのシールの間の流体を排出する。
【００６９】
本発明は流体力学的連結装置を組み立てる方法も含む。方法は、分かり易くするためにシーケンスとして説明されているが、明らかに述べられない限り、オーダがシーケンスから推論されるべきではない。第１のステップはハウジングに回転方向伝結合された電気モータを回転方向で結合する。第２のステップはポンプ及びタービンをハウジングに配置した。第３のステップは第１及び第２のクラッチをハウジングに配置する。第１のクラッチをハウジングとポンプとを結合し、第２のポンプはタービンとハウジングとを結合する。第４のステップはカバーをハウジングに結合する。第５のステップはダンパばねとフランジとを、ハウジングとカバーとの間に形成された空間に配置する。第６のステップは、プレートをカバーに固定し、これにより、プレートはカバー及びハウジングに関してばねを保持する。
【００７０】
したがって、本発明の目的は効率的に達成されるが、請求項に記載された発明の精神及び範囲から逸脱することなく、発明に対する修正及び変更が当業者に容易に明らかであるべきである。本発明は、特定の好適な実施形態に関して説明されているが、請求項に記載された発明の範囲又は精神から逸脱することなく変更が成されることができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、ドライブトレーンにおけるトルクコンバータの関係及び機能を説明することを助けるための、自動車における動力伝達経路の概略的なブロック線図である。
【図２】自動車のエンジンに固定されて示されている、従来のトルクコンバータの断面図である。
【図３】図２に示された線３−３に沿って見た、図２に示されたトルクコンバータの平面図である。
【図４】概して図３に示された線４−４に沿って見た、図２及び図３に示されたトルクコンバータの断面図である。
【図５】図２に示されたトルクコンバータの第１の分解図であり、分解されたトルクコンバータを左から見たものとして示されている。
【図６】図２に示されたトルクコンバータの第２の分解図であり、分解されたトルクコンバータを右から見たものとして示されている。
【図７Ａ】本願において用いられた空間的な用語を示している、円筒座標系の斜視図である。
【図７Ｂ】本願において用いられる空間に関する用語を説明する図７Ａの円筒座標系における物体の斜視図である。
【図８】本発明の流体力学的継手ブレーキの部分的な断面図である。
【図９】本発明の流体力学的継手ブレーキの部分的な断面図である。
【図１０】本発明の流体力学的継手ブレーキの部分的な断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００，２００，３００ 流体力学的継手装置、 １０２，２０２ ハウジング、 １０４，２０４，３０４ ポンプ、 １０６，２０６，３０６ タービン、 １０８，３０８ ステータ、 １１２，２１２，３１２ シェル、 １１６ シールプレート、 １１８ ばね、 １２６ クラッチアセンブリ、 １２８ チャンバ、 １３０ ピストンプレート、 １３２ 乾燥チャンバ、 １３３ ピストンカップ、 １３４ シール、 １３６ タービンハブ、 １３８，１４２ シール、 １４０ 入力シャフト、 １４２ シール、 １４４ チャンバ、 １５０ 駆動プレート、 １５２ 摩擦プレート、 １５４ ばね、 １５６ フランジ、 １６２ クラッチパック、 １６２ クランクシャフト、 １６４ 軸受、 １６６ パイロットシャフト、 １７０ ラグプレート、 １７２ 溶接、 １７４ スプライン、 １７６ フレックスプレート、 １７８ ラグ、 １８０ 電気モータステータ、 １８２ ロータ、 １８６ ポンプハブ、 ２０８ カバー、 ２０９ 出力ハブ、 ３１６ 駆動プレート、 ３１８ ピストン、 ３２８ クラッチ、 ３３２ キャリヤ、 ３３７ クランクシャフト、 ３３０，３３８ チャンバ、 ３４２ シールチューブ、 ３４４ ピストン、 ３４６ シール、 ３５０ カバー、 ３５８ プレート、 ３６２ バッキングプレート、 ３６６ 半径方向突出部、 ３７８ ポンプハブ、 ３８０ スリーブ、 ３８１ 入力シャフト、 ３８２ 軸受、 ３８４ パイロット、 ３８５ チャネル、 ３８６ フランジ、 ３９６ ばね、 ３９８ 摩擦リング、 ４００ プレート、 ４０４ 電気モータロータ、 ４０６ 駆動リング、 ４０８ クラッチ
【技術分野】
【０００１】
関連出願とのクロスリファレンス
本願は、合衆国第３５法典第１１９条（ｅ）に基づいて、引用したことにより本明細書に記載されたものとする２００７年６月２０日に出願された米国特許仮出願第６０／９３６４４３号明細書の利益を請求する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、概して流体力学的トルク伝達装置、特にハイブリッド用途のための流体力学的連結装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
図１は、典型的な車両における、エンジン７と、トルクコンバータ１０と、トランスミッション８と、ディファレンシャル／車軸アセンブリ９との関係を示す概略的なブロック線図を示している。自動車のエンジンからトランスミッションへトルクを伝達するためにトルクコンバータが使用されることがよく知られている。
【０００４】
トルクコンバータの３つの主要な構成要素は、ポンプ３７と、タービン３８と、ステータ３９とである。トルクコンバータは、ポンプがカバー１１に溶接されると、シールされたチャンバとなる。カバーはフレックスプレート４１に結合されており、このフレックスプレート４１自体はエンジン７のクランクシャフト４２にボルト留めされている。カバーは、カバーに溶接されたラグ又はスタッドを用いてフレックスプレートに結合されることができる。
【０００５】
ポンプとカバーとの間の溶接された結合はエンジントルクをポンプに伝達する。したがって、ポンプは常にエンジン速度で回転する。ポンプの機能は、この回転運動を利用し、流体を半径方向外方及び軸方向へタービンに向かって送ることである。したがって、ポンプは、流体を小さな半径の入口から大きな半径の出口へ推進する遠心ポンプであり、流体のエネルギを増大させる。トランスミッションクラッチとトルクコンバータクラッチとを係合させるための圧力は、ポンプハブによって駆動される、トランスミッションにおける付加的なポンプによって提供される。
【０００６】
トルクコンバータ１０において、流体回路は、ポンプ（インペラと呼ばれる場合もある）と、タービンと、ステータ（リアクタと呼ばれる場合もある）とによって構成されている。流体回路は、車両が停止させられている場合にエンジンを回転させ続け、運転手によって望まれた場合に車両を加速する。流体回路は、車両が停止させられている場合にエンジンを回転させ続け、運転手によって望まれた場合に車両を加速する。トルク比は、入力トルクに対する出力トルクの比である。トルク比は、タービン回転速度が低い又はゼロである（ストールとも呼ばれる）場合に最も高くなる。ストールトルク比は通常１．８〜２．２の範囲である。これは、トルクコンバータの出力トルクが入力トルクよりも１．８〜２．２倍だけ大きいことを意味する。しかしながら、出力速度は入力速度よりも著しく低い。なぜならば、タービンは出力部に結合されておりかつ回転していないが、入力部はエンジン速度で回転しているからである。
【０００７】
タービン３８は、車両を推進するために、ポンプ３７から受け取る流体エネルギを利用する。タービンシェル２２はタービンハブ１９に結合されている。タービンハブ１９は、タービントルクをトランスミッションシャフト４３に伝達するためにスプライン結合を利用する。入力軸は、トランスミッション８における歯車及び軸と、車軸ディファレンシャル９とを介して、車輪に結合されている。タービンブレードに衝突する流体の力は、トルクとしてタービンから出力される。軸方向スラスト軸受３１は、構成要素を、流体によって与えられる軸方向の力から支持する。出力トルクが、静止中の車両の慣性を克服するのに十分であると、車両は動き始める。
【０００８】
流体エネルギはタービンによってトルクに変換された後、依然として流体には僅かなエネルギが残されている。小さな半径の出口４４から出てくる流体は、通常は、ポンプの回転に対抗するような形式でポンプに進入する。ステータ３９は、ポンプの加速を助けるために流体を方向転換させるために使用され、これにより、トルク比を増大させる。ステータ３９は一方向クラッチ４６を介してステータシャフト４５に結合されている。ステータシャフトはトランスミッションハウジング４７に結合されており、回転しない。一方向クラッチ４６は、ステータ３９が低速比（ポンプがタービンよりも速く回転している）において回転するのを阻止する。タービン出口４４からステータ３９に進入する流体は、ステータブレード４８によって方向転換させられ、回転方向でポンプ３７に進入する。
ブレードの入口角度及び出口角度、ポンプ及びタービンシェルの形状、トルクコンバータの総直径とが、その性能に影響する。設計パラメータは、トルク比と、効率と、エンジンを"ランアウェイ"させることなくエンジントルクを吸収するためのトルクコンバータの能力とを含む。これは、トルクコンバータが小さすぎ、ポンプがエンジンを減速させることができない場合に起こる。
【０００９】
低速比においては、トルクコンバータは正常に機能し、車両が静止した状態でエンジンを回転させ、増大した性能のためにエンジントルクを補足する。１よりも小さな速度比では、トルクコンバータの効率は１００％に満たない。タービンの回転速度がポンプの回転速度に近づくにしたがって、トルクコンバータのトルク比は、約１．８〜２．２から、約１のトルク比まで次第に減少する。トルク比が１に達したときの速度比はカップリングポイントと呼ばれる。このポイントにおいては、ステータに進入する流体はもはや方向転換される必要はなく、ステータにおける一方向クラッチが、流体を、ポンプ及びタービンと同じ方向に回転させる。ステータが流体を方向転換していないので、トルクコンバータから出力されるトルクは、トルク入力と同じである。流体回路全体はユニットとして回転する。
【００１０】
最大トルクコンバータ効率は、流体における損失に基づき９２〜９３％に限定される。したがって、トルクコンバータクラッチ４９は、トルクコンバータ入力部を出力部に機械的に結合するために使用され、効率を１００％に改善する。クラッチピストンプレート１７は、トランスミッションコントローラによって命令されると、液圧によって作動させられる。ピストンプレート１７は、内径においてＯリング１８によってタービンハブ１９に対してシールされており、外径において摩擦材料リング５１によってカバー１１に対してシールされている。これらのシールは、圧力チャンバを形成し、ピストンプレート１７をカバー１１と係合させる。この機械的な結合は、トルクコンバータ流体回路をバイパスする。
【００１１】
トルクコンバータクラッチ４９の機械的結合は、ドライブトレーンに、より多くのエンジンねじれ変動を伝達する。ドライブトレーンが基本的にばね質量系であるので、エンジンからのねじれ変動は、系の固有振動数を励起することができる。ダンパは、ドライブトレーンの固有振動数を、駆動範囲から外れさせるように使用される。ダンパは、エンジン７及びトランスミッション８と直列に配置されたばね１５を有しており、これにより、系の有効ばね定数を減衰させ、固有振動数を低下させる。
【００１２】
トルクコンバータクラッチ４９は、４つの構成要素、すなわちピストンプレート１７と、カバープレート１２及び１６と、ばね１５と、フランジ１３とを有している。カバープレート１２及び１６はトルクをピストンプレート１７から圧縮ばね１５に伝達する。カバープレートウィング５２は、軸方向保持のためにばね１５の周囲に形成されている。ピストンプレート１７からのトルクは、リベット結合部を介してカバープレート１２及び１６に伝達される。カバープレート１２及び１６は、ばね窓の縁部と接触することによって、トルクを圧縮ばね１５に提供する。両カバープレートは、ばねの中心軸線の両側においてばねを支持するように協働する。ばね力は、フランジばね窓縁部との接触によって、フランジ１３に伝達される。時には、フランジは、高トルク時にばねの過剰圧縮を回避するために、カバープレートの一部に係合する回転タブ又はスロットも有している。フランジ１３からのトルクは、タービンハブ１９と、トランスミッション入力軸４３とに伝達される。
【００１３】
エネルギ吸収は、望まれるならば、時にはヒステリシスと呼ばれる摩擦によって達せられることができる。ヒステリシスは、ダンパプレートの巻き上げ及び巻出しからの摩擦を含み、したがって実際の摩擦トルクの２倍である。ヒステリシスパッケージは、概して、ダイアフラムばね（又は皿ばね）１４から成り、このダイアフラムばね（又は皿ばね）は、フランジ１３と、カバープレート１６の一方との間に配置されており、フランジ１３を他方のカバープレート１２と接触させる。ダイアフラムばね１４によって加えられる力の大きさを制御することによって、摩擦トルクの大きさも制御されることができる。典型的なヒステリシスの値は、１０〜３０Ｎｍの範囲である。
【００１４】
ハイブリッドドライブトレーンは、車両を推進するためにエンジンに加えて電気モータを有する。米国特許第５７８９８２３号明細書は、トルクコンバータを備えた電気モータを有する。しかしながら、この配列は、付加的な一方向クラッチと、クラッチ作動のための５つの流体通路とを有する。欧州特許出願第１３９５４５４号明細書及び独国特許出願第１００４８８４３号明細書は電気モータをエンジンに直接連結する発明を開示しており、回生制動中の効率を低下させる。
【００１５】
したがって、複雑さが低減されたハイブリッド車両のための流体力学的連結装置が長い間必要とされている。また、回生制動中の効率が高いハイブリッド車両のための流体力学的連結装置が必要とされている。
【特許文献１】米国特許第５７８９８２３号明細書
【特許文献２】欧州特許出願第１３９５４５４号明細書
【特許文献３】独国特許出願第１００４８８４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の概略的な目的は、複雑さが低減された、ハイブリッド車両のための流体力学的連結装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は広くは、ハウジングと、ハウジングに回転可能に結合されたシールプレートと、ハウジング内に配置されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンと、ハウジングとシールプレートトラクションバーによって少なくとも部分的に包囲された乾燥チャンバとを有する流体連結装置を含む。第１の実施形態において、装置は乾燥チャンバに配置されたダンパを有する。第２の実施形態において、装置はカバーをパイロットシャフトに駆動するように係合させるために配置された第１のクラッチを有し、第１のクラッチは、ダイヤフラムばねを有しておりかつ乾燥チャンバ内に配置されている。第３の実施形態において、装置は、第１のクラッチを之操作を制御するためにダイヤフラムばねを変位させるように配置されたピストンカップを有しており、ピストンカップは乾燥チャンバを少なくとも部分的に包囲している。ピストンカップとシールプレートとは連結装置の操作中は回転方向で固定されている。第４の実施形態において、装置はタービンをハウジングに駆動するように係合させるために配置された第２のクラッチと、第１の流体チャンバと第２の流体チャンバとを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第２のクラッチとピストンカップとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第５の実施形態において、装置は、ポンプ及びタービンを有するトルクコンバータと、ハウジングに結合されたロータを備えた電気モータとを有する。
【００１８】
本発明は広くは、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジングに回転方向で結合されたポンプ及び出力ハブに回転方向で結合されたタービンを有する流体カップリングとを有する、流体力学的連結装置をも含む。流体カップリングはステータを含まない。第１の実施形態において、装置は、ハウジング及びタービンに回転方向で結合された第１のクラッチと、ラグプレート及びハウジングからトルク経路に配置された第２のクラッチと、第１の流体チャンバ及び第２の流体チャンバを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第１のクラッチと第２のクラッチとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第２の実施形態において、装置はトルク経路に配置されたダンパを有する。
【００１９】
本発明はさらに、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されておりかつハウジングに回転方向で結合されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンとを有する流体力学的連結装置を含む。装置は、トランスミッションハウジングに配置されるように配置されており、トランスミッションハウジング内に配置されている場合、ハウジングは、トランスミッションハウジングと共に流体チャンバの部分を形成しており、電気モータは流体チャンバ内に配置されている。第１の実施形態において、装置は、ハウジング及びタービンに回転方向で結合された第１のクラッチと、ラグプレート及びハウジングからトルク経路に配置された第２のクラッチと、第１の流体チャンバ及び第２の流体チャンバを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第１のクラッチと第２のクラッチとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第２の実施形態において、装置はトルク経路に配置されたダンパを有する。
【００２０】
本発明はさらに、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されておりかつハウジングに回転方向で結合されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンと、プレートと、プレート及びハウジングと接触した軸受とを有する流体力学的連結装置を含む。装置は、トランスミッションハウジングに配置されており、トランスミッションハウジングに配置されている場合、プレートはトランスミッションハウジングに結合されており、ハウジングは軸受によって半径方向にセンタリングされる。第１の実施形態において、装置は、ハウジング及びタービンに回転方向で結合された第１のクラッチと、ラグプレート及びハウジングからトルク経路に配置された第２のクラッチと、第１の流体チャンバ及び第２の流体チャンバを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第１のクラッチと第２のクラッチとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第２の実施形態において、装置はトルク経路に配置されたダンパを有する。
【００２１】
本発明はさらに、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されておりかつハウジングに回転方向で結合されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンと、ハウジングに回転方向で結合されておりかつハウジングの外側に配置されたダンパとを有する流体力学的連結装置を含む。ダンパのためのばねは、第及び第２の別個のプレートと、ハウジングとによって拘束されている。第１の実施形態において、装置はラグプレートを有しており、ダンパは、ラグプレートとハウジングとの間のトルク経路に配置されている。第２の実施形態において、装置は、タービンに回転方向で結合されておりかつハウジングからタービンへのトルク経路における第１のクラッチと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合された第２のクラッチと、第１の流体チャンバ及び第２の流体チャンバとを有する。第１及び第２の流体チャンバにおける流体圧力は、第１のクラッチと第２のクラッチとをそれぞれ操作するために独立して制御可能である。第３の実施形態において、装置は、ポンプ及びタービンを有するトルクコンバータを備える。
【００２２】
さらに、本発明は広くは、ステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間と、空間に配置されたスリーブとを有する流体力学的連結装置を含む。スリーブは空間を第１のチャネルと第２のチャネルとに分割している。第１の実施形態において、装置は、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されておりかつタービン及びポンプを有するトルクコンバータと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合されておりかつ第１及び第２の流体チャンバにおける個々の流体圧力によって制御可能な第１のクラッチとを有する。第１のチャネルは第１の流体チャンバにおける流体圧力を制御するために配置されており、第２のチャネルは、第１の流体チャンバのためのシールの間に配置された流体を排出するために配置されている。
【００２３】
さらに、本発明は広くは、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつタービンシェルを含むタービンと、タービンシェルに回転方向で結合された圧力プレートを含む第１のクラッチと、タービンシェルと圧力プレートとの間のシールと、圧力プレートに回転方向で結合されたクラッチプレートと、ピストンプレートと、ピストンプレートに結合された駆動プレートと、第１のチャンバ及び第２のチャンバとを有する流体力学的連結装置を含む。シールは第１のチャンバと第２のチャンバとを少なくとも部分的に分離しており、第１及び第２のチャンバにおける個々の流体圧力は第１のクラッチを操作するために制御可能である。第１の実施形態において、装置は、ハウジングに回転方向で結合されておりかつハウジングの外側に配置されたダンパと、ラグプレートとを有する。ダンパは、ハウジングに関して、ダンパのためのばねを拘束する第１及び第２の別個のプレートを有しており、ダンパはラグプレートとハウジングとの間のトルク経路に配置されている。第２の実施形態において、装置は、ハウジングとポンプとに回転方向で結合された第２のクラッチと、第３のチャンバとを有する。第３のチャンバにおける流体圧力は第２のクラッチの操作を少なくとも部分的に制御し、第１及び第３のチャンバは流体絶縁されている。
【００２４】
本発明は広くは、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジング内に配置されたポンプと、ハウジング内に配置されておりかつタービンシェルを備えるタービンと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合されたクラッチとを有する流体力学的装置を操作するための方法を含み、この方法は、ステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間を第１及び第２の別個のチャネルに分割するステップと、第１及び第２のチャネルを介してクラッチのための第１及び第２のチャンバにおける流体圧力を制御するステップと、クラッチを閉じるために第１のチャンバにおける圧力を低下させるステップとを含む。
【００２５】
本発明はさらに広くは、電気モータをハウジングに回転方向で結合するステップと、ポンプ及びタービンをハウジング内に配置するステップと、第１のクラッチ及び第２のクラッチをハウジング内に配置するステップと、第１のクラッチがハウジングとポンプとを結合しかつ第２のポンプがタービンとハウジングとを結合し、カバーをハウジングに結合するステップと、ハウジング及びカバーによって形成された空間にダンパばね及びフランジを配置するステップと、プレートがばねをカバー及びハウジングに関して保持するようにプレートをカバーに固定するステップとを含む、流体力学的装置を組み立てる方法を含む。
【００２６】
本発明の性質及び態様がここで、添付の図面を参照した発明の以下の詳細な説明により完全に説明される。
【００２７】
本発明のこの目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、本発明の好適な実施形態の以下の説明と、添付の図面及び請求項とから容易に認められるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
始めに、異なる図面における同じ参照符号は、発明の同じ又は機能的に類似の構造エレメントを表していることが認識されるべきである。本発明は、現時点で好適な態様であると考えられるものに関して説明されるが、請求項に記載の発明は開示された態様に限定されないと理解されるべきである。
【００２９】
さらに、発明は、記載された特定の方法、材料及び変化態様に限定されず、もちろん変更することができる。ここで使用されている用語は、特定の態様だけを説明するためのものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではなく、発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定される。
【００３０】
特に定義されない限りは、ここで使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野における当業者にとって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。ここに説明されたものと同じ又は均等のあらゆる方法、装置又は材料が発明の実施又は試験において使用されることができるが、好適な方法、装置及び材料がここでは説明されている。
【００３１】
図７Ａは、本願において用いられた空間的な用語を示している、円筒座標系８０の斜視図である。本発明は、少なくとも部分的に円筒座標系に関連して説明される。系８０は長手方向軸線８１を有しており、この長手方向軸線は、以下の方向及び空間の用語のための基準として使用される。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、軸線８１、半径８２（軸線８１に対して直交する）及び円周８３のそれぞれに対して平行な方向に関する。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、個々の平面に対して平行な方向にも関する。様々な平面の配置を明らかにするために、物体８４，８５及び８６が用いられている。物体８４の面８７は軸方向平面を形成している。すなわち、軸線８１はこの面に沿った線を形成している。物体８５の面８８は半径方向平面を形成している。すなわち、軸線８２はこの面に沿った線を形成している。物体８６の面８９は周方向平面を形成している。すなわち、軸線８３はこの面に沿った線を形成している。別の例として、軸方向の移動又は配置は軸線８１に対して平行であり、半径方向の移動又は配置は半径８２に対して平行であり、周方向の移動又は配置は円周８３に対して平行である。
【００３２】
"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、軸線８１、半径８２又は円周８３のそれぞれに対して平行な方向に関する。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という副詞は、個々の平面に対して平行な方向にも関する。
【００３３】
図７Ｂは、本願において用いられた空間的な用語を示している、図１Ａの円筒座標系における物体９０の斜視図である。円筒状物体９０は、円筒座標系における円筒状物体を表しており、本願発明をどのようにも限定しようとするものではない。物体９０は、軸方向の面９１と、半径方向の面９２と、周方向の面９３とを有している。面９１は軸方向平面の一部であり、面９２は半径方向平面の一部であり、面９３は周方向平面の一部である。
【００３４】
図８は、本発明の流体力学的継手装置１００の部分的な断面図である。好適な実施形態において、装置１００は、例えばハウジング１０２等のトランスミッションハウジングの内部において、ハイブリッド用途のために使用される。流体力学的カップリング１００は、ポンプ１０４と、タービン１０６と、ステータ１０８とを有する。ポンプとタービンとは、技術上知られているように流体連通しており、ハウジング１０９内に配置されている。駆動プレート１１０はタービンシェル１１２に固定されている。クラッチプレート１１４は、ばね１１８を備えてシールプレート１１６に駆動するように係合されている又は回転方向で結合されている。回転方向で結合又は固定されているとは、２つの構成要素が一緒に回転する、すなわち２つの構成要素が回転に関して固定されているようにプレートが結合されていることを意味する。２つの構成要素を回転方向で結合することは、必ずしも他の方向での相対移動を制限するわけではない。例えば、回転方向で結合された２つの構成要素が、スプライン結合を介して互いに対して軸方向移動を行うことが可能である。しかしながら、回転方向での結合は、他の方向での移動が必ずしも存在することを意味すると理解されるべきではない。例えば、回転方向で結合された２つの構成部材は、軸方向で互いに固定されていることができる。回転方向での結合の前記説明は、以下の説明にも適用可能である。言い換えれば、ばね１１８はプレート１１４及びプレート１１６に駆動するように係合しており、トルクをプレート１１６からプレート１１４へ伝達する。プレート１１０，１１４，１１８は、クラッチプレート１２２の軸方向延長部１２０を介して、例えば個々のスプライン結合を介して、回転方向で結合されている。プレート１１０，１１４，１１６，１１８，１２２及び摩擦面１２４はクラッチアセンブリ１２６を形成している。１つの実施形態において、プレート１１６はハウジング１０９の部分を形成しており、カバー１２７に固定されている。幾つかの態様において、プレート１１６は溶接によってカバー１２７に取り付けられている。
【００３５】
複数の摩擦面１２４は、トルクコンバータクラッチアセンブリ１２６のための増大したトルク能力を提供する。チャンバ１２８における高圧はピストンプレート１３０をプレート１１６に向かって押し付け、クラッチを閉じ、プレート１１６からピストン１３０へトルクを伝達する。
【００３６】
１つの実施形態において、クラッチアセンブリ１２６は、プレート１１６によって駆動される３つの面を有しており、単一プレート設計のトルク能力の３倍を生じる。
【００３７】
シールプレート１１６は流体力学的カップリングアセンブリ１００において乾燥チャンバ１３２の部分を形成している。プレート１１６は固定シール１３４によってピストンカップ１３３に対してもシールされている。有利には、プレート１１６及びカップ１３３は、２つのコンポーネントの間に相対回転が生じないように設計されているので、運動用シールである必要はない。すなわち、装置１００の運転中、プレート１１６とカップ１３３とは回転方向で結合されている。１つの実施形態において、シール１３４は液圧シリンダに見られるものと同様の伝統的なＯリングタイプであり、これは、運動用シールと比較した場合に漏れにくい。このことは、シール１３４がトランスミッションオイルを連結装置１００内に保持し、車両からのオイル漏れを阻止しているので重要である。
【００３８】
カップ１３２は運動用シール１３８を用いてタービンハブ１３６に対してシールされている。シール１３８及びハブ１３６はシール１４２を用いてトランスミッション入力シャフト１４０に対してシールされている。シール１３８及び１４２は、シール１３４がカップ１３３をプレート１１６に対してシールしながら、ピストンカップ１３３を変位させるためにチャンバ１４４における圧力変化を生ぜしめる。
【００３９】
ばね１４６は軸方向でカップ１３３と整合している。圧力プレート１４８と駆動プレート１５０とは、すなわちスプライン結合（図示せず）によって、カバー１２７と駆動するように係合させられている。摩擦プレート１５２は、圧力プレートと、駆動プレートと、カバー１２７とに駆動するように係合させられており、またばね１５４及びフランジ１５６とも係合させられている。カバープレート１５８は、すなわちリベット（図示せず）によってカバープレート１６０に固定されている。圧力プレート１４８と、駆動プレート１５０と、摩擦プレート１５２とはクラッチパック１６２を形成している。ばね１４６の使用は、摩擦プレート１５２における摩擦材料の摩耗を補償し、ピストンカップ１３２の軸方向変位の変化を減じ、シール１３４及び１４２との適切な整合を保証する。
【００４０】
カバー１２７は、軸受１６４及びパイロットシャフト１６６を介してエンジンクランクシャフト１６２に対してセンタリングされている。パイロットシャフト１６６の外径１６８はクランクシャフト１６２においてセンタリングされている。パイロットシャフト１６６は、すなわち溶接１７２によってラグプレート１７０に固定されており、すなわちスプライン１７４によってフランジ１５６と駆動するように係合させられている。フレックスプレート１７６は、ラグ１７８と係合させられたボルト（図示せず）を介してトルクをクランクシャフト１６２からラグプレート１７０へ伝達する。
【００４１】
電気モータステータ１８０はトランスミッションハウジング１０２に固定されており、ロータ１８２はカバー１２７に固定されている。
【００４２】
以下に説明するように、装置１００は多数の操作モードを有する。
【００４３】
例えば、装置１００が装備された車両（図示せず）は、電気モータのみによって、トルクコンバータ又はトルクコンバータクラッチを介して推進されることができる。同様に、トルクコンバータ又はクラッチを介して車両を推進するために車両におけるエンジン（図示せず）が使用されることができる。また、車両を推進するためにエンジンと電気モータとが同時に使用されることができる。惰走中又はエンジンが停止させられている場合、エンジンはトランスミッションから切断され、電気モータにより回生制動のための効率を高める。
【００４４】
運転中、エンジンをトランスミッションに係合させたり、トランスミッションから解離するために、クラッチパック１６２が使用される。チャンバ１６３における低圧と、ばね１４６からの力とが、ピストンカップ１３３をポンプ１０４に向かって移動させ、クラッチ１４４を解離させ、クランクシャフト１６２とカバー１２７との間のトルク伝達を妨害する。したがって、アセンブリ１００は、非電気エンジン（図示せず）からの制限なしに自由に回転する。
【００４５】
電気モータロータ１８０はカバー１２７と駆動するように係合されている、例えば固定されており、これにより、電気モータの回転がカバー１２７及びポンプ１０４を回転させる。ポンプ１０４によるポンプハブ１８６の回転によりトランスミッションオイルポンプ（図示せず）が圧力を生ぜしめる。ポンプ１０４と、タービン１０６と、ステータ１０８との間の流体力学的回路の作動は車両を推進する。直接接続が望まれる場合、チャンバ１２８における増大した圧力がトルクコンバータクラッチ１２６を係合させる。クラッチ１４４の係合は電気モータによるエンジンの始動を許容する。
【００４６】
エンジンモードでの運転が望まれるならば、チャンバ１６３における高圧がピストンカップ１３３をカバー１２７に向かって移動させる。ピストンカップ１３３の移動はばね１４６をカバー１２７に向かって押し付け、クラッチパック１６２を圧縮し、パイロットシャフト１６６からカバー１２７へトルクを伝達する。トルクコンバータ及びトルクコンバータクラッチモードは上の電気モータモードで説明されたように達成される。シール１３２，１３８及び１４２はチャンバ１２８と１３２との間の流体連通を阻止するので、クラッチ１２６とクラッチ１４４とは他方から影響されずに作動する。また、車両を推進するためのパワーを高めるために電気モータはエンジンと共に使用されることができる。
【００４７】
図９は、本発明の流体力学的継手装置２００の部分的な断面図である。好適な実施形態において、装置２００は、例えばハウジング２０２等のトランスミッションハウジングの内部において、ハイブリッド用途のために使用される。流体力学的カップリング２００はポンプ２０４とタービン２０６とを備えた流体カップリング２０３を含む。ポンプとタービンとは技術上知られているように流体連通している。ポンプ２０４はカバー２０８に回転方向で結合されており、タービン２０６は出力ハブ２０９に回転方向で結合されている。
【００４８】
クラッチ２１０はハウジング及びタービンに回転方向で結合されておりかつ、タービンシェル２１２に固定された駆動タブ２１１を有する。ピストンプレート２１４は駆動タブ２１１に駆動するように係合させられているか又は回転方向で結合されている（以下この用語は交換可能に使用される）。ピストン駆動プレート２１６は駆動タブ２１１を介してピストン２１４に、駆動可能に係合させられる。カバー駆動プレート２１８は板ばね２２０を介してシェル２１９に、駆動可能に係合させられる。複数の摩擦面２２２は、トルクコンバータクラッチアセンブリ２１０のための増大したトルク能力を提供する。チャンバ２２６における低圧はピストンプレート２１４をシェル２１２に向かって押し付け、タブ２１０を介して、シェル２１２からピストン２１４へのトルク伝達を生ぜしめる。１つの実施形態において、クラッチアセンブリ２１０は、カバー２０８によって駆動される３つの面を有しており、単一プレート設計のトルク能力の３倍を生じる。
【００４９】
ピストンプレート２１４は運動用シール２３０によってポンプハブ２２８に対してシールされている。ハブ２２８は運動用シール２３４によってシャフト２３２に対してシールされている。フランジ２３６は、軸受２３８をハブに軸方向で保持するためにポンプハブ２２８から延びている。
【００５０】
クラッチ２３９はラグプレート２４１からカバー２０８へのトルク経路に配置されている。クラッチ２３９は、運動用シール２４４を用いてタービン又は出力ハブ２０９に対してシールされたピストンプレート２４０を有する。ハブ２０９はシール２４８を用いてトランスミッション入力シャフト２４６に対してシールされている。シール２４４及び２４８はピストン２４０を変位させるためにチャンバ２５０内に圧力変化を生ぜしめる。カバー駆動プレート２５２は板ばね２５４を介してカバー２０８に、駆動可能に係合させられる。摩擦プレート２５６はピストンプレート２４０に駆動可能に係合させられており、ピストンプレート自体は、カバープレート２５８及び２６０と、ばね２６２と、フランジ２６３とに係合させられている。カバープレート２６０は、すなわちリベット（図示せず）によってカバープレート２５８に固定されている。圧力プレート２４０と、駆動プレート２５２と、摩擦プレート２５６とはクラッチパック２３９を形成している。カバープレートと、ばね２６２と、フランジとはダンパ２６４を形成しており、このダンパは、ラグプレート２４１からカバー２０８へのトルク経路に位置する。
【００５１】
カバー２０８は軸受２６８とセンタリングプレート２４１とによってトランスミッションハウジング２０２に対してセンタリングされるのに対し、パイロットシャフト２７０は軸受２７２によってセンタリングプレート２７１に対してセンタリングされる。パイロットシャフト２７０は、すなわち溶接２７８によってラグプレート２７６に固定されており、すなわちスプライン２８２によってフランジ２８０に、駆動可能に係合させられている。フランジ２８０は運動用シール２８４を用いてカバー２０８に対してシールされているのに対し、センタリングプレート２７１とパイロットシャフト２７０との間のシール２８６は、オイルがアセンブリ２００からでるのを防止するための付加的なシールを提供する。プレックスプレート２８８は、ラグ２９２と係合させられたボルト（図示せず）を介してトルクをクランクシャフト２９０からラグプレート２７６へ伝達する。
【００５２】
センタリングプレート２７１はトランスミッションハウジング２０２をシールしており、これにより、電気モータを冷却するために使用されるオイルが保持される。すなわち、チャンバ、若しくはオイル浴２９３が、少なくとも部分的にハウジング２０２及びプレート２７１によって形成されており、オイルはチャンバ内に保持されている。センタリングプレート２７１は電気モータステータ２９４に取り付けられており、ステータ２９４をロータ２９６に対して半径方向でセンタリングする。電気モータステータ２９４はトランスミッションハウジング２０２に固定されており、ロータ２９６はカバー２０８に回転方向で結合されている。
【００５３】
以下に説明するように、本発明の装置は多数の操作モードを有する。例えば、車両は、流体カップリング又はロックアップクラッチを介して電気モータのみによって推進されることができる。同様に、エンジンは流体カップリング又はクラッチを介して車両を推進するためにエンジンが使用されることができる。また、車両を推進するためにエンジンと電気モータとが同時に使用されることができる。惰走中又はエンジンが停止させられている場合、エンジンはトランスミッションから切断され、電気モータにより回生制動のための効率を高める。
【００５４】
運転中、チャンバ２９８は常に高圧が与えられる。エンジンをトランスミッションに係合させたり、トランスミッションから解離するために、クラッチパック２３９が使用される。チャンバ２５０における高圧はピストン２４０に対する提供力を除去し、これにより、クラッチ２３９を解離させ、クランクシャフト２９０とカバー２０８との間のトルク伝達を妨害する。したがって、アセンブリ２００はエンジンからの制限なしに自由に回転する。
【００５５】
電気モータロータ２９６はカバー２０８に駆動可能に係合させられており、これにより、電気モータの回転は、カバー２０８と、ポンプシェル２１２と、ポンプ２０４とを回転させる。ポンプシェル２１２によるポンプハブ２２８の回転によりトランスミッションオイルポンプ（図示せず）が圧力を生ぜしめる。ポンプ２０４と、タービン２０６との間の流体力学的回路の作動は車両を推進する。直接接続が望まれる場合、チャンバ２２６における増大した圧力がロックアップクラッチ２１０を係合させる。クラッチ２３９の係合は電気モータによるエンジンの始動を可能にする。
【００５６】
エンジンモードでの運転が望まれるならば、チャンバ２５０における低圧がピストン２４０をカバー２０８に向かって移動させる。ピストン２４０の変位はクラッチパック２３９を圧縮し、パイロットシャフト２７０からカバー２０８へトルクを伝達する。流体カップリング及びロックアップクラッチは上の電気モータモードで説明されたように達成される。シール２４４，２３０，２３４及び２４８はチャンバ２２６と２５０との間の流体連通を阻止するので、クラッチ２１０とクラッチ２３９とは他方から影響されずに作動する。すなわち、チャンバ２２６及び２５０における個々の圧力は、クラッチ２１０及び２３０を操作するために独立して制御可能である。言い換えれば、チャンバ２２６と２５０とは、例えば前記シールによって流体隔離されている。また、車両を推進するためのパワーを高めるために電気モータはエンジンと共に使用されることができる。
【００５７】
図１０は、本発明の流体力学的継手装置３００の部分的な断面図である。好適な実施形態において、装置３００は、例えばハウジング３０２等のトランスミッションハウジングの内部において、ハイブリッド用途のために使用される。流体力学的カップリング３００は、ポンプ３０４と、タービン３０６と、ステータ３０８とを有する。圧力プレート３１０は、溝３１４に配置されたシール（図示せず）によってタービンシェル３１２に対してシールされている。ピストン駆動プレート３１６は板ばね３２０を介してピストン３１８に、駆動可能に係合させられる。圧力プレート３１０は、歯列結合３２４においてタービンシェル３１２及びクラッチプレート３２２と駆動可能に係合させられる。複数の摩擦面３２６は、トルクコンバータクラッチアセンブリ３２８のための増大したトルク能力を提供する。チャンバ３３０における高圧はピストンプレート３１８をシェル３１２に向かって押し付け、ピストン３１８及び駆動プレート３１６からタービン３０６へのトルク伝達を生じ、すなわちクラッチ３２８は閉じられる。外側キャリヤ３３２はリベット３３６を介して駆動プレート３１６及びポンプ３０４と駆動可能に係合させられる。幾つかの態様において、クラッチアセンブリ３２８は、外側キャリヤ３３２によって駆動される３つの面を有しており、単一プレート設計のトルク能力の３倍を生じる。
【００５８】
外側キャリヤ３３２は流体力学的アセンブリ３００において部分的にチャンバ３３８を包囲している。キャリヤ３３２は液密形式でステータシャフト３４０に対してシールされている。幾つかの態様において、キャリヤ３３２はシールチューブ３４２によってシャフト３４０に対してシールされている。キャリヤ３３２はシール３４６を用いてピストン３４４に対してもシールされている。したがって、ピストン３４４はチャンバ３３８の部分も形成している。シール３４６はピストン３４４を変位させるためにチャンバ３３８内に圧力変化を生ぜしめる。
【００５９】
ハウジング３４８はカバー３５０に固定されている。内側キャリヤ３５２はハウジング３４８に取り付けられており、クラッチプレート３５４にスプラインされている。プレート３５４は、クラッチプレート３５８の隣接する対の間に配置されており、外側キャリヤ３３２に駆動可能に係合させられている。端部プレート３６０及びバッキングプレート３６２が端部プレート３５８に隣接して配置されている。ピストン３４４は、プレート３５４，３６０及び３６２を貫通して延びた軸方向突出部３６４と、軸方向突出部３６４の遠位端部に配置された半径方向突出部３６６とを有する。半径方向突出部３６６は、ピストン３４４が方向３６７に移動するとき、バッキングプレート３６２に力を加えるように配置されている。プレート３６２への力は、端部プレート３０６に対してプレート３５８及び３５４を圧縮し、クラッチを係合させる。
【００６０】
外側キャリヤ３３２は軸受３６８によってハウジング３４８に対してセンタリングされている。ハウジング３４８はシールリング３７０によってキャリヤ３３２に対してシールされている。リング３７０はシール３７２を有する。シール３７２のうちの少なくとも１つは運動用シールである。チャンバ３７４内に高圧が存在する場合、運動用シール３７２を通じて僅かな流体の漏れが予想されるので、運動用シール３７６が、ハウジング３４８をさらにシールするために設けられている。ポンプハブ３７８はキャリヤ３３２に固定されている。
【００６１】
ハブ３７８は、シール３６２と３６６との間に捕らわれた流体を排出するために、ハブ３７８に対してシールされておりかつ部分的にチャネル３８２を包囲したスリーブ３８０を有する。スリーブ３８０は、入力シャフト３８１に付加的な穴を穿孔せずに第４の流体チャネルを形成する。スリーブ３８０は装置３００において示されているが、スリーブ３８０は、ステータシャフトとポンプとによって形成された空間を有するあらゆる流体力学的連結装置において、この空間を２つのチャネルに分割するために使用されることができることが理解されるべきである。例えば、図１０において、スリーブは、ステータシャフト３４０とハブ３７８との間の空間をチャネル３８２及び３８５に分割している。装置３００において、チャネル３８５はチャンバ３３６に流体圧力を提供する。
【００６２】
カバー３５０は、軸受３８２及びパイロット３８４を介してエンジンクランクシャフト３３７に対してセンタリングされている。フレックスプレート３３９は、スタッド３８８を介してクランクシャフト３３７からフランジ３８６へトルクを伝達する。フランジ３８６からのトルクはばね３９０を介してカバー３５０に伝達される。カバー３５０は、ばね３９０が装着された後に（すなわち溶接によって）結合されたセグメント３９２及び３９４を有する。１つの実施形態において、セグメント３９２及び３０４はレーザ溶接によって結合されている。ばね３９６はフランジ３８６に軸方向の力を加える。摩擦リング３９８はプレート４００及びカバー３５０によって、フランジ３８６と接触して保持される。
【００６３】
電気モータステータ４０２はトランスミッションハウジング３０２に固定されており、ロータ４０４は駆動リング４０６に回転方向で結合されている。駆動リング４０６はポンプハブ３７８及びキャリヤ３３２と駆動可能に係合させられている。軸受３６８はハウジング３４８に対してロータ４０４をセンタリングする。
【００６４】
以下に説明するように、本発明の装置は多数の操作モードを有する。
【００６５】
例えば、車両は、トルクコンバータ又はトルクコンバータクラッチを介して電気モータのみによって推進されることができる。同様に、エンジンはトルクコンバータ又はクラッチを介して車両を推進するためにエンジンが使用されることができる。また、車両を推進するためにエンジンと電気モータとが同時に使用されることができる。惰走中又はエンジンが停止させられている場合、エンジンはトランスミッションから切断され、電気モータにより回生制動のための効率を高める。
【００６６】
運転中、エンジンをトランスミッションに係合させたり、トランスミッションから解離するために、クラッチパック４０８が使用される。チャンバ３３８における高圧はピストン３４４を方向４１０へ移動させ、クラッチ４０８を解離させ、クランクシャフト３３７とポンプ３０４との間のトルク伝達を妨害する。
【００６７】
電気モータロータ４０４はキャリヤ３３２と駆動可能に係合させられており、これにより、電気モータの回転はキャリヤ３３２及びポンプ３０４を回転させる。ポンプハブ３７８の回転によりトランスミッションオイルポンプ（図示せず）が圧力を生ぜしめる。ポンプ３０４と、タービン３０６と、ステータ３０８との間の流体力学的回路の作動は車両を推進する。直接結合が望まれる場合、チャンバ３３０における増大した圧力はトルクコンバータクラッチ３２８を係合させ、ポンプ３０４とタービン３０６とを駆動可能に係合させる。クラッチ４０８の係合は電気モータによる非電気エンジン（図示せず）の始動を許容する。
エンジンモードでの作動が望まれるならば、チャンバ３３８における圧力が減じられる。チャンバ３７４におけるチャージ圧力はピストン３４４を方向３６７に変位させる。突出部３６６は軸方向の力をバッキングプレート３６２に加え、クラッチパック４０８を圧縮し、ハウジング３４８からキャリヤ３３２へトルクを伝達する。トルクコンバータ及びトルクコンバータクラッチモードは上の電気モータモードで説明されたように達成される。シール３４６及びシールチューブ３４２はチャンバ３３０と３３８との間の流体連通を阻止するので、クラッチ３２８とクラッチ４０８とは他方から影響されずに作動する。すなわち、チャンバ３３０及び３３８における個々の圧力は、クラッチ３２８及び４０８を操作するために独立して制御可能である。言い換えれば、チャンバ３３０と３３８とは、例えば前記シールによって流体隔離されている。また、車両を推進するためのパワーを高めるために電気モータはエンジンと共に使用されることができる。
【００６８】
本発明は、ハウジングと、ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、ハウジングに配置されたポンプと、ハウジングに配置されておりかつタービンシェルと備えたタービンと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合されたクラッチとを有する流体力学的連結装置を操作する方法も含む。方法は、分かり易くするためにシーケンスとして説明されているが、明らかに述べられない限り、オーダがシーケンスから推論されるべきではない。第１のステップはステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間を第１及び第２の別個のチャネルに分割する。第２のステップは第１のチャネルを介してクラッチのための流体チャンバにおける流体圧力を制御する。第３のステップは第２のチャネルを介して流体チャンバのためのシールの間の流体を排出する。
【００６９】
本発明は流体力学的連結装置を組み立てる方法も含む。方法は、分かり易くするためにシーケンスとして説明されているが、明らかに述べられない限り、オーダがシーケンスから推論されるべきではない。第１のステップはハウジングに回転方向伝結合された電気モータを回転方向で結合する。第２のステップはポンプ及びタービンをハウジングに配置した。第３のステップは第１及び第２のクラッチをハウジングに配置する。第１のクラッチをハウジングとポンプとを結合し、第２のポンプはタービンとハウジングとを結合する。第４のステップはカバーをハウジングに結合する。第５のステップはダンパばねとフランジとを、ハウジングとカバーとの間に形成された空間に配置する。第６のステップは、プレートをカバーに固定し、これにより、プレートはカバー及びハウジングに関してばねを保持する。
【００７０】
したがって、本発明の目的は効率的に達成されるが、請求項に記載された発明の精神及び範囲から逸脱することなく、発明に対する修正及び変更が当業者に容易に明らかであるべきである。本発明は、特定の好適な実施形態に関して説明されているが、請求項に記載された発明の範囲又は精神から逸脱することなく変更が成されることができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、ドライブトレーンにおけるトルクコンバータの関係及び機能を説明することを助けるための、自動車における動力伝達経路の概略的なブロック線図である。
【図２】自動車のエンジンに固定されて示されている、従来のトルクコンバータの断面図である。
【図３】図２に示された線３−３に沿って見た、図２に示されたトルクコンバータの平面図である。
【図４】概して図３に示された線４−４に沿って見た、図２及び図３に示されたトルクコンバータの断面図である。
【図５】図２に示されたトルクコンバータの第１の分解図であり、分解されたトルクコンバータを左から見たものとして示されている。
【図６】図２に示されたトルクコンバータの第２の分解図であり、分解されたトルクコンバータを右から見たものとして示されている。
【図７Ａ】本願において用いられた空間的な用語を示している、円筒座標系の斜視図である。
【図７Ｂ】本願において用いられる空間に関する用語を説明する図７Ａの円筒座標系における物体の斜視図である。
【図８】本発明の流体力学的継手ブレーキの部分的な断面図である。
【図９】本発明の流体力学的継手ブレーキの部分的な断面図である。
【図１０】本発明の流体力学的継手ブレーキの部分的な断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００，２００，３００ 流体力学的継手装置、 １０２，２０２ ハウジング、 １０４，２０４，３０４ ポンプ、 １０６，２０６，３０６ タービン、 １０８，３０８ ステータ、 １１２，２１２，３１２ シェル、 １１６ シールプレート、 １１８ ばね、 １２６ クラッチアセンブリ、 １２８ チャンバ、 １３０ ピストンプレート、 １３２ 乾燥チャンバ、 １３３ ピストンカップ、 １３４ シール、 １３６ タービンハブ、 １３８，１４２ シール、 １４０ 入力シャフト、 １４２ シール、 １４４ チャンバ、 １５０ 駆動プレート、 １５２ 摩擦プレート、 １５４ ばね、 １５６ フランジ、 １６２ クラッチパック、 １６２ クランクシャフト、 １６４ 軸受、 １６６ パイロットシャフト、 １７０ ラグプレート、 １７２ 溶接、 １７４ スプライン、 １７６ フレックスプレート、 １７８ ラグ、 １８０ 電気モータステータ、 １８２ ロータ、 １８６ ポンプハブ、 ２０８ カバー、 ２０９ 出力ハブ、 ３１６ 駆動プレート、 ３１８ ピストン、 ３２８ クラッチ、 ３３２ キャリヤ、 ３３７ クランクシャフト、 ３３０，３３８ チャンバ、 ３４２ シールチューブ、 ３４４ ピストン、 ３４６ シール、 ３５０ カバー、 ３５８ プレート、 ３６２ バッキングプレート、 ３６６ 半径方向突出部、 ３７８ ポンプハブ、 ３８０ スリーブ、 ３８１ 入力シャフト、 ３８２ 軸受、 ３８４ パイロット、 ３８５ チャネル、 ３８６ フランジ、 ３９６ ばね、 ３９８ 摩擦リング、 ４００ プレート、 ４０４ 電気モータロータ、 ４０６ 駆動リング、 ４０８ クラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合されたシールプレートと、
前記ハウジング内に配置されたポンプと、
前記ハウジング内に配置されておりかつ前記ポンプと流体連通したタービンと、
ハウジング及びシールプレートによって少なくとも部分的に包囲された乾燥チャンバとが設けられていることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項２】
ダンパが設けられており、該ダンパが前記乾燥チャンバ内に配置されている、請求項１記載の連結装置。
【請求項３】
カバーをパイロットシャフトに駆動可能に係合させるように配置された第１のクラッチが設けられている、該第１のクラッチがダイヤフラムばねを含みかつ乾燥チャンバ内に配置されている、請求項１記載の連結装置。
【請求項４】
第１のクラッチの操作を制御するために前記ダイヤフラムばねを変位させるように配置されたピストンカップが設けられており、該ピストンカップが少なくとも部分的に乾燥チャンバを包囲している、請求項３記載の連結装置。
【請求項５】
前記ピストンカップ及び前記シールプレートが、連結装置の操作中に回転方向で固定されている、請求項４記載の連結装置。
【請求項６】
トルクコンバータがポンプ及びタービンを有する、請求項１記載の連結装置。
【請求項７】
ハウジングに結合されたロータを備えた電気モータが設けられている、請求項１記載の連結装置。
【請求項８】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、
出力ハブに回転方向で結合されたタービンと、
前記ハウジングに回転方向で結合されたポンプとが設けられており、連結装置は流体ステータを有さないことを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項９】
車両のトランスミッションにおいて、
トランスミッションハウジングと、
ハウジング内に配置された流体力学的な連結装置と、
ハウジング内に配置された電気モータと、
連結装置とフレックスプレートとの間に配置されたセンタリングプレートとが設けられており、該センタリングプレートが、トランスミッションハウジングをシールしかつ電気モータをセンタリングするように配置されていることを特徴とする、車両のトランスミッション。
【請求項１０】
電気モータが、少なくとも部分的にセンタリングプレートによって形成されたウェットチャンバにおいて作動する、請求項９記載のトランスミッション。
【請求項１１】
前記センタリングプレートが、流体力学的連結装置をセンタリングするために配置されている、請求項９記載のトランスミッション。
【請求項１２】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向伝結合された電気モータと、
前記ハウジング内に配置されておりかつ前記ハウジングに回転方向で結合されたポンプと、
前記ハウジング内に配置されておりかつ前記ポンプと流体連通したタービンと、
プレートと、
該プレート及びハウジングと接触した軸受とが設けられており、装置が、トランスミッションハウジング内における配置のために配置されており、トランスミッションハウジング内に配置されている場合、プレートはトランスミッションハウジングに結合されておりかつハウジングは軸受によって半径方向でセンタリングされていることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項１３】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、
前記ハウジング内に配置されておりかつ該ハウジングに回転方向で結合されたポンプと、
ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンと、
ハウジングに回転方向で結合されておりかつハウジングの外側に配置されたダンパとが設けられており、該ダンパが第及び第２の別個のプレートとハウジングとによって拘束されていることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項１４】
ポンプ及びタービンを有するトルクコンバータが設けられている、請求項１３記載の連結装置。
【請求項１５】
流体力学的連結装置において、
ステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間と、
該空間に配置されたスリーブとが設けられており、該スリーブが前記空間を第１のチャネルと第２のチャネルとに分割していることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項１６】
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、
前記ハウジング内に配置されておりかつタービン及びポンプを有するトルクコンバータと、
前記ハウジング及びポンプに回転方向で結合されておりかつ第１及び第２の流体チャンバにおける個々の流体圧力によって制御可能な第１のクラッチとが設けられており、第１のチャネルが第１の流体チャンバにおける流体圧力を制御するために配置されており、第２のチャネルが第１の流体チャンバのためのシールの間に配置された流体を排出するために配置されている、請求項１５記載の流体力学的な連結装置。
【請求項１７】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、
前記ハウジング内に配置されたポンプと、
前記ハウジング内に配置されておりかつタービンシェルを有するタービンと、
第１のクラッチとが設けられており、該第１のクラッチが、タービンシェルに回転方向で結合された圧力プレートと、タービンシェルと圧力プレートとの間のシールと、圧力プレートに回転方向で結合されたクラッチプレートと、ピストンプレートに結合された駆動プレートとを有しており、
第１及び第２のチャンバが設けられており、前記シールが少なくとも部分的に第１のチャンバと第２のチャンバとを分離しており、第１のチャンバ及び第２のチャンバにおける個々の流体圧力が、第１のクラッチを操作するように制御可能であることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項１８】
ハウジング及びポンプに回転方向で結合された第２のクラッチと、
第３のチャンバとが設けられており、該第３のチャンバにおける流体圧力が第２のクラッチの操作を少なくとも部分的に制御し、前記第１のチャンバと前記第３のチャンバとが流体隔離されている、請求項１７記載の連結装置。
【請求項１９】
ハウジングと、該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、前記ハウジング内に配置されたポンプと、前記ハウジング内に配置されておりかつタービンシェルを有するタービンと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合されたクラッチとを有する流体力学的な連結装置を操作する方法において、
ステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間を第１及び第２の別個のチャネルに分割するステップと、
第１のチャネルを介してクラッチのための流体チャンバにおける流体圧力を制御するステップと、
第２のチャネルを介して流体チャンバのためのシールの間の流体を排出するステップとをふくむことを特徴とする、流体力学的な連結装置を操作する方法。
【請求項２０】
流体力学的な連結装置を組み立てる方法において、
電気モータをハウジングに回転方向で結合するステップと、
ハウジング内にポンプ及びタービンを配置するステップと、
第１及び第２のクラッチをハウジング内に配置するステップと、第１のクラッチがハウジングとポンプとを結合しておりかつ第２のポンプがタービンとハウジングとを結合しており、
カバーをハウジングに結合するステップと、
ハウジングとカバーとによって形成された空間にダンパばねとフランジとを配置するステップと、
プレートがカバー及びハウジングに関してばねを保持するようにプレートをカバーに固定するステップとを含むことを特徴とする、流体力学的な連結装置を組み立てる方法。
【請求項１】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合されたシールプレートと、
前記ハウジング内に配置されたポンプと、
前記ハウジング内に配置されておりかつ前記ポンプと流体連通したタービンと、
ハウジング及びシールプレートによって少なくとも部分的に包囲された乾燥チャンバとが設けられていることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項２】
ダンパが設けられており、該ダンパが前記乾燥チャンバ内に配置されている、請求項１記載の連結装置。
【請求項３】
カバーをパイロットシャフトに駆動可能に係合させるように配置された第１のクラッチが設けられている、該第１のクラッチがダイヤフラムばねを含みかつ乾燥チャンバ内に配置されている、請求項１記載の連結装置。
【請求項４】
第１のクラッチの操作を制御するために前記ダイヤフラムばねを変位させるように配置されたピストンカップが設けられており、該ピストンカップが少なくとも部分的に乾燥チャンバを包囲している、請求項３記載の連結装置。
【請求項５】
前記ピストンカップ及び前記シールプレートが、連結装置の操作中に回転方向で固定されている、請求項４記載の連結装置。
【請求項６】
トルクコンバータがポンプ及びタービンを有する、請求項１記載の連結装置。
【請求項７】
ハウジングに結合されたロータを備えた電気モータが設けられている、請求項１記載の連結装置。
【請求項８】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、
出力ハブに回転方向で結合されたタービンと、
前記ハウジングに回転方向で結合されたポンプとが設けられており、連結装置は流体ステータを有さないことを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項９】
車両のトランスミッションにおいて、
トランスミッションハウジングと、
ハウジング内に配置された流体力学的な連結装置と、
ハウジング内に配置された電気モータと、
連結装置とフレックスプレートとの間に配置されたセンタリングプレートとが設けられており、該センタリングプレートが、トランスミッションハウジングをシールしかつ電気モータをセンタリングするように配置されていることを特徴とする、車両のトランスミッション。
【請求項１０】
電気モータが、少なくとも部分的にセンタリングプレートによって形成されたウェットチャンバにおいて作動する、請求項９記載のトランスミッション。
【請求項１１】
前記センタリングプレートが、流体力学的連結装置をセンタリングするために配置されている、請求項９記載のトランスミッション。
【請求項１２】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向伝結合された電気モータと、
前記ハウジング内に配置されておりかつ前記ハウジングに回転方向で結合されたポンプと、
前記ハウジング内に配置されておりかつ前記ポンプと流体連通したタービンと、
プレートと、
該プレート及びハウジングと接触した軸受とが設けられており、装置が、トランスミッションハウジング内における配置のために配置されており、トランスミッションハウジング内に配置されている場合、プレートはトランスミッションハウジングに結合されておりかつハウジングは軸受によって半径方向でセンタリングされていることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項１３】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、
前記ハウジング内に配置されておりかつ該ハウジングに回転方向で結合されたポンプと、
ハウジング内に配置されておりかつポンプと流体連通したタービンと、
ハウジングに回転方向で結合されておりかつハウジングの外側に配置されたダンパとが設けられており、該ダンパが第及び第２の別個のプレートとハウジングとによって拘束されていることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項１４】
ポンプ及びタービンを有するトルクコンバータが設けられている、請求項１３記載の連結装置。
【請求項１５】
流体力学的連結装置において、
ステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間と、
該空間に配置されたスリーブとが設けられており、該スリーブが前記空間を第１のチャネルと第２のチャネルとに分割していることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項１６】
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、
前記ハウジング内に配置されておりかつタービン及びポンプを有するトルクコンバータと、
前記ハウジング及びポンプに回転方向で結合されておりかつ第１及び第２の流体チャンバにおける個々の流体圧力によって制御可能な第１のクラッチとが設けられており、第１のチャネルが第１の流体チャンバにおける流体圧力を制御するために配置されており、第２のチャネルが第１の流体チャンバのためのシールの間に配置された流体を排出するために配置されている、請求項１５記載の流体力学的な連結装置。
【請求項１７】
流体力学的な連結装置において、
ハウジングと、
該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、
前記ハウジング内に配置されたポンプと、
前記ハウジング内に配置されておりかつタービンシェルを有するタービンと、
第１のクラッチとが設けられており、該第１のクラッチが、タービンシェルに回転方向で結合された圧力プレートと、タービンシェルと圧力プレートとの間のシールと、圧力プレートに回転方向で結合されたクラッチプレートと、ピストンプレートに結合された駆動プレートとを有しており、
第１及び第２のチャンバが設けられており、前記シールが少なくとも部分的に第１のチャンバと第２のチャンバとを分離しており、第１のチャンバ及び第２のチャンバにおける個々の流体圧力が、第１のクラッチを操作するように制御可能であることを特徴とする、流体力学的な連結装置。
【請求項１８】
ハウジング及びポンプに回転方向で結合された第２のクラッチと、
第３のチャンバとが設けられており、該第３のチャンバにおける流体圧力が第２のクラッチの操作を少なくとも部分的に制御し、前記第１のチャンバと前記第３のチャンバとが流体隔離されている、請求項１７記載の連結装置。
【請求項１９】
ハウジングと、該ハウジングに回転方向で結合された電気モータと、前記ハウジング内に配置されたポンプと、前記ハウジング内に配置されておりかつタービンシェルを有するタービンと、ハウジング及びポンプに回転方向で結合されたクラッチとを有する流体力学的な連結装置を操作する方法において、
ステータシャフトとポンプハブとの間に形成された空間を第１及び第２の別個のチャネルに分割するステップと、
第１のチャネルを介してクラッチのための流体チャンバにおける流体圧力を制御するステップと、
第２のチャネルを介して流体チャンバのためのシールの間の流体を排出するステップとをふくむことを特徴とする、流体力学的な連結装置を操作する方法。
【請求項２０】
流体力学的な連結装置を組み立てる方法において、
電気モータをハウジングに回転方向で結合するステップと、
ハウジング内にポンプ及びタービンを配置するステップと、
第１及び第２のクラッチをハウジング内に配置するステップと、第１のクラッチがハウジングとポンプとを結合しておりかつ第２のポンプがタービンとハウジングとを結合しており、
カバーをハウジングに結合するステップと、
ハウジングとカバーとによって形成された空間にダンパばねとフランジとを配置するステップと、
プレートがカバー及びハウジングに関してばねを保持するようにプレートをカバーに固定するステップとを含むことを特徴とする、流体力学的な連結装置を組み立てる方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２５１１（Ｐ２００９−２５１１Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５７３８３（Ｐ２００８−１５７３８３）
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【出願人】（３９０００９０７０）ルーク ラメレン ウント クツプルングスバウ ベタイリグングス コマンディートゲゼルシャフト (236)
【氏名又は名称原語表記】ＬｕＫ Ｌａｍｅｌｌｅｎ ｕｎｄ Ｋｕｐｐｌｕｎｇｓｂａｕ Ｂｅｔｅｉｌｉｇｕｎｇｓ ＫＧ
【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒａｓｓｅ ３， Ｄ−７７８１５ Ｂｕｅｈｌ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【出願人】（３９０００９０７０）ルーク ラメレン ウント クツプルングスバウ ベタイリグングス コマンディートゲゼルシャフト (236)
【氏名又は名称原語表記】ＬｕＫ Ｌａｍｅｌｌｅｎ ｕｎｄ Ｋｕｐｐｌｕｎｇｓｂａｕ Ｂｅｔｅｉｌｉｇｕｎｇｓ ＫＧ
【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒａｓｓｅ ３， Ｄ−７７８１５ Ｂｕｅｈｌ， Ｇｅｒｍａｎｙ
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