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WO2017076658A1 - Abkoppelungseinrichtung verbrennungsmotor phev-getriebe - Google Patents

Abkoppelungseinrichtung verbrennungsmotor phev-getriebe Download PDF

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Publication number
WO2017076658A1
WO2017076658A1 PCT/EP2016/075244 EP2016075244W WO2017076658A1 WO 2017076658 A1 WO2017076658 A1 WO 2017076658A1 EP 2016075244 W EP2016075244 W EP 2016075244W WO 2017076658 A1 WO2017076658 A1 WO 2017076658A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coupling device
output shaft
drive machine
clutch
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/075244
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Etzel
Roland Gollmer
Sebastian Liebert
Ulrich Ohnemus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to CN201680042217.6A priority Critical patent/CN107850134B/zh
Publication of WO2017076658A1 publication Critical patent/WO2017076658A1/de
Priority to US15/967,656 priority patent/US10882388B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors

Definitions

  • the invention relates to a drive machine coupling device according to the preamble of the first claim, such coupling devices are known from the prior art and in particular from DE 10 2008 043 290 A1.
  • Drive trains of this type have a clutch for coupling / uncoupling the internal combustion engine from the rest of the drive train.
  • this disconnect clutch to be dimensioned or designed accordingly.
  • wet-releasing disconnect clutches and / or disconnect clutches with a large number of friction linings are frequently provided.
  • Such disconnect couplings are usually not only expensive but also have a considerable space requirement.
  • DE 10 2008 043 290 A1 proposes for a hybrid system a coupling device in which a planetary gear set (ring gear, sun gear, planetary gears and web) is arranged radially inside the rotor of an electric drive machine.
  • a planetary gear set ring gear, sun gear, planetary gears and web
  • the Internal combustion engine by means of a frictional clutch with a plurality of friction linings with the output shaft of this device connectable such that the entire power provided by the internal combustion engine frictionally transferable from an input shaft of the coupling device to an output shaft.
  • the proposed engine coupling device has "similar to conventional twin clutch transmissions, two, preferably concentrically arranged on coupling devices.
  • this drive machine coupling device also has a first and a further coupling device, which are directly connected to an input shaft.
  • the drive power is transmitted from the two coupling devices to a first and a second output shaft, which are formed there as transmission shafts, and not to a common output shaft in dual-clutch transmissions.
  • a drive machine coupling device is thus to be understood as a device with which a prime mover, in particular an internal combustion engine in reciprocating design, with other components of a drive train in a motor vehicle with hybrid drive for power transmission, in particular for the transmission of a speed and torque, selectively connectable is.
  • the drive machine coupling device preferably has an input and an output shaft.
  • a first coupling device is arranged between these two shafts. This first coupling device is set up in particular for the selective connection of the input shaft to the output shaft.
  • this coupling device is directly connectable to or connected to the input shaft and the output shaft.
  • the term “directly connectable” or “connected” means that a coupling device is connected directly to the respective shaft, that is to say in particular without the drive power being transmitted by gears, friction wheels or traction means from the input shaft to the coupling device connected to it Coupling device is transferable to the output shaft connected thereto. Further preferably, the input shaft and the output shaft are each rotatably connected to the coupling device.
  • a further coupling device between these waves arranged.
  • this further coupling device can be coupled directly to the output shaft and the input shaft.
  • the input shaft is formed as a partial region of the first coupling device and further preferably integrally connectable with this.
  • the input shaft is positively connected, preferably non-positively and particularly preferably cohesively connectable to the first coupling device.
  • this further coupling device is adapted to selectively interrupt the torque transmission between the input and the output shaft, and thus, by this further coupling means selectively torque from the input to the Output shaft transferable, in particular independent of the first Koppiungseinnchtung, this further coupling device, based on the torque transmission from the input to the output shaft is arranged parallel to the first Koppiungseinnchtung.
  • this parallel arrangement of the coupling means means that from the input shaft, in each case independently of the other coupling device, torque is transferable both to the first coupling device as well as to the further Koppiungseinnchtung and of each of the coupling means on the output shaft.
  • each of these coupling devices has an open state in which no torque can be transmitted by the respective coupling device and a closed state in which a torque can be transmitted.
  • the parallel arrangement of the two coupling devices it is thus possible, as soon as only one of these Kopplungseinrichfitch is transferred to its closed state, to transmit a torque from the input to the output shaft.
  • the torque transfer capacity so the maximum transmittable torque of Antriebsabkopplungsvorrichfung, by the transfer of the other coupling device from the open to the closed state, so that both Koppiungseinnchtung are in their closed state, can be increased.
  • the first coupling device is designed as a frictionally engaged, in particular dry, single or multi-disk friction clutch and preferably as a dry multi-disk clutch.
  • a friction clutch preferably has at least one first and one second friction surface, preferably these are designed as friction disks, and more preferably, the friction clutch has a multiplicity of friction surfaces or friction disks.
  • a dry friction clutch has the advantage that it has a lower drag torque compared to a wet friction clutch and thus a higher efficiency.
  • the actuation of a dry friction clutch by means of a Gottausrückers and a release bearing without further schleppmomentverursachende rotary feedthrough done.
  • the number of friction plates / friction surfaces of this multi-plate clutch / friction clutch is less than 10, preferably less than 5 and more preferably less than or equal to 3,
  • this multi-plate clutch / friction clutch is designed as a dry running multi-plate clutch.
  • the first coupling device is a dry-running multi-plate clutch with a few friction plates, as a part of the transmittable torque the parallel connected further coupling device is transferable.
  • this part of the torque transmissible by the further coupling device is 50% or more of the total torque, preferably 66% or more and preferably 75% or more.
  • the first coupling device at least substantially for towing an internal combustion engine (first drive machine) is set up during a starting process of the internal combustion engine.
  • first drive machine an internal combustion engine
  • the first coupling device is at this low torque, which is used to start the internal combustion engine necessary, designed.
  • the first coupling device is adapted to produce a torque-conducting connection from the output side of the coupling device to the input side of this and thus to enable a so-called drag start of the internal combustion engine.
  • the first coupling device is not used for enabling starting operations with the first drive machine and it is thus possible to dimension this particular space-saving.
  • the further coupling device is designed as a form-locking coupling device. If the first coupling device is preferably dimensioned to start the first drive machine, the further coupling device is configured to transmit the "remaining" torque In particular, by means of a positive coupling device, it is possible to transmit large torques in a small space, wherein this further coupling device is arranged such that with this torque selectively from the input is selectively transferable to the output shaft by means of this positive connection.
  • the output shaft of the drive machine coupling device can be coupled to or coupled to a further drive machine.
  • this further drive machine is designed as an electromechanical energy converter, preferably as an electric motor / generator, preferably as an electric motor.
  • this further drive machine for transmitting drive power to the output shaft has a with the output shaft, at least indirectly, coupled rotor and with a stator on.
  • the indirect coupling of the rotor to the output shaft is to be understood in particular as meaning that a transmission device is arranged in the torque transmission direction from the rotor to this output shaft between these.
  • this transmission device is designed as a planetary gear. In particular, by such a configuration, it is possible by the further drive machine to transmit a particularly large torque to the output shaft.
  • the transmission device which is set up for the transmission of drive power from the further drive machine to the output shaft, a translation ratio which is greater than 1, preferably greater than 1, 25 and more preferably greater than 1, 5 and further Preferably, this ratio is less than 2.5, preferably less than 2, and more preferably less than 1.7. In a further preferred embodiment, this transmission ratio, at least substantially, 1, 6, In particular by such a gear ratio is a translation of the rotational speed of the rotor with respect to the speed of the output shaft into the slow and thus an increase of the torque on the output shaft allows.
  • the transmission device arranged in the torque transmission direction of the further drive machine to the output shaft between these is formed as a planetary gear.
  • this planetary gear has a coupled to the output shaft planet carrier.
  • at least one planetary gear, preferably 2, preferably 3 or more preferably 4 or more planet gears are rotatably mounted on this planet carrier.
  • this planet or these planetary gears are contacted by a ring gear or by a sun gear of the planetary gear or by both for power transmission.
  • Ring gear of the planetary gear with the rotor of the other drive machine for power transmission connectable or is rotatably connected thereto, in particular by such a configuration of the planetary gear is a particularly space-saving design of the drive machine coupling device achievable.
  • the ring gear of this planetary gear is arranged radially at least partially, preferably completely, within the rotor of the further drive machine.
  • at least provided for power transmission teeth of the ring gear, at least partially or completely, arranged in the axial direction within this motor, in particular by the structural arrangement of the ring gear within the rotor of the other drive machine is a particularly space-saving design of the drive machine coupling device achievable.
  • the first coupling device is designed as a multi-plate clutch, in particular a dry-running multi-plate clutch, Preferably, this multi-plate clutch on a multi-plate clutch spring and further preferably this multi-plate clutch is arranged such that the multi-plate clutch is biased by the multi-plate clutch spring in an open position.
  • a multi-plate clutch in particular a dry-running multi-plate clutch
  • this multi-plate clutch on a multi-plate clutch spring and further preferably this multi-plate clutch is arranged such that the multi-plate clutch is biased by the multi-plate clutch spring in an open position.
  • Such couplings are known from the prior art and are often referred to as "Normaly open" couplings.
  • this multi-plate clutch has a first clutch actuator.
  • this first clutch actuator is provided for actuating this multi-plate clutch to apply a multi-plate clutch force, which is directed against the applyable by the multi-plate clutch spring biasing force, in particular this clutch actuator is thus adapted to convert the multi-plate clutch from the open position to a closed position. It is in no torque can be transmitted by the multi-plate clutch in the open position and in the closed position a torque can be transmitted by the multi-plate clutch.
  • the further coupling device is designed as a switchable » positive coupling device.
  • a positive coupling device is a coupling device in which the selectively transferable torque is transferable by means of a positive connection, or in the open state of this coupling this positive connection does not exist
  • Such form-fitting coupling devices are known from the prior art especially as a dog clutch or in others Designs known.
  • the further coupling device is designed as a dog clutch.
  • this dog clutch has a dog clutch spring, by means of which the dog clutch can be prestressed into an open position, ie, into an open position, in which the selectively transferable torque is not transferable.
  • a further clutch actuator is provided for actuating the further coupling device.
  • this further clutch actuator is designed as a hydraulic actuator, preferably as an electrical or magnetic actuator, and particularly preferably this actuator is designed as a hydraulic cylinder and very particularly preferably as a hydraulic annular cylinder.
  • a force can be applied to the further coupling device, which is directed against the spring force of the dog clutch spring and with which the dog clutch can be transferred from its open to its closed position, in which a torque is transferable.
  • the coupling means and the further coupling means are arranged in such a way "that the dog clutch force and the multi-plate clutch force, ie the forces are provided for transferring the coupling means in their closed position, respectively, are directed counter.
  • the coupling means a particularly space-saving Aulbau this allows
  • the input and the output shaft of the drive machine coupling device are aligned concentrically with each other, so that they are rotatable about a common axis of rotation.
  • the coupling device and the further coupling device are preferably arranged at a distance from each other.
  • an axial spacing is to be understood as meaning that the areas provided for selective torque transmission, ie in particular the friction disks in the case of a multi-disc clutch and thus in particular in the case of a dog clutch, do not overlap in the axial direction.
  • the coupling means are arranged such that the clutch actuators do not overlap in the axial direction. In particular, by such a structure of the drive machine coupling device a particularly reliable construction of this is possible.
  • the further coupling device which is preferably designed as a positive coupling device, geometrically disposed in such a region of the rotor, which is supplied with cooling lubricant, preferably with gear oil.
  • cooling lubricant preferably with gear oil.
  • the reliability of the further coupling device is improved and further this coolant is also the transmission device, preferably the planetary gear, fed.
  • a hybrid powertrain according to the invention has a drive machine coupling device of the type described above.
  • a first drive machine such a drive train preferably has a reciprocating internal combustion engine.
  • this hybrid powertrain has a
  • Torsional vibration reduction system Such systems are known from the prior art in different designs.
  • the internal combustion engine outputs the drive torque to the engine coupling device with torque nonuniformities, and the torsional vibration reduction system is provided to at least reduce these torque nonuniformities.
  • this system is arranged with respect to the torque transmission between the internal combustion engine and the engine coupling device.
  • the torsional vibration reduction system on the one hand with the internal combustion engine and on the other hand with the drive machine coupling device connectable and preferably permanently connected rotationally fixed.
  • Torsional vibration reduction system on the one hand connected to the crankshaft of the internal combustion engine and on the other hand to the input shaft of the drive machine coupling device.
  • a particularly efficient drive system can be represented.
  • Torsional vibration reduction system selected from a group comprising at least the following devices:
  • the first coupling device axially connected to the second coupling device.
  • the input side of the first coupling device is designed as a clutch basket and this clutch basket is rotatably and axially fixed to the input side of the second coupling device.
  • the torsional vibration reduction system is rotatably storable by means of at least one or more radial bearings relative to or on the output shaft.
  • the output side of the torsional vibration reduction system is storable on the input side of the torsional vibration reduction system or vice versa.
  • the input side of the torsional vibration reduction system can be coupled to a crankshaft of an internal combustion engine and the output side of this system is set up to deliver the power absorbed by the internal combustion engine.
  • Fig. 1 a partial longitudinal sectional view of
  • 2 shows a schematic hybrid powertrain with such a drive machine coupling device
  • 3 shows a partial longitudinal section of the drive machine coupling device.
  • Figure 1 shows a longitudinal sectional view of
  • the drive machine coupling device is arranged substantially rotationally symmetrical to the axis of rotation 1.
  • the crankshaft 2 of the internal combustion engine (not shown) output drive power for driving the motor vehicle.
  • a torsional vibration reduction system 3 is arranged in front of this, this has a centrifugal pendulum, with which depending on the deliverable from the internal combustion engine speed
  • a multi-plate clutch 6 is arranged after this torsional vibration reduction system and thus between the input 4 and the output world 5, with which these two waves are selectively connectable to each other.
  • the multi-plate clutch 8 can be actuated via a central multi-plate clutch actuator, this is designed as a hydraulic cylinder 7 with annular piston, or as a hydraulic Gottausschreiber.
  • the multi-plate clutch 6 is actuated via the actuating arm 8, which is designed as a slotted disc spring and is without actuation by the multi-plate clutch actuator in an open position in which no torque from the input 4 to the output shaft 5 can be transmitted by the multi-plate clutch 6 ,
  • the input shaft 4 is partially formed as a hollow shaft and thereby directly connected to the other coupling device, this is designed as a dog clutch 9.
  • the dog clutch 9 is thus the Input shaft 4, independently of the multi-plate clutch 6, with the output shaft 5 selectively connectable for torque transmission.
  • Both clutches 6, 9 are connected in parallel with respect to the torque transmission, so that a larger torque between the input 4 and the output shaft 5 is transferable when both clutches 8, 9 are closed.
  • the carrier 39 of the dog clutch 9 is rotatably supported by the radial bearing 38 on the output shaft 5 and further, this carrier 39 is rotatably connected via a shaft hub connection with the multi-plate clutch 6.
  • the dog clutch 9 is operable with a jaw clutch actuator, which is designed as a further hydraulic cylinder 10. Further, the dog clutch 9 is biased by the dog clutch spring 11 in the open position and thus so-called. "Normaly Open” clutch is formed, as well as the multi-plate clutch. 6
  • the coupling device has an electromechanical energy converter, that is, an electric motor which can be operated both mechanically and generically, with a stator 12, which is mounted fixed to the housing, and a rotor 13 rotatably mounted relative to this stator 12.
  • the rotor 13 is also connected to the ring gear 15 of a planetary gear 14.
  • the planetary gear 14 has a plurality of planet wheels 16 which are mounted on the planet carrier 17, on.
  • the Pianetenradley 17 is rotatably connected to the output shaft and the Pianetengetriebe 14 is configured so that it has a translation from the rotor 13 to the output shaft 5 of 1, 6 at a slow.
  • the planet gears 16 mesh for power transmission both with the ring gear 15, as well as with the sun gear 18.
  • the sun gear 18 is mounted fixed to the housing, so this has permanently zero speed.
  • the output shaft 5 of the drive machine coupling device is rotatably with a transmission input shaft 19 in a switchable transmission (not shown) connectable.
  • radial shaft seals 36, 37 are provided. These radial shaft seals 36, 37 prevent transmission oil, with which the electric motor 12, 13 can be cooled and with which the dog clutch 9 and the planetary gear 14 are lubricated, passes through the dry multi-plate clutch 6 and contaminated. By means of the Radialweüendichtringe 36, 37 so that the oil space of the transmission relative to the space in which the multi-plate clutch 6 is arranged fluid-tight manner.
  • FIG. 2 shows a schematized drive train with a drive machine coupling device as shown in FIG.
  • the drive machine coupling device 20 is connected on the one hand with its input shaft 4 to the internal combustion engine 21 and on the other hand with its output shaft 5 with the transmission input shaft in the switchable transmission 22nd
  • the drive power provided by the internal combustion engine 21 and / or by the electromechanical energy converter (not shown) is transmitted in the direction of the drivable wheels 23 by means of propeller shafts 24 and an axle transmission 25.
  • FIG. 3 shows a further embodiment with a preferred embodiment of the bearing of the first coupling device
  • the input shaft 4 is formed as a clutch basket of the multi-plate clutch 6.
  • This clutch basket is rotatably connected by means of a Wellenabetagen with the carrier 39 of the dog clutch 9.
  • this Wellenabetagen an axial fuse 35, which may be formed, for example, as a shaft nut or locking ring.
  • the torsional vibration reduction system 3 is rotatably supported by means of the bearings 31 and 32 with respect to the output shaft 5, wherein for the input side of the torsional vibration reduction system 3, the radial bearing 31 and for the output side of the radial bearing 32 is provided.
  • the torsional vibration reduction system 3 by means of an axially flexible plate, so-called flex plate 34, rotatably connected to the crankshaft 2.
  • the flex plate 34 is axially soft but torsionally stiff.
  • Drive machine coupling device is mountable.

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Abstract

Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb mit einer Eingangswelle (4), welche zur Aufnahme einer von einer ersten Antriebsmaschine bereitstellbaren Antriebsleistung eingerichtet ist und mit einer Ausgangswelle (5), welche zur Abgabe dieser Antriebsleistung eingerichtet ist und mit einer ersten Kopplungseinrichtung (6), welche in Richtung der Drehmomentübertragung von der Eingangs- (4) auf die Ausgangswelle (5) zwischen diesen angeordnet ist und durch welche selektiv Drehmoment von der Eingangs- (4) auf die Ausgangswelle (5) übertragbar ist, wobei diese Kopplungseinrichtung (6) unmittelbar mit der Ausgangswelle (5) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Eingangs- (4) auf die Ausgangswelie (5) eine weitere Kopplungseinrichtung (9) zwischen diesen angeordnet und unmittelbar mit der Ausgangswelle (5) koppelbar ist, dass durch diese weitere Kopplungseinrichtung (9) selektiv Drehmoment von der Eingangs- (4) auf die Ausgangswelle (5) übertragbar ist und, dass die weitere Kopplungseinrichtung (9), bezogen auf die Drehmomentübertragung, parallel zur ersten Kopplungseinrichtung (6) angeordnet ist.

Description

Abkoppelungseinrichtung Verbrennungsmotor PHEV-Getriebe
Die Erfindung betrifft ein Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs, derartige Kopplungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik und insbesondere aus der DE 10 2008 043 290 A1 bekannt.
Nachfolgend wird die Erfindung in Zusammenhang mit einem Personenkraftwagen und dessen Hybridantriebsstrang mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer elektrischen Antriebsmaschine erläutert, dies ist nicht als eine Beschränkung der Erfindung auf eine derartige Anwendung zu verstehen.
Antriebsstränge dieser Art weisen eine Trennkupplung zum An-/Abkoppeln der Verbrennungskraftmaschine vom Rest des Antriebsstrangs auf. Dabei führen große von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbare Antriebsleistungen dazu, dass diese Trennkupplung, entsprechend zu dimensionieren beziehungsweise auszulegen ist Aufgrund des höheren übertragbaren Drehmoments werden häufig nassiaufende Trennkupplungen und/oder Trennkupplungen mit einer großen Anzahl an Reibbelägen vorgesehen. Solche Trennkupplungen sind in der Regel nicht nur teuer, sondern weisen auch einen nicht unerheblichen Bauraumbedarf auf.
Die DE 10 2008 043 290 A1 schlägt für ein Hybridsystem eine Kopplungsvorrichtung vor, bei welcher radial innerhalb des Rotors einer elektrischen Antriebsmaschine ein Planetengetrieberadsatz (Hohlrad, Sonnenrad, Planetenräder und Steg) angeordnet ist. Weiter ist die Verbrennungskraftmaschine mittels einer reibschlüssigen Kupplung mit einer Vielzahl von Reibbelägen mit der Abtriebswelle dieser Vorrichtung derart verbindbar, dass die gesamte von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbare Leistung reibschlüssig von einer Eingangswelle der Kopplungsvorrichtung auf eine Ausgangswelle übertragbar ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung anzugeben, welche einen kompakten Aufbau ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem ersten Patentanspruch sowie einen Antriebsstrang mit einer solche Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Zu bevorzugende Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorgeschlagene Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung weist» ähnlich bekannten Doppelkupplungsgetrieben, zwei, vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnete Kopplungsvorrichtungen auf.
Wie bei bekannten Dopplungsgetrieben weist diese Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung zwar auch eine erste und eine weitere Kopplungseinrichtung auf, welche unmittelbar mit einer Eingangswelle verbunden sind. Im Gegensatz zur Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung wird bei Doppelkupplungsgetrieben die Antriebsleistung aber von den beiden Kopplungsvorrichtungen auf eine erste und eine zweite Ausgangswelle, welche dort als Getriebewellen ausgebildet sind, übertragen und nicht auf eine gemeinsame Ausgangswelle.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung also eine Vorrichtung zu verstehen, mit welcher eine Antriebsmaschine, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine in Hubkolbenbauweise, mit weiteren Komponenten eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb zur Leistungsübertragung, insbesondere also zur Übertragung einer Drehzahl und eines Drehmoments, selektiv verbindbar ist. Dazu weist die Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung vorzugsweise eine Eingangs- und eine Ausgangswelle auf. In Drehmomentübertragungsrichtung ist zwischen diesen beiden Wellen eine erste Kopplungseinrichtung angeordnet. Diese erste Kopplungseinrichtung ist insbesondere zur selektiven Verbindung der Eingangswelle mit der Ausgangswelle eingerichtet. Vorzugsweise ist diese Kopplungseinrichtung dazu unmittelbar mit der Eingangswelle und der Ausgangswelle verbindbar bzw. mit diesem verbunden.
Im Sinne der Erfindung ist unter unmittelbar verbindbar bzw. verbunden zu verstehen, dass eine Kopplungseinrichtung direkt mit der jeweiligen Welle verbunden ist, also insbesondere ohne dass die Antriebsleistung durch Zahnräder, Reibräder oder Zugmittel von der Eingangswelle auf die mit dieser verbundene Kopplungseinrichtung bzw. von der Kopplungseinrichtung auf die mit dieser verbundene Ausgangswelle übertragbar ist. Weiter vorzugsweise ist die Eingangswelle bzw. die Ausgangswelle jeweils drehfest mit der Kopplungseinrichtung verbunden.
Erfindungsgemäß ist, bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Eingangs- auf die Ausgangswelle, eine weitere Kopplungseinrichtung zwischen diesen Wellen angeordnet. Vorzugsweise ist auch diese weitere Kopplungseinrichtung unmittelbar mit der Ausgangswelle und der Eingangswelle koppelbar. Weiter vorzugsweise ist die Eingangswelle als Teilbereich der ersten Kopplungseinrichtung ausgebildet und weiter vorzugsweise einstückig mit dieser verbindbar. Weiter vorzugsweise ist die Eingangswelle formschlüssig, bevorzugt kraftschlüssig und besonders bevorzugt stoffschlüssig mit der ersten Kopplungseinrichtung verbindbar.
Vorzugsweise ist diese weitere Kopplungseinrichtung dazu eingerichtet, die Drehmomentübertragung zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle selektiv zu unterbrechen und somit ist durch diese weitere Kopplungseinrichtung selektiv Drehmoment von der Eingangs- auf die Ausgangswelle übertragbar, insbesondere unabhängig von der ersten Koppiungseinnchtung, Dabei ist diese weitere Kopplungseinrichtung, bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Eingangs- auf die Ausgangswelle parallel zu der ersten Koppiungseinnchtung angeordnet.
Im Sinne der Erfindung bedeutet diese parallele Anordnung der Kopplungsleinrichtungen, dass von der Eingangswelle, jeweils unabhängig von der anderen Kopplungseinrichtung, Drehmoment sowohl auf die erste Kopplungseinrichtung wie auch auf die weitere Koppiungseinnchtung übertragbar ist und von jeder der Kopplungseinrichtungen auf die Ausgangswelle.
Insbesondere weist jede dieser Kopplungseinrichtungen einen offenen Zustand auf, in welchem kein Drehmoment durch die jeweilige Kopplungseinrichtung übertragbar ist und einen geschlossenen Zustand, in welchem ein Drehmoment übertragbar ist. Insbesondere durch die parallele Anordnung der beiden Kopplungseinrichtungen ist es somit ermöglicht, sobald nur eine dieser Kopplungseinrichfungen in ihren geschlossenen Zustand überführt ist, ein Drehmoment von der Eingangs- auf die Ausgangswelle zu übertragen. Weiter ist die Drehmomentübertragungskapazität, also das maximal übertragbare Drehmoment der Antriebsabkopplungsvorrichfung, durch das Überführen der anderen Kopplungseinrichtung vom offenen in den geschlossenen Zustand, so dass beide Koppiungseinnchtung sich in ihrem geschlossenen Zustand befinden, erhöhbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Kopplungseinrichtung als eine reibschlüssige, insbesondere trockene, Ein- oder Mehrscheiben- Reibkupplung und vorzugsweise als trockene Lamellenkupplung, ausgebildet. Eine derartige Reibkupplung weist vorzugsweise wenigstens einer ersten und eine zweite Reibfläche auf, vorzugsweise sind diese als Reiblamellen ausgebildet und weiter vorzugsweise weist die Reibkupplung eine Vielzahl von Reibflächen beziehungsweise Reiblamellen auf. Insbesondere biete eine trockene Reibkupplung den Vorteil, dass diese gegenüber einer nassen Reibkupplung ein geringeres Schleppmoment aufweist und damit eine höhere Effizienz. Weiter vorzugsweise kann die Aktuierung einer trockenen Reibkupplung mittels eines Zentralausrückers und eines Ausrücklagers ohne weitere schleppmomentverursachende Drehdurchführung erfolgen.
Vorzugsweise ist die Anzahl der Reiblamellen/Reibflächen dieser Lamellenkupplung/Reibkupplung kleiner als 10, bevorzugt kleiner als 5 und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 3, Vorzugsweise ist diese Lamellenkupplung/Reibkupplung als eine trockenlaufende Lamellenkupplung ausgebildet. Anders als bei herkömmlichen Lamellenkupplung, welche in Kraftfahrzeugen häufig als nasslaufende Lamellenkupplung und/oder als Lamellenkupplung mit einer großen Anzahl an Reiblamellen ausgestattet ist, ist es erfindungsgemäß ermöglicht, die erste Kopplungseinrichtung als trockenlaufende Lamellenkupplung mit wenigen Reiblamellen auszugestalten, da ein Teil des übertragbaren Drehmoments durch die parallelgeschaltete weitere Kopplungseinrichtung übertragbar ist. Vorzugsweise ist dieser durch die weitere Kopplungseinrichtung übertragbare Teil des Drehmoments 50% oder mehr des gesamten Drehmoments, vorzugsweise 66% oder mehr und bevorzugt 75% oder mehr.
Vorzugsweise ist die erste Kopplungseinrichtung, wenigstens im Wesentlichen zum Anschleppen einer Verbrennungskraftmaschine (erste Antriebsmaschine) während eines Startvorgangs der Verbrennungskraftmaschine eingerichtet. Zum Starten der Verbrennungskraftmaschine muss diese insbesondere aus dem Stillstand auf eine Startdrehzahl, ab welcher ein befeuerter Betrieb möglich ist, beschleunigt werden. Für derartige Startvorgänge ist insbesondere ein geringeres Drehmoment notwendig als von der ersten Antriebsmaschine abgebbar ist, vorzugsweise ist die erste Kopplungseinrichtung auf dieses geringe Drehmoment, welches zum Starten der Verbrennungskraftmaschine notwendig ist, ausgelegt. Vorzugsweise ist also die erste Kopplungseinrichtung dazu eingerichtet, eine drehmomentleitende Verbindung von der Ausgangsseite der Kopplungseinrichtung zur Eingangsseite dieser herzustellen und damit einen sogenannten Schleppstart der Verbrennungskraftmaschine zu ermöglichen. Insbesondere wird die erste Kopplungseinrichtung nicht zum Ermöglichen von Anfahrvorgängen mit der ersten Antriebsmaschine herangezogen und es ist somit ermöglicht diese besonderes platzsparend zu dimensionieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die weitere Kopplungseinrichtung als eine formschlüssige Kopplungseinrichtung ausgebildet. Entsprechen der vorzugsweise zum Starten der ersten Antriebsmaschine dimensionierten ersten Kopplungseinrichtung ist die weitere Kopplungseinrichtung zum Obertragen des „restlichen" Drehmoments eingerichtet. Vorzugsweise ist unter einer formschlüssigen Kopplungseinrichtung im Sinne der Erfindung eine Klauenkupplung, eine Kupplung mit einer Schiebemuffe zur selektiven Drehmomentübertragung bzw. allgemein eine Kopplungseinrichtung, bei welcher das Drehmoment selektiv durch eine formschlüssige Verbindung übertragbar ist, zu verstehen. Insbesondere mittels einer formschlüssigen Kopplungseinrichtung ist es ermöglicht, große Drehmomente auf kleinem Bauraum zu übertragen. Dabei ist diese weitere Kopplungseinrichtung derart angeordnet, dass mit dieser Drehmoment selektiv von der Eingangs- auf die Ausgangswelle mittels dieser formschlüssigen Verbindung selektiv übertragbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abtriebswelle der Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung mit einer weiteren Antriebsmaschine koppelbar bzw. mit dieser gekoppelt. Vorzugsweise ist diese weitere Antriebsmaschine als ein elektromechanischer Energiewandler, vorzugsweise als ein Elektromotor/-generator, bevorzugt als ein Elektromotor ausgebildet. Weiter vorzugsweise weist diese weitere Antriebsmaschine zum Übertragen von Antriebsleistung auf die Abtriebswelle einen mit der Abtriebswelle, wenigstens mittelbar, koppelbaren Rotor und mit einem Stator auf. Dabei ist im Sinne der Erfindung unter der mittelbaren Kopplung des Rotors mit der Abtriebswelle insbesondere zu verstehen, dass in Drehmomentübertragungsrichtung vom Rotor auf diese Abtriebswelle zwischen diesen eine Getriebeeinrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise ist diese Getriebeeinrichtung als ein Planetengetriebe ausgebildet. Insbesondere durch eine derartige Ausgestaltung ist es ermöglicht durch die weitere Antriebsmaschine ein besonders großes Drehmoment auf die Abtriebswelle zu übertragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Getriebeeinrichtung die zur Übertragung von Antriebsleistung von der weiteren Antriebsmaschine auf die Abtriebswelle eingerichtet ist, ein Obersetzungsverhältnis auf, welches größer ist als 1 , bevorzugt größer ist als 1 ,25 und besonders bevorzugt größer ist als 1 ,5 und weiter vorzugsweise ist dieses Übersetzungsverhältnis kleiner als 2,5, bevorzugt kleiner als 2 und besonders bevorzugt kleiner als 1 ,7. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist dieses Übersetzungsverhältnis, wenigstens im Wesentlichen, 1 ,6, Insbesondere durch ein derartiges Übersetzungsverhältnis ist eine Übersetzung der Drehzahl des Rotors in Bezug auf die Drehzahl der Abtriebswelle ins langsame und damit eine Erhöhung des Drehmoments an der Abtriebswelle ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die in Drehmomentübertragungsrichtung von der weiteren Antriebsmaschine auf die Abtriebswelle zwischen diesen angeordnete Getriebeeinrichtung als ein Planetengetriebe ausgebildet. Vorzugsweise weist dieses Planetengetriebe einen mit der Abtriebswelle koppelbaren Planetenradträger auf. Vorzugsweise ist auf diesem Planetenradträger zumindest ein Planetenrad, vorzugsweise 2, bevorzugt 3 oder besonders bevorzugt 4 oder mehr Planetenräder drehbar gelagert. Vorzugsweise sind dieses Planetenrad oder diese Planetenräder durch ein Hohlrad oder durch ein Sonnenrad des Planetengetriebes oder durch beide zur Leistungsübertragung kontaktierbar. Weiter vorzugsweise ist das Hohlrad des Planetengetriebes mit dem Rotor der weiteren Antriebsmaschine zur Leistungsübertragung verbindbar bzw. ist mit diesem drehfest verbunden, insbesondere durch eine derartige Ausgestaltung des Planetengetriebes ist ein besonders platzsparender Aufbau der Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung erreichbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Hohlrad dieses Planetengetriebe radial wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, innerhalb des Rotors der weiteren Antriebsmaschine angeordnet. Vorzugsweise ist zumindest die zur Leistungsübertragung vorgesehene Verzahnung des Hohlrades, wenigstens abschnittsweise oder vollständig, in axialer Richtung innerhalb dieses Motors angeordnet, insbesondere durch die konstruktive Anordnung des Hohlrades innerhalb des Rotors der weiteren Antriebsmaschine ist ein besonders platzsparender Aufbau der Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung erreichbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Kopplungseinrichtung als eine Lamellenkupplung, insbesondere eine trockenlaufende Lamellenkupplung, ausgebildet Vorzugsweise weist diese Lamellenkupplung eine Lamellenkupplungsfeder auf und weiter vorzugsweise ist diese Lamellenkupplungsfeder derart angeordnet, dass die Lamellenkupplung durch die Lamellenkupplungsfeder in eine geöffnete Position vor gespannt ist. Derartige Kupplungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden häufig als„Normaly open" Kupplungen bezeichnet.
Vorzugsweise weist diese Lamellenkupplung einen ersten Kupplungsaktuator auf. Weiter vorzugsweise ist dieser erste Kupplungsaktuator dazu vorgesehen zum Betätigen dieser Lamellenkupplung eine Lamellenkupplungskraft aufzubringen, welche der durch die Lamellenkupplungsfeder aufbringbare Vorspannkraft entgegen gerichtet ist, insbesondere ist dieser Kupplungsaktuator also dazu eingerichtet, die Lamellenkupplung von der geöffneten Position in eine geschlossene Position zu überführen. Dabei ist in der geöffneten Position kein Drehmoment durch die Lamellenkupplung übertragbar und in der geschlossenen Position ist ein Drehmoment durch die Lamellenkupplung übertragbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die weitere Kopplungseinrichtung als eine schaltbare» formschlüssige Kopplungseinrichtung ausgebildet. Dabei ist im Sinne der Erfindung unter einer formschlüssigen Kopplungseinrichtung eine Kopplungseinrichtung, bei welcher das selektiv übertragbare Drehmoment mittels einer Formschlussverbindung übertragbar ist, beziehungsweise im geöffneten Zustand dieser Kopplungseinrichtung diese Formschlussverbindung nicht besteht Derartige formschlüssige Kopplungseinrichtungen sind aus dem Stand der Technik insbesondere als Klauenkupplung oder in anderen Bauformen bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die weitere Kopplungseinrichtung als eine Klauenkupplung ausgebildet. Vorzugsweise weist diese Klauenkupplung eine Klauenkupplungsfeder auf, durch welche die Klauenkupplung in eine geöffnete Position vorspannbar ist, d.h. also in eine geöffnete Position, in welcher das selektiv übertragbare Drehmoment nicht übertragbar ist. Weiter vorzugsweise ist zum Betätigen der weiteren Kopplungseinrichtung ein weiterer Kupplungsaktuator vorgesehen. Vorzugsweise ist dieser weitere Kupplungsaktuator als ein hydraulischer Aktuator, bevorzugt als ein elektrischer beziehungsweise magnetischer Aktuator ausgebildet und besonders bevorzugt ist dieser Aktuator als ein hydraulischer Zylinder und ganz besonders bevorzugt als ein hydraulischer Ringzylinder ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist mit diesem weiteren Kupplungsaktuator eine Kraft auf die weitere Kopplungseinrichtung aufbringbar, welche der Federkraft der Klauenkupplungsfeder entgegen gerichtet ist und mit welcher die Klauenkupplung von ihrer geöffneten in ihre geschlossene Position überführbar ist, in welcher ein Drehmoment übertragbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kopplungseinrichtung und die weitere Kopplungseinrichtung derart angeordnet» dass die Klauenkupplungskraft und die Lamellenkupplungskraft, also jeweils die Kräfte die zum Überführen der Kopplungseinrichtungen in deren geschlossene Position vorgesehen sind, entgegen gerichtet sind. Insbesondere durch eine derartige Anordnung der Kopplungseinrichtungen ist ein besonders platzsparender Aulbau dieser ermöglicht,
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Eingangs- und die Ausgangswelle der Antriebsmaschinenkopplungseinrichtung konzentrisch zueinander ausgerichtet, so dass diese um eine gemeinsame Rotationsachse rotierbar sind. In axialer Richtung, entlang der Rotationsachse, sind die Kopplungseinrichtung und die weitere Kopplungseinrichtung vorzugsweise voneinander beabstandet angeordnet. Dabei ist in diesem Sinne unter einer axialen Beabstandung zu verstehen, dass sich die zur selektiven Drehmomentübertragung vorgesehenen Bereiche, bei einer Lamellenkupplung also insbesondere die Reiblamellen und bei einer Klauenkupplung also insbesondere die ineinandergreifenden Klauen, sich in axialer Richtung nicht überdecken. Weiter vorzugsweise sind die Kopplungseinrichtungen derart angeordnet, dass sich die Kupplungsaktuatoren in axialer Richtung nicht überdecken. Insbesondere durch einen derartigen Aufbau der Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung ist ein besonders betriebssicherer Aufbau dieser ermöglicht.
Vorzugsweise ist die weitere Kopplungseinrichtung, welche vorzugsweise als formschlüssige Kopplungseinrichtung ausgebildet ist, geometrisch in einem solchen Bereich des Rotors angeordnet, der mit Kühlschmierstoff, vorzugsweise mit Getriebeöl, versorgbar ist. Insbesondere mittels des Kühlschmierstoffs ist die Funktionssicherheit der weiteren Kopplungseinrichtung verbesserbar und weiter ist dieser Kühlschmierstoff auch der Getriebeeinrichtung, vorzugsweise dem Planetengetriebe, zuführbar. Weiter ist es ermöglicht, mittels des Kühlschmierstoffs, insbesondere beim Antrieb mittels der weiteren Antriebsmaschine anfallende, Abwärme abzuführen.
Ein erfindungsgemäßer Hybridantriebsstrang weist eine Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung der zuvor beschriebenen Bauart auf. Als eine erste Antriebsmaschine weist ein derartiger Antriebsstrang vorzugsweise eine Verbrennungskraftmaschine in Hubkolbenbauweise auf. Weiter weist dieser Hybridantriebsstrang ein
Drehschwingungsreduzierungssystem auf. Derartige Systeme sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Bauformen bekannt. Prinzip bedingt gibt die Verbrennungskraftmaschine das Antriebsdrehmoment an die Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung mit Drehmomentungleichförmigkeiten ab, dabei ist das Drehschwingungsreduzierungssystem dazu vorgesehen, diese Drehmomentungleichförmigkeiten wenigstens zu reduzieren. Vorzugsweise ist dieses System, bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist das Drehschwingungsreduzierungssystem einerseits mit der Verbrennungskraftmaschine und andererseits mit der Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung verbindbar und bevorzugt dauerhaft drehfest verbunden. Vorzugsweise ist das
Drehschwingungsreduzierungssystem einerseits mit der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine verbindbar und andererseits mit der Eingangswelle der Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung. Insbesondere mittels einer solchen Antriebsarchitektur ist ein besonders effizientes Antriebssystem darstellbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das
Drehschwingungsreduzierungssystem aus einer Gruppe ausgewählt, welche wenigstens folgende Einrichtungen umfasst:
- Fliehkraftpendel,
- Einmassenschwungrad,
- Zweimassen- oder Mehrmassenschwungrad, - Elektrischer Schwingungsdämpfer,
- Hydraulischer Schwingungsdämpfer,
Dabei sind in diesem Sinn unter elektrischen Schwingungsdämpfern vorzugsweise motorisch und generatorisch betreibbare Einrichtungen zu verstehen. Weiter vorzugsweise Einrichtungen bei welchen elektrische Leistung mittels einer Widerstandsschaltung abgebaut wird. Untersuchungen haben gezeigt, dass die genannten Drehschwingungsreduzierungssysteme besonders geeignet zum Verwirklichen eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sind. in einer bevorzugten Ausführungsform die erste Kopplungseinrichtung axialfest mit der zweiten Kopplungseinrichtung verbunden. Vorzugsweise ist die Eingangsseite der ersten Kopplungseinrichtung als Kupplungskorb ausgebildet und dieser Kupplungskorb ist drehfest und axialfest mit der Eingangsseite der zweiten Kopplungseinrichtung verbunden. Weiter vorzugsweise ist das Drehschwingungsreduzierungssystem mittels wenigstens eines oder mehrerer Radiallager gegenüber beziehungsweise auf der Ausgangswelle drehbar lagerbar. Weiter vorzugsweise ist die Ausgangsseite des Drehschwingungsreduzierungssystems auf der Eingangsseite des Drehschwingungsreduzierungssystems lagerbar oder umgekehrt. Insbesondere ist die Eingangsseite des Drehschwingungsreduzierungssystems mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar und die Ausgangsseite dieses Systems ist zu Abgabe der von der Verbrennungskraftmaschine aufgenommenen Leistung eingerichtet.
Nachfolgend sind einzelne Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung anhand der teilweise schematisierten Figuren näher erläutert, dabei zeigt
Fig. 1 : eine teilweise Längsschnittdarstellung der
Antriebsmaschinenkoppelungsvorrichtung,
Fig.2: einen schematisierten Hybridantriebsstrang mit einer derartigen Antriebsmaschinenkoppelungsvorrichtung, Fig.3: teilweise Längsschnittdarstellung der Antriebsmaschinenkoppelungsvorrichtung.
Figur 1 zeigt eine Längsschnittdarstellung der
Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung. Dabei ist erkennbar, dass die Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 1 angeordnet ist. An die Eingangswelle 4 kann die Kurbelwelle 2 der Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt) Antriebsleistung zum Antreiben des Kraftfahrzeugs abgeben. In Drehmomentübertragungsrichtung von der Verbrennungskraftmaschine auf die Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung ist vor dieser ein Drehschwingungsreduzierungssystem 3 angeordnet, dieses weist ein Fliehkraftpendel auf, mit welchem in Abhängigkeit der von der Verbrennungskraftmaschine abgebbaren Drehzahl
Drehmomentungleichförmigkeiten reduziert werden. In der gleichen Richtung ist nach diesem Drehschwingungsreduzierungssystem und damit zwischen der Eingangs- 4 und der Ausgangswelte 5 eine Lamellenkupplung 6 angeordnet, mit welcher diese beiden Wellen selektiv miteinander verbindbar sind.
Die Lamellenkupplung 8 ist über einen zentralen Lamellenkupplungsaktuator betätigbar, dieser ist als hydraulischer Zylinder 7 mit Ringkolben, beziehungsweise als hydraulischer Zentralausrücker, ausgebildet. Die Lamellenkupplung 6 ist über den Betätigungsarm 8, welcher als eine geschlitzte Tellerfeder ausgebildet ist, betätigbar und befindet sich ohne Betätigung durch den Lamellenkupplungsaktuator in einer geöffneten Stellung, in welcher durch die Lamellenkupplung 6 kein Drehmoment von der Eingangs- 4 auf die Ausgangswelle 5 übertragbar ist.
Die Eingangswelle 4 ist abschnittsweise als Hohlwelle ausgebildet und dadurch direkt mit der weiteren Kopplungseinrichtung verbunden, diese ist als Klauenkupplung 9 ausgebildet. Mittels der Klauenkupplung 9 ist also die Eingangswelle 4, unabhängig von der Lamellenkupplung 6, mit der Ausgangswelle 5 selektiv zur Drehmomentübertragung verbindbar. Beide Kupplungen 6, 9 sind bezogen auf die Drehmomentübertragung parallelgeschaltet, so dass ein größeres Drehmoment zwischen der Eingangs- 4 und der Ausgangswelle 5 übertragbar ist, wenn beide Kupplungen 8, 9 geschlossen sind. Der Träger 39 der Klauenkupplung 9 ist mittels der Radiallagerung 38 auf der Ausgangswelle 5 drehbar gelagert und weiter ist dieser Träger 39 über eine Wellenabeverbindung mit der Lamellenkupplung 6 drehfest verbunden.
Die Klauenkupplung 9 ist mit einem Klauenkupplungsaktuator betätigbar, dieser ist als ein weiterer hydraulischer Zylinder 10 ausgebildet. Weiter ist die Klauenkupplung 9 mittels der Klauenkupplungsfeder 11 in die geöffnete Position vorgespannt und ist damit also sog. „Normaly Open" Kupplung ausgebildet, wie auch die Lamellenkupplung 6.
Weiter weist die Ankopplungsvorrichtung einen elektromechanischen Energiewandler, also einen sowohl motorisch wie auch generatorisch betreibbaren Elektromotor, mit einem Stator 12, welcher gehäusefest montiert ist, und einem gegenüber diesem Stator 12 drehbar gelagerten Rotor 13 auf. Der Rotor 13 ist darüber hinaus mit dem Hohlrad 15 eines Planetengetriebes 14 verbunden. Das Planetengetriebe 14 weist mehrere Planetenräder 16, welche auf dem Planetenradträger 17 gelagert sind, auf. Der Pianetenradträger 17 ist drehfest mit der Abtriebswelle verbunden und das Pianetengetriebe 14 ist so ausgestaltet, dass diese eine Übersetzung vom Rotor 13 zur Ausgangswelle 5 von 1 ,6 ins Langsame aufweist.
Die Planetenräder 16 kämmen zur Leistungsübertragung sowohl mit dem Hohlrad 15, wie auch mit dem Sonnenrad 18. Das Sonnenrad 18 ist gehäusefest gelagert, dieses weist also dauerhaft die Drehzahl Null auf. Die Ausgangswelle 5 der Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung ist drehfest mit einer Getriebeeingangswelle 19 in ein schaltbares Getriebe (nicht dargestellt) verbindbar.
Weiter sind Radialwellendichtringe 36, 37 vorgesehen. Diese Radialwellendichtringe 36, 37 verhindern, dass Getriebeöl, mit welchem der Elektromotor 12, 13 kühlbar ist und mit welchem die Klauenkupplung 9 sowie das Planetengetriebe 14 geschmiert werden, zur trockenen Lamellenkupplung 6 durchtritt und diese verunreinigt. Mittels der Radialweüendichtringe 36, 37 wird damit der Ölraum des Getriebes gegenüber dem Raum in welchem die Lamellenkupplung 6 angeordnet ist fluiddicht abgeschlossen.
Figur 2 zeigt einen schematisierten Antriebsstrang mit einer Antriebsmaschinenkoppelungsvorrichtung wie in Figur 1 dargestellt. Die Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung 20 ist einerseits mit ihrer Eingangswelle 4 mit der Verbrennungskraftmaschine 21 verbindbar und andererseits mit ihrer Ausgangswelle 5 mit der Getriebeeingangswelle in das schaltbare Getriebe 22.
Vom schaltbaren Getriebe 22 wird die von der Verbrennungskraftmaschine 21 und/oder vom elektromechanischen Energiewandler (nicht dargestellt) bereitgestellte Antriebsleistung in Richtung zu den antreibbaren Rädern 23 mittels Gelenkwellen 24 und einem Achsgetriebe 25 übertragen.
Dabei ist es in dieser Antriebskonfiguration insbesondere ermöglicht, einen besonders kompakten Aufbau zu realisieren.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einer bevorzugten Ausführungsform der Lagerung der ersten Koppelungseinrichtung,
Lamellenkupplung 6. Nachfolgend wird im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsformen in den Figuren Figur 1 und Figur 3 eingegangen. Die Eingangswelle 4 ist als Kupplungskorb der Lamellenkupplung 6 ausgebildet. Dieser Kupplungskorb ist mittels einer Wellenabeverbindung drehfest mit dem Träger 39 der Klauenkupplung 9 verbunden. Weiter weist diese Wellenabeverbindung eine axiale Sicherung 35 auf, welche beispielsweise als Wellenmutter oder Sicherungsring ausgebildet sein kann. Mittels der axialen Sicherung 35 ist die Lamellenkupplung 6 axiaifest mit dem Träger 39 der Klauenkupplung 9 verbunden.
Das Drehschwingungsreduzierungssystem 3 ist mittels der Lager 31 und 32 drehbar gegenüber der Ausgangswelle 5 gelagert, wobei für die Eingangsseite des Drehschwingungsreduzierungssystems 3 das Radiallager 31 und für dessen Ausgangsseite das Radiallager 32 vorgesehen ist.
Weiter ist das Drehschwingungsreduzierungssystem 3 mittels einer axial flexiblen Platte, sogenannten Flexplatte 34, drehfest mit der Kurbelwelle 2 verbunden. Die Flexplatte 34 ist axialweich aber torsionssteif ausgebildet.
Mittels einer solchen Ausführungsform der Erfindung ist es ermöglicht, dass keine Kräfte aus der Kupplungsbetätigung auf die Kurbellwelle 2 der Verbrennungskraftmaschine übertragen werden.
Abweichend von den in den Figuren 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ist es ermöglicht, dass die Getriebeeingangswelle 19 sowie die Ausgangswelle 5 einstückig miteinander ausgebildet sind. In einem solchen Fall ist der Planetenradträger 17 mittels einer Wellenabeverbindung mit der Ausgangswelle 5 verbunden, so dass die
Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung montierbar ist.

Claims

Patentansprüche
1 . Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb mit
einer Eingangswelle (4), welche zur Aufnahme einer von einer ersten Antriebsmaschine bereitstellbaren Antriebsleistung eingerichtet ist und mit einer Ausgangswelle (5), welche zur Abgabe dieser Antriebsleistung eingerichtet ist und
mit einer ersten Kopplungseinrichtung (6), welche in Richtung der
Drehmomentübertragung von der Eingangs- (4) auf die Ausgangsweile (5) zwischen diesen angeordnet ist und durch welche selektiv Drehmoment von der Eingangs- (4) auf die Ausgangswelle (5) übertragbar ist, wobei diese Kopplungseinrichtung (6) unmittelbar mit der Ausgangsweile (5) koppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Eingangs- (4) auf die Ausgangswelle (5) eine weitere Kopplungseinrichtung (9) zwischen diesen angeordnet und unmittelbar mit der Ausgangswelle (5) koppelbar ist, dass durch diese weitere Kopplungseinrichtung (9) selektiv Drehmoment von der Eingangs- (4) auf die Ausgangswelle (5) übertragbar ist und, dass die weitere Kopplungseinrichtung (9), bezogen auf die
Drehmomentübertragung, parallel zur ersten Kopplungseinrichtung (6) angeordnet ist.
2. Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass
die erste Kopplungseinrichtung (6) als eine reibschlüssige, selektiv schaltbare Lamellenkupplung ausgebildet ist.
3. Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die weitere Kopplungseinrichtung (9) als eine formschlüssige, selektiv schaltbare Kopplungseinrichtung ausgebildet ist, so dass mit dieser Drehmoment selektiv von der Eingangs- (4) auf die Ausgangswelle (5) mittels einer formschlüssigen Verbindung übertragbar ist , Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Abtriebswelle (5) mit einer weiteren Antriebsmaschine (12, 13) koppelbar ist,
dass diese weitere Antriebsmaschine (12, 13) als eine elektrische
Antriebsmaschine mit einem Rotor (13) und einem Stator (12) ausgebildet ist. , Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in Richtung der Drehmomentübertragung von der weiteren
Antriebsmaschine (12, 13) auf die Abtriebswelle (5) ein Planetengetriebe (14) angeordnet ist,
dass diese Planetengetriebe (14) einen mit der Abtriebswelle koppelbaren Planetenradträger (17) aufweist, dass auf diesem Planetenradträger (17) zumindest ein Planetenrad (16) drehbar gelagert ist, welches zur
Leistungsübertragung durch ein Hohlrad (15) oder durch ein Sonnenrad (18) dieses Planetengetriebes (14) oder durch beide kontaktierbar ist und, dass das Hohlrad (15) mit dem Rotor (13) zur Leistungsübertragung verbindbar ist, , Antriebsmaschinekopplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Hohlrad (15) radial innerhalb des Rotors (13) angeordnet ist und, dass zumindest die zur Leistungsübertragung vorgesehene Verzahnung des Hohlrad (15), wenigstens abschnittsweise oder vollständig, in axialer Richtung innerhalb des Rotors (13) angeordnet ist.
7. Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Kopplungseinrichtung (6) als eine Lamellenkupplung ausgebildet ist,
dass diese Lamellenkupplung durch einen Betätigungsarm (8) in eine betätigbar ist und als eine„Normaly Open" Kupplung ausgebildet ist, dass ein erster Kupplungsaktuator (7) vorgesehen ist, mit dem eine Lamellenkupplungskraft zum Überführen der Lamellenkupplung in eine geschlossene Position aufbringbar ist,
8. Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die weitere Kopplungseinrichtung (9} als eine als„Normaly Open"
Kupplung ausgebildet ist,
9. Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die weitere Kopplungseinrichtung (9) als eine Klauenkupplung ausgebildet ist,
dass diese Klauenkupplung durch eine Klauenkupplungsfeder (1 1) in eine geöffnete Position vorgespannt ist,
dass ein weiterer Kupplungsaktuator (10) vorgesehen ist, mit dem eine Klauenkupplungskraft entgegen der Klauenkupplungsfeder (1 1 ) zum Überführen der Klauenkupplung in eine geschlossene Position aufbringbar ist.
10. Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Klauenkupplungskraft und die Lamellenkupplungskraft einander entgegen gerichtet sind.
11. Antriebsmaschinenkopplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Eingangswelle (4) und die Ausgangsweife (5) konzentrisch zueinander angeordnet und damit um eine gemeinsame Rotationsachse (1) rotierbar sind,
dass die erste Kopplungseinrichtung (6) und die weitere
Kopplungseinrichtung (9) in axialer Richtung der Rotationsachse (1) axial voneinander beabstandet angeordnet sind.
12. Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer
Antriebskopplungsvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Verbrennungskraftmaschine (21) als erster
Antriebsmaschine und mit einem Drehschwingungsreduzierungssystem (3), welches bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine (21) und der Eingangswelle (4) angeordnet ist,
13. Hybridantriebsstrang nach 12, dadurch gekennzeichnet, dass
das Drehschwingungsreduzierungssystem (3) zu mindestens eine oder mehrere Einrichtung aus der folgenden Gruppe von Einrichtungen aufweist:
- Fliehkraftpendel,
- Einmassenschwungrad,
- Zwei- oder Mehrmassenschwungrad,
- elektrischer Schwingungsdämpfer,
- hydraulischer Schwingungsdämpfer,
14. Kraftfahrzeug mit einem Hybridantriebsstrang nach einem der Ansprüche 12 oder 13.
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