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WO2018188689A1 - Hybrid-antriebsstrang mit einem ersten torsionsschwingungsdämpfer und einem dem ersten torsionsschwingungsdämpfer nachgeschalteten torsionsschwingungsdämpfer - Google Patents

Hybrid-antriebsstrang mit einem ersten torsionsschwingungsdämpfer und einem dem ersten torsionsschwingungsdämpfer nachgeschalteten torsionsschwingungsdämpfer Download PDF

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WO2018188689A1
WO2018188689A1 PCT/DE2018/100294 DE2018100294W WO2018188689A1 WO 2018188689 A1 WO2018188689 A1 WO 2018188689A1 DE 2018100294 W DE2018100294 W DE 2018100294W WO 2018188689 A1 WO2018188689 A1 WO 2018188689A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
torsional vibration
vibration damper
electric machine
torque
combustion engine
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2018/100294
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Huber
Marco Grethel
Ivo Agner
Olaf Werner
Stefan Winkelmann
Dr. Georg GÖPPERT
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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 Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE112018001979.9T priority Critical patent/DE112018001979A5/de
Publication of WO2018188689A1 publication Critical patent/WO2018188689A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • Hybrid drive train with a first torsional vibration damper and a torsional vibration damper connected downstream of the first torsional vibration damper
  • the invention relates to a hybrid powertrain for a motor vehicle, having an internal combustion engine interface, from which a torque generated by an internal combustion engine via a first torque transmission section can be conducted to a transmission output interface, and with an electric machine interface, of which a torque generated by an electric machine can be conducted via a second torque transmission section of the transmission output interface, wherein a first torsion damper is arranged in the first torque transmission section.
  • Hybrid drive trains with a combination of an electric drive machine and an internal combustion engine in electrified drive trains are known from the prior art.
  • torsional vibrations occur due to the torque irregularities introduced by the internal combustion engine.
  • these occur in electrified drive trains with integrated in the transmission axis-parallel and coaxially mounted electric drive machine.
  • torsional vibration damper z. B. a dual mass flywheel, a centrifugal pendulum, torsion damped clutch plates, absorbers or a slip control used to dampen the torsional vibrations.
  • active vibration damping which are realized via the electric drive machine used.
  • a hybrid powertrain is to be developed with improved vibration damping for the torsional vibrations.
  • the developed vibration damping concept can also be used in a coaxial or paraxial E machines whose resonance is in the speed range of Verbrennungskraftma- machine.
  • the object of the invention is achieved in a generic device according to the invention in that a second torsional vibration damper is connected downstream of the first torsional vibration damper.
  • torque irregularities are introduced into the transmission by the engine. These can stimulate torsional resonances. In hybrid applications with a gear-integrated electric motor, these resonance frequencies are in the operating speed range of the internal combustion engine.
  • the waveform is characterized by a torsional vibration of the electric motor against the secondary mass of the dual mass flywheel.
  • the transmission resonance is pushed out of the operating / driving speed range, so that the noise behavior / noise vibration harshness behavior (NVH behavior) is improved.
  • the second torsional damper in the power flow of the electric motor leads to a shift of the resonant frequency outside the operating speed range or / and due to the damper tuning to a damping.
  • the second torsional damper in the second torque transmission section ie in the transmission path for the torque generated by the electric machine, d. H. between the electric machine interface and the transmission output interface is arranged. This shifts the resonances to a non-critical range. It is prevented that the resonance frequencies are in the operating speed range.
  • the second torsional vibration damper of the electric machine is connected upstream, that is, that the second torsional vibration damper between the electric machine and the transmission output interface and thus in the transmission path for the torque generated by the electric machine is arranged.
  • the second vibration damper it is advantageous for the second vibration damper to be arranged outside the transmission path, with which the torque generated only by the internal combustion engine is transmitted, since the second torsional damper should in particular shift and / or dampen the resonance frequencies / vibrations.
  • the second torsional vibration damper is integrated in the electric machine.
  • the torsional vibrations can be damped early.
  • Another favorable embodiment is characterized in that the second torsional vibration damper is integrated in a rotor of the electric machine.
  • the torsional vibrations can be eliminated right at their place of origin, namely the rotor of the electric machine.
  • the vibrations can be particularly cost-effective and damped by a low-effort construction.
  • the second torsional vibration damper is arranged between two torque-transmitting, relatively movable elements of the drive train, and the relative displacement between the two elements is damped or coupled together via an energy store.
  • the electric machine is arranged axially parallel or coaxially.
  • additional measures such as a slip control or active vibration damping via the electric machine, which reduces the overall efficiency of the drive train. Therefore, additional measures for vibration reduction must be made in a drive train with an electric machine.
  • the first torsional vibration damper is integrated in a flywheel arranged in the first torque transmission section, in particular a dual mass flywheel.
  • the second torsional vibration damper can also be integrated in an intermediate element arranged in the second torque transmission section, in the manner of an intermediate wheel.
  • This intermediate wheel can be designed to transmit the torque generated by the electric machine from an axis-parallel shaft to a shaft arranged coaxially with the transmission.
  • the intermediate element can be divided, for example, axially (or also radially) into two mutually relatively movable parts, wherein the second torsional vibration damper is arranged between the two parts.
  • the second torsional vibration damper can couple the moving parts together via a spring-damping unit.
  • the dual-mass flywheel prefferably has a primary flywheel / a primary flywheel mass and a / a secondary flywheel mass / secondary flywheel mass connected to the primary flywheel via a spring-damping unit.
  • the spring-damping unit is formed as Bogenfe-. More preferably, a centrifugal pendulum is attached to the dual mass flywheel, in particular to the secondary flywheel.
  • the second torsional vibration damper is disposed between the flywheel and a starting element. Also, the second torsional vibration damper may be integrated in the starting element. An additional embodiment for positioning the second torsional vibration damper is an arrangement between the starting element and a transmission.
  • the second torsional vibration damper may be integrated in the transmission.
  • the torsional vibration damper is arranged between the transmission and the intermediate element.
  • the second torsional vibration damper is arranged between the intermediate element and the electric machine.
  • the invention relates to a hybrid powertrain with a new element for reducing torsional vibrations in an electrified powertrain and in the conceptual combination with a dual mass flywheel with centrifugal pendulum on the secondary flywheel in electrified powertrains with the coaxial or paraxial mounted electric machine.
  • a pronounced torsional vibration resonance occurs in the speed operating range of the vehicle.
  • the additional damping element is arranged within the transmission path of the (electric) drive power.
  • the additional torsional vibration damping element can be used both in a drive element and / or an output element. selement be integrated as well as in an intermediate element / intermediate.
  • This secondary flywheel downstream and the electric machine upstream element can be performed analogously to a known clutch disc damper.
  • the damping element can also be integrated in an intermediate gear such that between the introduced drive power and passed output power a vibration damping relative movement is made possible.
  • the two halves / parts of the idler gear are coupled together via the damping element.
  • the damping element can also be used in other power-transmitting components such. B. integrated in a chain element, a belt element or in a chain or belt tensioning element.
  • the damping element directly in the rotor transmitting the drive power of the electric machine. Even with a coaxial arrangement of the engine in the drive power flow of the internal combustion engine within a transmission, such an additional torsional vibration damping element can be arranged.
  • the electric drive is arranged axially parallel to a transmission structure.
  • the damping element is integrated in the power path of the electric drive to the transmission structure.
  • a dual-mass flywheel with centrifugal pendulum and the secondary flywheel is arranged between the internal combustion engine and the transmission structure.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a hybrid powertrain according to the invention with a second torsional vibration damper, which is integrated in an idler,
  • 2 is a schematic representation of the hybrid powertrain according to the invention with the second vibration damper, which is integrated in the electric machine
  • 3 is a block diagram of the hybrid powertrain with identified possible positions for the second torsional vibration damper in an axis-parallel electric machine
  • Fig. 4 is a block diagram of the hybrid powertrain with the possible positions for the second torsional vibration damper in a coaxial electric machine.
  • Fig. 1 shows a hybrid powertrain 1 for a motor vehicle. Via an internal combustion engine interface 2, a torque generated before an internal combustion engine 3 is conducted via a first torque transmission section to a transmission output interface 4. Also, an electric machine interface 5 is present, via which a torque generated by an electric machine 6 is conducted via a second torque transmission section to the transmission output interface 4.
  • a first torsional damper 7 is arranged, which is designed to reduce the torque irregularities generated by the internal combustion engine 3.
  • a second torsional vibration damper 8 is present in the hybrid drive train 1, which is connected downstream of the first torsional vibration damper 7.
  • the second torsional vibration damper 8 is arranged in the second transmission section, ie in the transmission path, for the torque generated by the electric machine 6.
  • the second torsional damper 8 is thus, as can be seen in FIG. 1, between the electric machine interface 5 and the transmission output interface 4.
  • the first torsional vibration damper 7 is disposed within a dual-mass flywheel 9.
  • the dual-mass flywheel 9 consists of a primary flywheel / a primary flywheel 10, which is connected via a designed as a bow spring 1 1 damping unit with a secondary flywheel / a secondary flywheel 12. on the secondary flywheel 12, a centrifugal pendulum 13 is attached.
  • the torque generated by the internal combustion engine 3 is thus introduced via the internal combustion engine interface 2. Then, the torque is passed through the dual mass flywheel 9 and a gear 14 to a differential 15, which passes the torque further to the wheels of a vehicle.
  • the torque generated by the electric machine 6 is introduced into the drive train 1 via the electrical machine interface 5. Then, the torque is transmitted via an intermediate gear 17 to the transmission 14, the differential 15 and then to the vehicle 16.
  • the intermediate gear 17 is designed as a split intermediate wheel, so that it is divided axially into two parts / halves, between which the second torsional vibration damping element 8 is inserted.
  • the electric machine 6 consists of a movable rotor 18 and a rotationally fixed, the rotor 18 concentrically outside surrounding stator 19.
  • the hybrid drive train 1 is designed with an axially parallel electric machine 6.
  • Fig. 2 shows the hybrid powertrain 1 in a second embodiment.
  • the electric machine 6 is arranged coaxially with the transmission 14.
  • the second torsional damper 8 is integrated into the rotor 18 of the electric machine 6.
  • the first torsional vibration damper 7 is again disposed within the dual mass flywheel 9 between the primary flywheel 10 and the secondary flywheel 12 connected to a centrifugal pendulum 13.
  • the secondary flywheel 12 serves as a starting element 20, so that the torque of the internal combustion engine 3 only in parts len the first torque transmitting section can be initiated. This plays a role especially when starting.
  • FIG. 3 shows the elements of the hybrid drive train 1 and the possible positions 21 for the second torsional vibration damper 8.
  • the torque is thus transmitted from the internal combustion engine 3 via the internal combustion engine interface 2 to the dual mass flywheel 9.
  • the dual-mass flywheel 9 forwards the torque to the starting element 20, which in turn passes on the torque generated by the internal combustion engine 3 to the transmission 14.
  • the torque generated by the internal combustion engine 3 is transmitted from the transmission 14 via the transmission output interface 4 to the differential and then to the vehicle.
  • the first torque transmitting portion is the portion where the engine power generated by the combustion engine is transmitted, and includes the engine interface 2, the dual mass flywheel 9, the startup member 20, the transmission 14, and the transmission output interface 4.
  • the torque generated by the electric machine 6 is passed from the electric machine 6 via the electric machine interface 5 to an intermediate element 22 in the manner of the idler 17, from where it to the transmission 14, via the transmission output interface 4 to the differential 15 and the vehicle sixteenth is directed.
  • the first torque-transmitting section is thus the section in which the electrically generated drive power is transmitted, and in this hybrid powertrain 1 with axis-parallel electric machine 6 includes the E-machine interface 5, the intermediate gear 17 / the intermediate element 22, the transmission 14 and the transmission output interface 4.
  • the second torsional vibration damper can be integrated in the electric machine 6, arranged between the electric machine 6 and the intermediate element 22 be integrated in the intermediate element 22 or the intermediate 17, be arranged between the intermediate gear 17 and the gear 14, be integrated in the transmission 14, be disposed between the gear 14 and the starting element 20, be arranged in the starting element 20 or between be arranged the starting element 20 and the dual mass flywheel 9.
  • Fig. 4 shows the hybrid powertrain 1 with the electric machine / electric machine 6, which is arranged coaxially.
  • the torque is transmitted via the internal combustion engine 3, via the internal combustion engine interface 2, via the dual mass flywheel 9, via the starting element 20, via the gearbox 14 with coaxial electric machine 6, via the transmission output interface 4 and via the differential 15 to the vehicle passed.
  • Possible positions 21 for the second torsional vibration damper 8 are an arrangement between the dual mass flywheel and the starting element, an arrangement within the starting element 20, an arrangement between the starting element 20 and the transmission 14, an arrangement within the transmission 14, an arrangement within the electric machine 6 ,

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle (2), von der ein von einer Verbrennungskraftmaschine (3) erzeugtes Drehmoment über einen ersten Drehmomen¬ tübertragungsabschnitt zu einer Getriebeausgangs-Schnittstelle (4) leitbar ist, und mit einer Elektromaschinen-Schnittstelle (5), von der ein von einer Elektromaschi- ne (6) erzeugtes Drehmoment über einen zweiten Drehmomentübertragungsabschnitt zu der Getriebeausgangs-Schnittstelle (4) leitbar ist, wobei in dem ersten Drehmomentübertragungsabschnitt ein erster Torsionsschwingungsdämpfer (7) angeordnet ist, und wobei ein zweiter Torsionsschwingungsdämpfer (8) dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer (7) nachgeschaltet ist.

Description

Hybrid-Antriebsstranq mit einem ersten Torsionsschwingungsdämpfer und einem dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer nachgeschalteten Torsions- schwingungsdämpfer
Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle, von der ein von einer Verbrennungskraftmaschine erzeugtes Drehmoment über einen ersten Drehmomentübertragungsabschnitt zu einer Getriebeausgangs-Schnittstelle leitbar ist, und mit einer Elektromaschinen- Schnittstelle, von der ein von einer Elektromaschine erzeugtes Drehmoment über ei- nen zweiten Drehmomentübertragungsabschnitt der Getriebeausgangs-Schnittstelle leitbar ist, wobei in dem ersten Drehmomentübertragungsabschnitt ein erster Torsionsdämpfer angeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik sind Hybrid-Antriebsstränge mit einer Kombination einer elektrischen Antriebsmaschine und einer Verbrennungskraftmaschine in elektrifizierten Antriebssträngen bekannt.
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass aufgrund der durch die Verbrennungskraftmaschine eingeleiteten Drehmomentungleichförmigkeiten Torsi- onsschwingungen entstehen. Insbesondere treten diese in elektrifizierten Antriebssträngen mit im Getriebe integrierter achsparalleler und koaxial angebrachter elektrischer Antriebsmaschine auf. Bisher werden in nicht elektrifizierten Fahrzeugen bekannte Torsionsschwingungsdämpfer, z. B. ein Zweimassenschwungrad, ein Fliehkraftpendel, torsionsgedämpfte Kupplungsscheiben, Tilger oder eine Schlupfregelung eingesetzt, die die Torsionsschwingungen dämpfen sollen. Zusätzlich werden in elektrifizierten Antriebssträngen aktive Schwingungsdämpfungen, die über die elektrische Antriebsmaschine realisiert werden, eingesetzt.
Die bisher vorhandenen Konzepte zur Schwingungsdämpfung gehen jedoch oftmals mit einer unzureichenden Isolationswirkung und/oder mit einem reduzierten Gesamtwirkungsgrad des Hybridantriebsstrangs einher. Außerdem muss der benötigte Bau- raumbedarf gesteigert werden, um die notwendige Anzahl und Leistungsfähigkeit der Torsionsdämpfer zu gewährleisten.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu vermindern. Insbesondere soll ein Hybrid- Antriebsstrang mit einer verbesserten Schwingungsdämpfung für die Torsionsschwingungen entwickelt werden. Dabei ist es auch die Aufgabe der Erfindung, dass das entwickelte Schwingungsdämpfungskonzept auch bei einer koaxialen oder achsparallelen E-Maschinen, deren Resonanz im Drehzahlbereich der Verbrennungskraftma- schine liegt, eingesetzt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein zweiter Torsionsschwingungsdämpfer dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer nachgeschaltet ist.
Dies hat den Vorteil, dass insbesondere die torsionalen Resonanzen, die durch die von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Drehunregelmäßigkeiten angeregt werden können, durch den zweiten Torsionsschwingungsdämpfer (im Leistungsfluss der Elektromaschine) so verschoben werden, dass sie außerhalb des Betriebsdreh- zahlbereichs liegen, und/oder durch eine Abstimmung zwischen dem ersten und dem zweiten Torsionsschwingungsdämpfer abgedämpft werden.
Mit anderen Worten werden durch den Verbrennungsmotor Drehmomentungleichför- migkeiten in das Getriebe eingeleitet. Diese können torsionale Resonanzen anregen. In Hybridanwendungen mit getriebeintegrierter E-Maschine liegen diese Resonanzfrequenzen im Betriebsdrehzahlbereich des Verbrennungsmotors. Die Schwingungsform ist geprägt durch eine torsionale Schwingung des E-Motors gegen die Sekundärmasse des Zweimassenschwungrads.
Durch den Einsatz des zweiten, nachgeschalteten Torsionsschwingungsdämpfers wird die Getrieberesonanz aus dem Betriebs-/Fahrdrehzahlbereich geschoben, so dass das Geräuschverhalten/Noise-Vibration-Harshness-Verhalten (NVH-Verhalten) verbessert wird. Also führt der zweite Torsionsdämpfer im Leistungsfluss der E- Maschine zu einer Verschiebung der Resonanzfrequenz außerhalb des Betriebsdrehzahlbereichs oder/und aufgrund der Dämpferabstimmung zu einer Bedämpfung.
Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.
So ist es zweckmäßig, wenn der zweite Torsionsdämpfer in dem zweiten Drehmo- mentübertragungsabschnitt, also in der Übertragungsstrecke für das durch die Elektromaschine erzeugte Drehmoment, d. h. zwischen der Elektromaschinen-Schnittstelle und der Getriebeausgangs-Schnittstelle, angeordnet ist. So werden die Resonanzen in einen unkritischen Bereich verschoben. Es wird verhindert, dass die Resonanzfrequenzen in dem Betriebsdrehzahlbereich liegen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn im Hybrid-Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine, die drehmomentübertragend mit der Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle verbunden ist, und eine Elektromaschine, die drehmomentübertragend mit der Elektromaschinen-Schnittstelle verbunden ist, vorhanden sind. So kann das Drehmoment für das Fahrzeug entweder durch die Verbrennungskraftmaschine allein oder mit der zugeschalteten Elektromaschine zusammen erzeugt werden.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn der zweite Torsionsschwingungsdämpfer der Elektromaschine vorgeschaltet ist, d. h., dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer zwischen der Elektromaschine und der Getriebeausgangs-Schnittstelle und somit in der Übertragungsstrecke für das durch die Elektromaschine erzeugte Drehmoment angeordnet ist. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der zweite Schwingungsdämpfer außerhalb der Übertragungsstrecke, mit der das nur von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Drehmoment übertragen wird, angeordnet ist, da der zweite Torsi- onsdämpfer insbesondere die Resonanzfrequenzen/-schwingungen verschieben und/oder abdämpfen soll. Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn der zweite Torsionsschwingungsdämpfer in der Elektromaschine integriert ist. So können die Torsionsschwingungen frühzeitig abgedämpft werden. Außerdem ist es so möglich, den zweiten Torsionsschwingungsdämp- fer bauraumsparend in den Antriebsstrang zu integrieren.
Ein weiteres günstiges Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer in einem Rotor der Elektromaschine integriert ist. So können die Torsionsschwingungen gleich an ihrem Ursprungsort, nämlich dem Rotor der Elektromaschine, beseitigt werden.
Wenn der zweite Torsionsschwingungsdämpfer als Kupplungsscheibendämpfer oder analog zu einem Kupplungsscheibendämpfer ausgebildet ist, dann können die Schwingungen besonders kostengünstig und durch eine aufwandsarme Konstruktion abgedämpft werden. Das heißt, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer zwischen zwei Drehmoment übertragenden, relativ zueinander beweglichen Elementen des Antriebsstrangs angeordnet ist, und die Relativverschiebung zwischen den beiden Elementen abdämpft bzw. über einen Energiespeicher miteinander koppelt.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Elektromaschine achsparallel oder koaxial angeordnet ist. Gerade bei einer schweren Elektromaschine kommt es oftmals zu Resonanzen, die Zusatzmaßnahmen, wie zum Beispiel eine Schlupfregelung oder eine aktive Schwingungsdämpfung über die Elektromaschine erfordern, was den Gesamtwirkungsgrad des Antriebsstrangs herabsetzt. Deshalb müssen in einem Antriebs- sträng mit einer Elektromaschine zusätzliche Maßnahmen zur Schwingungsreduktion getroffen werden. Sowohl bei koaxial angeordneten als auch bei einer achsparallel angeordneten Elektromaschine ist es sinnvoll, Schwingungsreduktionsmaßnahmen zu treffen, die über die herkömmlichen Maßnahmen, beispielsweise durch ein Zweimassenschwungrad zwischen der Verbrennungskraftmaschine und einem Anfahrelement bzw. einem Getriebe, hinausgehen. Zusätzlich ist es zweckmäßig, wenn der erste Torsionsschwingungsdämpfer in einem in dem ersten Drehmomentübertragungsabschnitt angeordneten Schwungrad, insbesondere einem Zweimassenschwungrad, integriert ist. So lassen sich vorteilhafterweise die Torsionsschwingungen, die durch die Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden, aus der Übertragungsstrecke für das von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Drehmoment reduzieren.
Auch kann der zweite Torsionsschwingungsdämpfer in einem in dem zweiten Drehmomentübertragungsabschnitt angeordneten Zwischenelement, nach Art eines Zwi- schenrads, integriert sein. Dieses Zwischenrad kann ausgelegt sein, um das von der Elektromaschine erzeugte Drehmoment von einer achsparallelen Welle auf eine zu dem Getriebe koaxial angeordneten Welle zu übertragen.
Bevorzugterweise kann das Zwischenelement beispielsweise axial (oder auch radial) in zwei zueinander relativ-bewegliche Teile geteilt werden, wobei der zweite Torsionsschwingungsdämpfer zwischen den beiden Teilen angeordnet ist. Der zweite Torsionsschwingungsdämpfer kann die beweglichen Teile über eine Feder-Dämpfungs- Einheit miteinander koppeln.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Zweimassenschwungrad ein Primärschwungrad/eine Primärschwungmasse und eine/ein über eine Feder-Dämpfungs-Einheit mit dem Primärschwungrad verbundenes Sekundärschwungrad/Sekundärschwungmasse besitzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Feder-Dämpfungs-Einheit als Bogenfe- der ausgebildet. Weiter bevorzugt ist ein Fliehkraftpendel an dem Zweimassenschwungrad befestigt, insbesondere an dem Sekundärschwungrad.
Auch möglich, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer zwischen dem Schwungrad und einem Anfahrelement angeordnet ist. Auch kann der zweite Torsionsschwingungsdämpfer in dem Anfahrelement integriert sein. Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel zur Positionierung des zweiten Torsions- schwingungsdämpfers ist eine Anordnung zwischen dem Anfahrelement und einem Getriebe.
Auch kann der zweite Torsionsschwingungsdämpfer in dem Getriebe integriert sein.
Weiter bevorzugt ist der Torsionsschwingungsdämpfer zwischen dem Getriebe und dem Zwischenelement angeordnet.
Eine weitere Möglichkeit ist, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer zwischen dem Zwischenelement und der Elektromaschine angeordnet wird.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Hybridantriebsstrang mit einem neuen Element zur Reduktion von Torsionsschwingungen in einem elektrifizierten Antriebsstrang und in der konzeptionellen Kombination mit einem Zweimassenschwungrad mit Fliehkraftpendel auf dem sekundären Schwungrad bei elektrifizierten Antriebssträngen mit zum Getriebe koaxial oder achsparallel angebrachter Elektromaschine. Insbesondere, wenn die elektrische Antriebsmaschine achsparallel oder koaxial zur Getriebes- truktur angeordnet ist, kommt es zu einer ausgeprägten Torsionsschwingungsreso- nanz im Drehzahlbetriebsbereich des Fahrzeugs. Um die durch die Verbrennungskraftmaschine eingeleiteten Torsionsschwingungen effektiv zu isolieren bei gleichzeitig optimalem Wirkungsgrad, wird erfindungsgemäß eine Kombination eines Zweimassenschwungrads mit Fliehkraftpendel auf der Sekundärschwungscheibe in Ver- bindung mit einem der Sekundärschwungscheibe nachgeschalteten und innerhalb der Antriebsleistung übertragenen Strecke hin zur elektrischen Antriebsmaschine angeordneten Element zur Reduktion von Torsionsschwingungen vorgeschlagen.
Dabei ist das zusätzliche Dämpfungselement innerhalb der Übertragungsstrecke der (elektrischen) Antriebsleistung angeordnet. Das zusätzliche Torsionsschwingungs- dämpfungselement kann sowohl in einem Antriebselement und/oder einem Abtrieb- selement als auch in einem Zwischenelement/Zwischenrad integriert sein. Dieses dem Sekundärschwungrad nachgeschaltete und der Elektromaschine vorgelagerte Element kann analog eines bekannten Kupplungsscheibendämpfers ausgeführt sein. Das Dämpfungselement kann auch derart in einem Zwischenrad integriert sein, dass zwi- sehen der eingeleiteten Antriebsleistung und weitergegebener Abtriebsleistung eine schwingungsdämpfende Relativbewegung ermöglicht wird. Dabei werden die beiden Hälften/Teile des Zwischenrads über das Dämpfungselement miteinander gekoppelt.
Das Dämpfungselement kann auch in anderen leistungsübertragenden Bauteilen wie z. B. in einem Kettenelement, einem Riemenelement oder in einem ketten- oder riemenspannenden Element integriert sein. Zusätzlich ist es möglich, das Dämpfungselement direkt in dem die Antriebsleistung der Elektromaschine übertragenden Rotor zu integrieren. Auch bei einer koaxialen Anordnung der Antriebsmaschine in dem An- triebsleistungsfluss der Verbrennungskraftmaschine innerhalb eines Getriebes kann ein solches zusätzliches Torsionsschwingungsdämpfungselement angeordnet werden. Besonders bevorzugt ist es aber, wenn in dem hybridischen Antriebsstrang mit einer Verbrennungskraftmaschine/Brennkraftmaschine und einem elektrischen An- trieb/Elektromaschine der elektrische Antrieb achsparallel zu einer Getriebestruktur angeordnet ist. Dabei wird das Dämpfungselement in der Leistungsstrecke von dem elektrischen Antrieb zu der Getriebestruktur integriert. Zusätzlich wird zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Getriebestruktur ein Zweimassenschwungrad mit Fliehkraftpendel und dem Sekundärschwungrad angeordnet.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hybrid- Antriebsstrangs mit einem zweiten Torsionsschwingungsdämpfer, der in einem Zwischenrad integriert ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsstrangs mit dem zweiten Schwingungsdämpfer, der in der Elektromaschine integriert ist, Fig. 3 eine Blockdarstellung des Hybrid-Antriebsstrangs mit gekennzeichneten möglichen Positionen für den zweiten Torsionsschwingungsdämpfer bei einer achsparallelen Elektromaschine, und
Fig. 4 eine Blockdarstellung des Hybrid-Antriebsstrangs mit den möglichen Positionen für den zweiten Torsionsschwingungsdämpfer bei einer koaxialen Elektromaschine.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver- ständnis der Erfindung. Dieselben Elemente sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt einen Hybrid-Antriebsstrang 1 für ein Kraftfahrzeug. Über eine Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle 2 wird ein vor einer Verbrennungskraftmaschine 3 zuvor erzeugtes Drehmoment über einen ersten Drehmomentübertragungsabschnitt zu einer Getriebeausgangs-Schnittstelle 4 geleitet. Auch ist eine Elektromaschinen- Schnittstelle 5 vorhanden, über welche ein von einer Elektromaschine 6 erzeugtes Drehmoment über einen zweiten Drehmomentübertragungsabschnitt zu der Getriebeausgangs-Schnittstelle 4 geleitet wird.
In dem ersten Drehmomentübertragungsabschnitt ist ein erster Torsionsdämpfer 7 angeordnet, der ausgelegt ist, um die von der Verbrennungskraftmaschine 3 erzeugten Drehmomentungleichförmigkeiten zu reduzieren. Zusätzlich ist ein zweiter Torsionsschwingungsdämpfer 8 in dem Hybrid-Antriebsstrang 1 vorhanden, der dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer 7 nachgeschaltet ist. Insbesondere ist der zweite Torsionsschwingungsdämpfer 8 in dem zweiten Übertragungsabschnitt, also in der Übertragungsstrecke, für das durch die Elektromaschine 6 erzeugte Drehmoment angeordnet. Der zweite Torsionsdämpfer 8 befindet sich also, wie in Fig. 1 zu sehen, zwischen der Elektromaschinen-Schnittstelle 5 und der Getriebeausgangs-Schnittstelle 4. Der erste Torsionsschwingungsdämpfer 7 ist innerhalb eines Zweimassenschwungrads 9 angeordnet. Das Zweimassenschwungrad 9 besteht aus einer Primärschwungmasse/einem Primärschwungrad 10, die über eine als Bogenfeder 1 1 ausgeführte Dämpfungseinheit mit einer Sekundärschwungmasse/einem Sekundär- Schwungrad 12 verbunden ist. an dem Sekundärschwungrad 12 ist ein Fliehkraftpendel 13 befestigt.
Das von der Verbrennungskraftmaschine 3 erzeugte Drehmoment wird also über die Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle 2 eingeleitet. Dann wird das Drehmoment über das Zweimassenschwungrad 9 und ein Getriebe 14 an ein Differential 15 weitergegeben, welches das Drehmoment weiter an die Räder eines Fahrzeugs leitet.
Das von der Elektromaschine 6 erzeugte Drehmoment wird dagegen über die Elekt- romaschinen-Schnittstelle 5 in den Antriebsstrang 1 eingeleitet. Dann wird das Dreh- moment über ein Zwischenrad 17 zu dem Getriebe 14, dem Differential 15 und dann zu dem Fahrzeug 16 weitergegeben. Das Zwischenrad 17 ist als geteiltes Zwischenrad ausgeführt, so dass es axial in zwei Teile/Hälften aufgeteilt ist, zwischen die das zweite Torsionsschwingungsdämpfungselement 8 eingesetzt ist. Die Elektromaschine 6 besteht aus einem beweglichen Rotor 18 und einem drehfesten, den Rotor 18 kon- zentrisch außerhalb umschließenden Stator 19. In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ist der Hybrid-Antriebsstrang 1 mit einer achsparallel geschalteten Elektromaschine 6 ausgeführt.
Fig. 2 zeigt den Hybrid-Antriebsstrang 1 in einer zweiten Ausführungsform. Dabei ist die Elektromaschine 6 koaxial zu dem Getriebe 14 angeordnet. Der zweite Torsionsdämpfer 8 ist in den Rotor 18 der Elektromaschine 6 integriert. Der erste Torsionsschwingungsdämpfer 7 ist wieder innerhalb des Zweimassenschwungrads 9 zwischen dem Primärschwungrad 10 und dem mit einem Fliehkraftpendel 13 verbundenen Sekundärschwungrad 12 angeordnet.
Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 dient das Sekundärschwungrad 12 als Anfahrelement 20, so dass das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine 3 auch nur in Tei- len den ersten Drehmomentübertragungsabschnitt eingeleitet werden kann. Dies spielt insbesondere beim Anfahren eine Rolle.
Fig. 3 stellt die Elemente des Hybrid-Antriebsstrangs 1 und die möglichen Positionen 21 für den zweiten Torsionsschwingungsdämpfer 8 dar. Das Drehmoment wird also von der Verbrennungskraftmaschine 3 über die Verbrennungskraftmaschinen- Schnittstelle 2 an das Zweimassenschwungrad 9 weitergegeben. Das Zweimassenschwungrad 9 leitet das Drehmoment an das Anfahrelement 20 weiter, das wiederum das von der Verbrennungskraftmaschine 3 erzeugte Drehmoment an das Getriebe 14 weitergibt. Das von der Verbrennungskraftmaschine 3 erzeugte Drehmoment wird von dem Getriebe 14 über die Getriebeausgangs-Schnittstelle 4 zu dem Differential und dann zu dem Fahrzeug weitergegeben.
Der erste Drehmomentübertragungsabschnitt ist also der Abschnitt, in dem die ver- brennungskraftmaschinen-erzeugte Antriebsleistung übertragen wird, und beinhaltet die Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle 2, das Zweimassenschwungrad 9, das Anfahrelement 20, das Getriebe 14 und die Getriebeausgangs-Schnittstelle 4.
Das durch die Elektromaschine 6 erzeugte Drehmoment wird von Elektromaschine 6 über die Elektromaschinen-Schnittstelle 5 an ein Zwischenelement 22 nach Art des Zwischenrads 17 weitergegeben, von wo aus es an das Getriebe 14, über die Getriebeausgangs-Schnittstelle 4 zum Differential 15 und dem Fahrzeug 16 geleitet wird.
Der erste Drehmomentübertragungsabschnitt ist also der Abschnitt, in dem die elektrisch-erzeugte Antriebsleistung übertragen wird, und beinhaltet in diesem Hybrid- Antriebsstrang 1 mit achsparalleler E-Maschine 6 die E-Maschinen-Schnittstelle 5, das Zwischenrad 17/das Zwischenelement 22, das Getriebe 14 und die Getriebeausgangs-Schnittstelle 4.
Dabei kann der zweite Torsionsschwingungsdämpfer in der Elektromaschine 6 integriert sein, zwischen der Elektromaschine 6 und dem Zwischenelement 22 angeordnet sein, in dem Zwischenelement 22 oder dem Zwischenrad 17 integriert sein, zwischen dem Zwischenrad 17 und dem Getriebe 14 angeordnet sein, in dem Getriebe 14 integriert sein, zwischen dem Getriebe 14 und dem Anfahrelement 20 angeordnet sein, in dem Anfahrelement 20 angeordnet sein oder zwischen dem Anfahrelement 20 und dem Zweimassenschwungrad 9 angeordnet sein. Dies sind die möglichen Positionen 21 für den zweiten Torsionsschwingungsdämpfer 8.
Fig. 4 zeigt den Hybrid-Antriebsstrang 1 mit der Elektromaschine/E-Maschine 6, die koaxial angeordnet ist. Das Drehmoment wird über die Verbrennungskraftmaschine 3, über die Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle 2, über das Zweimassenschwungrad 9, über das Anfahrelement 20, über das Getriebe 14 mit koaxialer Elektromaschi- ne 6, über die Getriebeausgangs-Schnittstelle 4 und über das Differential 15 an das Fahrzeug weitergegeben.
Dabei sind mögliche Positionen 21 für den zweiten Torsionsschwingungsdämpfer 8 eine Anordnung zwischen dem Zweimassenschwungrad und dem Anfahrelement, eine Anordnung innerhalb des Anfahrelements 20, eine Anordnung zwischen dem Anfahrelement 20 und dem Getriebe 14, eine Anordnung innerhalb des Getriebes 14, eine Anordnung innerhalb der Elektromaschine 6.
Bezugszeichenliste Hybrid-Antriebsstrang
Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle Verbrennungskraftmaschine
Getriebeausgangs-Schnittstelle
Elektromaschinen-Schnittstelle
Elektromaschine
erster Torsionsschwingungsdämpfer zweiter Torsionsschwingungsdämpfer
Zweimassenschwungrad
Primärschwungrad
Bogenfeder
Sekundärschwungrad
Fliehkraftpendel
Getriebe
Differential
Fahrzeug
Zwischenrad
Rotor
Stator
Anfahrelement
mögliche Positionen
Zwischenelement

Claims

Patentansprüche
Hybrid-Antriebsstrang (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle
(2), von der ein von einer Verbrennungskraftmaschine
(3) erzeugtes Drehmoment über einen ersten Drehmomentübertragungsabschnitt zu einer Getriebeausgangs-Schnittstelle (4) leitbar ist, und mit einer Elektroma- schinen-Schnittstelle (5), von der ein von einer Elektromaschine (6) erzeugtes Drehmoment über einen zweiten Drehmomentübertragungsabschnitt zu der Getriebeausgangs-Schnittstelle
(4) leitbar ist, wobei in dem ersten Drehmomentübertragungsabschnitt ein erster Torsionsschwingungsdämpfer (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Torsionsschwingungsdämpfer (8) dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer (7) nachgeschaltet ist.
Hybrid-Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer (8) in dem zweiten Drehmomentübertragungsabschnitt angeordnet ist.
Hybrid-Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Hybrid-Antriebsstrang (1 ) eine Verbrennungskraftmaschine (3), die Drehmomentübertragung mit der Verbrennungskraftmaschinen-Schnittstelle (2) verbunden ist und eine Elektromaschine (6), die drehmomentübertragend mit der Elektromaschinen-Schnittstelle
(5) verbunden ist, vorhanden sind.
Hybrid-Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer (8) der Elektromaschine (6) vorgeschaltet ist.
Hybrid-Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer (8) in der Elektromaschine (6) integriert ist.
6. Hybrid-Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer (8) in einem Rotor (18) der Elektro- maschine (6) integriert ist.
7. Hybrid-Antriebsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer (8) als Kupplungsscheibendämpfer ausgebildet ist.
8. Hybrid-Antriebsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (6) achsparallel oder koaxial angeordnet ist.
9. Hybrid-Antriebsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Torsionsschwingungsdämpfer (7) in einem in dem ersten Drehmomentübertragungsabschnitt angeordneten Schwungrad (9) integriert ist.
10. Hybrid-Antriebsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer (8) in einem in dem zweiten Drehmomentübertragungsabschnitt angeordneten Zwischenelement (22) integriert ist.
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