Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für einen hybridischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine und einer koaxial zu dieser ange ordneten Elektromaschine, wobei zwischen einem Rotor der Elektromaschine und ei ner Abtriebswelle der Antriebseinrichtung ein Drehschwingungsdämpfer mit einer zwi schen Rotor und Abtriebswelle in Umfangsrichtung wirksam angeordneten Federein- richtung angeordnet ist.

Antriebseinrichtungen für hybridische Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen enthalten eine Brennkraftmaschine und eine als Elektromotor und als Generator einsetzbare Elektromaschine, deren Rotor koaxial zu der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine an geordnet ist. Aus der Druckschrift WO 2015/172784 A2 ist eine Drehmomentübertra- gungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einer entsprechenden Antriebseinrichtung bekannt, wobei Brennkraftmaschine und Elektromaschine mittels einer Reibungskupp lung verbindbar sind und vor und nach der Reibungskupplung jeweils ein Drehschwin gungsdämpfer angeordnet ist. Hierbei hat das Massenträgheitsmoment des Rotors ei nen nicht vernachlässigbaren Einfluss auf das Schwingungsverhalten des Antriebs- Strangs, insbesondere während eines Teillastbetriebs der Brennkraftmaschine.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Antriebseinrichtung. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung für einen hybridischen Antriebs strang mit verbessertem Drehschwingungsisolationsverhalten insbesondere während eines Teillastbetriebs der Brennkraftmaschine vorzuschlagen. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem An spruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegen stands des Anspruchs 1 wieder.

Die vorgeschlagene Antriebseinrichtung dient in einem hybridischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs der Bereitstellung des gewünschten Drehmoments zur Übertra gung auf Antriebsräder unter Zwischenschaltung eines Getriebes, beispielsweise ei nes Schaltgetriebes, Doppelkupplungsgetriebes, Automatgetriebes oder dergleichen. Die Antriebseinrichtung enthält eine Brennkraftmaschine und eine koaxial zu dieser angeordneten Elektromaschine. Je nach Ausführungsform des hybridischen Antriebs strangs kann beispielsweise eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs ausschließlich mit Brennkraftmaschine oder Elektromaschine, im hybridischen Betrieb, Rekuperation oder dergleichen vorgesehen sein. Die Elektromaschine kann zudem die Brennkraft maschine nach Stillsetzung starten.

Die Brennkraftmaschine ist dabei konstruktionsbedingt drehschwingungsbehaftet, so dass zur Isolation der Drehschwingungen zwischen einem Rotor der Elektromaschine und einer Abtriebswelle der Antriebseinrichtung ein Drehschwingungsdämpfer mit ei ner zwischen Rotor und Abtriebswelle in Umfangsrichtung wirksam angeordneten Fe dereinrichtung angeordnet ist. Um den Drehschwingungsdämpferspezifisch auf einen von dem Massenträgheitsmoment der Elektromaschine beeinflussten Drehschwin gungsverlauf insbesondere im Teillastbereich der Brennkraftmaschine abzustimmen und damit eine Beruhigung des hybridischen Antriebsstrangs mit der vorgeschlagenen Antriebseinrichtung zu erzielen, ist bei einem vorgegebenen Verdrehwinkelbereich des Drehschwingungsdämpfers, also bei einer entsprechenden relativen Verdrehung zwischen Rotor und Abtriebswelle kleiner als einem maximalen Verdrehwinkel eine

Torsionsfederrate der Federeinrichtung kleiner gleich 20 Nm/°, bevorzugt kleiner gleich 10 Nm/°, besonders bevorzugt kleiner gleich 5 Nm/° eingestellt. Dies bedeutet, dass bei kleinen Verdrehwinkeln des Drehschwingungsdämpfers eine Torsionsfeder rate eingestellt ist, die auf das Drehschwingungsverhalten der Brennkraftmaschine un ter Berücksichtigung des Massenträgheitsmoments des Rotors der Brennkraftma schine im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine gegenüber der restlichen Torsionsfe derrate bei größeren Verdrehwinkeln erniedrigt ist. Ein Teillastbetrieb der Brennkraft maschine kann beispielsweise ein Kriechvorgang des Kraftfahrzeugs mit dem hybridi schen Antriebsstrang sein, wobei sich der Rotor der Elektromaschine als Massetilger auswirkt. Aufgrund dieses Einflusses des Rotors ist eine entsprechend geringere Aus legung der Torsionsfederrate bei Verdrehwinkeln kleiner als der maximale Verdreh winkel des Drehschwingungsdämpfers.

Der Drehschwingungsdämpfer kann einen vorgegebenen Freiwinkel aufweisen, bei dem keine Drehschwingungsdämpfung stattfindet. Der vorgegebene Verdrehwinkelbe reich kann größer als 3°, bevorzugt größer als 5° bis zu einem vorgegebenen Ver drehwinkel ausgebildet sein, der kleiner als der maximale Verdrehwinkel, beispiels weise kleiner als die Hälfte des maximalen Verdrehwinkels ist.

Dem vorgegebenen Verdrehwinkelbereich kann zumindest teilweise eine Hysterese wie beispielsweise eine mittels einer Reibeinrichtung erzeugte Reibhysterese parallel geschaltet sein. Ein Freiwinkel der Reibeinrichtung über einen Teil des vorgegebenen Winkelbereichs kann vorgesehen sein. Die Hysterese beträgt beispielsweise größer gleich 8 Nm, bevorzugt größer gleich 16 Nm.

In vorteilhafter Weise können die Hysterese und die Torsionsfederrate in einem vorge gebenen Verhältnis zueinander ausgebildet sein, welches beispielsweise kleiner 94 und größer 376 ist, wobei der Verdrehwinkel der Torsionsfederrate als Bogenmaß in Ansatz gebracht ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers ist dieser als sogenannter Scheibendämpfer ausgebildet, bei dem ein beispielsweise mit dem Rotor drehfest verbundenes Eingangsteil und ein beispielsweise eine Ausgangsnabe zur Verbindung mit der Abtriebswelle bildendes Ausgangsteil aus gegeneinander um eine Rotorachse entgegen der Wirkung der Federeinrichtung begrenzt verdrehbaren Scheibenteilen gebildet ist, wobei über den Umfang verteilt angeordnete Schrauben druckfedern in Federfenstern der Scheibenteile aufgenommen sind und Stirnseiten der Schraubendruckfedern von Fensterflanken der Federfenster in Umfangsrichtung beaufschlagt sind.

Um auf weitere Elemente zur Bereitstellung der Torsionsfederrate in dem vorgegebe nen Verdrehwinkelbereich verzichten zu können, kann die Torsionsfederrate des vor gegebenen Verdrehwinkelbereichs mittels zumindest eines vorgegebenen Anstellwin kels den Stirnflächen der Schraubendruckfedern und den Fensterflanken der Feder fenster eingestellt sein. Durch die Ausbildung eines Anstellwinkels an einer oder bei den Fensterflanken des Eingangs- und/oder des Ausgangsteils des Drehschwin gungsdämpfers erfolgt bei Verdrehwinkeln innerhalb des vorgegebenen Verdrehwin kels lediglich eine teilweise Beaufschlagung der Schraubendruckfedern mit entspre chend verringerter Torsionsfederrate.

Beispielsweise kann der Anstellwinkel ÖF gemäß der Gleichung

ÖF > 0,7 * 2 * Dan

mit dem vorgegebenen Verdrehwinkelbereich Dan eingestellt sein. In bevorzugter Weise beträgt der Anstellwinkel zumindest 2°.

Zur besseren Steuerung der verschiedenen Betriebszustände der Antriebseinrichtung kann zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und dem Rotor der Elektro- maschine eine Reibungskupplung angeordnet sein. Die Reibungskupplung kann als Nasskupplung ausgebildet sein. Die Reibungskupplung kann vollständig radial inner halb des Rotors angeordnet sein. Die Reibungskupplung kann axial beabstandet zu dem radial innerhalb des Rotors angeordneten Drehschwingungsdämpfer angeordnet sein.

Zur weiteren Verbesserung der Isolation von Drehschwingungen der Antriebseinrich tung kann zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und dem Rotor der Elektromaschine ein weiterer Drehschwingungsdämpfer angeordnet sein. Dieser Drehschwingungsdämpfer kann eine aus Bogenfedern gebildete Federeinrichtung auf weisen. Die Federeinrichtung kann auf radialer Flöhe eines Stators der Elektroma schine angeordnet sein.

Die Erfindung wird anhand des in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbei spiels näher erläutert. Diese zeigen:

Figur 1 eine Antriebseinrichtung in schematischer Darstellung,

Figur 2 den oberen Teil der konstruktiv ausgeführten, um eine Drehachse

angeordneten Antriebseinrichtung der Figur 1 im Schnitt,

Figur 3 ein Diagramm der Torsionsfederrate des ersten Drehschwingungs

dämpfers der Figur 2,

Figur 4 den oberen Teil des um die Drehachse angeordneten Drehschwin

gungsdämpfers der Figur 2 im Schnitt,

Figur 5 eine Teilansicht des Drehschwingungsdämpfers der Figur 4

und

Figur 6 ein Diagramm des Federverhaltens des Drehschwingungsdämpfers der Figuren 4 und 5. Die Figur 1 zeigt die für einen hybridischen Antriebsstrang vorgesehene Antriebsein richtung 1 in schematischer Darstellung. Die Antriebseinrichtung 1 enthält die Brenn kraftmaschine 2 mit der Kurbelwelle 3 und die Elektromaschine 4 mit dem Stator 5 und dem koaxial zu der Kurbelwelle 3 angeordneten Rotor 6. Zwischen der Kurbel welle 3 und dem Rotor 6 ist die Reibungskupplung 7 angeordnet. Zwischen dem Rotor 6 und der Abtriebswelle 8 ist der erste Drehschwingungsdämpfer 9 mit der Federein richtung 10 und der parallel zu dieser geschalteten Reibeinrichtung 1 1 angeordnet. Zwischen der Kurbelwelle 3 und der Reibungskupplung 7 ist der zweite Drehschwin gungsdämpfer 12 mit der aus Bogenfedern gebildeten Federeinrichtung 13 und der parallel zu dieser geschalteten Reibeinrichtung 14 angeordnet.

Die Drehschwingungsdämpfer 9, 12 dienen der Drehschwingungsisolation der Brenn kraftmaschine 2, wobei der Drehschwingungsdämpfer 9 auf die von dem Massenträg heitsmoment des Rotors 6 abhängigen Drehschwingungen der Brennkraftmaschine 2 im Teillastbetrieb beispielsweise während eines Kriechvorgangs eines mit der An triebseinrichtung 1 versehenen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs abgestimmt ist. Flierzu sind die Federeinrichtung 10 und die Reibeinrichtung in einem vorgegebenen kleinen Verdrehwinkelbereich zwischen dem Rotor 6 und der Abtriebswelle 8, bei spielsweise einer Getriebeeingangswelle mit auf das Massenträgheitsmoment des Ro tors 6 abgestimmten Torsionsfederraten und einer entsprechenden Hysterese verse hen.

Die Figur 2 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Antriebseinrichtung 1 der Figur 1 in konstruktiver Ausbildung im Schnitt ohne die Brennkraftmaschine 2 (Figur 1 ), deren Kurbelwelle mittels der Verbindungsmittel 15, beispielsweise Schrauben mit dem Eingangsteil 16 des zweiten Drehschwingungs dämpfers 12 verbunden ist. Das Ausgangsteil 17 des Drehschwingungsdämpfers 12 ist auf der Welle 18 drehfest aufgenommen, welche verdrehbar an der mit dem Stator 5 verbundenen Trägerhülse 19 aufgenommen ist. Die Trägerhülse 19 nimmt radial au ßen das Betätigungssystem 20 der als Nasskupplung ausgebildeten Reibungskupp lung 7 auf. Das Eingangsteil 21 der Reibungskupplung 7 ist drehfest mit der Welle 18 verbunden, das als Außenlammellenträger ausgebildete Ausgangsteil 22 der Rei bungskupplung 7 ist drehfest mit dem Rotor 6 verbunden. Das Scheibenteil 23 verbin det den Rotor 6 mit dem Eingangsteil 24 des Drehschwingungsdämpfers 9. Das Ein gangsteil 24 ist aus den beiden axial beabstandeten, miteinander verbundenen Schei benteilen 25, 26 gebildet, welche zwischen sich das Ausgangsteil 27 des Drehschwin gungsdämpfers 9 aufnehmen. Das Ausgangsteil 27 enthält das mittels der Nabe 29 mit der Abtriebswelle 8 drehfest verbundene Scheibenteil 28. In den Scheibenteilen 25, 26, 28 sind die über den Umfang verteilt angeordneten und stirnseitig jeweils in Umfangsrichtung bei einer Relativverdrehung zwischen Rotor 6 und Abtriebswelle 8 belasteten Schraubendruckfedern 30 der Federeinrichtung 10 aufgenommen. Zwi schen den Scheibenteilen 26, 28 ist die Reibeinrichtung 1 1 wirksam.

Die Figur 3 zeigt das Diagramm 31 mit dem Torsionsmoment MT über den Verdreh winkel av des Drehschwingungsdämpfers 9 der Figur 2. Der Drehschwingungsdämp fer 9 weist gegenüber dem maximalen Verdrehwinkel avmax den Verdrehwinkelbereich Dan zwischen dem Verdrehwinkel 0 und dem Verdrehwinkel ÖVG, beispielsweise grö ßer 3° bis 5° und kleiner als die Hälfte oder ein Drittel des maximalen Verdrehwinkels avmax mit einem gering ansteigenden Torsionsmoment MG und damit mit einer gerin gen Torsionsfederrate CG auf, die auf das Drehschwingungsverhalten der Antriebsein richtung 1 (Figuren 1 und 2) bei einem Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine 2 unter Einfluss des Massenträgheitsmoments des Rotors 6 abgestimmt ist. Im weiteren Ver lauf der Torsionsfederrate bei den vorgegebenen Verdrehwinkeln QVG überschreiten- den Verdrehwinkeln av können beispielsweise sich linear weiterentwickelnde Torsi onsfederraten in Graph 32 oder ansteigende Torsionsfederraten in Graph 33 vorgese hen sein.

Die Figur 4 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Drehschwin- gungsdämpfers 9 der Figur 2 im Schnitt mit den Scheibenteilen 25, 26, 28 und den in den Federfenstern 34, 35, 36 untergebrachten und radial nach außen abgestützten Schraubendruckfedern 30. Die Federfenster 34, 35, 36 weisen jeweils beidseitig die Stirnseiten der Schraubendruckfedern 30 in Umfangsrichtung beaufschlagende Fens terflanken 37, 38, 39 auf. Zur Darstellung der Torsionsfederraten CG der Figur 3 ohne zusätzliche Federelemente der Federeinrichtung 10 ist zwischen den Stirnseiten der Schraubendruckfedern 30 und den Fensterflanken 39 der Federfenster 36 des Schei benteils 28 der in Figur 5 gezeigte Anstellwinkel OF vorgesehen.

Die Figur 5 zeigt eine Teilansicht des Drehschwingungsdämpfers 9 bei vorderem ab genommenem Scheibenteil 25 (Figur 4). Die in den Federfenstern 35, 36 aufgenom- menen Schraubendruckfedern 30 werden von den Fensterflanken 38 des Scheiben teils 25 plan anliegend beaufschlagt. Zwischen den Fensterflanken 39 und den Stirn seiten der Schraubendruckfedern 30 ist der Anstellwinkel OF, beispielsweise zumin dest 2° eingestellt. Flierdurch wird bei einer Verdrehung der Scheibenteile 26, 28 ge geneinander um die Drehachse zuerst der radial innere Teil der Schraubendruckfe- dern 30 mit einem entsprechend verringerten Torsionsmoment verdreht. Hierdurch stellen sich bei entsprechender Auslegung des Anstellwinkels OF verringerte Torsions federraten in dem Verdrehwinkelbereich Dan (Figur 3) ein. Bei Überschreiten des An stellwinkels OF werden die Schraubendruckfedern 30 gleichmäßig belastet, so dass sich die ursprünglich vorgesehene Torsionsfederrate der Schraubendruckfedern 30 einstellt. Es versteht sich, dass die Fensterflanken 37 des Scheibenteils 25 (Figur 4) entsprechend den Fensterflanken 38 des Scheibenteils 26 ausgebildet sind.

Die Figur 6 zeigt das gegenüber dem Diagramm 31 der Figur 3 abgeänderte Dia gramm 40 mit dem Torsionsmoment MT über den Verdrehwinkel av. Im Unterschied zu dem Diagramm 31 ist dem Torsionsmoment MT innerhalb des Verdrehwinkelbe reichs Dan mittels der Reibeinrichtung 11 (Figur 2) ein verschlepptes Reibmoment ± MTR zur Bereitstellung einer Flysterese jeweils in beide Richtungen über einen vorge gebenen Reibwinkelbereich AQTR, beispielsweise ± 1 ° überlagert.

Bezuqszeichenliste Antriebseinrichtung

Brennkraftmaschine

Kurbelwelle

Elektromaschine

Stator

Rotor

Reibungskupplung

Abtriebswelle

Drehschwingungsdämpfer

Federeinrichtung

Reibeinrichtung

Drehschwingungsdämpfer

Federeinrichtung

Reibeinrichtung

Verbindungsmittel

Eingangsteil

Ausgangsteil

Welle

Trägerhülse

Betätigungssystem

Eingangsteil

Ausgangsteil

Scheibenteil

Eingangsteil

Scheibenteil

Scheibenteil

Ausgangsteil

Scheibenteil

Nabe

Schraubendruckfeder

Diagramm 32 Graph

33 Graph

34 Federfenster

35 Federfenster

36 Federfenster

37 Fensterflanke

38 Fensterflanke

39 Fensterflanke

40 Diagramm

CG Torsionsfederrate

d Drehachse

MG vorgegebenes Torsionsmoment MT Torsionsmoment

MTR Reibmoment

OF Anstellwinkel

av Verdrehwinkel

OVG vorgegebener Verdrehwinkel avmax maximaler Verdrehwinkel Dan Verdrehwinkelbereich

AQTR Reibwinkelbereich