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Title:
DRIVE DEVICE FOR A HYBRID-DRIVE MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/070986
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive device for a hybrid-powered motor vehicle, comprising an internal combustion engine (11) and at least one electric machine (16) arranged axially parallel to same, which separately or together provide output to the input shaft (38) of a speed change transmission (14), wherein the electric machine (16) is connected to the force delivery shaft (30) of the internal combustion engine (11) via a torque transmission connection (28) and same is connected in a driving manner to the coaxially aligned transmission input shaft (38) by intermediately connecting at least one coupling (K0). According to the invention, the electric engine (16) is mounted directly onto the internal combustion engine (11) or integrated therein. In addition, the cylinder crankcase (12a) is extended by a housing section (12b) in which the torque transmission connection (28) is arranged.

Inventors:
VOLLMER FRANK (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/002202
Publication Date:
May 12, 2016
Filing Date:
November 03, 2015
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
B60K6/50; B60K5/02; B60K6/40; B60K6/405; B60K6/48
Foreign References:
EP1870273A22007-12-26
DE19748423A11999-02-18
DE102010045034A12012-03-15
EP1321646A12003-06-25
DE19941705A12000-03-16
DE102010017760A12012-01-12
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Claims:
Patentansprüche

Antriebsvorrichtung für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug, mit einer Brennkraftmaschine (11 ) und zumindest einer achsparallel zu dieser angeordneten Elektromaschine (16), die separat oder gemeinsam auf die Eingangswelle (38) eines Geschwindigkeits-Wechselgetriebes (14) abtreiben, wobei die Elektromaschine (16) über eine Drehmomentübertragungsverbindung (28) mit der Kraftabgabewelle (30) der Brennkraftmaschine (11 ) und diese unter Zwischenschaltung zumindest einer Kupplung (K0) mit der koaxial ausgerichteten Getriebe- Eingangswelle (38) trieblich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (16) unmittelbar an die Brennkraftmaschine (11) angebaut oder darin integriert ist, und dass das Zylinderkurbelgehäuse (12a) mit einem Gehäuseabschnitt (12b) erweitert ist, in dem die Drehmomentübertragungsverbindung (28) angeordnet ist.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsverbindung (28) durch einen Stirnzahnradtrieb (28) mit einem Zahnrad (32) auf der Antriebswelle (26) der Elektromaschine (16) und einem insbesondere größeren Zahnrad (34) auf der Kraftabgabewelle (30) der Brennkraftmaschine (11 ) gebildet ist, und dass insbesondere das Zahnrad (34) drehfest auf der Getriebeeingangswelle (38) angeordnet ist. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kraftabgabewelle (30) die Kupplung (K0) integriert ist, und/oder dass die Kupplung (K0) in der Momentenflussrichtung vor der Drehmomentübertragungsverbindung (28) angeordnet ist, so dass mittels der Kupplung (K0) die Brennkraftmaschine (11) von der Drehmomentübertragungsverbindung (28) der Elektromaschine (16) und der Getriebe-Eingangswelle (38) abkoppelbar ist.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (34) auf der Kraftabgabewelle (30) mit zumindest einem weiteren Zahnrad (52) in Eingriff ist, über das zumindest ein Nebenaggregat (48) der Brennkraftmaschine (1 ) antreibbar ist.

Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (16) mit Abtrieb auf die Kraftabgabewelle (30) der Brennkraftmaschine (11) zumindest teilweise im Zylinderkurbelgehäuse (12a) oder außenseitig am Zylinderkurbelgehäuse (12a) angeordnet ist.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderkurbelgehäuse (12a) mit einem weiteren Gehäuseabschnitt (54) erweitert ist, in dem das Zahnrad (52) drehbar gelagert ist und über eine Abtriebswelle (26) das Nebenaggregat, insbesondere einen Klimakompressor (48) einer Klimaanlage, des Kraftfahrzeugs antreibt.

Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Elektromaschine (18) bereitgestellt ist, und dass insbesondere die zweite Elektromaschine (18) unmittelbar an das Wechselgetriebe (14) angebaut ist, und/oder dass die zweite Elektromaschine (18) mittelbar oder unmittelbar über eine weitere Drehmomentübertragungsverbindung (40) auf die Eingangswelle (38) des Wechselgetriebes (14) abtreibt.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsverbindung als Stirnzahnradtrieb (40) ausgeführt ist, mit einem Zahnrad (42) auf der Antriebswelle (18a) der Elektromaschine (18) und einem insbesondere größeren Zahnrad (44) auf der Getriebeeingangswelle (18).

9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektromaschine (18) über ein Planetengetriebe (46) mit ein oder mehreren Übersetzungsstufen auf die Drehmomentübertragungsverbindung (40) wirkt.

10. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsverbindung (40) der zweiten Elektromaschine (18) in der Momentenflussrichtung nach der die Brennkraftmaschine (11 ) abkoppelnden Kupplung (K0) und vor zumindest einer Trennkupplung (K1) an der Eingangswelle (38) des Wechselgetriebes (14) angeordnet ist.

11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektromaschine (18) mit ihrer Antriebswelle (18a) zumindest ein Nebenaggregat des Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Klimakompressor (48) antreibt.

12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenaggregat (48) unmittelbar am Zylinderkurbelgehäuse (12a) der Brennkraftmaschine (11) befestigt ist, und dass insbesondere das Nebenaggregat (48) mittelbar oder unmittelbar, gegebenenfalls mit Übersetzung, in Direktschaltung mit der zweiten Elektromaschine (18) gekoppelt ist.

Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (16) quer zur Axialrichtung (x) zumindest teilweise mit der Brennkraftmaschine (11) bzw. mit deren Kurbelwelle (30) überlappt bzw. in Flucht angeordnet ist.

Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (26) der Elektromaschine (16) in der Axialrichtung (x) über einen Axialversatz (Δχ) von der Getriebe-Eingangswelle (38) beabstandet ist.

Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (K0) in einem Kupplungsgehäuse (14a) angeordnet ist, und dass insbesondere das Zylinderkurbelgehäuse (12a), der Gehäuseabschnitt (12b), das Kupplungsgehäuse (14a) und ein Getriebegehäuse (67) in der Axialrichtung (x) hintereinander angeordnet sind.

Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuseabschnitt (12b) sowohl die Drehmomentübertragungsverbindung (28) als auch ein Drehschwingungsdämpfer (36) angeordnet ist, und/oder dass der Gehäuseabschnitt (12b) und die Elektromaschine (16) unter Bildung einer L-förmigen Baueinheit (B) einen Inneneckbereich (69) aufspannen, in dem das Zylinder-Kurbelgehäuse (12a) der Brennkraftmaschine (11) angeordnet ist.

17. Ahtriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsgehäuse (14a) von einer Querwelle (65) eines Achsdifferenzials (24) zum Antrieb der Fahrzeugräder durchsetzt ist, und dass insbesondere die Kupplung (K0) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) entweder vor oder nach der Querwelle (65) angeordnet ist, und dass insbesondere die Querwelle (65) des Achsdifferenzials (24) in der Fahrzeughochrichtung (z) entweder unterhalb der Getriebeeingangswelle (38) und/oder unterhalb der Kraftabgabewelle (30) verläuft.

Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (16) auf ihrer, der Elektromaschinen-Antriebswelle (26) axial gegenüberliegenden Seite mit einem Antriebswellen-Abgriff (58) auf ein Nebenaggregat (48) abtreibt.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenaggregat (48) in der Fahrzeughochrichtung (z) unterhalb der Elektromaschine (16) angeordnet ist und insbesondere seitlich am Zylinderkurbelgehäuse (12a) montiert ist, und dass insbesondere der Antriebswellen-Abgriff (58) über einen Getriebezug (60), insbesondere einen Riementrieb, mit dem Nebenaggregat (48) trieblich verbunden ist.

Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Zahnrad (34) der Drehmomentübertragungsverbindung (28) als auch ein erster Kupplungspartner (71), insbesondere ein äußerer Lamellenträger, der Kupplung (K0) drehfest auf einer Hohlwelle (73) angeordnet sind, und dass sich die Hohlwelle (73) zwischen dem Gehäuseabschnitt (12b) und dem Kupplungsgehäuse (14a) erstreckt, und dass radial innerhalb der Hohlwelle (73) die Kraftabgabewelle (30) koaxial verläuft, die über einen zweiten Kupplungspartner (75), insbesondere ein innerer Lamellenträger, mit dem ersten Kupplungspartner (71 ) der Kupplung (K0) koppelbar ist.

Description:
Beschreibung

Antriebsvorrichtunq für ein hvbridqetriebenes Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs

1 -

Eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung ist beispielsweise aus der AT 512 443 A1 bekannt, bei der achsparallel zu einer Brennkraftmaschine eine erste und optional eine zweite Elektromaschine angeordnet sind, die über einen Stirnradtrieb auf die Kraftabgabewelle der Brennkraftmaschine abtreiben. Beiderseits des Stirnradtriebs sind Kupplungen auf der Kraftabgabewelle vorgesehen, mittels denen die Brennkraftmaschine und/oder die Elektromaschinen abkoppelbar sind, um sowohl einen verbrennungs- motorischen, einen elektromotorischen oder einen hybridischen Antrieb bereitzustellen. Über die Elektromaschinen kann ferner ein Nebenaggregat angetrieben werden, zum Beispiel ein Klimakompressor oder eine Kühlmittelpumpe. Durch die seitlich der Brennkraftmaschine angeordneten Elektromaschinen kann ein in axialer Richtung relativ kurz bauendes Antriebsaggregat geschaffen werden; ferner sind durch die vorgesehenen Kupplungen weitere Freiheitsgrade geschaffen, die zum Beispiel beinhalten: Starten der Brennkraftmaschine, Aufladebetrieb auch im Stand, etc.

Die DE 20 2006 019 422 U1 beschreibt eine weitere Antriebsvorrichtung, bei der an das Geschwindigkeits-Wechselgetriebe seitlich eine Elektromaschine angebaut ist, die auf die Getriebe-Eingangswelle wirkend separat oder gemeinsam mit einer Brennkraftmaschine das Kraftfahrzeug und/oder alternativ Nebenaggregate antreiben kann. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die fertigungstechnisch günstig, baulich besonders kompakt und an gegebene Einbauverhältnisse in Kraftfahrzeugen verbessert anpassbar ist. Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Elektromaschine an die Brennkraftmaschine angebaut ist und dass die Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Elektromaschine und der Brennkraftmaschine innerhalb eines erweiterten Zylinderkurbelgehäuses der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Drehmomentübertragungsverbindung, insbesondere eine Kette oder ein Stirnzahnradtrieb, kann baulich und räumlich günstig in das Kurbelgehäuse integriert und an das Schmierölsystem der Brennkraftmaschine angeschlossen sein. Daraus resultiert neben der robust ausführbaren Konstruktion ein laufruhiger Antrieb der Elektromaschine. Deren Platzierung kann bevorzugt anstelle eines ansonsten vorhandenen, elektrischen Startermotors erfolgen, der durch die Elektromaschine und deren Anbindung an die Kraftabgabewelle der Brennkraftmaschine entfallen kann. Ferner kann durch die Drehmomentübertragungsverbindung in an sich bekannter Weise eine günstige Drehzahlanpassung zwischen Brennkraftmaschine (niedrigere Drehzahl) und der Elektromaschine (höhere Drehzahl) erfolgen. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Zahnrad (Kettenrad, Stirnzahnrad) auf der Kraftabgabewelle mit einem weiteren Zahnrad in trieblicher Verbindung, über das zumindest ein Nebenaggregat der Brennkraftmaschine antreibbar ist. Damit ist mit konstruktiv einfachen Mitteln die Drehmomentübertragungsverbindung zu einem Nebenantrieb erweitert, wodurch gegebenenfalls ein ansonsten erforderlicher Riementrieb an der Brennkraftmaschine entfallen kann.

Dabei kann bevorzugt das Zahnrad in einem an das Zylinderkurbelgehäuse angebauten Gehäuse drehbar gelagert sein und über eine Abtriebswelle das Nebenaggregat, insbesondere einen Klimakompressor einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs antreiben.

Des Weiteren kann in die Kraftabgabewelle eine Kupplung integriert sein, mittels der die Brennkraftmaschine von der Drehmomentübertragungsverbindung bzw. dem Stirnzahnradtrieb der Elektromaschine und der Getriebe-Eingangswelle abkoppelbar ist. Demzufolge kann bei geöffneter Kupplung neben der Abkopplung der Brennkraftmaschine auch das Nebenaggregat rein elektrisch angetrieben werden, zum Beispiel in einem Standbetrieb.

Wie oben erwähnt, kann die Elektromaschine bevorzugt an einer Stelle am Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine montiert sein, an der ansonsten in gängiger Praxis ein elektrischer Startermotor positioniert ist. In diesem Fall ist die Elektromaschine in der Querrichtung oder Radialrichtung außen an der Brennkraftmaschine angeordnet, wodurch eine in der Axialrichtung relativ kurz bauende Antriebsvorrichtung bereitstellbar ist. Die Elektromaschine kann bevorzugt quer zur Axialrichtung zumindest teilweise mit der Brennkraftmaschine bzw. mit deren Kurbelwelle überlappen oder quer zur Axialrichtung in Flucht zur Brennkraftmaschine bzw. zu deren Kurbelwelle angeordnet sein. Die Antriebswelle der Elektromaschine kann bei einem solchen Aufbau bevorzugt in der Axialrichtung über einen Axialversatz von der Getriebe-Eingangswelle bzw. von dem Getriebegehäuse beabstandet sein. Die oben erwähnte Kupplung, mit der die Brennkraftmaschine von der Drehmomentübertragungsverbindung und/oder von der Getriebe- Eingangswelle abkoppelbar ist, kann bevorzugt in einem eigenen Kupplungsgehäuse angeordnet sein. In diesem Fall kann das Zylinderkurbelgehäuse, der Gehäuseabschnitt (das heißt ein Quertriebsmodul- Gehäuse), das Kupplungsgehäuse und ein Getriebegehäuse des Wechselgetriebes in der Axialrichtung hintereinander angeordnet sein. Im Hinblick auf eine kompakte Anordnung der Antriebskomponenten kann in dem Gehäuseabschnitt (das heißt in dem Quertriebsmodul-Gehäuse) sowohl die Drehmomentübertragungsverbindung als auch ein Drehschwingungsdämpfer angeordnet sein, mit dem die Rotationsschwingungen der Kraftabgabewelle der Brennkraftmaschine gedämpft werden.

Eine baulich besonders kompakte Antriebsvorrichtung ergibt sich, wenn der Gehäuseabschnitt (das heißt das Quertriebsmodul-Gehäuse) und die Elektromaschine unter Bildung einer L-förmigen Baueinheit einen Inneneckbereich aufspannen, der eine Außenecke des Zylinderkurbelgehäuses der Brennkraftmaschine einfasst.

Zur weiteren Reduzierung der Baugröße der Antriebsvorrichtung kann das Kupplungsgehäuse zudem von einer Querwelle eines Achsdifferenzials zum Antrieb der Fahrzeugräder durchsetzt sein. Die Kupplung kann in der Fahrzeuglängsrichtung entweder vor oder nach der Querwelle angeordnet sein. Die Querwelle des Achsdifferenzials kann dabei in der Fahrzeughochrichtung versetzt zur Getriebeeingangswelle oder zur Kraftabgabewelle verlaufen. Bevorzugt kann die Elektromaschine nicht nur als ein Antriebsaggregat arbeiten, sondern zugleich auch ein Nebenaggregat antreiben, zum Beispiel einen Klimakompressor oder eine Kühlmittelpumpe. Im Hinblick auf eine bauraumgünstige Anordnung ist es bevorzugt, wenn die Elektromaschine auf ihrer, der Elektromaschinen-Antriebswelle axial gegenüberliegenden Seite mit einem Antriebswellen-Abgriff auf das Nebenaggregat abtreibt. Das Nebenaggregat kann bauraumgünstig in der Fahrzeughochrichtung unterhalb der Elektromaschine angeordnet sein und am Zylinderkurbelgehäuse montiert sein. In diesem Fall kann der Antriebswellen-Abgriff (diese ist bevorzugt koaxial zur Elektromaschinen-Antriebswelle ausgerichtet) über einen Getriebezug, insbesondere über einen Ketten- oder Riementrieb, mit dem Nebenaggregat trieblich verbunden sein. In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann an das Wechselgetriebe eine zweite Elektromaschine angebaut sein, die mittelbar oder unmittelbar über eine weitere Drehmomentübertragungsverbindung auf die Eingangswelle des Wechselgetriebes abtreibt. Damit kann bei einer hohen Gesamtantriebsleistung der Elektromaschinen eine vorteilhafte Anpassung an gegebene Einbauverhältnisse im Kraftfahrzeug bei günstigen Abmaßen der beiden Elektromaschinen und gegebenenfalls eine gezielte Gewichtsverteilung im Kraftfahrzeug erfolgen. Die Elektromaschinen können ferner bei geringeren Antriebserfordernissen auch einzeln aktiviert sein, während eine zweite Elektromaschine beispielsweise als Generator geschaltet ist.

Die Drehmomentübertragungsverbindung kann wiederum als Stirnzahnradtrieb ausgeführt sein, mit einem Zahnrad auf der Antriebswelle der Elektromaschine und einem größeren Zahnrad auf der Getriebeeingangswelle des Wechselgetriebes. Alternativ könnte hier auch ein Zahnriementrieb verwendet sein. Die Elektromaschine kann des Weiteren über ein Planetengetriebe mit ein oder mehreren Übersetzungsstufen auf die Drehmomentübertragungsverbindung bzw. auf den Stirnzahnradtrieb wirken, um gegebenenfalls eine noch bessere Anpassung an erforderliche Übersetzungsverhältnisse und Fahrgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs bereit zu stellen.

Die Drehmomentübertragungsverbindung bzw. der Stirnzahnradtrieb der zweiten Elektromaschine ist besonders bevorzugt im Kraftfluss nach der die Brennkraftmaschine abkoppelnden Kupplung und vor zumindest einer Trennkupplung an der Eingangswelle des Wechselgetriebes angeordnet.

Des Weiteren kann die die Brennkraftmaschine abkoppelnde Kupplung in baulich einfacher Weise eine formschlüssige Schaltkupplung sein, die nach Synchronisation deren Kupplungselemente über die erste Elektromaschine schaltbar ist und zum Beispiel die Brennkraftmaschine zuschaltet. Alternativ kann die Kupplung jedoch auch als Reibungskupplung bzw. hydraulisch betätigte Lamellenkupplung ausgeführt sein. Schließlich kann alternativ oder zusätzlich die zweite Elektromaschine mit ihrer Antriebswelle zumindest ein Nebenaggregat des Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Klimakompressor, eine Hydraulikpumpe, etc. antreiben.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Antriebsvorrichtung für hybridgetriebene Kraftfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine und zwei Elektromaschinen, die auf ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe abtreiben, wobei die Elektromaschinen jeweils über einen Stirnzahnradtrieb auf die Kraftabgabewelle der Brennkraftmaschine einerseits und auf die Getriebe-Eingangswelle des Wechselgetriebes andererseits abtreiben; Fig. 2 eine Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 1 , bei der der

Stirnzahnradtrieb auf der Kraftabgabewelle zusätzlich auf einen Antrieb für Nebenaggregate der Brennkraftmaschine erweitert und die Kraftabgabewelle (Kurbelwelle) vom Stirnzahnradtrieb abkoppelbar ist; sowie

Fig. 3 und 4 jeweils in Ansichten entsprechend der Fig. 2 weitere

Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In der Fig. 1 ist ein Antriebsaggregat 10 für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug als einfaches Blockschaltbild dargestellt, mit einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine 11 , einem nachgeschalteten Geschwindigkeits- Wechselgetriebe 14 und zwei Elektromaschinen 16, 18. Das Wechselgetriebe 14 treibt über eine Abtriebswelle 20 und ein Vorgelege 22 ein integriertes Achsdifferenzial 24 zum Antrieb der Räder des Kraftfahrzeuges an.

Die Elektromaschine 16 ist seitlich an das Zylinderkurbelgehäuse 12a der Brennkraftmaschine 11 angebaut bzw. integriert (gegebenenfalls an die Stelle für einen ansonsten üblichen Startermotor) und treibt über eine Antriebswelle 26 und eine Drehmomentübertragungsverbindung, bevorzugt einen Stirnzahnradtrieb 28, abtriebsseitig auf die Kraftabgabewelle bzw. Kurbelwelle 30 der Brennkraftmaschine 1 ab.

Der Stirnzahnradtrieb 28 mit einem kleineren Zahnrad 32 auf der Antriebswelle 26 und einem größeren Zahnrad 34 auf der Kurbelwelle 30 ist innerhalb des Zylinderkurbelgehäuses 12a angeordnet, wobei das radial äußere Zahnrad 32, wie ersichtlich ist, in einem seitlich abragenden Gehäuseabschnitt 12b (das heißt Quertriebsmodul-Gehäuse) des Zylinderkurbelgehäuses angeordnet und unter anderem an das Schmierölsystem der Brennkraftmaschine 11 (nicht dargestellt) angeschlossen sein kann.

Die Elektromaschine 16 ist ständig (das heißt in Permanentverbindung) mit der Kurbelwelle 30 trieblich verbunden und kann somit als Startermotor, als zusätzlicher Antriebsmotor oder als Generator geschaltet das elektrische Bordnetz des Kraftfahrzeugs bzw. eine Traktionsbatterie mit Strom versorgen, etc.

Die Kraftabgabewelle bzw. Kurbelwelle 30 ist in einer Fahrzeuglängsrichtung x bzw. in der Momentenflussrichtung unter Zwischenschaltung eines Drehschwingungsdämpfers 36 (zum Beispiel einem Zweimassenschwungrad) und einer Kupplung K0 mit der Getriebe-Eingangswelle 38 des Wechselgetriebes 14 trieblich verbindbar. Die Kupplung K0 kann reibschlüssig, zum Beispiel eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung, bevorzugt jedoch als eine formschlüssig wirkende Schaltkupplung (Klauenkupplung) ausgeführt sein.

Über die Kupplung K0 kann die Brennkraftmaschine 11 mit der Elektromaschine 16 vom Antriebsstrang bzw. vom Wechselgetriebe 14 abgekoppelt werden. Beim Zuschalten der Brennkraftmaschine 11 können durch entsprechende Ansteuerung der Elektromaschine 16 die Kupplungselemente der Schaltkupplung K0 insbesondere bei geöffneter Kupplung K1 auf Gleichlauf synchronisiert werden.

An das Wechselgetriebe 14 ist seitlich die zweite Elektromaschine 18 angebaut, die antriebsseitig optional unter Zwischenschaltung eines Planetengetriebes 46 (nur angedeutet) und über einen Stirnzahnradtrieb 40 als Drehmomentübertragungsverbindung in Momentenflußrichtung nach der Kupplung K0, jedoch vor einer reibschlüssigen Trennkupplung K1 auf die Getriebe-Eingangswelle 38 abtreibt. Der Stirnradtrieb 40 ist dabei innerhalb eines Kupplungsgehäuses 14a des Wechselgetriebes 14 positioniert.

Anstelle des Stirnzahnradtriebs 40 mit den Zahnrädern 42, 44 könnte auch ein Zahnriementrieb oder eine Kette verwendet sein. Die Trennkupplung K1 kann bei einem automatisch geschalteten Wechselgetriebe 14 (zum Beispiel einem an sich bekannten Doppelkupplungsgetriebe) durch die im Getriebe 14 integrierten, die Gänge aktivierenden Lamellenkupplungen gebildet sein.

)

Die Antriebswelle 18a der Elektromaschine 18 treibt einerseits den Stirnzahnradtrieb 40 und andererseits ein Nebenaggregat, hier einen Klimakompressor 48 einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs an.

Durch die beschriebene Antriebsvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 kann das Kraftfahrzeug bei geöffneter Kupplung K0 und geschlossener Kupplung K1 durch die bevorzugt leistungsstärkere Elektromaschine 18 vorwärts öder rückwärts rein elektromotorisch angetrieben werden. Das Planetengetriebe 46 kann dabei zum Beispiel nur drehmomenterhöhend oder aber zur Anpassung an die Fahrgeschwindigkeit mehrgängig ausgeführt sein.

Zudem kann die Elektromaschine 18 auch bei geöffneter Kupplung K1 (im Stillstand) den Klimakompressor 48 (oder ein anderes Nebenaggregat) antreiben.

Über die Elektromaschine 16 kann die Brennkraftmaschine 11 bei offener Kupplung K0 gestartet werden. Im weiteren Betriebsverlauf kann die Elektromaschine 16 dann, als Generator geschaltet, Strom erzeugen, im Leerlauf mitdrehen oder, als Motor geschaltet, zusätzlich zur Brennkraftmaschine 11 Antriebsenergie einspeisen.

Gleiches gilt für die zweite Elektromaschine 18, die bei in Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine 11 bzw. Antriebsvorrichtung 10 im Leerlauf mitdrehen kann, zusätzlich Antriebsenergie liefern kann (Boostbetrieb) oder aber als Generator geschaltet sein kann.

Ferner können beide Elektromaschinen 16, 18 oder bei geöffneter Kupplung K0 die Elektromaschine 18 im Rekuperationsbetrieb zur Energierückgewinnung im Bremsbetrieb des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung 10, die nur soweit beschrieben ist, als sie sich wesentlich von der Fig. 1 unterscheidet. Funktionell gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß der Fig. 2 ist der Stirnradtrieb 28 zwischen der Elektromaschine 16 und der Kurbelwelle 30 der Brennkraftmaschine 11 durch ein mit dem Zahnrad 34 kämmendes, weiteres Zahnrad 52 erweitert, das als Nebenabtrieb dient.

Das in einem an das Zylinderkurbelgehäuse 12a angebauten Gehäuse 54 drehbar gelagerte Zahnrad 52 treibt unmittelbar oder über eine Antriebswelle 26 ein Nebenaggregat an, das insbesondere ein Klimakompressor 48 einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs sein kann. Dies schließt jedoch nicht aus, dass auch die Elektromaschine 18 gegebenenfalls ein Nebenaggregat wie vorbeschrieben antreiben kann.

Ferner ist die vorbeschriebene Kupplung K0 abweichend zur Fig. 1 in der Momentenflussrichtung vor dem Stirnradtrieb 28 vorgesehen. Die Kupplung K0 ist an der Kurbelwelle 30 somit derart angeordnet, dass über die Kupplung KO die Brennkraftmaschine 11 vom Stirnradtrieb 28 und vom weiteren Antriebsstrang abkoppelbar ist. Die Kupplung KO ist hier bevorzugt eine reibschlüssige Kupplung, insbesondere eine hydraulisch betätigbare Lamellen- kupplung.

Demzufolge kann bei geöffneter Kupplung KO das Kraftfahrzeug über beide Elektromaschinen 16, 18 rein elektromotorisch angetrieben werden. Ist die Kupplung K1 ebenfalls geöffnet, so kann das Nebenaggregat 48 auch im Stand betrieben werden, gegebenenfalls sogar über beide Elektromaschinen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind dem Fachmann geläufige Abwandlungen oder Kombinationen beider Zeichnungsfiguren möglich.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, dessen grundsätzlicher Aufbau dem in der Fig. 2 gleicht, jedoch mit der Ausnahme, dass in der Fig. 3 keine zweite Elektromaschine 18 bereitgestellt ist. In Übereinstimmung mit der Fig. 2 ist auch in der Fig. 3 die Kupplung K0 in der Momentenflussrichtung vor der Drehmomentübertragungsverbindung 28 angeordnet. Die Elektromaschine 16 ist, wie auch in den vorangegangenen Figuren, seitlich radial außen über angedeutete Flanschverbindungen 61 am Zylinderkurbelgehäuse 12a der Brennkraftmaschine 11 befestigt. Folgerichtig ist die Elektromaschine 16 in der Fahrzeugquerrichtung y (das heißt quer zur Axialrichtung x) mit der Brennkraftmaschine 11 (das heißt mit deren Kurbelwelle 30) überlappt oder in Flucht angeordnet. Die Antriebswelle 26 der Elektromaschine 16 ist in der Axialrichtung bzw. Fahrzeuglängsrichtung x um einen Axialversatz Δχ (Fig. 3 oder 4) von der Getriebe-Eingangswelle 38 beabstandet. Mit anderen Worten ist die Elektromaschine 16 achsparallel zur Brennkraftmaschine 11 angeordnet. Insbesondere " sind die Elektromaschine 16 und die Brennkraftmaschine 11 in Radialrichtung der Kurbelwelle 30 von einander beabstandet während die Elektromaschine 16 zumindest teilweise einen Überlappungsbereich mit der Brennkraftmaschine 11 bzw. deren Kurbelwelle 30 aufweist. Die Brennkraftmaschine 11 und die Elektromaschine 16 befinden sich also in Fahrzeuglängsrichtung x in etwa auf gleicher Höhe.

Die Kupplung K0 ist in der Fig. 3 in dem Kupplungsgehäuse 14a angeordnet, das von einer Querwelle 65 des Achsdifferenzials 24 zum Antrieb der Fahrzeugräder durchsetzt ist. In der Fig. 3 ist die Kupplung K0 in der Fahrtrichtung FR, d.h. in der Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne, hinter der Querwelle 65 im Kupplungsgehäuse 14a positioniert. Die Querwelle 65 verläuft in der Fahrzeughochrichtung z unterhalb der Getriebe-Eingangswelle 38. Wie aus der Fig. 3 weiter hervorgeht, sind im Gehäuseabschnitt 12b (das heißt das Quertriebsmodul-Gehäuse) sowohl der Drehschwingungsdämpfer 36 als auch die Drehmomentübertragungsverbindung 28 positioniert. Insgesamt sind in der Fig. 3 das Zylinderkurbelgehäuse 12a, der Gehäuseabschnitt 12b, das Kupplungsgehäuse 14a sowie ein Getriebegehäuse 67 des Wechselgetriebes 14 in der Axialrichtung oder in der Fahrzeuglängsrichtung x hintereinander angeordnet.

Im Hinblick auf eine baulich kompakte Antriebsvorrichtung bilden der Gehäuseabschnitt 12b (das heißt das Quertriebsmodul-Gehäuse) und die Elektromaschine 16 eine L-förmige Baueinheit B (Fig. 3 oder 4), die einen Inneneckbereich 69 (Fig. 3 oder 4) aufspannt, in dem das Zylinderkurbelgehäuse 12a der Brennkraftmaschine 11 angeordnet ist.

In der Fig. 4 ist eine Weiterentwicklung des in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiels dargestellt, das grundsätzlich baugleich zur Fig. 3 ausgeführt ist. Im Unterschied zur Fig. 3 ist in der Fig. 4 die Kupplung KO in der Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne, das heißt in der Fahrtrichtung FR, vor der Querwelle 65 im Kupplungsgehäuse 14a positioniert. Ein Außenlamellenträger 71 der Kupplung K0 und das Zahnrad 34 sind dabei drehfest auf einer Hohlwelle 73 positioniert, die zwischen dem Gehäuseabschnitt 12b und dem Kupplungsgehäuse 14a verläuft. In der Hohlwelle 73 erstreckt sich koaxial die Kraftabgabewelle 30 bis zu einem Innenlamellenträger 75 der Kupplung K0, der mit dem Außenlamellenträger 71 der Hohlwelle 73 zusammenwirkt.

Wie aus der Fig. 4 weiter hervorgeht, weist die Elektromaschine 16 an ihrer, der Elektromaschinen-Antriebswelle 26 axial entgegengerichteten Seite einen Antriebswellen-Abgriff 58 auf, mittels dessen ein Nebenaggregat 48, insbesondere ein Klimakompressor, antreibbar ist. Das Nebenaggregat 48 ist in der Fahrzeughochrichtung z unterhalb der Elektromaschine 16 unmittelbar an der Brennkraftmaschine 11 positioniert, d.h. in einem nicht gezeigten Inneneckbereich zwischen der Elektromaschine 16 und dem Zylinderkurbelgehäuse 12 a. Die Elektromaschine 16 ist über den Antriebswellen-Abgriff 58 sowie einen Riementrieb 60 mit dem Nebenaggregat 48 trieblich verbunden. Alternativ ist auch ein Antrieb des Nebenaggregates 48 über ein Zahnrad aus dem Gehäuseabschnitt 12b (d.h. dem Quertriebsmodul- Gehäuse) möglich.




 
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