DE10102015B4

DE10102015B4 - Starter-generator apparatus

Info

Publication number: DE10102015B4
Application number: DE10102015.5A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Schröder Rolf; Dipl.-Ing. Günter (FH) Wörner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: DE10102015A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Starter-Generator-Vorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Herkömmliche Starter-Generator-Vorrichtungen erfordern zur Aufbringung der notwendigen Antriebsmomente zum Anlassen des Motors eine große Dimensionierung mit großen erforderlichen Einbauräumen und einem großen Gewicht. Erfindungsgemäß ist ein Rotor (20) der Starter-Generator-Vorrichtung über ein Planetengetriebe (18) und zwei Freiläufe (38, 44) derart mit einer Eingangswelle (10) verbunden, daß in einem Startbetrieb die Drehzahl des Rotors (20) zur Drehzahl der Eingangswelle (10) ins Langsame übersetzt wird, womit eine Vergrößerung des wirksamen Startmomentes einhergeht. Das Planetengetriebe (18) und die Freiläufe (38, 44) sind an den Kreislauf des Motoröles angeschlossen.The invention relates to a starter-generator device, in particular for motor vehicles. Conventional starter-generator devices require a large dimensioning with large required installation space and a large weight to apply the necessary drive torques for starting the engine. According to the invention, a rotor (20) of the starter-generator device via a planetary gear (18) and two freewheels (38, 44) connected to an input shaft (10) that in a starting mode, the speed of the rotor (20) to the speed of Input shaft (10) is translated slowly, which is accompanied by an increase in the effective starting torque. The planetary gear (18) and the freewheels (38, 44) are connected to the circuit of the engine oil.

Description

Die Erfindung betrifft eine Starter-Generator-Vorrichtung eines Kraftfahrzeuges gemäß ausgewählten Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention relates to a starter-generator device of a motor vehicle according to selected features of patent claim 1.

Starter-Generator-Vorrichtungen sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 41 12 215 C1 , DE 197 04 786 C1 , US 4 862 009 A sowie JP 03-081562 AA bekannt.Starter-generator devices are for example from the publications DE 41 12 215 C1 . DE 197 04 786 C1 . US 4,862,009 A such as JP 03-081562 AA known.

Bei bekannten Starter-Generator-Vorrichtungen erfolgt eine Umschaltung zwischen einem ersten Betriebsbereich, in dem eine Umwandlung elektrischer Energie in eine Relativbewegung bzw. Relativbeschleunigung zwischen einem Stator und einem Rotor (Starten) und einem zweiten Betriebsbereich, in dem eine Ausnutzung einer Relativbewegung zwischen dem Stator und dem Rotor zur Rückgewinnung von Energie erfolgt, mittels Kupplungen oder Freiläufen. Wird der Rotor während des ersten Betriebsbereiches mit der Drehzahl einer Eingangswelle der Starter-Generator-Vorrichtung, insbesondere der Drehzahl der Kurbelwelle, betrieben, sind die für einen Verbrennungsmotorstart erforderlichen Startermomente sehr groß, wodurch hohe elektrische Ströme mit einer hierzu erforderlichen aufwendigen und teueren Leistungselektronik bedingt sind. Derartige Starter-Generator-Vorrichtungen bauen sehr groß, sind teuer und schwer.In known starter-generator devices, switching takes place between a first operating range, in which a conversion of electrical energy into a relative movement or relative acceleration between a stator and a rotor (starting) and a second operating range in which a utilization of a relative movement between the stator and the rotor for recovering energy, by means of clutches or freewheels. If the rotor is operated during the first operating range with the rotational speed of an input shaft of the starter-generator device, in particular the rotational speed of the crankshaft, the starter torques required for an engine start are very large, which causes high electric currents with a complex and expensive power electronics required for this purpose are. Such starter-generator devices are very large, expensive and heavy.

Die aus der US 4 862 009 A bekannte Starter-Generator-Vorrichtung gewährleistet keine sogenannte Boostfunktion, mittels derer im (An-)Fahrbetrieb zusätzlich zum Antriebsmoment des Antriebsaggregates wirkende Beschleunigungsmomente zwischen Stator und Rotor erzeugt werden können.The from the US 4,862,009 A known starter-generator device does not guarantee a so-called boost function, by means of which in the (on) driving operation in addition to the drive torque of the drive unit acting acceleration torques between the stator and rotor can be generated.

Bei einer Starter-Generator-Vorrichtung gemäß der JP 03-081562 AA stehen während eines zweiten Betriebsbereiches (Generatorbetrieb) Zahnräder eines Planetengetriebes in wälzendem Kontakt. Hierdurch sind Geräuschprobleme und/oder ein verschlechterter Wirkungsgrad bedingt.In a starter-generator apparatus according to the JP 03-081562 AA During a second operating range (generator operation) gears of a planetary gear in rolling contact. This causes noise problems and / or a deteriorated efficiency.

Darüber hinaus ist aus der DE 41 18 853 A1 eine Generator-Vorrichtung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Diese Generator-Vorrichtung weist eine motorseitige Eingangswelle auf, durch die in einem ersten und einem zweiten Betriebsbereich durch Ausnutzung einer Relativbewegung zwischen einem Stator und einem Rotor eine Rückgewinnung von Energie erfolgt. Dabei ist der Rotor über einen Freilauf 13 mit der Eingangswelle verbunden und an einem Hohlrad eines Planetengetriebes drehfest angeordnet. Ferner ist ein Planetenträger drehfest mit der Eingangswelle und ein Sonnenrad des Planetengetriebes über eine schaltbare Kupplung mit einem Gehäuse verbunden.In addition, from the DE 41 18 853 A1 a generator device of a motor vehicle known. This generator device has an input shaft on the motor side through which a recovery of energy takes place in a first and a second operating range by utilizing a relative movement between a stator and a rotor. The rotor is over a freewheel 13 connected to the input shaft and arranged non-rotatably on a ring gear of a planetary gear. Further, a planet carrier rotatably connected to the input shaft and a sun gear of the planetary gear via a switchable coupling with a housing.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Starter-Generator-Vorrichtung vorzuschlagen, welche über eine kompakte Bauweise mit verbesserter Funktionalität verfügt.The present invention has for its object to provide a starter-generator device which has a compact design with improved functionality.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Stator ist fest mit einem Getriebegehäuse verbunden. Der Rotor, welcher vorzugsweise als integraler Bestandteil einer Schwungscheibe ausgebildet ist oder fest mit dieser verbunden ist, ist über einen ersten Freilauf mit der Eingangswelle verbunden. Ist dieser Freilauf, beispielsweise während eines Startbetriebes, in freigeschalteter Stellung, kann der Rotor in Folge eines zwischen Rotor und Eingangswelle, insbesondere Kurbelwelle, zwischengeschalteten Planetengetriebes, mit einer größeren Geschwindigkeit betrieben werden als die Eingangswelle, so daß eine Übersetzung des zwischen Rotor und Stator erzeugten Startermomentes erfolgt. Hierdurch kann die Anlasserfunktion verbessert werden und/oder die elektrischen Komponenten des Stators bzw. Rotors geringer dimensioniert werden. Es ergeben sich geringere elektrische Starterströme, niedrigere Systemkosten, ein geringeres Gewicht und/oder ein geringerer erforderlicher Bauraum. Das Sonnenrad des Planetengetriebes ist über einen zweiten Freilauf mit dem Getriebegehäuse verbunden. Im Startbetrieb ruht in Folge eines Sperren des zweiten Freilaufes das Sonnenrad. Das Hohlrad des Planetengetriebes ist drehfest dem Rotor zugeordnet. Als Folge der vorgenannten kinematischen Bedingungen des Planeten verringert sich die Drehzahl des Planetenträgers, welcher drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist.The object underlying the invention is solved by the features of claim 1. The stator is firmly connected to a transmission housing. The rotor, which is preferably formed as an integral part of a flywheel or is fixedly connected thereto, is connected via a first freewheel with the input shaft. If this freewheel, for example, during a start operation, in the unlocked position, the rotor can be operated at a greater speed than the input shaft as a result of a between rotor and input shaft, in particular crankshaft, intermediate planetary gear so that a translation of the generated between the rotor and stator Starter moment occurs. As a result, the starter function can be improved and / or the electrical components of the stator or rotor are dimensioned smaller. It results in lower electrical starter currents, lower system costs, a lower weight and / or a smaller required space. The sun gear of the planetary gear is connected via a second freewheel with the transmission housing. During startup, the sun wheel rests as a result of a lock on the second freewheel. The ring gear of the planetary gear is rotatably associated with the rotor. As a result of the aforementioned kinematic conditions of the planet, the speed of the planet carrier, which is rotatably connected to the input shaft decreases.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Ausgangsorgan drehfest mit der Eingangswelle verbunden. Hierdurch erfolgt eine unmittelbare Kraftübertragung zwischen Eingangswelle und Ausgangsorgan, wodurch ein Spiel, Elastizitäten oder ähnliches vermieden sind. Die Freiläufe sowie Lager, Dichtungen, Bauteile des Planetengetriebes und der Rotor sind lediglich mit den zwischen Stator und Rotor erzeugten Momenten beaufschlagt, wodurch eine geringe Dimensionierung möglich ist.According to a preferred embodiment of the invention, the output member is rotatably connected to the input shaft. As a result, there is an immediate power transmission between the input shaft and output member, whereby a game, elasticity or the like are avoided. The freewheels and bearings, seals, components of the planetary gear and the rotor are acted upon only with the torque generated between the stator and rotor, whereby a small dimensioning is possible.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsorgan drehfest mit dem Rotor verbunden ist. Hierdurch kann ein veränderter Kraftfluß für einen Zug- und Schubbetrieb erfolgen. Während eines Zugbetriebes wird das Motormoment zwischen Eingangswelle und Ausgangsorgan über die erste Freilaufkupplung übertragen. In diesem Fall entspricht die Motordrehzahl der Drehzahl des Rotors und des Ausgangsorganes. Hingegen erfolgt im Schubbetrieb eine Übertragung des Motormomentes über das Planetengetriebe und die zweite Freilaufkupplung. In diesem Fall ist die Motordrehzahl und die Drehzahl der Eingangswelle kleiner als die Drehzahl des Rotors und des Ausgangsorganes. Hierdurch ist eine verbesserte Energierückgewinnung möglich. Als weiterer Vorteil können während des Schubbetriebes Drehzahlschwankungen der Eingangswelle minimiert werden, da für eine Halbwelle der Drehzahlschwingung der Freilauf sperrt, während für die Halbwelle mit umgekehrtem Vorzeichen der zweite Freilauf freigegeben ist, so daß diese Halbwelle nicht oder vermindert auf das Abtriebsorgan übertragen wird.A further embodiment of the invention is characterized in that the output member is rotatably connected to the rotor. This can be done a modified power flow for a train and push operation. During a train operation, the engine torque is transmitted between the input shaft and the output member via the first one-way clutch. In this case, the engine speed corresponds to the speed of the rotor and the output member. On the other hand, a transmission of the engine torque via the planetary gear and the second overrunning clutch takes place in overrun mode. In this case, the engine speed and the speed of the input shaft less than the speed of the rotor and the output member. As a result, an improved energy recovery is possible. As a further advantage, speed fluctuations of the input shaft can be minimized during overrun, since the freewheel locks for one half-wave of the speed oscillation, while the second freewheel is released for the half-cycle with the opposite sign, so that this half-wave is not transmitted or reduced to the output member.

Eine bevorzugte Starter-Generator-Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe und die Freiläufe in einem abgedichteten Arbeitsraum angeordnet sind. Der Arbeitsraum ist Teil eines Kreislaufes des Motoröles, so daß ohne zusätzliche Ölkreisläufe, Ölmengen und Vorrichtungen zur Aufbringung eines Öldruckes die Schmierung und/oder Kühlung von relativbewegten Bauteilen der Starter-Generator-Vorrichtung gewährleistet ist.A preferred starter-generator device is characterized in that the planetary gear and the freewheels are arranged in a sealed working space. The working space is part of a cycle of the engine oil, so that lubrication and / or cooling of relatively moving components of the starter-generator device is ensured without additional oil circuits, oil quantities and devices for applying an oil pressure.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird das Motoröl mit einem Längskanal der Kugelwelle dem Arbeitsraum zugeführt. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform des Starter-Generator-Systems.According to a further proposal of the invention, the engine oil is supplied to the working space with a longitudinal channel of the spherical shaft. This results in a particularly compact design of the starter-generator system.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Advantageous developments emerge from the subclaims and the description.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:A preferred embodiment of the device according to the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The drawing shows:

1 eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Starter-Generator-Vorrichtung im Halbschnitt und 1 a first inventive embodiment of a starter-generator device in half-section and

2 eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Starter-Generator-Vorrichtung im Halbschnitt. 2 a further embodiment of the invention of a starter-generator device in half section.

Gemäß 1 steht eine motorseitige Eingangswelle 10, hier eine Kurbelwelle, in (lösbarer oder richtungsabhängiger) Antriebsverbindung mit einem getriebeseitigen Ausgangsorgan 11. Das Ausgangsorgan 11 ist insbesondere als zumindest drehsteife Scheibe ausgebildet, welche in Antriebsverbindung mit einem Anfahrelement und/oder einem Getriebe, insbesondere einer Kupplung oder einem Wandler, steht.According to 1 is a motor-side input shaft 10 , here a crankshaft, in (releasable or direction-dependent) drive connection with a transmission-side output member 11 , The initial organ 11 is in particular designed as at least torsionally rigid disc, which is in driving connection with a starting element and / or a transmission, in particular a clutch or a converter.

Im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ausgangsorgan 11 drehfest mit der Eingangswelle 10 verbunden. Mit der Eingangswelle 10 stehen zumindest in Teilbetriebsbereichen ein Planetenträger 12, Planeten 13, ein Sonnenrad 14, ein Hohlrad 15 und eine Rotorscheibe 16 einer Starter-Generator-Vorrichtung 17 in Wirkverbindung/Antriebsverbindung. Planetenträger 12, Planeten 13 und Sonnenrad 14 bilden ein in an sich bekannter Weise ausgebildetes Planetengetriebe 18.Im in 1 illustrated embodiment is the output member 11 rotatably with the input shaft 10 connected. With the input shaft 10 At least in sub-operating areas are a planet carrier 12 , Planets 13 , a sun wheel 14 , a ring gear 15 and a rotor disk 16 a starter-generator device 17 in operative connection / drive connection. planet carrier 12 , Planets 13 and sun gear 14 form a trained in a conventional manner planetary gear 18 ,

Die Starter-Generator-Vorrichtung 17 verfügt über einen Stator 19 sowie einen Rotor 20. Stator 19 und Rotor 20 sind Teil eines elektrischen Antriebes, welcher, im Zusammenwirken mit geeigneten elektrischen Versorgungen, einer Leistungselektronik und einer Steuereinrichtung, eine Erzeugung von (Antriebs-)Momenten sowie in einem Generator-Betrieb zur Rückgewinnung einer Energie des Rotors 20 dient. Der Stator 19 ist fest mit einem Gehäuse 21 verbunden. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 21 mit einem Motorgehäuse 22, einem Statorgehäuse 23 und einem Getriebegehäuse 24 gebildet. Das Statorgehäuse 23 verfügt über eine zylinderförmige Innenfläche, gegenüber welcher sich der Stator 19 abstützt, sowie geeignete Dicht- und Verbindungsstellen zur Anbindung des Motorgehäuses 22 in einem axialen Endbereich sowie des Getriebegehäuses 24 im axial gegenüberliegenden Endbereich.The starter generator device 17 has a stator 19 and a rotor 20 , stator 19 and rotor 20 are part of an electric drive, which, in cooperation with suitable electrical supplies, a power electronics and a control device, a generation of (driving) and moments in a generator operation for recovering an energy of the rotor 20 serves. The stator 19 is fixed with a housing 21 connected. In the in 1 illustrated embodiment, the housing 21 with a motor housing 22 , a stator housing 23 and a transmission housing 24 educated. The stator housing 23 has a cylindrical inner surface, opposite which the stator 19 supports, as well as suitable sealing and connection points for connecting the motor housing 22 in an axial end region and the transmission housing 24 in the axially opposite end region.

Das Ausgangsorgan 11, der Planetenträger 12, das Hohlrad 15, die Rotorscheibe 16, der Rotor 20 und der Stator 19 sind koaxial zu einer Längsachse 25–25 der Eingangswelle 10 angeordnet.The initial organ 11 , the planet carrier 12 , the ring gear 15 , the rotor disk 16 , the rotor 20 and the stator 19 are coaxial with a longitudinal axis 25 - 25 the input shaft 10 arranged.

Das getriebeseitige Ende der Eingangswelle 10 steht über Dicht- bzw. Führungselemente 26 in Wirkverbindung mit einer über Stege 27 oder Wandungen mit dem Motorgehäuse 22 verbundenen Buchse 28. Die Eingangswelle 10 kragt über die Buchse 28 in Richtung des Getriebes mit einer ungefähr zylinderförmigen Querschnittserweiterung 29 aus.The transmission-side end of the input shaft 10 is about sealing or guide elements 26 in operative connection with a via webs 27 or walls with the motor housing 22 connected socket 28 , The input shaft 10 cant over the socket 28 in the direction of the transmission with an approximately cylindrical cross-sectional widening 29 out.

Der Planetenträger 12 verfügt über eine Scheibe 30, einen Hohlzylinder 31 und eine Scheibe 32, wobei die Scheibe 30, Hohlzylinder 31 und Scheibe 32 einstückig miteinander verbunden sind und der Innendurchmesser der Scheibe 30 sowie der Außendurchmesser der Scheibe 32 dem Durchmesser des Hohlzylinders 31 entspricht. Der Planetenträger 12 wird in axialer Richtung in Richtung des Motors auf die Querschnittserweiterung 29 aufgeschoben, wobei die Innenfläche des Hohlzylinders 31 an der Mantelfläche der Querschnittserweiterung 29 sowie die Scheibe 32 an der Stirnfläche der Querschnittserweiterung 29 anliegen. Die Scheibe 30 ist fest mit Stegen 33 des Planetenträgers 12 verbunden, welche koaxial zur Längsachse 25–25 orientiert sind und von der Scheibe 30 in Richtung des Motors auskragen.The planet carrier 12 has a disc 30 , a hollow cylinder 31 and a slice 32 , where the disc 30 , Hollow cylinder 31 and disc 32 are integrally connected to each other and the inner diameter of the disc 30 and the outer diameter of the disc 32 the diameter of the hollow cylinder 31 equivalent. The planet carrier 12 is in the axial direction in the direction of the engine on the cross-sectional widening 29 deferred, with the inner surface of the hollow cylinder 31 on the lateral surface of the cross-sectional widening 29 as well as the disc 32 at the end face of the cross-sectional widening 29 issue. The disc 30 is stuck with webs 33 of the planet carrier 12 connected, which coaxial with the longitudinal axis 25 - 25 are oriented and from the disk 30 protrude in the direction of the engine.

Die Rotorscheibe 16 verfügt über Hohlzylinder 34, 35 unterschiedlicher Durchmesser, welche über eine Scheibe miteinander verbunden sind. Der außenliegenden Mantelfläche des radial außenliegenden Hohlzylinders 35 ist der Rotor 20 zugeordnet. Im Bereich der zylinderförmigen Innenfläche des innenliegenden Hohlzylinders 34 stützt sich die Rotorscheibe 16 mit einem ersten Wälzlager 37, insbesondere Kugellager, einem ersten Freilauf 38, einem zweiten Wälzlager 39, insbesondere Kugellager, und einem Dichtelement 40 gegenüber der Mantelfläche des Hohlzylinders 31 ab, wobei die Bauelemente 37 bis 40 in vorgenannter Reihenfolge in Richtung des Getriebes hintereinander angeordnet sind.The rotor disk 16 has hollow cylinders 34 . 35 different diameter, which are interconnected via a disc. The outer circumferential surface of the radially outer hollow cylinder 35 is the rotor 20 assigned. In the area of the cylindrical inner surface of the inner hollow cylinder 34 the rotor disk is supported 16 with a first rolling bearing 37 , in particular ball bearings, a first freewheel 38 , a second rolling bearing 39 , in particular ball bearings, and a sealing element 40 opposite the lateral surface of the hollow cylinder 31 from, with the components 37 to 40 in the order mentioned in the direction of the transmission are arranged one behind the other.

Auf der dem Motor zugewandten Seite ist die Rotorscheibe 16 dicht und fest mit einem Arbeitsraumdeckel 41 verbunden, welcher im radial innenliegenden Endbereich mit einem Dichtelement 42 mit der äußeren Mantelfläche der Buchse 28 in dichtender Wirkverbindung steht. Zwischen Arbeitsraumdeckel 41 und Rotorscheibe 16 ist eine (umlaufende, ungefähr kreisringförmige) Ausnehmung 43 gebildet. In der Ausnehmung 43 ist das Planetengetriebe 18 angeordnet.On the side facing the engine is the rotor disk 16 tight and firm with a workspace lid 41 connected, which in the radially inner end region with a sealing element 42 with the outer surface of the socket 28 is in sealing operative connection. Between workspace lid 41 and rotor disk 16 is a (circumferential, approximately circular) recess 43 educated. In the recess 43 is the planetary gear 18 arranged.

Auf der dem Steg 27 abgewandten Seite des Dichtelementes 42 stützt sich das Sonnenrad 14 über einen zweiten Freilauf 44 gegenüber der Mantelfläche der Buchse 28 ab. Die Planeten 13 kämmen radial innenliegend mit der Außenverzahnung des Sonnenrades 14 sowie radial außenliegend mit der Innenverzahnung des Hohlrades 15, welches (innenliegend) fest mit dem Arbeitsraumdeckel 41 verbunden ist oder von diesem gebildet ist.On the jetty 27 opposite side of the sealing element 42 the sun gear is supported 14 over a second freewheel 44 opposite the lateral surface of the socket 28 from. The planets 13 radially inward mesh with the external teeth of the sun gear 14 and radially outboard with the internal teeth of the ring gear 15 which is fixed (inside) with the working space cover 41 is connected or formed by this.

In einem ersten Betriebsbereich, insbesondere Starterbetrieb, sperrt der zweite Freilauf 44, während der erste Freilauf 38 freigeschaltet ist. Gemäß der kinematischen Bedingungen an den Planeten 13, nämlich ruhendem Sonnenrad 14 in Folge des sperrenden zweiten Freilaufs 44 und mit der Drehzahl der Rotorscheibe 16 rotierendem Hohlrad 15 rotiert der Planetenträger 12 mit gegenüber der Rotorscheibe 16 verringerter Drehzahl. Hieraus folgt eine Übersetzung des zwischen Stator 19 und Rotor 20 in Folge des elektrischen Antriebes erzeugten Momentes in Richtung der Eingangswelle 10, wodurch ein verbesserter Starterbetrieb bzw. eine kleinere Dimensionierung von Teilen der oder der gesamten Starter-Generator-Vorrichtung 17 ermöglicht ist.In a first operating range, in particular starter mode, the second freewheel locks 44 during the first freewheel 38 is unlocked. According to the kinematic conditions on the planet 13 , namely resting sun gear 14 as a result of the blocking second freewheel 44 and with the speed of the rotor disk 16 rotating ring gear 15 rotates the planet carrier 12 with respect to the rotor disk 16 reduced speed. From this follows a translation of the between Stator 19 and rotor 20 generated in consequence of the electric drive torque in the direction of the input shaft 10 , whereby an improved starter operation or a smaller dimensioning of parts of or the entire starter-generator device 17 is possible.

In einem zweiten Betriebsbereich, insbesondere in einem Generatorbetrieb, ist der zweite Freilauf 44 freigeschaltet, während der erste Freilauf 38 sperrt. In Folge dessen entspricht die Drehzahl der Eingangswelle der Drehzahl des Ausgangsorgans 11 sowie der Rotorscheibe 16, wodurch in dem zweiten Betriebsbereich der Rotor mit verhältnismäßig hoher Drehzahl betreibbar ist, wodurch eine verbesserte Energierückgewinnung bedingt ist.In a second operating range, in particular in a generator mode, the second freewheel is 44 unlocked during the first freewheel 38 locks. As a result, the speed of the input shaft corresponds to the speed of the output member 11 as well as the rotor disk 16 whereby in the second operating range, the rotor is operable at a relatively high speed, whereby an improved energy recovery is conditional.

Das Ausgangsorgan 11 sowie die Scheibe 32 sind im Bereich der dem Getriebe zugewandten Stirnfläche der Querschnittserweiterung 29 fest mit der Eingangswelle 10 verbunden, insbesondere über Bolzen 45.The initial organ 11 as well as the disc 32 are in the range of the transmission facing end face of the cross-sectional widening 29 fixed to the input shaft 10 connected, in particular via bolts 45 ,

Im Starterbetrieb ist somit das Planetengetriebe wirksam und im Kraftfluß, während im Generatorbetrieb keine Momentenübertragung über das Planetengetriebe 18 erfolgt. Das Planetengetriebe 18 mit Teilen des Planetenträgers 12 sind in einem abgedichteten Arbeitsraum 46 angeordnet, welcher mit der Ausnehmung 43 gebildet ist und nach außen über den Arbeitsraumdeckel 41, die Rotorscheibe 16 sowie die Dichtelemente 40, 42 abgedichtet ist. Weitere dichtende Begrenzungen des Arbeitsraumes 46 sind von der Mantelfläche des Hohlzylinders 31, der Mantelfläche der Buchse 28 und Dichtelement 26 gebildet. Die Freiläufe 38, 44 und die Wälzlager 37, 39 sind in dem Arbeitsraum 46 angeordnet. Der Arbeitsraum 46 ist vorzugsweise mit Motoröl des Motorölkreislaufes beaufschlagt.In starter mode, the planetary gear is thus effective and in the power flow, while in generator mode no torque transmission through the planetary gear 18 he follows. The planetary gear 18 with parts of the planet carrier 12 are in a sealed working space 46 arranged, which with the recess 43 is formed and outwards over the work space cover 41 , the rotor disk 16 as well as the sealing elements 40 . 42 is sealed. Further sealing limitations of the working space 46 are from the lateral surface of the hollow cylinder 31 , the lateral surface of the socket 28 and sealing element 26 educated. The freewheels 38 . 44 and the rolling bearings 37 . 39 are in the workroom 46 arranged. The workroom 46 is preferably acted upon by engine oil of the engine oil circuit.

Abweichend von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist gemäß 2 bei einer Starter-Generator-Vorrichtung 17 das Ausgangsorgan 11 nicht unmittelbar mit der Eingangswelle 10 drehfest verbunden, sondern drehfest mit der Rotorscheibe 16 verbunden. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung im Bereich der getriebeseitigen Stirnfläche des Hohlzylinders 34 durch Bolzen 51. Abweichend von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt das Ausgangsorgan 11 nicht über eine radial innenliegende Ausnehmung, sondern ist durchgehend ausgebildet, so daß mit der Verbindung des Ausgangsorgans 11 mit dem Hohlzylinder 34 der Rotorscheibe 16 der Arbeitsraum 46 in Richtung des Getriebes abgedichtet ist. Das Dichtelement 40 kann bei der in 2 dargestellten Ausführungsform vorzugsweise entfallen.Notwithstanding the in 1 illustrated embodiment is according to 2 in a starter-generator device 17 the initial organ 11 not directly with the input shaft 10 rotatably connected, but rotatably with the rotor disc 16 connected. Preferably, the connection is made in the region of the transmission-side end face of the hollow cylinder 34 by bolts 51 , Notwithstanding the in 1 illustrated embodiment has the output member 11 not via a radially inner recess, but is formed continuously, so that with the connection of the output member 11 with the hollow cylinder 34 the rotor disk 16 the workroom 46 sealed in the direction of the transmission. The sealing element 40 can at the in 2 illustrated embodiment preferably omitted.

In Folge der veränderten Anbindung ist im zweiten Betriebsbereich der Starter-Generator-Vorrichtung 17 zwischen einem Schubbetrieb, in welchem der Motor zur Erzeugung eines Bremsmomentes dient, und einem Zugbetrieb, in welchem der Motor ein Antriebsmoment erzeugt, zu unterscheiden. Im Zugbetrieb sperrt der erste Freilauf 38, so daß die Drehzahl der Eingangswelle der Drehzahl der Rotorscheibe 16 und der Drehzahl des Ausgangsorgans 11 entspricht. Im Schubbetrieb ist der erste Freilauf 38 freigeschaltet, während der zweite Freilauf 44 sperrt. Demzufolge ist die Drehzahl der Eingangswelle 10 kleiner als die Drehzahl der Rotorscheibe 16, welche der Drehzahl des Ausgangsorganes 11 entspricht.As a result of the changed connection is in the second operating range of the starter-generator device 17 between a coasting operation, in which the engine is used to generate a braking torque, and a train operation, in which the engine generates a driving torque to distinguish. In train operation, the first freewheel locks 38 in that the speed of the input shaft is the speed of the rotor disk 16 and the speed of the output member 11 equivalent. In overrun mode, the first freewheel is 38 unlocked while the second freewheel 44 locks. As a result, the rotational speed of the input shaft is 10 smaller than the speed of the rotor disk 16 , which is the speed of the output organ 11 equivalent.

Während des Schubbetriebes ist die Drehzahl der Rotorscheibe 16 größer als die Drehzahl der Eingangswelle 10, wodurch auch die Relativgeschwindigkeit zwischen Rotor 20 und Stator 19 vergrößert ist, was eine verbesserte Energierückgewinnung zur Folge hat.During overrun, the speed of the rotor disk is 16 greater than the speed of the input shaft 10 , which also reduces the relative speed between the rotor 20 and stator 19 is increased, resulting in improved energy recovery.

Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Arbeitsraum 46 über einen Ölrücklauf 52 und einen Ölzuführkanal 53 an den Kreislauf des Motoröles angeschlossen. Der Ölrücklauf erfolgt durch einen Verbindungskanal zwischen dem Arbeitsraum 46 und einem Kurbelgehäuse durch den Steg 27 oder die Buchse 28. Der Ölzuführkanal 53 ist mit einer Längsbohrung 54 und einer von dieser abzweigenden Bohrung 55 gebildet. Im dem Getriebe zugewandten Endbereich ist die Längsbohrung 54 mit einem Verschlußstopfen 56 dicht geschlossen. Vorzugsweise ist in der Längsbohrung eine Drossel 57 angeordnet. Die abzweigende Bohrung 55 mündet, insbesondere durch entsprechende Anschlußbohrungen der Scheibe 32, in den Arbeitsraum 46.According to the in 2 illustrated embodiment is the working space 46 via an oil return 52 and an oil supply passage 53 connected to the circuit of the engine oil. The oil return takes place through a connecting channel between the working area 46 and a crankcase through the bridge 27 or the socket 28 , The oil supply channel 53 is with a longitudinal bore 54 and one of these branching bore 55 educated. In the transmission end region facing the longitudinal bore 54 with a stopper 56 tightly closed. Preferably, in the longitudinal bore is a throttle 57 arranged. The branching hole 55 opens, in particular through corresponding connection holes of the disc 32 , in the workroom 46 ,

Der erste Freilauf 38 und der zweite Freilauf 44 sperren vorzugsweise in die gleiche Sperrrichtung. Die Freiläufe sind in an sich bekannter ausgebildetThe first freewheel 38 and the second freewheel 44 preferably lock in the same reverse direction. The freewheels are formed in per se known

Claims

Starter-generator device of a motor vehicle with a motor-side input shaft ( 10 ) and a transmission-side output member ( 11 ), in which, in a first operating range, a conversion of electrical energy into a relative movement or relative acceleration between a stator ( 19 ) and a rotor ( 20 ) by means of the stator ( 19 ) and the rotor ( 20 ) takes place and in a second operating range, a utilization of a relative movement between the stator ( 19 ) and the rotor ( 20 ) for the recovery of energy, wherein a) the stator ( 19 ) fixed to a housing ( 21 ), b) the rotor ( 20 ) via a first freewheel ( 38 ) with the input shaft ( 10 ), c) the rotor ( 20 ) rotatably a ring gear ( 15 ) of a planetary gear ( 18 ), d) a planet carrier ( 12 ) of the planetary gear ( 18 ) rotatably with the input shaft ( 10 ) and e) a sun gear ( 14 ) of the planetary gear ( 18 ) via a second freewheel ( 44 ) with the housing ( 21 ) connected is.

Starter-generator device according to claim 1, characterized in that the output member ( 11 ) rotatably with the input shaft ( 10 ) connected is.

Starter-generator device according to claim 1, characterized in that the output member ( 11 ) rotatably with the rotor ( 20 ) connected is.

Starter-generator device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second freewheels ( 38 . 44 ) have the same reverse direction.

Starter-generator device according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gear ( 18 ) and the freewheels ( 38 . 44 ) in a sealed working space ( 46 ), which is part of a circuit of the engine oil.

Starter-generator device according to claim 5, characterized in that the engine oil with a longitudinal channel ( 54 ) of the input shaft ( 10 ) the working space ( 46 ) is supplied.

Starter-generator device according to claim 5 or 6, characterized in that the engine oil via an oil return ( 52 ) from the workroom ( 46 ) is returned to a crankcase.