DE102009058695A1 - Antriebsbaugruppe - Google Patents

Antriebsbaugruppe Download PDF

Info

Publication number
DE102009058695A1
DE102009058695A1 DE102009058695A DE102009058695A DE102009058695A1 DE 102009058695 A1 DE102009058695 A1 DE 102009058695A1 DE 102009058695 A DE102009058695 A DE 102009058695A DE 102009058695 A DE102009058695 A DE 102009058695A DE 102009058695 A1 DE102009058695 A1 DE 102009058695A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flywheel
drive assembly
clutch
assembly according
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102009058695A
Other languages
English (en)
Inventor
Emmanuel Simon
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 DE102009058695A priority Critical patent/DE102009058695A1/de
Priority to PCT/EP2010/007579 priority patent/WO2011082764A1/de
Publication of DE102009058695A1 publication Critical patent/DE102009058695A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/088—Power split variators with summing differentials, with the input of the CVT connected or connectable to the input shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H37/0846—CVT using endless flexible members
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug in Form eines Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug in Form eines leistungsverzweigten CVT-Getriebes mit einer festen Übersetzungsstufe, einem Variator und einem Planetengetriebe, welches zwischen einem Motor (Verbrennungsmotor) und einer Abtriebswelle angeordnet ist, wobei in die Antriebsbaugruppe ein abkoppelbares Schwungrad integriert ist, welches bei Verzögerungsphasen des Kraftfahrzeuges kinetische Energie speichert und bei der nächsten Beschleunigung den Triebsstrang wieder zur Verfügung stellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein leistungsverzweigtes CVT-Getriebe.
  • Leistungsverzweigte Getriebestrukturen mit Schwungradspeicher sind schon bekannt, wie z. B. in der Veröffentlichung WO001982000270 . Diese Lösung umfasst ein stufenlos variables Getriebe und vier Schaltkupplungen. Eine Schaltkupplung verbindet eine Antriebsmaschine mit einem Schwungrad und eine weitere Kupplung verbindet das Schwungrad mit einem Zwischengetriebeglied. Eine weitere Schaltkupplung verbindet die Antriebsmaschine mit einer Abtriebswelle und eine weitere Schaltkupplung das Zwischengetriebeglied mit der Abtriebswelle. Dem Getriebe ist ein Differentialgetriebe zugeordnet, das drei Getriebeglieder aufweist und vorzugsweise als ein Planetenradsatz ausgebildet ist. Das stufenlose Getriebe ist aus zwei einzelnen hydrostatischen Einheiten zusammengesetzt. Von dem Planetenradsatz ist das Hohlrad mit der Antriebsmaschine verbunden, das Sonnenrad mit der einen Hydrostatikeinheit und der Planetenträger mit dem Zwischengetriebeglied und gleichzeitig mit einer anderen Hydrostatikeinheit. Mit dieser Lösung soll ein möglichst einfaches stufenlos schaltbares Getriebe geschaffen werden, bei welchem der Verlauf der Leistungseinteilung veränderbar sein soll.
  • Durch die Verwendung von vier Kupplungen ist jedoch ein hoher konstruktiver und fertigungstechnischer Aufwand erforderlich.
  • Weiterhin können derartige Strukturen nur durch passende Übersetzungen optimiert werden, in dem sie zusätzlich andere Vorteile anbieten, wie die Geared Neutral Funktionalität, die Rückwärtsfahrt ohne Schaltungen auf andere Zahnräderpaarung, alles erfolgt durch das Planetengetriebe. Auf diese Möglichkeiten wird jedoch in der oben genannten Veröffentlichung nicht eingegangen. Auch wird das Schwungrad nicht zur Rekuperation genutzt.
  • Es sind ebenfalls leistungsverzweigte CVT-Getriebe bekannt, die mit einem Variator, Zahnrädern und Planetengetriebe ausgestattet sind und die einerseits eine große Spreizung haben und andererseits die Geared Neutral Funktionalität ermöglichen. Aufgrund des Geared Neutral Punkts können die Anfahrverluste reduziert werden und es kann auf ein Anfahrelement verzichtet werden. Gleichzeitig ist es mit diesen Lösungen möglich, dass der Verbrauch des Motors durch eine weitere Absenkung der Drehzahl reduziert wird.
  • Weiterhin zwingen die steigenden Kraftstoffpreise sowie die Notwendigkeit, die CO2 Ausstöße zu reduzieren, dazu, neue technische Lösung zu entwickeln, die eine weitere Reduzierung des Kraftstoffverbrauches gewährleisten. Dafür werden bereits elektrische Motoren und Batterien in verschiedenen Kombinationen von Hybrid Antriebsstränge eingesetzt, wobei allerdings solche Lösungen auch große Nachteile aufweisen. Insbesondere sind hohe Kosten mit dem Einbau eines solchen Systems im Fahrzeug verbunden (hauptsächlich wegen der Batteriekosten) und diese Komponenten sind sehr schlecht bzw. nicht wiederaufbereitbar.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein leistungsverzweigtes Getriebe, welches einen Schwungradspeicher aufweist, zu entwickeln, welches energieeffizient arbeitet und einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • In die erfindungsgemäße Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug in Form eines eine Geared Neutral Funktionalität gewährleistenden leistungsverzweigten CVT-Getriebes mit einem Variator, Zahnrädern und Planetengetriebe, welches zwischen einem Antriebsmotor und einer mit den Rädern gekoppelten Antriebsachse angeordnet ist, wurde ein abkoppelbares Schwungrad integriert, welches bei Verzögerungsphasen des Kraftfahrzeuges kinetische Energie speichert und bei der nächsten Beschleunigung dem Triebstrang wieder zur Verfügung stellt.
  • Ein solches Getriebe kann durch den Geared Neutral Punkt die Anfahrverluste reduzieren und erlaubt den Entfall des Anfahrelements (Kupplung, Wandler, ...). Gleichzeitig kann der Energieverbrauch des Motors bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine weitere Drehzahlabsenkung reduziert werden, was nur mit einer großen Spreizung realisierbar ist. Durch die Reduzierung des Energieverbrauches des Antriebsmotors ist ebenfalls eine Verringerung der Schadstoffemission zu verzeichnen.
  • Die erfindungsgemäße Integration eines abkoppelbaren Schwungrades in diesem vorhandenen CVT-Getriebe ermöglicht die Speicherung der kinetischen Energie bei den Verzögerungsphasen des Kraftfahrzeuges, unterstützt bzw. ersetzt dadurch die Bremse. Diese Energie kann bei der nächsten Anfahrt oder Beschleunigung wieder dem Triebstrang und somit der Antriebsachse zur Verfügung gestellt werden.
  • Vorteilhafter Weise wird zur Speicherung der Bremsenergie die Drehzahl des Schwungrades erhöht, wobei das Schwungrad mit dem Triebstrang verbindbar ist und von dem Triebstrang zum Schwungrad ins Schnelle gehende Übersetzungsänderungen schaltbar sind. Dies erfolgt durch verschiedene Übersetzungsänderungen zwischen Schwungrad und Triebstrang.
  • Das System ist dabei nur effektiv und funktioniert lediglich dann, wenn die Verluste während dieser Übersetzungsänderungen annähernd Null sind, weshalb dafür der Variator eingesetzt wird. Anderenfalls würde beispielsweise durch mehrere Übersetzungsstufen und jeweils Ankopplungen ein Großteil der Energie in den Kupplungen verbraucht und es könnte kaum Energie zurückgewonnen werden.
  • Die große Spreizung gewährleistet eine hohe Effizienz des Systems und es ist möglich, dieses voll im Hauptgetriebe zu integrieren. Dadurch ist die Integration eines zweiten Getriebes zur Rückgewinnung der mechanischen Energie nicht erforderlich, sondern aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung nur durch leichte Anpassung des Hauptgetriebes realisierbar, wenn ein CVT-Getriebe mit variabler Übersetzung verwendet wird.
  • Das Schwungrad wird zur Erhöhung seiner Drehzahl mit einem Doppel-Planetensatz gekoppelt.
  • Vorteilhafter Weise sind bei Ankopplung zwischen Schwungrad und Triebstrang deren Drehzahlen gleich (Ratio = 1) oder weisen nur eine geringe Differenz auf.
  • Für die Fahrzeugbremsung und Energiezurückgewinnung wird die Drehzahl des Schwungrades durch eine variable Änderung der Übersetzung, insbesondere eine große Übersetzung ins Schnelle, erhöht. Idealerweise wäre diese Übersetzung unendlich ins Schnelle, also ein so genanntes 1/Geared Neutral Getriebe. Durch die schnelle Verstellung und großen Spreizungsbedarf erhöhen sich auch die Belastungen am Variator. Die konstruktive Schwierigkeit resultiert in der Ermittlung und Abstimmung aller Parametern, um das System am effizientesten zu gestalten. Dazu gehört auch das entsprechende Fahrkollektiv, auf dem sich das System bestmöglich anpassen muss.
  • Wichtig für die Erhöhung der Effizienz und die Energieeinsparung ist dabei ebenfalls, dass die gespeicherte Energie im Schwungrad wieder dem Triebstrang zur Verfügung gestellt wird. Dafür muss auch der Verlauf mit den geringsten Verlusten durchgeführt werden. Ähnlich wie bei der Rekuperation erfolgt beim Start eine Übersetzung unendlich vom Schwungrad zum Triebstrang (Geared Neutral) mit einer Endübersetzung von 1.
  • Getriebestrukturen, die nicht von unendlich auf 1 gehen, können dennoch funktionieren, aber je weiter man sich von dieser Randbedingung entfernt, desto schlechter wird die Effektivität des Systems und es muss somit der beste Kompromiss zwischen konstruktivem Aufwand des Getriebes und der möglichen Energierückgewinnung ermittelt werden.
  • Das leistungsverzweigte CVT-Getriebe weist getriebeeingangsseitig zum Motor eine Motortrennkupplung auf, mit welcher der Motor vom Getriebe trennbar ist. An die Motortrennkupplung schließt sich eine Baugruppe aus einem Doppelplanetensatz und einem Schwungrad an. Das Schwungrad ist dem Triebstrang durch eine Schwungradkupplung zuschaltbar bzw. von diesem trennbar. Das CVT-Getriebe weist eine Leistungsverzweigung in Form einer festen Übersetzungsstufe (fest übersetzender Zweig) und eines dazu parallel angeordneten Variators auf, die durch ein Planetengetriebe (Summiergetriebe) vor der Abtriebswelle/den Rädern zusammenführbar ist und arbeitet im verzweigten oder unverzweigten Betrieb. Die feste Übersetzungsstufe kann durch eine erste Kupplung von der Sonne des Planetengetriebes getrennt werden und das Planetengetriebe ist durch eine zweite Kupplung auf Block schaltbar. Die Abtriebswelle ist mit dem Hohlrad verbunden.
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Kupplungsverluste bei der Übersetzung ins Schnelle für die Beschleunigung des Schwungrads mittels des eingesetzten CVT Getriebes minimiert werden. Weiterhin wird kein zusätzliches Getriebe für den Schwungradbetrieb benötigt, da der Schwungradantrieb im Fahrgetriebe integriert ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 bis 5 eine erfindungsgemäße Antriebsbaugruppe in unterschiedlichen Fahrbereichen und Schaltstellungen und dabei:
  • 1 erster Fahrbereich, leistungsverzweigt,
  • 2 zweiter Fahrbereich, unverzweigt,
  • 3 Rekuperation durch das Schwungrad im ersten Fahrbereich (leistungsverzweigt),
  • 4 Fahrzustand mit dem Schwungrad im ersten Fahrbereich (leistungsverzweigt),
  • 5 Fahrt mit dem Verbrennungsmotor und dem Schwungrad im zweiten Fahrbereich (unverzweigt).
  • Die Antriebsbaugruppe weist gemäß 1 bis 5 folgenden Aufbau auf:
    Getriebeeingangsseitig ist zum Motor 1 (Verbrennungsmotor) eine Motortrennkupplung KM angeordnet. Nach der Motortrennkupplung KM ist über eine Schwungradkupplung KSR dem Triebstrang ein Schwungrad 3 zuschaltbar, dessen Drehzahl über eine mit diesem verbundene Doppelplanetenstufe 2 um ein Vielfaches erhöht werden kann. An die Schwungradkupplung KSR schließt sich eine Leistungsverzweigung in Form einer festen Übersetzungsstufe 4, die hier drei Zahnräder 4.1, 4.2, 4.3 aufweist, und eines dazu parallel angeordneten Variators 5 an. Die dadurch mögliche Leistungsverzweigung ist über ein Planetengetriebe 6 (Summierungsgetriebe) vor der Abtriebswelle 7 zusammenführbar, wobei das Hohlrad 6.1 mit der Abtriebswelle 7 verbunden ist, die wiederum unter Zwischenschaltung eines Differentialgetriebes mit der Achse 8 der Räder 9 gekoppelt ist. Die feste Übersetzungsstufe 4, die hier drei Zahnräder 6.1, 6.2, 6.3 aufweist, kann mittels einer ersten Kupplung K1 vor dem Planetengetriebe 6 vom Triebstrang getrennt werden. Der Variator 4 ist fest mit der Sonne 6.2 des Planetengetriebes 6 gekoppelt.
  • Das Planetengetriebe 6 kann durch eine zweite Kupplung K2, welche Sonne 6.2 und Planetenträger 6.3 miteinander verbindet, auf Block geschaltet werden. Das Planetengetriebe 6 läuft dann verblockt um und hat die Übersetzung 1.
  • Für den ersten leistungsverzweigten Fahrbereich ist die erste Kupplung K1 geschlossen und die zweite Kupplung K2 geöffnet, für den zweiten unverzweigten Fahrbereich ist die erste Kupplung K1 geöffnet und die zweite Kupplung K2 geschlossen.
  • Der Triebstrang ist jeweils als fett gezeichnete Linie dargestellt, deren Pfeil die Richtung des Leistungsverlaufes zeigt.
  • Im ersten verzweigten Fahrbereich (erste Kupplung K1 zu und zweite Kupplung K2 auf) gemäß 1 ist die Geared Neutral Funktionalität erfüllt. Die Eingangsleistung am Getriebeeingang kann sich zwischen der festen Übersetzungsstufe 4 bis zu dem Planetenträger 6.3 des Planetengetriebes 6 und zwischen Variator 5 bis zu der Sonne 6.2 des Planetengetriebes 6 verteilen. Am Abtrieb wird die Leistung durch das Planetengetriebe 6 wieder summiert und durch dessen Hohlrad 6.1 auf die Abtriebswelle 7 und somit die Achse 8 und die der Räder 9 übertragen.
  • Der in 2 dargestellte zweite Fahrbereich weist eine geöffnete erste Kupplung K1 und eine geschlossene zweite Kupplung K2 auf und ist unverzweigt, wodurch die ganze Eingangsleistung über den Variator 5 läuft. Das abtriebsseitige Planetengetriebe 6 dreht durch die geschlossene zweite Kupplung K2 im Block um und das Hohlrad 6.1 überträgt die Leistung auf die Abtriebswelle 7.
  • In den 1 und 2 ist die Motortrennkupplung KM geschlossen und das Schwungrad 3 wirkt nicht, da die Schwungradkupplung KSR geöffnet ist.
  • 3 zeigt die Rekuperation mit dem Schwungrad 2 im leistungsverzweigten ersten Fahrbereich mit der geschlossenen ersten Kupplung K1 und der geöffneten zweiten Kupplung K2, wobei das CVT-Getriebe vom Motor 1 getrennt ist (Motortrennkupplung KM geöffnet) und die Schwungradkupplung KSR geschlossen ist. Der Leistungsverlauf erfolgt hier entgegengesetzt vom Planetengetriebe 6 verzweigt über die feste Übersetzungsstufe 4 und den Variator 5 und wird anschließend im Triebstrang zusammengeführt und über den Doppelplanetensatz 2, welcher die Drehzahl um ca. einen Faktor 10 erhöht, auf das Schwungrad 3 geleitet. Dadurch wird eine maximale Drehzahlerhöhung des Schwungrades 3 während den Verzögerungsphasen des Fahrzeuges gewährleistet und gleichzeitig das Schwungrad 3 mit dem Motor 1 synchronisiert. Allerdings dreht das Schwungrad 3 bezüglich der Auslegungsparameter, Zyklus, Trägheitsmasse des Schwungrades und zu speichernder kinetischer Energie in einem günstigen Bereich, beispielsweise zwischen 10.000 rpm und 30.000 rpm Das bedeutet also, dass mit einem Faktor 10 ins Langsame in Richtung des Triebstrangsübersetzt werden muss, da eine Getriebeeingangsdrehzahl zwischen 1.000 rpm und 3.000 rpm vorliegt.
  • Der große Vorteil liegt zum Beispiel bei einer Anfahrt nur über das Schwungrad 3, wie es in 4 dargestellt ist. Dabei ist ebenfalls das CVT-Getriebe vom Motor 1 getrennt (Motortrennkupplung KM geöffnet) und die Schwungradkupplung KSR geschlossen. Die erste Kupplung K1 ist geschlossen und die zweite Kupplung K2 geöffnet. Der Leistungsverlauf erfolgt dadurch vom Schwungrad 3 über die Doppelplanetenstufe 2, die Leistungsverzweigung in Form der festen Getriebestufe 4 und des Variators 5 und das Planetengetriebe 6, welches die Leistung wieder summiert. Wenn die ganze Energie des Schwungrades 3 verbraucht ist, liegt die Eingangsdrehzahl ungefähr bei 1.000 rpm und kann somit am Motor 1 ohne Verluste oder Stöße gekoppelt werden (durch Schließen der Motortrennkupplung KM). Die feste Getriebestufe 4 kann in allen Ausführungsbeispielen alternativ durch eine Zahnkette ersetzt werden.
  • Wenn die Anfahrt gemäß 5 aus der Kombination von Schwungrad 3 und Leistung des Motors 1 erfolgt, ist es auch möglich, den Motor 1 mit dem Arbeitsbereich des Schwungrades 3 (1.000 rpm–3.000 rpm) laufen zu lassen.
  • Für diesen Betriebszustand sind die Motortrennkupplung KM, die Schwungradkupplung KRS und die zweite Kupplung K2 geschlossen und die erste Kupplung K1 geöffnet, wodurch der Leistungsverlauf eingangsseitig über Schwungrad 3 und Doppelplanetensatz 2 sowie Motor 1 erfolgt und unverzweigt über den Variator 5 und das auf Block geschaltete Planetenradgetriebe 6 an die Abtriebswelle 7 und somit die Achse 8 und die Räder 9 übertragen wird.
  • Alternativ ist es gemäß einer nicht dargestellten Variante möglich, die Energie des Schwungradspeichers über einen Generator auch einer Batterie zuzuführen und in dieser zu speichern oder den Schwungradspeicher direkt durch einen Elektromotor zu ersetzen.
  • Der Variator weist bevorzugt ein Umschlingungsgetriebe mit Kette auf, kann aber auch als ein anderes System ausgeführt sein, zum Beispiel als Hydrostat. Als Hauptgetriebe wäre eine solche Lösung bezüglich des Wirkungsgrads jedoch schlechter.
  • Durch die neuartige Antriebsbaugruppe ist es möglich, den Verbrauch des Kraftfahrzeuges (PKW oder LKW) in erheblichem Maß zu reduzieren, wodurch neue Maßstäbe hinsichtlich der Energieeffizienz geschaffen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor
    2
    Doppel-Planetensatz
    3
    Schwungrad
    4
    feste Übersetzungsstufe
    4.1, 4.2, 4.3
    Zahnräder der festen Übersetzungsstufe
    5
    Variator
    6
    Planetengetriebe
    6.1
    Hohlrad
    6.2
    Sonne
    6.3
    Planetenträger
    7
    Abtriebswelle
    8
    Achse
    9
    Räder
    KM
    Motortrennkupplung
    KSR
    Schwungradtrennkupplung
    K1
    erste Kupplung
    K2
    zweite Kupplung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 001982000270 [0002]

Claims (10)

  1. Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug in Form eines leistungsverzweigten CVT-Getriebes mit einer festen Übersetzungsstufe (4), einem Variator (5) und Planetengetriebe (6), welches zwischen einem Motor (1), insbesondere Verbrennungsmotor und einer Abtriebswelle (7) angeordnet ist, wobei in die Antriebsbaugruppe ein abkoppelbares Schwungrad (3) integriert ist, welches bei Verzögerungsphasen des Kraftfahrzeuges kinetische Energie speichert und bei der nächsten Beschleunigung den Triebsstrang wieder zur Verfügung stellt.
  2. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (6) die Bremse des Kraftfahrzeuges unterstützt und/oder ersetzt.
  3. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Speicherung der Bremsenergie im Schwungrad (3) die Drehzahl des Schwungrades (3) erhöht wird, wobei das Schwungrad (3) mit dem Triebstrang verbunden ist.
  4. Antriebsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vom Triebstrang zum Schwungrad (3) ins Schnelle gehende Übersetzungsänderungen schaltbar sind.
  5. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (3) zur Erhöhung seiner Drehzahl mit einem Doppelplanetensatz (2) gekoppelt ist.
  6. Antriebsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ankopplung zwischen Schwungrad (3) und Antriebswelle (7) deren Drehzahlen gleich sind (Ratio = 1) oder nur eine geringe Differenz aufweisen.
  7. Antriebsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fahrzeugbremsung und Energiezurückgewinnung die Drehzahl des Schwungrades durch eine variable Änderung der Übersetzung erhöht wird.
  8. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine große Übersetzung ins Schnelle erfolgt.
  9. Antriebsbaugruppe nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Übersetzung ins Schnelle durch ein 1/Geared Neutral Getriebe erfolgt.
  10. Antriebsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, – dass getriebeeingangsseitig zum Motor (1) eine Motortrennkupplung (KM) angeordnet ist, an die sich eine Schwungradkupplung (KSR) anschließt, über die eine Einheit aus Doppelplanetensatz (2) und Schwungrad (3) vom Triebstrang trennbar und dem Triebstrang zuschaltbar ist, – dass sich eine Leistungsverzweigung in Form einer festen Übersetzungsstufe (4) und eines Variators (5) anschließt, – dass nach der Leistungsverzweigung ein Planetengetriebe (6) angeordnet ist, in welchem die Leistungsverzweigung vor der Abtriebswelle (7) zusammenführbar ist und welches über sein Hohlrad (6.1) die Ausgangsleistung auf die Abtriebswelle (7) überträgt und – dass die feste Übersetzungsstufe (4) durch eine erste Kupplung (K1) vom Leistungsstrang trennbar und das Planetengetriebe (6) durch eine zweite Kupplung (K2), die die Sonne (6.2) und den Planetenträger (6.3) verbindet, auf Block schaltbar ist.
DE102009058695A 2009-12-17 2009-12-17 Antriebsbaugruppe Ceased DE102009058695A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009058695A DE102009058695A1 (de) 2009-12-17 2009-12-17 Antriebsbaugruppe
PCT/EP2010/007579 WO2011082764A1 (de) 2009-12-17 2010-12-13 Antriebsbaugruppe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009058695A DE102009058695A1 (de) 2009-12-17 2009-12-17 Antriebsbaugruppe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009058695A1 true DE102009058695A1 (de) 2011-06-22

Family

ID=43617967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009058695A Ceased DE102009058695A1 (de) 2009-12-17 2009-12-17 Antriebsbaugruppe

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009058695A1 (de)
WO (1) WO2011082764A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012014751B3 (de) * 2012-07-26 2014-01-02 Eads Deutschland Gmbh Hilfsantriebssystem für einen Hubschrauber
CN114523836A (zh) * 2022-03-21 2022-05-24 南通大学 一种发动机-飞轮动力耦合系统的驱动方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2554421A3 (de) 2011-08-01 2015-10-07 Dana Limited Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Drehmoment zwischen einem Schwungrad und einem Fahrzeug
EP2581251B1 (de) 2011-10-11 2018-03-28 Dana Limited Vorrichtung und Verfahren zum Synchronisieren eines Schwungrades mit einem Antriebszug
WO2013083885A1 (fr) * 2011-12-05 2013-06-13 Roumen Antonov Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe
FR2986747A1 (fr) * 2012-02-13 2013-08-16 Roumen Antonov Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe
FR3027850A1 (fr) * 2014-11-04 2016-05-06 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de commande d'une chaine de traction comportant un volant d'inertie

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2641886A1 (de) * 1976-09-17 1978-03-30 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Kraftfahrzeug mit hybridantrieb
WO1982000270A1 (en) 1980-07-10 1982-02-04 Elsner E Power unit with drive motor and a flywheel
EP0127986A2 (de) * 1983-06-01 1984-12-12 Industries Development Corporation (International Services) Ltd. Antriebssystem für Fahrzeuge
WO2004000595A1 (en) * 2002-06-21 2003-12-31 Van Druten Roell Marie Drive system, especially for a vehicle, comprising a flywheel

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19631243C2 (de) * 1995-08-23 2003-05-15 Luk Gs Verwaltungs Kg Getriebeeinheit
ATE385300T1 (de) * 2003-05-08 2008-02-15 Dti Group Bv Antriebssystem, insbesondere für ein fahrzeug
NL1028800C2 (nl) * 2004-10-20 2006-04-24 Dti Group Bv Aandrijving en transmissie-module met voor een voertuig aangepaste lay-out.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2641886A1 (de) * 1976-09-17 1978-03-30 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Kraftfahrzeug mit hybridantrieb
WO1982000270A1 (en) 1980-07-10 1982-02-04 Elsner E Power unit with drive motor and a flywheel
EP0127986A2 (de) * 1983-06-01 1984-12-12 Industries Development Corporation (International Services) Ltd. Antriebssystem für Fahrzeuge
WO2004000595A1 (en) * 2002-06-21 2003-12-31 Van Druten Roell Marie Drive system, especially for a vehicle, comprising a flywheel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012014751B3 (de) * 2012-07-26 2014-01-02 Eads Deutschland Gmbh Hilfsantriebssystem für einen Hubschrauber
WO2014015847A1 (de) 2012-07-26 2014-01-30 Eads Deutschland Gmbh Hilfsantriebssystem für einen hubschrauber
US9708074B2 (en) 2012-07-26 2017-07-18 Airbus Defence and Space GmbH Auxiliary drive system for a helicopter
CN114523836A (zh) * 2022-03-21 2022-05-24 南通大学 一种发动机-飞轮动力耦合系统的驱动方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011082764A1 (de) 2011-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2450215B1 (de) Hybridgetriebe
DE102013114100B4 (de) Leistungsübertragungssystem eines Hybrid-Elektrofahrzeuges
DE102009054752A1 (de) Antriebsstrang mit einem automatisierten Gruppengetriebe
DE102011080068A1 (de) Automatisiertes Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102014118234A1 (de) Leistungsübertragungssystem eines Hybridelektrofahrzeugs
DE102009058695A1 (de) Antriebsbaugruppe
DE102012201374A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
DE102018125082A1 (de) Dediziertes Hybridgetriebe, insbesondere als Teil eines Antriebsstrangs und Betriebsweise eines solchen Antriebsstrangs
EP3678882A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes kraftfahrzeug
DE102010004596A1 (de) Hybridantrieb für mobile Arbeitsmaschinen sowie Verfahren zur Steuerung eines Getriebes für einen Hybridantrieb
DE102012001846A1 (de) Schaltgetriebe
DE102010036142A1 (de) Fahrantrieb mit einem Antriebsmotor und einer Getriebeeinrichtung mit Schaltgetriebe und Variator
DE102011014098A1 (de) Antriebsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug
DE102011115078A1 (de) Hybridgetriebe
DE102004053044A1 (de) Getriebe für einen Hybridantrieb
DE102015208756A1 (de) Getriebeeinrichtung für ein Hybridantriebssystem
DE102008026515A1 (de) Hybridantrieb
DE102021213669A1 (de) Schleppverlustarmes Hybridgetriebe in Mischbauweise
DE102021213660A1 (de) Kompaktes Hybridgetriebe in Mischbauweise
DE102021203414A1 (de) Gangvorwahlfrei lastschaltbares Hybridgetriebe
DE102017205119A1 (de) Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug
DE202013105062U1 (de) Antriebsstrang, insbesondere als Antriebsbaukasten
DE102021211236B4 (de) Kompaktes Hybridgetriebe in Planetenbauweise
AT520456B1 (de) Hybridantriebsstrang
DE102022201151A1 (de) Kompaktes Hybridgetriebe

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20120824

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20120824

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20140213

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20140515