DE102010007996B4 - Motor vehicle and method for operating a drive train of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Kraftwagen mit einer ersten Verbrennungskraftmaschine (12) und mit zumindest einer zweiten Verbrennungskraftmaschine (14), wobei jeweilige Abtriebswellen (20, 22) der Verbrennungskraftmaschinen (12, 14) an einer Ausgangsseite (16, 18) über eine Koppeleinrichtung (28) miteinander koppelbar sind, wobei die Koppeleinrichtung (28) ein Überlagerungsgetriebe (30) umfasst, das eine Einstellmöglichkeit (46) aufweist, durch die ein Unterschied zwischen jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen (20, 22) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (30) als Planetengetriebe (30) mit einem Sonnenrad (32), mit einem Planetenträger (34) und mit einem Hohlrad (36) als Getriebeteile ausgebildet ist, wobei die beiden Abtriebswellen (20 ,22) jeweils mit einem der Getriebeteile drehfest verbindbar sind und das dritte Getriebeteil die Einstellmöglichkeit (46) bereitstellt, wobei eine Stirnradstufe (42) vorgesehen ist, über welche eine der Abtriebswellen (20, 22) einer der Verbrennungskraftmaschinen (12, 14) mit dem Hohlrad (36) drehfest verbindbar ist, und wobei die Stirnradstufe (42) eine Außenverzahnung des Hohlrads (36) und ein drehfest mit der einen Abtriebswelle (22) verbundenes und über die Außenverzahnung mit dem Hohlrad (36) kämmendes Zahnrad (40) umfasst.

Figure DE102010007996B4_0000
Motor vehicle with a first internal combustion engine (12) and with at least one second internal combustion engine (14), wherein respective output shafts (20, 22) of the internal combustion engines (12, 14) on an output side (16, 18) via a coupling device (28) are coupled to each other wherein the coupling device (28) comprises a superposition gear (30) having an adjustment (46) by which a difference between respective angles of rotation of the output shafts (20, 22) is adjustable, characterized in that the superposition gear (30) as a planetary gear (30) with a sun gear (32), with a planet carrier (34) and with a ring gear (36) is formed as gear parts, wherein the two output shafts (20, 22) each rotatably connected to one of the transmission parts and the third gear part the Adjustment (46) provides, wherein a spur gear (42) is provided, via which one of the output shafts (20, 22) one of Internal combustion engines (12, 14) with the ring gear (36) rotatably connected, and wherein the spur gear (42) has an external toothing of the ring gear (36) and a non-rotatably connected to the one output shaft (22) and via the external toothing with the ring gear (36 ) comprises a meshing gear (40).
Figure DE102010007996B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs 6 angegebenen Art.The invention relates to a motor vehicle specified in the preamble of claim 1. Art and a method for operating a drive train of a motor vehicle specified in the preamble of claim 6. Art.

Die DE 199 34 790 A1 offenbart ein Antriebssystem für Kraftfahrzeuge mit einer einem Hauptantriebsstrang zugeordneten Brennkraftmaschine sowie mit einem einem Nebenantriebsstrang zugeordneten Nebenaggregateantrieb. Der Hauptantriebsstrang ist dabei mit dem Nebenantriebsstrang über eine Stirnradstufe gekoppelt.The DE 199 34 790 A1 discloses a motor vehicle drive system having an internal combustion engine associated with a main driveline and an accessory drive associated with an accessory driveline. The main drive train is coupled to the auxiliary drive train via a spur gear.

Aus der US 4 069 803 A ist ein Motor mit einer Kurbelwelle bekannt, welche in einen ersten sowie einen zweiten Kurbelwellenteil geteilt ist. Die beiden Kurbelwellenteile sind mittels einer Kupplung koppel- und trennbar.From the US 4,069,803 A An engine with a crankshaft is known, which is divided into a first and a second crankshaft part. The two crankshaft parts are coupled and separable by means of a clutch.

Des Weiteren ist bekannt, zwei Verbrennungskraftmaschinen in einem Kraftwagen einzusetzen, welche jeweils eine Kurbelwelle aufweisen, wobei die Kurbelwellen miteinander gekoppelt sind.Furthermore, it is known to use two internal combustion engines in a motor vehicle, which each have a crankshaft, wherein the crankshafts are coupled together.

Bei einem solchen bekannten Einsatz zweier Verbrennungskraftmaschinen, eines Motors mit geteilter und koppelbarer Kurbelwelle, oder auch einer Brennkraftmaschine und eines Nebenaggregateantriebs bestehen Nachteile, was das aufeinander Abstimmen und damit einen effizienten Betrieb angeht. Dies ist weder optimal für das erzeugte Geräusch und damit für die akustische Wahrnehmung von Personen noch für einen energieverbrauchsarmen Betrieb.In such a known use of two internal combustion engines, an engine with divided and coupled crankshaft, or even an internal combustion engine and an auxiliary drive there are disadvantages, as regards the matching and thus an efficient operation. This is neither optimal for the generated noise and thus for the acoustic perception of persons nor for a low-energy operation.

Die DE 31 52 545 T5 offenbart einen Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug, mit mehreren unabhängigen Motorsätzen einschließlich eines primären Motorsatzes und eines Hilfsmotorsatzes und mit einer Ausgangswelle. Dabei ist es vorgesehen, dass der primäre Motorsatz mit der Ausgangswelle verbunden ist und dass der Hilfsmotorsatz mit der Ausgangswelle über eine Kupplung verbunden ist und dass eine Regelanordnung mit einer Einrichtung zum Feststellen der Phasendifferenz zwischen beiden Motorsätzen und zum Einrücken der Kupplung bei einer geeigneten Phasendifferenz versehen ist.The DE 31 52 545 T5 discloses an internal combustion engine for a vehicle having a plurality of independent motor sets including a primary motor set and an auxiliary motor set and having an output shaft. It is provided that the primary motor set is connected to the output shaft and that the auxiliary motor set is connected to the output shaft via a clutch and that a control arrangement provided with means for detecting the phase difference between the two sets of motors and for engaging the clutch at a suitable phase difference is.

Außerdem offenbart die US 2007 / 0 151 783 A1 eine Leistungsabgabeeinrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle abgibt. Die Leistungsabgabeeinrichtung umfasst eine erste Verbrennungskraftmaschine, eine zweite Verbrennungskraftmaschine, einen ersten Elektromotor und einen zweiten Elektromotor.In addition, US 2007/0 151 783 A1 discloses a power output device which outputs power to a drive shaft. The power output device comprises a first internal combustion engine, a second internal combustion engine, a first electric motor and a second electric motor.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftwagen mit einer ersten Verbrennungskraftmaschine und mit zumindest einer zweiten Verbrennungskraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines solchen Kraftwagens bereitzustellen, welche einen effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschinen ermöglichen, in welchem diese für die Wahrnehmung von Personen angenehme Geräusche erzeugen.It is therefore an object of the present invention to provide a motor vehicle with a first internal combustion engine and with at least a second internal combustion engine and a method for operating a drive train of such a motor vehicle, which allow efficient operation of the internal combustion engines, in which this pleasant for the perception of people sounds produce.

Diese Aufgabe wird durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines solchen Kraftwagens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.This object is achieved by a motor vehicle having the features of patent claim 1 and by a method for operating a drive train of such a motor vehicle having the features of patent claim 6.

Ein erfindungsgemäßer Kraftwagen mit einer ersten Verbrennungskraftmaschine und mit zumindest einer zweiten Verbrennungskraftmaschine, wobei jeweilige Antriebswellen der Verbrennungskraftmaschinen an einer Ausgangsseite über eine Koppeleinrichtung miteinander koppelbar sind, zeichnet sich dadurch aus, dass die Koppeleinrichtung ein Überlagerungsgetriebe umfasst, das eine Einstellmöglichkeit aufweist, durch die ein Unterschied zwischen jeweiligen Drehwinkeln der Antriebswellen einstellbar ist.A motor vehicle according to the invention with a first internal combustion engine and with at least one second internal combustion engine, wherein respective drive shafts of the internal combustion engines can be coupled to one another via a coupling device, characterized in that the coupling device comprises a superposition gear, which has a setting, by a difference is adjustable between respective angles of rotation of the drive shafts.

Diese Einstellbarkeit ermöglicht eine Einstellung einer definierten Phasenlage der beispielsweise als Kurbelwellen ausgebildeten Abtriebswellen der beiden Verbrennungskraftmaschinen zueinander, welche in einem Betriebszustand des Kraftwagens parallel, das heißt gleichzeitig betrieben werden. Daraus resultiert wiederum ein jeweilig besonders effizienter und damit energieverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschinen einzeln sowie in der Gesamtheit, womit ein geringer Kraftstoffverbrauch sowie geringe CO2-Emissionen einhergehen. In dem Betriebszustand, in welchem beide Verbrennungskraftmaschinen betrieben werden und den Kraftwagen antreiben, erfolgt eine Leistungssummierung durch die Koppeleinrichtung. Mittels der Koppeleinrichtung sind also die von den Verbrennungskraftmaschinen einzeln abgegebenen, jeweiligen Leistungen bzw. Drehmomente addierbar, wodurch eine Gesamtleistung bzw. ein Gesamtdrehmoment darstellbar ist, welche bzw. welches höher ist als die bzw. das einzelne, von der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine abgegebene Leistung bzw. Drehmoment.This adjustability makes it possible to set a defined phase position of the output shafts of the two internal combustion engines, which are designed, for example, as crankshafts, which are operated in parallel, ie simultaneously, in an operating state of the motor vehicle. This in turn results in a particular highly efficient and thus low-energy operation of the internal combustion engines individually and in the entirety, which is associated with low fuel consumption and low CO 2 emissions. In the operating state in which both internal combustion engines are operated and drive the motor vehicle, power is summed up by the coupling device. By means of the coupling device so the individually delivered by the internal combustion engines, respective powers or torques can be added, whereby a total power or a total torque can be displayed, which or which is higher than the or the individual, delivered by the respective internal combustion engine power or torque.

Des Weiteren ist ermöglicht der erfindungsgemäße Kraftwagen die Darstellung eines weiteren Betriebszustands, in welchem lediglich eine der Verbrennungskraftmaschinen betrieben wird und den Kraftwagen antreibt, während die andere der Verbrennungskraftmaschinen ausgeschaltet ist. In diesem, weiteren Betriebszustand kommt es somit zu einer Änderung der gewünschten und gegebenenfalls zuvor eingestellten Phasenlage, also des Drehwinkels der Abtriebswellen, zueinander. Folgt dem weiteren Betriebszustand der erstgenannte Betriebszustand, in welchem also beide Verbrennungskraftmaschinen betrieben werden, so ist ein erneutes Einstellen der definierten Phasenlage der Abtriebswellen zueinander erforderlich zur Darstellung des effizienten, gemeinsamen Betriebs beider Verbrennungskraftmaschinen. Dies ist durch das Überlagerungsgetriebe möglich.Furthermore, the motor vehicle according to the invention enables the representation of a further operating state in which only one of the internal combustion engines is operated and drives the motor vehicle, while the other of the internal combustion engines is switched off. In this, further operating state, there is thus a change in the desired and possibly previously set phase position, ie the angle of rotation of the output shafts to each other. Follows the other operating state of the former Operating state, in which therefore both internal combustion engines are operated, it is necessary to readjust the defined phase position of the output shafts to each other to represent the efficient, joint operation of both internal combustion engines. This is possible through the superposition gear.

Die Möglichkeit der Einstellung dieser definierten Phasenlage bringt weiterhin den Vorteil mit sich, dass ein akustisch sehr angenehmes Geräusch des Kraftwagens in dem Betriebszustand eingestellt werden kann, in welchem beide Verbrennungskraftmaschinen betrieben werden, das heißt, in welchem sie sich in einem gefeuerten Betriebszustand befinden. Durch die definierte Einstellung der Phasenlage der Abtriebswellen zueinander sind Zündungen der beiden Verbrennungskraftmaschinen zwischen den Verbrennungskraftmaschinen zeitlich sowie bezüglich der Drehwinkel der Abtriebswellen (Gradkurbelwinkel, [°KW]) aufeinander abstimmbar. Daraus resultiert, dass jeweilige Verbrennungsgeräusche der Verbrennungskraftmaschinen zusammen ein Geräusch erzeugen, welches für Personen angenehm klingt.The possibility of setting this defined phase position further brings with it the advantage that an acoustically very pleasant noise of the motor vehicle can be set in the operating state in which both internal combustion engines are operated, that is, in which they are in a fired operating state. By the defined adjustment of the phase position of the output shafts to each other ignitions of the two internal combustion engines between the internal combustion engines in time and with respect to the rotation angle of the output shafts (degree crank angle, [° CA]) matched to each other. As a result, respective combustion noises of the internal combustion engines together generate a sound that sounds pleasant to people.

Ist eine der Verbrennungskraftmaschinen beispielsweise als Dreizylinder-Verbrennungskraftmaschine und die andere der Verbrennungskraftmaschinen als Vierzylinder-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, so ist durch die definierte Einstellung der Phasenlage zueinander die Darstellung eines Klangs der beiden Verbrennungskraftmaschinen möglich, der dem einer Achtzylinder-Verbrennungskraftmaschine in V-Bauweise zumindest ähnelt oder gar gleichkommt. Ein solcher Klang einer Achtzylinder-Verbrennungskraftmaschine in V-Bauweise gilt bekanntermaßen als angenehmer, Sportlichkeit und Leistungsstärke des Kraftwagens vermittelnder Klang.If one of the internal combustion engines, for example, designed as a three-cylinder internal combustion engine and the other of the internal combustion engines as a four-cylinder internal combustion engine, so the representation of a sound of the two internal combustion engines is possible by the defined adjustment of the phase relationship to each other, which is at least similar to an eight-cylinder internal combustion engine in V-construction or even equal. Such a sound of a V-type eight-cylinder internal combustion engine is known to be a pleasing, sporty and powerful performance of the car mediating sound.

Zur Verbesserung des Fahrkomforts des Kraftwagens ist es wünschenswert, Drehschwingungen infolge des jeweiligen, pulsierend von der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine erzeugten und abgegebenen Drehmoments zu dämpfen. Daher ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass in einem Kraft- bzw. Drehmomentenfluss, ausgehend von der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine stromab derselbigen sowie stromauf der Koppeleinrichtung, jeweils zumindest eine Torsionsdämpfungseinrichtung, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, angeordnet ist. Somit ist auch die Koppeleinrichtung vor hohen Wechselmomenten der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine geschützt. Derartige Torsionsdämpfungseinrichtungen weisen in der Regel ein Verdrehspiel sowie insbesondere im Falle des Zweimassenschwungrades eine Federkennlinie auf, welche normalerweise eine definierte Phasenlage, also einen definierten Unterschied der jeweiligen Drehwinkel der Abtriebswellen, vermeiden. Dieses Problem ist durch das erfindungsgemäß bereitgestellte Überlagerungsgetriebe überwunden.To improve the driving comfort of the motor vehicle, it is desirable to damp torsional vibrations due to the respective, generated and delivered by the respective internal combustion engine pulsating torque. Therefore, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that in each case at least one torsional damping device, in particular a dual mass flywheel, is arranged in a force or torque flow, starting from the respective internal combustion engine downstream derselbigen and upstream of the coupling device. Thus, the coupling device is protected against high alternating torques of the respective internal combustion engine. Such torsion damping devices generally have a torsional backlash and, in particular in the case of the dual mass flywheel, a spring characteristic which normally avoids a defined phase position, that is to say a defined difference of the respective rotational angle of the output shafts. This problem is overcome by the inventively provided superposition gear.

Das Überlagerungsgetriebe ist als Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, mit einem Planetenträger und mit einem Hohlrad als Getriebeteile ausgebildet, wobei die beiden Abtriebswellen jeweils mit einem der Getriebeteile drehfest verbindbar sind und das dritte Getriebeteil die Einstellmöglichkeit bereitstellt. Die Ausbildung des Überlagerungsgetriebes als Planetengetriebe ermöglicht eine sehr kompakte Darstellung des Überlagerungsgetriebes mit einem nur sehr geringen Bauraumbedarf, was insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie einem Antriebsstrang des Kraftwagens zur Lösung und Vermeidung von Problemen hinsichtlich einer Anordnung und einer Unterbringung von Komponenten und/oder Bauteilen, so genannten Package-Problemen, beiträgt. Gleichzeitig birgt das bekanntermaßen drei Freiheitsgrade durch die drei Getriebeteile aufweisende Planentengetriebe eine hohe Flexibilität sowie eine breitbandige Einstellmöglichkeit von Übersetzungen und Drehzahlen, was eine definierte Einstellung des Unterschieds zwischen den jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen und damit einen sehr effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschinen ermöglicht.The superposition gear is formed as a planetary gear with a sun gear, with a planet carrier and a ring gear as gear parts, wherein the two output shafts rotatably connected to one of the gear parts and the third gear part provides the adjustment. The design of the superposition gear as a planetary gear allows a very compact representation of the superposition gearing with only a very small space requirement, which is particularly in a space critical area such as a powertrain of the motor vehicle to solve and avoid problems with respect to an arrangement and placement of components and / or components, so-called package problems, contributes. At the same time, the known three degrees of freedom through the three gear parts Planetary gear has high flexibility and a broadband adjustment of ratios and speeds, which allows a defined adjustment of the difference between the respective rotation angles of the output shafts and thus a very efficient operation of the internal combustion engines.

Darüber hinaus ist eine Stirnradstufe vorgesehen, über welche eine der Abtriebswellen einer der Verbrennungskraftmaschinen mit dem Hohlrad drehfest verbindbar ist. Dabei umfasst die Stirnradstufe eine Außenverzahnung des Hohlrads und ein drehfest mit der einen Abtriebswelle verbundenes und über die Außenverzahnung mit dem Hohlrad kämmendes Zahnrad. Dies ist insofern vorteilbehaftet, als eine besonders effiziente und verlustarme Übertragung von Kräften bzw. Drehmomenten ermöglicht ist zur effizienten Leistungssummierung der beiden Verbrennungskraftmaschinen.In addition, a spur gear is provided, via which one of the output shafts of one of the internal combustion engines with the ring gear is rotatably connected. In this case, the spur gear comprises external teeth of the ring gear and a non-rotatably connected to the one output shaft and meshing via the external teeth with the ring gear. This is advantageous insofar as a particularly efficient and low-loss transmission of forces or torques is made possible for the efficient summation of power of the two internal combustion engines.

Eine solche flexible und breitbandige Einstellmöglichkeit ist dabei insbesondere dann gegeben, wenn die Koppeleinrichtung eine elektrische Maschine umfasst, welche mit dem dritten Getriebeteil drehfest verbindbar ist. Die elektrische Maschine, welche auch als elektrischer Motor ausgebildet sein kann, erlaubt selbst die Darstellung einer Vielzahl von unterschiedlichen Drehzahlen sowie Drehmomenten bei einem gleichzeitig sehr effizienten und energieverbrauchsarmen Betrieb. Durch die elektrische Maschine ist beispielsweise ein Anlassen der ersten und/oder der zweiten Verbrennungskraftmaschine möglich. Zusätzliche Anlasseinrichtungen für die Verbrennungskraftmaschinen sind dadurch obsolet, was neuen Bauraum schafft.Such a flexible and wideband adjustment is given in particular when the coupling device comprises an electric machine which is rotatably connected to the third transmission part. The electric machine, which can also be designed as an electric motor, even allows the representation of a variety of different speeds and torques in a very efficient and low-energy operation. By the electric machine, for example, a tempering of the first and / or the second internal combustion engine is possible. Additional starting devices for the internal combustion engines are obsolete, which creates new space.

Zudem erlaubt die elektrische Maschine die Darstellung eines weiteren Betriebszustands, welcher als Boost-Betrieb bezeichnet wird, in welchem die elektrische Maschine Leistung bzw. Drehmoment abgibt und zum Antrieb des Kraftwagens unterstützenderweise beiträgt. Dabei kann beispielsweise eine der Verbrennungskraftmaschinen, die zum Antrieb des Kraftwagens betrieben wird, auf effiziente Weise unterstützt werden, wodurch eine Leistungssteigerung des Kraftwagens realisiert ist, ohne den Kraftstoffverbrauch dieser Verbrennungskraftmaschine erhöhen zu müssen.In addition, the electric machine allows the representation of another operating state, which is referred to as a boost operation, in which the electric machine outputs power or torque and contributes to the drive of the motor vehicle supportive. In this case, for example, one of the internal combustion engines, which is operated to drive the motor vehicle, are supported in an efficient manner, whereby an increase in performance of the motor vehicle is realized without having to increase the fuel consumption of this internal combustion engine.

Weiterhin ist die elektrische Maschine beispielsweise als Generator einsetzbar, welcher mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Diese ist beispielsweise in einer Energiespeichereinrichtung, insbesondere einer Batterie, des Kraftwagens speicherbar. In diesem Fall nimmt die elektrische Maschine Leistung auf. Mittels des Generators kann z. B. beim Bremsen sonst verloren gehende Energie des Kraftwagens rückgewonnen werden und in elektrische Energie umgewandelt und gespeichert werden (Rekuperation). Furthermore, the electric machine can be used for example as a generator, which converts mechanical energy into electrical energy. This can be stored, for example, in an energy storage device, in particular a battery, of the motor vehicle. In this case, the electric machine absorbs power. By means of the generator can z. B. during braking otherwise lost energy of the motor vehicle can be recovered and converted into electrical energy and stored (recuperation).

Ebenso möglich ist die Durchführung einer Lastpunktverschiebung durch die elektrische Maschine, bei welcher ein aktueller Betriebspunkt der sich zum Antrieb des Kraftwagens im Betrieb befindlichen Verbrennungskraftmaschine hin zu verbrauchsgünstigeren Bereichen verschoben wird.It is also possible to carry out a load point shift by the electric machine, in which a current operating point of the internal combustion engine, which is in operation for driving the motor vehicle, is shifted towards more fuel-efficient areas.

Wie bereits ausgeführt, existieren Betriebszustände, in welchen eine der Verbrennungskraftmaschinen ausgeschaltet ist, d. h., dass diese sich nicht in einem gefeuerten Betriebszustand befindet. In einem solchen Fall ist ein definiertes Verhalten der Verbrennungskraftmaschine bzw. deren Abtriebswelle insbesondere hinsichtlich einer Drehung derselbigen wünschenswert. Zur Einstellung dieses definierten Zustands ist daher eine Kupplungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Abtriebswelle an einem Bauteil des Kraftwagens festlegbar ist, wodurch sich die Abtriebswelle also nicht mehr relativ zu der Verbrennungskraftmaschine und nicht um ihre Drehachse drehen kann. Bei Einsatz des Planetengetriebes und der elektrischen Maschine erlaubt dies auch die definierte Einstellung eines der drei Getriebeteile bzw. Freiheitsgrade des Planetengetriebes, was ein Anlassen der Verbrennungskraftmaschine, deren Abtriebswelle nicht festgelegt ist, insofern positiv unterstützt, als der Energieaufwand der elektrischen Maschine zum Starten der Verbrennungskraftmaschine gering gehalten werden kann.As already stated, there are operating states in which one of the internal combustion engines is switched off, d. h. that it is not in a fired operating state. In such a case, a defined behavior of the internal combustion engine or its output shaft, in particular with respect to a rotation derselbigen desirable. To set this defined state, therefore, a coupling device is provided, by means of which the output shaft can be fixed to a component of the motor vehicle, whereby the output shaft so no longer can rotate relative to the internal combustion engine and not about its axis of rotation. When using the planetary gear and the electric machine, this also allows the defined setting of one of the three gear parts or degrees of freedom of the planetary gear, what an annealing of the internal combustion engine whose output shaft is not fixed, insofar positively supported, as the energy consumption of the electric machine for starting the internal combustion engine can be kept low.

Zur Erhöhung der Flexibilität des Planetengetriebes und damit des Betriebs der Verbrennungskraftmaschinen ist vorteilhafterweise eine Kupplungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher zwei der Getriebeteile des Planetengetriebes, insbesondere das mit einer der Abtriebswellen drehfest verbindbare Getriebeteil und das mit der elektrischen Maschine drehfest verbindbare dritte Getriebeteil, miteinander drehfest verbindbar sind. In diesem Falle kann die elektrische Maschine in dem Betriebszustand, in welchem beide Verbrennungskraftmaschinen betrieben werden und durch Leistungssummierung den Kraftwagen antreiben, entlastet werden, da das mit der Abtriebswelle verbundene Getriebeteil, welches beispielsweise der Planetenträger ist, mit dem mit der elektrischen Maschine verbundenen Getriebeteil, welches beispielsweise das Sonnenrad ist, verblockt werden kann. Dies reduziert die Ausfallwahrscheinlichkeit der elektrischen Maschine und ermöglicht umgekehrt eine hohe Funktionssicherheit über eine hohe Lebensdauer hinweg.To increase the flexibility of the planetary gear and thus the operation of the internal combustion engines, a coupling device is advantageously provided by means of which two of the transmission parts of the planetary gear, in particular rotatably connected to one of the output shafts gear part and the rotatable with the electrical machine connectable third gear part, are rotatably connected to each other , In this case, in the operating state in which both internal combustion engines are operated and power-driven, the electric machine can be relieved, since the transmission part connected to the output shaft, which is for example the planetary carrier, with the transmission part connected to the electric machine, which is the sun gear, for example, can be blocked. This reduces the probability of failure of the electric machine and, conversely, enables high reliability over a long service life.

Ist eine Kupplungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher wahlweise eine der Abtriebswellen mit einem der Getriebeteile des Planetengetriebes drehfest verbindbar oder dieses Getriebeteil des Planetengetriebes drehfest an einem Bauteil des Kraftwagens festlegbar ist, so ergibt sich daraus der Vorteil, dass eine der Verbrennungskraftmaschinen durch die elektrische Maschine angelassen werden kann, ohne einen Einfluss infolge dieses Anlassvorgangs auf die andere der Verbrennungskraftmaschinen sowie gegebenenfalls auf ein mit dieser drehfest verbundene Eingangswelle eines Getriebes auszuüben. Des Weiteren benötigt die elektrische Maschine weniger Leistung für den Anlassvorgang, da das Drehmoment bereits ab einer Drehzahl von Null zur Verfügung steht.If a coupling device is provided, by means of which either one of the output shafts can be connected in a rotationally fixed manner to one of the gear parts of the planetary gear or this gear part of the planetary gear can be secured against rotation on a component of the motor vehicle, this results in the advantage that one of the internal combustion engines is started by the electric machine can, without exerting any influence as a result of this starting operation on the other of the internal combustion engines and optionally on a non-rotatably connected input shaft of a transmission. Furthermore, the electric machine requires less power for the starting process, since the torque is already available from a speed of zero.

Von den genannten Kupplungseinrichtungen kann zumindest eine als Klauenkupplung oder als Reibkupplung ausgeführt sein. Eine solche Klauenkupplung ermöglicht eine besonders verlustfreie Übertragung von Kräften und Momenten, während eine Reibkupplung eine gute Synchronisierung zweier mit unterschiedlichen Drehzahlen rotierender Wellen ermöglicht.Of the mentioned coupling devices, at least one can be designed as a dog clutch or as a friction clutch. Such a dog clutch allows a particularly lossless transmission of forces and moments, while a friction clutch allows a good synchronization of two rotating at different speeds waves.

Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftwagens mit einer ersten Verbrennungskraftmaschine und mit zumindest einer zweiten Verbrennungskraftmaschine, bei welchem jeweilige Abtriebswellen der Verbrennungskraftmaschinen an einer Ausgangsseite über eine Koppeleinrichtung miteinander gekoppelt werden. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass mittels eines eine Einstellmöglichkeit aufweisenden Überlagerungsgetriebes der Koppeleinrichtung ein Unterschied zwischen jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen eingestellt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftwagens sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt anzusehen.The invention also includes a method for operating a drive train of a motor vehicle with a first internal combustion engine and with at least one second internal combustion engine, in which respective output shafts of the internal combustion engines are coupled to one another at an output side via a coupling device. According to the invention, it is now provided that a difference between respective angles of rotation of the output shafts is set by means of a superposition gearing of the coupling device which has an adjustment possibility. Advantageous embodiments of the motor vehicle according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the method according to the invention and vice versa.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit ebenso wie der erfindungsgemäße Kraftwagen einen besonders effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschinen im Einzelnen sowie einen besonders effizienten, gesamtheitlichen Betrieb dieser. Des Weiteren ist ein Geräuschverhalten der Verbrennungskraftmaschinen in einem Betriebszustand, in welchem beide Verbrennungskraftmaschinen in einem gefeuerten Betrieb betrieben werden, bewirkbar, welches für Personen einen angenehmen Klang darstellt.The inventive method thus allows as well as the motor vehicle according to the invention a particularly efficient operation of the internal combustion engines in detail and a particularly efficient, integrated operation of these. Furthermore, a noise behavior of the internal combustion engines in an operating state in which both internal combustion engines are operated in a fired operation, can be effected, which is a pleasant sound for people.

Erfindungsgemäß ist das Überlagerungsgetriebe als Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, mit einem Planetenträger und mit einem Hohlrad als Getriebeteile ausgebildet, wobei die beiden Abtriebswellen jeweils mit einem der Getriebeteile drehfest verbindbar sind und das dritte Getriebeteil die Einstellmöglichkeit bereitstellt. Dabei ist ferner eine Stirnradstufe vorgesehen, über welche eine der Abtriebswellen einer der Verbrennungskraftmaschinen mit dem Hohlrad drehfest verbindbar ist, wobei die Stirnradstufe eine Außenverzahnung des Hohlrads und ein drehfest mit der einen Abtriebswelle verbundenes und über die Außenverzahnung mit dem Hohlrad kämmendes Zahnrad umfasst.According to the overlay transmission is designed as a planetary gear with a sun gear, with a planet carrier and with a ring gear as gear parts, the two output shafts are rotatably connected to one of the gear parts and the third gear part provides the adjustment. In this case, a spur gear is also provided, via which one of the output shafts of one of the internal combustion engines with the ring gear rotatably connected, wherein the spur gear comprises external teeth of the ring gear and a non-rotatably connected to the one output shaft and meshing via the external teeth with the ring gear.

Vorteilhafterweise erfolgt ein Übergang zwischen zwei Betriebszuständen des Kraftwagens fließend bzw. rampenförmig, ohne dass ein Nutzer des Kraftwagens, beispielsweise ein Fahrer, in dessen Fortbewegung beeinträchtigt wird und beispielsweise den Kraftwagen anhalten muss. Daher ist es vorteilhaft, dass der Unterschied zwischen den jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen eingestellt wird, wenn eine erste der Abtriebswellen von der ihr zugeordneten Verbrennungskraftmaschine angetrieben und die andere, zweite der Abtriebswellen über die Koppeleinrichtung von der ersten Abtriebswelle angetrieben wird. Das Überlagerungsgetriebe erlaubt also die Einstellung einer definierten Phasenlage der Abtriebswellen zueinander auch bei einem Übergang von einem Betriebszustand des Kraftwagens, in welchem sich eine der Verbrennungskraftmaschinen in einem gefeuerten Betriebszustand befindet und den Kraftwagen antreibt, während sich die andere der Verbrennungskraftmaschinen in einem nicht gefeuerten Betriebszustand befindet und ausgeschaltet ist. Somit ist die zunächst ausgeschaltete Verbrennungskraftmaschine bei korrektem Unterschied bzw. bei korrekter Phasenlage zuschaltbar und der effiziente Betrieb nahezu ohne Zeitverlust einstellbar. Dies bedeutet einen hohen Fahrkomfort für den Nutzer des Kraftwagens, und ferner erfreuen ihn der dadurch erreichte geringe Kraftstoffverbrauch sowie die geringen CO2-Emissionen.Advantageously, a transition between two operating states of the motor vehicle takes place fluently or in steps, without a user of the motor vehicle, for example a driver, being impaired in its movement and, for example, having to stop the motor vehicle. It is therefore advantageous for the difference between the respective rotational angles of the output shafts to be set when a first of the output shafts is driven by its associated internal combustion engine and the other, second output shafts are driven by the coupling device from the first output shaft. The superposition gearing thus allows the setting of a defined phase position of the output shafts to each other even at a transition from an operating state of the motor vehicle, in which one of the internal combustion engines is in a fired operating state and drives the cars, while the other of the internal combustion engines is in a non-fired operating condition and is off. Thus, the initially switched off internal combustion engine with correct difference or with correct phase position can be switched on and the efficient operation almost without loss of time adjustable. This means a high level of ride comfort for the user of the motor vehicle, and also enjoy the resulting low fuel consumption and low CO 2 emissions.

Ist das Überlagerungsgetriebe als Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, mit einem Planetenträger und mit einem Hohlrad als Getriebeteile ausgebildet, wobei die beiden Abtriebswellen jeweils mit einem der Getriebeteile drehfest verbindbar sind und das dritte Getriebeteil die Einstellmöglichkeit bereitstellt, und wobei das dritte Getriebeteil mit einer elektrischen Maschine drehfest verbindbar ist, mittels welcher der Unterschied in den jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen eingestellt wird, so ist dadurch die Einstellung der definierten Phasenlage und des Unterschieds zwischen den jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen über einen breiten Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschinen besonders schnell und effizient möglich ebenso wie die Darstellung zusätzlicher Funktionen durch die elektrische Maschine. Dazu gehören beispielsweise ein zuvor beschriebenes Anlassen zumindest einer der Verbrennungskraftmaschinen, ein Boost-Betrieb sowie ein Betrieb der elektrischen Maschine Verbrennungskraftmaschine als Generator zur Energierückgewinnung (Rekuperation).Is the superposition gear as a planetary gear with a sun gear, with a planet carrier and with a ring gear formed as gear parts, the two output shafts are rotatably connected to one of the transmission parts and the third gear part provides the adjustment, and wherein the third gear member rotatably with an electric machine can be connected, by means of which the difference in the respective rotation angles of the output shafts is set, then the adjustment of the defined phase position and the difference between the respective rotation angles of the output shafts over a wide speed range of the internal combustion engines is particularly fast and efficient possible as well as the presentation of additional functions through the electric machine. These include, for example, a previously described starting at least one of the internal combustion engines, a boost operation and operation of the electric machine internal combustion engine as a generator for energy recovery (recuperation).

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder auch in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of several preferred embodiments and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively indicated combination, but also in other combinations or also alone, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnungen zeigen in:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs des erfindungsgemäßen Kraftwagens;
  • 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Antriebsstrangs gemäß 1; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Antriebsstrangs gemäß den vorhergehenden Figuren.
The drawings show in:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of a drive train of the motor vehicle according to the invention;
  • 2 a schematic representation of another embodiment of the drive train according to 1 ; and
  • 3 a schematic representation of another embodiment of the drive train according to the preceding figures.

Die 1 zeigt einen Antriebsstrang 10 für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, welcher eine erste Verbrennungskraftmaschine 12 sowie eine zweite Verbrennungskraftmaschine 14 aufweist. In einem jeweiligen, gefeuerten Betriebszustand generieren die Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14 auf bekannte Art und Weise ein Drehmoment, welches auf einer jeweiligen Ausgangsseite 16 und 18 der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine 12 bzw. 14 über eine jeweilige Abtriebswelle 20 und 22 in Flussrichtung des jeweiligen Drehmoments gemäß einem Richtungspfeil 24 an stromab liegende Komponenten des Antriebsstrangs 10 abgegeben bzw. weitergegeben wird.The 1 shows a drive train 10 for a motor vehicle, in particular a passenger car, which a first internal combustion engine 12 and a second internal combustion engine 14 having. In a respective, fired operating condition, the internal combustion engines generate 12 and 14 in a known manner, a torque which is on a respective output side 16 and 18 the respective internal combustion engine 12 respectively. 14 via a respective output shaft 20 and 22 in the direction of flow of the respective torque according to a directional arrow 24 to downstream components of the powertrain 10 is given or passed on.

So ist stromab der Verbrennungskraftmaschine 12 und 14 jeweils ein Zweimassenschwungrad 25 und 26 vorgesehen, das mit der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine 12 bzw. 14 verbunden ist. Die Zweimassenschwungräder 25 und 26 dämpfen Drehschwingungen aufgrund des jeweiligen, pulsierend abgegebenen Drehmoments.So is downstream of the internal combustion engine 12 and 14 each a dual mass flywheel 25 and 26 provided, which is connected to the respective internal combustion engine 12 and 14, respectively. The dual mass flywheels 25 and 26 dampen torsional vibrations due to the respective, pulsating torque output.

Die Abtriebswellen 20 und 22 sind weiterhin an den Ausgangsseiten 16 und 18 über eine Koppeleinrichtung 28 miteinander gekoppelt. An dieser Stelle sei angemerkt, dass in Flussrichtung des Drehmoments gemäß dem Richtungspfeil 24 zwischen den Abtrittswellen 20 und 22 und der Kuppeleinrichtung 28 gegebenenfalls jeweils eine Trennkupplung vorgesehen sein kann, um die jeweilige Verbrennungskraftmaschine 12 bzw. 14 abzukoppeln.The output shafts 20 and 22 are still on the output pages 16 and 18 via a coupling device 28 coupled together. At this point it should be noted that in the direction of flow of the torque according to the directional arrow 24 between the waves of departure 20 and 22 and the dome device 28 optionally, a separating clutch may be provided in each case to the respective internal combustion engine 12 respectively. 14 decouple.

Die Koppeleinrichtung 28 umfasst ein Planetengetriebe 30 mit einem Sonnenrad 32, einem Planetenträger 34 sowie einem Hohlrad 36, wobei das Hohlrad über eine Innenverzahnung mit dem Planetenträger 34 zugeordneten Planetenrädern 38 und 40 kämmt. Des Weiteren weist das Hohlrad 36 eine Außenverzahnung auf, über die es mit einem mit der Abtriebswelle 22 der Verbrennungskraftmaschine 14 drehfest verbundenem Zahnrad 40 kämmt. Somit ist also die Verbrennungskraftmaschine 14 über eine Stirnradstufe 42, welche das Zahnrad 40 sowie die Außenverzahnung des Hohlrads 36 umfasst, mit dem Planetengetriebe 30 und damit mit der Abtriebswelle 20 der Verbrennungskraftmaschine 12 gekoppelt.The coupling device 28 includes a planetary gear 30 with a sun wheel 32 , a planet carrier 34 and a ring gear 36 , wherein the ring gear via an internal toothing with the planet carrier 34 associated planetary gears 38 and 40 combs. Furthermore, the ring gear 36 an external toothing, over which it has one with the output shaft 22 the internal combustion engine 14 rotatably connected gear 40 combs. Thus, therefore, the internal combustion engine 14 via a spur gear 42 which the gear 40 and the external teeth of the ring gear 36 includes, with the planetary gear 30 and thus with the output shaft 20 the internal combustion engine 12 coupled.

Ferner umfasst der Antriebsstrang 10 ein in Flussrichtung des Drehmoments stromab der Koppeleinrichtung 28 angeordnetes und mit dem Planetenträger 34 drehfest verbundenes Getriebe 44, welches weitere Übersetzungsmöglichkeiten des eingeleiteten Drehmoments bereitstellt. Das in das Getriebe 44 eingeleitete Drehmoment ist ein von einer der Verbrennungskraftmaschinen 12 oder 14 bereitgestelltes Drehmoment oder ein summiertes Drehmoment, welches aus einzelnen Drehmomenten der Verbrennungskraftmaschine 12 und der Verbrennungskraftmaschine 14 durch die Koppeleinrichtung 28 zusammengesetzt ist.Furthermore, the drive train includes 10 in the direction of flow of the torque downstream of the coupling device 28 arranged and rotatably connected to the planet carrier 34 gearbox 44 , which provides further translation options of the introduced torque. That in the transmission 44 introduced torque is a torque provided by one of the internal combustion engines 12 or 14 or a summed torque which consists of individual torques of the internal combustion engine 12 and the internal combustion engine 14 through the coupling device 28 is composed.

In einem Betriebszustand, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine 12 als auch die Verbrennungskraftmaschine 14 jeweils in einem gefeuerten Betrieb betrieben werden, um zum Antreiben des Kraftwagens Drehmoment abgeben, ist es wünschenswert, einerseits einen effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 12 und 14 sowie andererseits eine optimale Geräuschabgabe derselbigen zu schaffen. Zu diesem Zweck weist das Planetengetriebe 30 eine durch das Sonnenrad 32 dargestellte Einstellmöglichkeit 46 auf, wobei das Sonnenrad 32 drehfest mit einer elektrischen Maschine 48 verbunden ist. Das Planetengetriebe 30 bietet ja drei Freiheitsgrade, wobei eine definierte Einstellung bzw. Vorgabe, insbesondere Drehzahlvorgabe, für zwei dieser Freiheitsgrade einen definierten Zustand, insbesondere eine definierte Drehzahl, des dritten Freiheitsgrades zur Folge hat. Diese bedeutet vorliegend, dass durch die Einstellmöglichkeit 46 des Planetengetriebes 30 ein Unterschied zwischen jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen 20 und 22 einstellbar ist.In an operating state in which the internal combustion engine 12 as well as the internal combustion engine 14 are each operated in a fired operation to deliver torque for driving the motor vehicle, it is desirable, on the one hand, an efficient operation of the internal combustion engine 12 and 14 and on the other hand, to provide optimal noise emission derselbigen. For this purpose, the planetary gear has 30 one through the sun wheel 32 illustrated adjustment option 46, wherein the sun gear 32 non-rotatable with an electric machine 48 connected is. The planetary gear 30 offers three degrees of freedom, with a defined setting or specification, in particular speed specification, for two of these degrees of freedom a defined state, in particular a defined speed, the third degree of freedom result. This means in the present case that by the adjustment 46 of the planetary gear 30 a difference between respective rotation angles of the output shafts 20 and 22 is adjustable.

Bei sich in einem gefeuerten Betrieb befindlicher Verbrennungskraftmaschine 12, wobei dann die Abtriebswelle 20 und damit der Planetenträger 34 eine bestimmte Drehzahl aufweisen und bei definierter Einstellung einer bestimmten Drehzahl der elektrischen Maschine 48 und damit des Sonnenrades 32 ist durch diese Drehzahlüberlagerung eine definierte Ausgangsdrehzahl des Hohlrads 36, damit des Zahnrads 40 und damit der Abtriebswelle 22 darstellbar, wodurch der besagte Unterschied zwischen jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen 20 und 22 einstellbar ist. Es kann also eine Phasenlage der Abtriebswellen 20 und 22 zueinander mit der Koppeleinrichtung 28 eingestellt werden, sodass ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14 möglich ist.In an internal combustion engine in a fired operation 12 , in which case the output shaft 20 and thus the planet carrier 34 have a certain speed and at a defined setting a certain speed of the electric machine 48 and with it the sun wheel 32 is by this speed superposition a defined output speed of the ring gear 36 , so that the gear 40 and thus the output shaft 22 representable, whereby said difference between respective angles of rotation of the output shafts 20 and 22 is adjustable. So it can be a phase angle of the output shafts 20 and 22 to each other with the coupling device 28 be adjusted, so that a particularly efficient operation of internal combustion engines 12 and 14 is possible.

Ebenso möglich ist dadurch die Darstellung eines guten Geräuschverhaltens der Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14 in dem Betriebszustand, in dem sich beide Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14 im gefeuerten Betrieb befinden. Da die Phasenlage der Abtriebswellen 20 und 22 und damit der Kurbelwellen zueinander einstellbar sind, sind auch die Zündungen der Verbrennungskraftfaschinen 12 und 14 zeitlich aufeinander abstimmbar, wodurch ein vorteilhafter Klang realisierbar ist.Equally possible thereby is the representation of a good noise behavior of the internal combustion engines 12 and 14 in the operating condition in which both internal combustion engines 12 and 14 in fired operation. Since the phase angle of the output shafts 20 and 22 and thus the crankshafts are mutually adjustable, are also the ignitions of the internal combustion engines 12 and 14 timed to each other, whereby an advantageous sound can be realized.

Ist der gewünschte Unterschied zwischen den jeweiligen Drehmomenten der Abtriebswellen 20 und 22 und damit die korrekte Phasenlage eingestellt, so kann mittels einer Kupplung 50 der Planetenträger 34 mit dem Sonnenrad 32 verblockt werden, woraus eine Entlastung der elektrischen Maschine 48 resultiert.Is the desired difference between the respective torques of the output shafts 20 and 22 and thus set the correct phase position, so can by means of a clutch 50 the planet carrier 34 with the sun wheel 32 be blocked, resulting in a discharge of the electrical machine 48 results.

Zur Realisierung eines sehr energieeffizienten Anlassvorgangs der Verbrennungskraftmaschine 12 mittels der elektrischen Maschine 48 ausgehend von einem Betriebszustand des Antriebsstrangs 10, in welchem beispielsweise beide Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14 ausgeschaltet sind, ist ein Abstützen eines Drehmoments für den Anlassvorgang der Verbrennungskraftmaschine 12 vorteilhaft. Ein solches Abstützen ist durch den Antriebsstrang 10 gemäß Fig. 2 möglich. Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Antriebsstrangs 10 gemäß 1, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und das zu dem Antriebsstrang 10 gemäß 1 Gesagte auf den Antriebsstrang 10 gemäß 2 analog zutrifft. Der Antriebsstrang 10 gemäß 2 umfasst nun eine Kupplungseinrichtung 52 in Form einer Bremse, mittels welcher die Abtriebswelle 22 drehfest um ihre Drehachse bzw. drehfest relativ zur Verbrennungskraftmaschine 14 an einem Bauteil des Kraftwagens festlegbar ist. Ist die Abtriebswelle 22 mittels der Kupplungseinrichtung 52 auf diese Weise drehfest festgelegt, so ist eine Drehung der Abtriebswelle 22 und damit auch des Hohlrads 36 um die jeweilige Drehachse relativ zur Antriebswelle 20 und damit zum Planetenträger 34 verhindert. Dabei sind auch der Planetenträger 34 und das Sonnenrad 32 fest miteinander gekoppelt, wodurch das Planetengetriebe 30 lediglich noch zwei Freiheitsgrade aufweist. Für einen dieser Freiheitsgrade ist das Hohlrad 36 bei einer definierten Drehzahl von Null gehalten, während für den zweiten Freiheitsgrad zum Anlassen der Verbrennungskraftmaschine 12 durch die elektrische Maschine 48 eine definierte Startdrehzahl auf das Sonnenrad 32 und damit auf den Planetenträger 34 und weiter auf die Abtriebswelle 20 aufgebracht wird.To realize a very energy-efficient starting process of the internal combustion engine 12 by means of the electric machine 48 starting from an operating state of the drive train 10 in which, for example, both internal combustion engines 12 and 14 are off, is supporting a torque for the starting operation of the internal combustion engine 12 advantageous. Such support is through the drive train 10 2 possible according to FIG. The 2 shows a further embodiment of the drive train 10 according to 1 , wherein like reference numerals designate like elements and that to the drive train 10 according to 1 Said on the powertrain 10 according to 2 applies analogously. The powertrain 10 according to 2 now includes a coupling device 52 in the form of a brake, by means of which the output shaft 22 rotatably about its axis of rotation or rotationally fixed relative to the internal combustion engine 14 Can be fixed to a component of the motor vehicle. Is the output shaft 22 by means of the coupling device 52 fixed in this manner rotatably, so is a rotation of the output shaft 22 and thus also of the ring gear 36 about the respective axis of rotation relative to the drive shaft 20 and thus to the planet carrier 34 prevented. Here are also the planet carrier 34 and the sun wheel 32 firmly coupled together, causing the planetary gear 30 only has two degrees of freedom. For one of these degrees of freedom, the ring gear 36 is maintained at a defined speed of zero, while for the second degree of freedom for starting the internal combustion engine 12 through the electric machine 48 a defined starting speed on the sun gear 32 and thus on the planet carrier 34 and further on the output shaft 20 is applied.

Die 3 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform des Antriebsstrangs 10, wobei das zu dem Antriebsstrang 10 gemäß den 1 und 2 Gesagte auch auf den Antriebsstrang 10 gemäß 3 analog zutrifft. Die Koppeleinrichtung 28 umfasst eine weitere Kupplungseinrichtung 54, mittels welcher wahlweise in einer ersten Stellung 56 einer Schaltmuffe 58 der Kupplungseinrichtung 54 die Abtriebswelle 20 drehfest mit dem Planetenträger 34 verbindbar oder in einer zweiten Schaltstellung 60 der Planetenträger 34 drehfest an einem Bauteil des Kraftwagens festlegbar ist, wodurch sich also der Planetenträger 34 nicht mehr um seine Drehachse drehen kann und somit relativ zur Abtriebswelle 20 still steht.The 3 shows a further alternative embodiment of the drive train 10 taking that to the powertrain 10 according to the 1 and 2 Also said on the powertrain 10 according to 3 applies analogously. The coupling device 28 comprises a further coupling device 54 , by means of which optionally in a first position 56 a shift sleeve 58 the coupling device 54 the output shaft 20 rotatably with the planet carrier 34 connectable or in a second switching position 60 the planet carrier 34 rotationally fixed to a component of the motor vehicle is fixed, so that is the planet carrier 34 can no longer rotate about its axis of rotation and thus relative to the output shaft 20 stands still.

Die Schaltstellung 56 korreliert dabei mit der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen des Antriebsstranges 10, bei welchen eine derartige Wahlmöglichkeit nicht gegeben ist. Die Schaltstellung 56 liegt während des Betriebszustands vor, in welchem beide Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14 in einem gefeuerten Betrieb zum Antrieb des Kraftwagens betrieben werden, wobei auch die Kupplung 50 geschlossen ist um die elektrische Maschine 48 zu entlasten.The switch position 56 correlates with that in the 1 and 2 shown embodiments of the drive train 10 in which such a choice is not given. The switch position 56 is during the operating state, in which both internal combustion engines 12 and 14 operated in a fired operation for driving the motor vehicle, wherein the clutch 50 closed is the electric machine 48 to relieve.

Die Kupplungseinrichtung 54 begünstigt des Weiteren einen Anlassvorgang der Verbrennungskraftmaschine 14 bei zunächst ausgeschalteten Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14, da durch diese Kupplungseinrichtung 54 die elektrische Maschine 48 für den Anlassvorgang der Verbrennungskraftmaschine 14 ausgekoppelt werden kann und somit keinen Einfluss auf die Verbrennungskraftmaschine 12 sowie auf das Getriebe 44 hat. Des Weiteren benötigt dann die elektrische Maschine 48 eine geringe Leistung für den Anlassvorgang der Verbrennungskraftmaschine 14, da ein von der elektrischen Maschine 48 erzeugtes Drehmoment schon bei einem Start der elektrischen Maschine 48, also bei einer Drehzahl von Null, zur Verfügung gestellt wird.The coupling device 54 further favors a starting process of the internal combustion engine 14 at first switched off internal combustion engines 12 and 14 because through this coupling device 54 the electric machine 48 for the starting process of the internal combustion engine 14 can be disconnected and thus no effect on the internal combustion engine 12 as well as on the gearbox 44 Has. Furthermore, then requires the electric machine 48 a low power for the starting process of the internal combustion engine 14 as one from the electric machine 48 generated torque already at a start of the electric machine 48 , So at a speed of zero, is provided.

In jeglicher Hinsicht, also bei allen genannten Ausführungsformen des Antriebsstrangs 10, ermöglicht die elektrische Maschine 48 und damit die Beeinflussbarkeit des dritten Freiheitsgrades des Planetengetriebes 30 ein Anlassen sowohl der Verbrennungskraftmaschine 12 als auch der Verbrennungskraftmaschine 14 in unterschiedlichen Betriebszuständen dieser, also bei ausgeschalteten und/oder eingeschalteten Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14, sowie die Darstellung eines Betriebszustandes, in welchem die elektrische Maschine als Generator genutzt wird, um elektrische Energie zu erzeugen und gegebenenfalls in einer entsprechenden Energiespeichereinrichtung zu speichern. Ebenso möglich ist ein Betriebszustand, ein sog. Boost-Betrieb, in welchem die elektrische Maschine 48 dazu genutzt wird, das in das Getriebe 44 einzuleitende Drehmoment bzw. eine in das Getriebe 44 einzuleitende Leistung gegebenenfalls kurzfristig und besonders stark zu erhöhen, ohne dass dies einen erhöhten Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine 12 und/oder 14 erfordern würde. Auch dies ist durch das Planetengetriebe 30 und dessen Drehzahl - bzw. Momentenüberlagerungsfähigkeit ermöglicht. Darüber hinaus ist mittels der elektrischen Maschine 48 eine Synchronisierung der beiden Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14 und die beschriebene Einstellung der gewünschten Phasenlage sowie eine Hybridisierung des Antriebsstrangs 10 zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und CO2-Emissionen der Verbrennungskraftmaschinen 12 und 14 ermöglicht.In all respects, so in all the aforementioned embodiments of the powertrain 10 , allows the electric machine 48 and thus the influenceability of the third degree of freedom of the planetary gear 30 starting both the internal combustion engine 12 as well as the internal combustion engine 14 in different operating states of these, so when switched off and / or switched on internal combustion engines 12 and 14, and the representation of an operating condition in which the electrical machine is used as a generator to generate electrical energy and optionally in a corresponding energy storage device to store. Also possible is an operating state, a so-called. Boost operation, in which the electric machine 48 This is used in the transmission 44 If necessary, to increase the torque to be introduced or a power to be introduced into the transmission 44 in the short term and particularly strongly, without this resulting in an increased fuel consumption of the internal combustion engine 12 and or 14 would require. This too is due to the planetary gear 30 and its speed - or moment overlay capability allows. In addition, by means of the electric machine 48 a synchronization of the two internal combustion engines 12 and 14 and the described setting of the desired phase position and a hybridization of the drive train 10 to reduce fuel consumption and CO 2 emissions of internal combustion engines 12 and 14 allows.

Claims (8)

Kraftwagen mit einer ersten Verbrennungskraftmaschine (12) und mit zumindest einer zweiten Verbrennungskraftmaschine (14), wobei jeweilige Abtriebswellen (20, 22) der Verbrennungskraftmaschinen (12, 14) an einer Ausgangsseite (16, 18) über eine Koppeleinrichtung (28) miteinander koppelbar sind, wobei die Koppeleinrichtung (28) ein Überlagerungsgetriebe (30) umfasst, das eine Einstellmöglichkeit (46) aufweist, durch die ein Unterschied zwischen jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen (20, 22) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (30) als Planetengetriebe (30) mit einem Sonnenrad (32), mit einem Planetenträger (34) und mit einem Hohlrad (36) als Getriebeteile ausgebildet ist, wobei die beiden Abtriebswellen (20 ,22) jeweils mit einem der Getriebeteile drehfest verbindbar sind und das dritte Getriebeteil die Einstellmöglichkeit (46) bereitstellt, wobei eine Stirnradstufe (42) vorgesehen ist, über welche eine der Abtriebswellen (20, 22) einer der Verbrennungskraftmaschinen (12, 14) mit dem Hohlrad (36) drehfest verbindbar ist, und wobei die Stirnradstufe (42) eine Außenverzahnung des Hohlrads (36) und ein drehfest mit der einen Abtriebswelle (22) verbundenes und über die Außenverzahnung mit dem Hohlrad (36) kämmendes Zahnrad (40) umfasst.Motor vehicle with a first internal combustion engine (12) and with at least one second internal combustion engine (14), wherein respective output shafts (20, 22) of the internal combustion engines (12, 14) on an output side (16, 18) via a coupling device (28) are coupled to each other wherein the coupling device (28) comprises a superposition gear (30) having an adjustment (46) by which a difference between respective angles of rotation of the output shafts (20, 22) is adjustable, characterized in that the superposition gear (30) as a planetary gear (30) with a sun gear (32), with a planet carrier (34) and with a ring gear (36) is formed as gear parts, wherein the two output shafts (20, 22) each rotatably connected to one of the transmission parts and the third gear part the Adjustment (46) provides, wherein a spur gear (42) is provided, via which one of the output shafts (20, 22) of a de Internal combustion engines (12, 14) with the ring gear (36) rotatably can be connected, and wherein the spur gear (42) has an external toothing of the ring gear (36) and a non-rotatably connected to the one output shaft (22) and via the external toothing with the ring gear (36) meshing gear (40). Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (28) eine elektrische Maschine (48) umfasst, welche mit dem dritten Getriebeteil drehfest verbindbar ist.Car after Claim 1 , characterized in that the coupling device (28) comprises an electrical machine (48) which is rotatably connected to the third gear part. Kraftwagen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (48) mit dem Sonnenrad (32) drehfest verbindbar ist.Car after Claim 2 , characterized in that the electrical machine (48) with the sun gear (32) is rotatably connected. Kraftwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Kupplungseinrichtung (52), insbesondere einer Klauenkupplung oder einer Reibkupplung, eine der Abtriebswellen (22) an einem Bauteil des Kraftwagens drehfest festlegbar ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a rotationally fixed manner by a coupling device (52), in particular a dog clutch or a friction clutch, one of the output shafts (22) on a component of the motor vehicle can be secured. Kraftwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (28) eine elektrische Maschine (48) umfasst, welche mit dem dritten Getriebeteil drehfest verbindbar ist und/oder dass mittels einer Kupplungseinrichtung (50), insbesondere einer Klauenkupplung oder einer Reibkupplung, zwei der Getriebeteile des Planetengetriebes (30), insbesondere das mit einer der Abtriebswellen (20) drehfest verbindbare Getriebeteil und das mit der elektrischen Maschine (48) drehfest verbindbare dritte Getriebeteil, miteinander drehfest verbindbar sind und/oder dass mittels einer Kupplungseinrichtung (54), insbesondere einer Klauenkupplung oder einer Reibkupplung, wahlweise eine der Abtriebswellen (20) mit einem der Getriebeteile des Planetengetriebes (30) drehfest verbindbar oder dieses Getriebeteil des Planetengetriebes (30) drehfest an einem Bauteil des Kraftwagens festlegbar ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device (28) comprises an electric machine (48) which is rotatably connected to the third transmission part and / or that by means of a coupling device (50), in particular a dog clutch or a friction clutch, two of the gear parts of the planetary gear (30), in particular with one of the output shafts (20) rotatably connectable gear part and the electrical machine (48) rotatably connectable third gear part, are rotatably connected to each other and / or that by means of a coupling device (54), in particular a jaw clutch or a friction clutch, optionally one of the output shafts (20) rotatably connected to one of the transmission parts of the planetary gear (30) or this transmission part of the planetary gear (30) rotationally fixed to a component of the motor vehicle can be fixed. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (10) eines Kraftwagens mit einer ersten Verbrennungskraftmaschine (12) und mit zumindest einer zweiten Verbrennungskraftmaschine (14), bei welchem jeweilige Abtriebswellen (20, 22) der Verbrennungskraftmaschinen (12, 14) an einer Ausgangsseite (16, 18) über eine Koppeleinrichtung (28) miteinander gekoppelt werden, mittels eines eine Einstellmöglichkeit (46) aufweisenden Überlagerungsgetriebes (30) der Koppeleinrichtung (28) ein Unterschied zwischen jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen (20, 22) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (30) als Planetengetriebe (30) mit einem Sonnenrad (32), mit einem Planetenträger (34) und mit einem Hohlrad (36) als Getriebeteile ausgebildet ist, wobei die beiden Abtriebswellen (20 ,22) jeweils mit einem der Getriebeteile drehfest verbindbar sind und das dritte Getriebeteil die Einstellmöglichkeit (46) bereitstellt, wobei eine Stirnradstufe (42) vorgesehen ist, über welche eine der Abtriebswellen (20, 22) einer der Verbrennungskraftmaschinen (12, 14) mit dem Hohlrad (36) drehfest verbindbar ist, und wobei die Stirnradstufe (42) eine Außenverzahnung des Hohlrads (36) und ein drehfest mit der einen Abtriebswelle (22) verbundenes und über die Außenverzahnung mit dem Hohlrad (36) kämmendes Zahnrad (40) umfasst.A method for operating a drive train (10) of a motor vehicle with a first internal combustion engine (12) and with at least one second internal combustion engine (14), in which respective output shafts (20, 22) of the internal combustion engines (12, 14) on an output side (16, 18 ) via a coupling device (28) are coupled to one another by means of an adjustment (46) having superposition gear (30) of the coupling device (28) a difference between respective rotational angles of the output shafts (20, 22), characterized in that the superposition gear ( 30) as a planetary gear (30) with a sun gear (32), with a planet carrier (34) and with a ring gear (36) is formed as gear parts, wherein the two output shafts (20, 22) each rotatably connected to one of the transmission parts and the third gear part provides the adjustment possibility (46), wherein a spur gear stage (42) is provided, ü Via which one of the output shafts (20, 22) of one of the internal combustion engines (12, 14) with the ring gear (36) is rotatably connected, and wherein the spur gear (42) has an external toothing of the ring gear (36) and a rotationally fixed to the one output shaft ( 22) and via the external toothing with the ring gear (36) meshing gear (40). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen den jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen (20, 22) eingestellt wird, wenn eine erste der Abtriebswellen (20, 22) von der ihr zugeordneten Verbrennungskraftmaschine (12, 14) angetrieben und die andere, zweite der Abtriebswellen (20, 22) über die Koppeleinrichtung (28) von der ersten Abtriebswelle (20, 22) angetrieben wird.Method according to Claim 6 , characterized in that the difference between the respective rotational angles of the output shafts (20, 22) is set when a first of the output shafts (20, 22) driven by the associated internal combustion engine (12, 14) and the other, second of the output shafts ( 20, 22) via the coupling device (28) from the first output shaft (20, 22) is driven. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (30) als Planetengetriebe (30) mit einem Sonnenrad (32), mit einem Planetenträger (34) und mit einem Hohlrad (36) als Getriebeteile ausgebildet ist, wobei die beiden Abtriebswellen (20, 22) jeweils mit einem der Getriebeteile drehfest verbindbar sind, und das dritte Getriebeteil die Einstellmöglichkeit (46) bereitstellt, und wobei das dritte Getriebeteil mit einer elektrischen Maschine (48) drehfest verbindbar ist, mittels welcher der Unterschied zwischen den jeweiligen Drehwinkeln der Abtriebswellen (20, 22) eingestellt wird.Method according to Claim 6 or 7 , Characterized in that the superposition gearing (30) is designed as a planetary gear (30) with a sun gear (32), having a planet carrier (34) and with a ring gear (36) as transmission parts, wherein the two output shafts (20, 22) each with one of the transmission parts rotatably connected, and the third transmission part provides the adjustment (46), and wherein the third transmission part with an electric machine (48) is rotatably connected by means of which the difference between the respective angles of rotation of the output shafts (20, 22) is set.
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