DE102010053890A1

DE102010053890A1 - Drive e.g. bi-motor-drive for motor vehicle, has synchronous or positive locking clutch which is provided for coupling drive unit with output shaft

Info

Publication number: DE102010053890A1
Application number: DE201010053890
Authority: DE
Inventors: Jason Cox
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: DE102010053890B4

Abstract

The drive (1) has an electrical machine (10) that is provided with a rotor (23). A clutch (26) is provided for coupling the rotor with the output shaft (12). A clutch (27) is provided for coupling the rotor with drive unit (3). A synchronous or positive locking clutch (28) is provided for coupling the drive unit with the output shaft. The clutches are integrated into the electrical machine. The clutches are operated independently with respect to each other. An independent claim is included for method for operating drive.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere einen Bi-Motor-Antrieb für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebs gemäß den Ansprüchen 13 bis 16.The invention relates to a drive, in particular a bi-motor drive for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1, and a method for operating such a drive according to claims 13 to 16.

Als Bi-Motor-Antriebe werden üblicherweise Antriebe bezeichnet, die zwei Brennkraftmaschinen umfassen. Aus der US 4,512,301 B ist ein solcher Bi-Motor-Antrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, der eine als Brennkraftmaschine ausgebildete primäre Antriebseinheit und eine ebenfalls als Brennkraftmaschine ausgebildete sekundäre Antriebseinheit umfasst. in Abhängigkeit von den Fahrtbedingungen kann wahlweise eine oder beide Brennkraftmaschinen zum Antreiben des Kraftfahrzeugs in Betrieb genommen werden. Jede der beiden Brennkraftmaschinen weist eine Kurbelwelle auf, die über ein Zahnradgetriebe mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs verbunden ist, und ist mit einem separaten Starter versehen, dessen Ritzel mit einem Starterzahnrad auf der zugehörigen Kurbelwelle kämmt. Bei einer der beiden Brennkraftmaschinen ist die Kurbelwelle mit einer Kupplung ausgestattet, die es gestattet, die Brennkraftmaschine wahlweise mit dem Antriebsstrang zu verbinden oder vom Antriebsstrang zu trennen. Als nachteilig wird angesehen, dass zwei Starter benötigt werden.As bi-motor drives usually drives are called, which include two internal combustion engines. From the US 4,512,301 B Such a bi-motor drive for a motor vehicle is known, which comprises a trained as an internal combustion engine primary drive unit and also designed as an internal combustion engine secondary drive unit. Depending on the driving conditions, either one or both internal combustion engines can be put into operation for driving the motor vehicle. Each of the two internal combustion engines has a crankshaft, which is connected via a gear transmission to a drive train of the motor vehicle, and is provided with a separate starter whose pinion meshes with a starter gear on the associated crankshaft. In one of the two internal combustion engines, the crankshaft is equipped with a clutch that allows either to connect the internal combustion engine with the drive train or separate from the drive train. A disadvantage is considered that two starters are needed.

Um dies zu vermeiden, wurde in der DE 199 34 790 A1 bereits ein Bi-Motor-Antrieb der eingangs genannten Art für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei dem eine Haupt-Antriebseinheit und eine Neben-Antriebseinheit in Form von getrennten Brennkraftmaschinen mittels eines einzigen Starter-Generators gestartet werden. Um es zu ermöglichen, den Starter-Generator wahlweise mit der ersten Brennkraftmaschine, mit der zweiten Brennkraftmaschine oder mit dem Antriebsstrang zu verbinden bzw. von diesen zu trennen, sind dort jedoch drei Kupplungen erforderlich, die an unterschiedlichen Stellen angeordnet sind, so dass sie sich nicht mit dem Starter-Generator zu einer Einheit integrieren lassen. Bei dem bekannten Antrieb werden die beiden Brennkraftmaschine im gemeinsamen Betrieb zudem mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben, was zu einer höheren Laufunruhe des Antriebs führt.To avoid this, was in the DE 199 34 790 A1 already proposed a bi-motor drive of the type mentioned for a motor vehicle, in which a main drive unit and a slave drive unit in the form of separate internal combustion engines are started by means of a single starter-generator. However, in order to allow the starter-generator to be selectively connected to or disconnected from the first internal combustion engine, the second internal combustion engine or the powertrain, three clutches are required there, which are arranged at different locations, so that they are can not be integrated with the starter generator to a unit. In the known drive, the two internal combustion engine are also operated in common operation with different speeds, which leads to a higher running noise of the drive.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass im Betrieb beider Antriebseinheiten eine Synchronisation derselben mit nur zwei Kupplungen und einer Synchron- oder Formschlusskupplung möglich ist und dass sich die Kupplungen vorzugsweise mit der als Starter-Generator dienenden Elektromaschine zu einer Einheit integrieren lassen. Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebs bereitzustellen, mit dem sich der erste und der zweite Antrieb mittels der Elektromaschine nacheinander starten und zum gemeinsamen Betrieb miteinander synchronisieren lassen.Proceeding from this, the present invention seeks to improve a drive of the type mentioned in that during operation of both drive units synchronization of the same with only two clutches and a synchronous or positive coupling is possible and that the couplings preferably with the as starter Generator integrating electric machine to integrate into one unit. Another object of the invention is to provide a method for operating such a drive, with which the first and the second drive can start one after the other by means of the electric machine and can be synchronized with one another for common operation.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf den Antrieb durch eine erste Kupplung zum Kuppeln des Rotors mit der Abtriebswelle, eine zweite Kupplung zum Kuppeln des Rotors mit der zweiten Antriebseinheit und eine als Synchron- oder Formschlusskupplung ausgebildete dritte Kupplung zum Kuppeln der zweiten Antriebseinheit mit der Abtriebswelle gelöst. Das Kuppeln der zweiten Antriebseinheit mit der Abtriebswelle erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in einer definierten Phasenlage oder Phasenbeziehung der beiden Antriebseinheiten.This object is achieved in terms of the drive by a first clutch for coupling the rotor to the output shaft, a second clutch for coupling the rotor to the second drive unit and designed as a synchronous or positive clutch third clutch for coupling the second drive unit with the output shaft , The coupling of the second drive unit with the output shaft is carried out according to a preferred embodiment of the invention in a defined phase position or phase relationship of the two drive units.

Die erste Antriebseinheit weist vorzugsweise eine durch ein festes Getriebe kraftschlüssig mit der Abtriebswelle verbundene erste Antriebswelle auf, um im Betrieb der ersten Antriebseinheit Leistungsverluste zu vermeiden, während die zweite Antriebseinheit vorzugsweise eine durch ein festes Getriebe mit einer Zwischenwelle verbundene Antriebswelle aufweist, wobei die zweite Kupplung vorteilhaft zwischen dem Rotor und der Zwischenwelle angeordnet und die dritte Kupplung zwischen der Zwischenwelle und der Abtriebswelle (12) angeordnet ist.The first drive unit preferably has a non-positively connected by a fixed gear to the output shaft first drive shaft to avoid power losses during operation of the first drive unit, while the second drive unit preferably has a connected by a fixed gear with an intermediate shaft drive shaft, wherein the second clutch Advantageously disposed between the rotor and the intermediate shaft and the third clutch between the intermediate shaft and the output shaft ( 12 ) is arranged.

Bevorzugt handelt es sich bei der ersten Antriebseinheit um eine primäre Antriebseinheit und bei der zweiten Antriebseinheit um eine sekundäre Antriebseinheit, die der primären Antriebseinheit bei Bedarf zugeschaltet wird. Der erfindungsgemäße Antrieb findet bevorzugt als sogenannter Bi-Motor-Antrieb in Kraftfahrzeugen Verwendung, wobei die erste und die zweite Antriebseinheit von Brennkraftmaschinen und bevorzugt von Reihen-Brennkraftmaschinen gebildet werden, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, jedoch getrennte Kurbeltriebe und getrennte Ventiltriebe aufweisen, und wobei die Abtriebswelle zweckmäßig über ein Wechselgetriebe einen Antriebsstrang der Kraftfahrzeuge treibt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch denkbar, dass der erfindungsgemäße Antrieb an Stelle von Brennkraftmaschinen andere Antriebseinheiten umfasst.The first drive unit is preferably a primary drive unit and the second drive unit is a secondary drive unit which is connected to the primary drive unit as required. The drive according to the invention is preferably used as a so-called bi-motor drive in motor vehicles, wherein the first and the second drive unit of internal combustion engines and preferably of series internal combustion engines are formed, which are arranged in a common housing, but have separate crank mechanisms and separate valve trains, and wherein the output shaft expedient drives a drive train of the motor vehicles via a change gear. In principle, however, it would also be conceivable that the drive according to the invention comprises other drive units instead of internal combustion engines.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es mit Hilfe der als Synchron- oder Formschlusskupplung ausgebildeten dritten Kupplung, die beiden Antriebseinheiten so mit der Abtriebswelle zu kuppeln, dass die beiden Antriebseinheiten bzw. deren Antriebswellen während des gemeinsamen Betriebs der beiden Antriebseinheiten, der nachfolgend auch als Bi-Motor-Betrieb bezeichnet wird, dieselbe Drehzahl aufweisen. Vorzugsweise stehen die Antriebseinheiten darüber hinaus in einer definierten festen Phasenbeziehung, wodurch im Betrieb der beiden Brennkraftmaschinen definierte Zündabstände zwischen diesen eingestellt und dadurch sowohl die Geräuschentwicklung und Drehungleichförmigkeiten vermindert werden können.The solution according to the invention makes it possible, with the aid of the third clutch designed as a synchronous or form-locking clutch, to couple the two drive units to the output shaft in such a way that the two drive units or their drive shafts during the joint operation of the two drive units subsequently also act as bi-motors Operation, have the same speed. Preferably, the drive units are also in a defined fixed phase relationship, which defined during the operation of the two internal combustion engine ignition intervals between set this and thereby both the noise and rotational irregularities can be reduced.

Zur Synchronisation der beiden Antriebseinheiten oder Antriebswellen bzw. zur Synchronisation der zweiten Antriebswelle mit der kraftschlüssig mit der ersten Antriebswelle verbundenen und von der ersten Antriebseinheit angetriebenen Abtriebswelle zum gemeinsamen Betrieb der beiden Antriebseinheiten wird zuerst die zweite Antriebseinheit gestartet bzw. angedreht und ihre Antriebswelle auf eine Drehzahl etwas oberhalb der Drehzahl der Abtriebswelle und der ersten Antriebseinheit gebracht, indem bei geöffneter zweiter Kupplung und bei geöffneter dritter Kupplung die erste Kupplung geschlossen wird.For synchronization of the two drive units or drive shafts or for synchronization of the second drive shaft with the driven shaft connected non-positively to the first drive shaft and driven by the first drive unit for common operation of the two drive units, the second drive unit is first started or turned on and its drive shaft to a speed brought slightly above the speed of the output shaft and the first drive unit by the first clutch is closed when the second clutch is open and with the third clutch open.

Zum Andrehen der zweiten Antriebseinheit wird die zuvor geschlossene erste Kupplung geöffnet, um den Rotor der Elektromaschine von der Abtriebswelle und der ersten Antriebseinheit abzukuppeln, während die zweite Kupplung geschlossen wird, um die zweite Antriebswelle mit Hilfe der Elektromaschine zu beschleunigen. Dabei kann die zum Andrehen erforderliche Leistung teilweise durch Stromzufuhr und teilweise durch das Trägheitsmoment des sich drehenden Rotors der Elektromaschine aufgebracht werden. Wenn dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs keine Leistung zugeführt werden muss, kann die zum Andrehen der zweiten Antriebseinheit erforderliche Leistung auch ganz oder teilweise von der ersten Antriebseinheit aufgebracht werden, indem beim Schließen der zweiten Kupplung die erste Kupplung geschlossen bleibt, um den Rotor und die durch die zweite Kupplung mit dem Rotor gekuppelte zweite Antriebseinheit mittels der ersten Antriebseinheit zu beschleunigen.To crank the second drive unit, the previously closed first clutch is opened to disengage the rotor of the electric machine from the output shaft and the first drive unit, while the second clutch is closed to accelerate the second drive shaft by means of the electric machine. In this case, the power required for cranking can be partially applied by power supply and partly by the moment of inertia of the rotating rotor of the electric machine. If no power has to be supplied to the drive train of the motor vehicle, the power required for starting the second drive unit can also be wholly or partly applied by the first drive unit, by closing the second clutch to close the rotor and the rotor through the second clutch accelerate second clutch coupled to the rotor second drive unit by means of the first drive unit.

Nachdem die zweite Antriebseinheit mittels der Elektromaschine auf eine Drehzahl beschleunigt worden ist, die vorzugsweise etwas höher als die Drehzahl der ersten Antriebseinheit ist, wird zweckmäßig bei geschlossener zweiter Kupplung und geöffneter dritter Kupplung die erste Kupplung bis zum Schleifen geschlossen, um den Rotor etwas abzubremsen und dadurch die Drehzahl der zweiten Antriebseinheit auf die Drehzahl der ersten Antriebseinheit zu bringen. Dies hat den Vorteil, dass die zweite Antriebseinheit bereits während der Synchronisation mit der ersten Antriebseinheit einen Teil des von ihr erzeugten Drehmoments über die schleifende erste Kupplung an die Abtriebswelle abgibt. Bei der Annäherung der Drehzahl der zweiten Antriebseinheit an die Drehzahl der ersten Antriebseinheit existiert ein Schlupf zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle, der es gestattet, die zweite Antriebswelle und die Abtriebswelle in eine definierte Phasenlage oder Phasenbeziehung zu bringen, in der die als Synchron- oder Formschlusskupplung ausgebildete dritte Kupplung geschlossen werden kann. Beim Schließen der dritten Kupplung werden vorteilhaft Mitnehmer, die in Durchgangsbohrungen einer drehfest mit der zweiten Antriebswelle verbundenen Führungsscheibe axial verschiebbar sind, mit komplementären Aufnahmeöffnungen eines drehfest mit der Abtriebswelle verbundenen Bauteils in Eingriff gebracht, um die zweite Antriebswelle und die Abtriebswelle in der definierten Phasenlage oder Phasenbeziehung fest zu kuppeln.After the second drive unit has been accelerated by means of the electric machine to a speed which is preferably slightly higher than the speed of the first drive unit, it is expedient closed with the second clutch and third clutch open, the first clutch to the grinding to brake the rotor a bit and thereby bringing the speed of the second drive unit to the speed of the first drive unit. This has the advantage that the second drive unit already during synchronization with the first drive unit delivers a portion of the torque generated by it on the sliding first clutch to the output shaft. As the speed of the second drive unit approaches the speed of the first drive unit, there is a slip between the second drive shaft and the output shaft which allows the second drive shaft and the output shaft to be brought into a defined phase relationship or phase relationship in which or positive coupling formed third clutch can be closed. When closing the third clutch are advantageous drivers which are axially displaceable in through holes of a rotatably connected to the second drive shaft guide disc, with complementary receiving openings of a rotatably connected to the output shaft component engaged to the second drive shaft and the output shaft in the defined phase or To firmly connect phase relationship.

Statt mit Hilfe der schleifenden ersten Kupplung kann die Synchronisation der beiden Antriebseinheiten oder Antriebswellen alternativ auch mit Hilfe der Elektromaschine erfolgen oder unterstützt werden, indem während des Synchronisationsvorgangs der mit der zweiten Antriebswelle gekuppelte Rotor durch eine entsprechende Steuerung der Elektromaschine beschleunigt oder abgebremst wird, um die Drehzahl der zweiten Antriebseinheit an die Drehzahl der ersten Antriebseinheit und der kraftschlüssig mit der ersten Antriebseinheit verbundenen Abtriebswelle bzw. den Schlupf zwischen der zweiten Antriebswelle und der Abtriebswelle so anzupassen, dass sich die Mitnehmer in die Aufnahmeöffnungen einführen oder einspuren lassen.Instead of using the sliding first clutch, the synchronization of the two drive units or drive shafts can alternatively be done or supported by means of the electric machine by the accelerated or decelerated during the synchronization process of the coupled with the second drive shaft rotor by a corresponding control of the electric machine to the Speed of the second drive unit to the rotational speed of the first drive unit and the frictionally connected to the first drive unit output shaft or to adjust the slip between the second drive shaft and the output shaft so that the driver can be inserted or laced into the receiving openings.

Die erfindungsgemäße Lösung kommt zudem mit nur zwei Kupplungen und einer Synchronisierungs- bzw. Formschlusskupplung aus, um a) die erste Antriebseinheit mittels der Elektromaschine zu starten oder anzuschleppen, um b) die erste Antriebseinheit allein oder zusammen mit der im Generatorbetrieb arbeitenden Elektromaschine zu betreiben, um c) die zweite Antriebseinheit im Betrieb der ersten Antriebseinheit mittels der Elektromaschine zu starten oder anzudrehen, um d) die zweite Antriebseinheit mit der ersten Antriebseinheit zu synchronisieren, und um e) die mit der ersten Antriebseinheit synchronisierte zweite Antriebseinheit formschlüssig mit der Abtriebswelle zu kuppeln, so dass die beiden Antriebseinheiten im Synchronlauf gemeinsam sowie ggf. zusammen mit der im Generatorbetrieb arbeitenden Elektromaschine betrieben werden können. Da außerdem sämtliche Kupplungen in die Elektromaschine integriert werden können, ist mit der erfindungsgemäßen Merkmalskombination eine sehr kompakten Bauweise möglich, wodurch der Platzbedarf des gesamten Antriebs erheblich verkleinert werden kann.The solution according to the invention also comes with only two clutches and a synchronizing or form-locking coupling to a) start or towing the first drive unit by means of the electric machine to operate b) the first drive unit alone or together with the working in the generator mode electric machine, to c) start or turn the second drive unit in operation of the first drive unit by means of the electric machine to d) synchronize the second drive unit with the first drive unit, and e) to couple the second drive unit synchronized with the first drive unit form-fit with the output shaft , so that the two drive units in synchronism can be operated together and possibly together with the working in the generator mode electric machine. In addition, since all couplings can be integrated into the electric machine, a very compact design is possible with the combination of features according to the invention, whereby the space requirement of the entire drive can be significantly reduced.

Die erfindungsgemäße Merkmalskombination hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Trägheitskräfte des rotierenden Rotors der Elektromaschine und ggf. die erste Antriebseinheit zum Starten bzw. Andrehen der zweiten Antriebseinheit genutzt werden können, wie zuvor beschrieben. Dadurch kann für eine schnellere Beschleunigung der zweiten Antriebseinheit gesorgt werden, als dies allein durch Stromzufuhr zu der als Starter dienenden Elektromaschine möglich wäre, und somit die zum Starten der zweiten Antriebseinheit benötigte Zeit sehr kurz gehalten werden. Der Rotor der Elektromaschine ist vorzugsweise drehbar auf der Abtriebswelle gelagert und kann beim Starten der zweiten Antriebseinheit durch Öffnen der ersten Kupplung von der Abtriebswelle abgekuppelt werden, so dass das Starten und Andrehen der zweiten Antriebseinheit zudem keine Auswirkungen auf die von der ersten Antriebseinheit angetriebene Abtriebswelle und den nachfolgenden Antriebsstrang hat und insbesondere kein spürbarer Ruck im Antriebsstrang erzeugt wird. Außerdem kann die Elektromaschine während des alleinigen Betriebs der ersten Antriebseinheit, der nachfolgend auch als Mono-Motor-Betrieb bezeichnet wird, sehr schnell vom Generatorbetrieb in den Motorbetrieb wechseln, wenn die zweite Antriebseinheit gestartet werden soll, wodurch die zum Starten der zweiten Antriebseinheit benötigte Zeit weiter verkürzt werden kann. Darüber hinaus kann die im Motorbetrieb arbeitende Elektromaschine zum Boosten der ersten Antriebseinheit im Mono-Motor-Betrieb oder zum Boosten der beiden Antriebseinheiten im Bi-Motor-Betrieb genutzt werden.The feature combination according to the invention also has the advantage that the inertial forces of the rotating rotor of the electric machine and possibly the first drive unit can be used for starting or cranking the second drive unit, as described above. This can be provided for a faster acceleration of the second drive unit, as would be possible only by supplying power to the starter electric machine, and thus the start the second drive unit required time to be kept very short. The rotor of the electric machine is preferably rotatably mounted on the output shaft and can be uncoupled when starting the second drive unit by opening the first clutch of the output shaft, so that starting and cranking the second drive unit also has no effect on the drive shaft driven by the first drive unit and has the subsequent drive train and in particular no noticeable jerk in the drive train is generated. In addition, the electric machine during the sole operation of the first drive unit, which is also referred to as a mono-motor operation, very quickly change from generator mode to motor mode when the second drive unit is to be started, whereby the time required to start the second drive unit can be shortened further. In addition, the electric motor operating in the engine operation can be used to boost the first drive unit in mono-motor operation or to boost the two drive units in bi-motor operation.

Gemäß weiterer bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung ist a) die erste Kupplung in inaktivem Zustand geschlossen, um den Rotor mit der Abtriebswelle zu kuppeln, und wird aktiv betätigt, um durch Öffnen der ersten Kupplung den Rotor von der Abtriebswelle abzukuppeln bzw. durch Schließen der geöffneten ersten Kupplung bis zum Schleifen die Synchronisation der zweiten Antriebswelle mit der Abtriebswelle zu unterstützen, ist b) die zweite Kupplung in inaktivem Zustand geöffnet, so dass die zweite Antriebswelle und der Rotor nicht miteinander gekuppelt sind, und wird bei Bedarf aktiv betätigt, um durch Schließen der zweiten Kupplung die zweite Antriebseinheit zum Starten mit dem Rotor zu kuppeln, und ist c) die dritte Kupplung in inaktivem Zustand geöffnet, so dass die zweite Antriebswelle und die Abtriebswelle im Mono-Motor-Betrieb und während der Synchronisation nicht miteinander gekuppelt sind, und wird aktiv betätigt, um durch Schließen der dritten Kupplung die zweite Antriebswelle nach dem Start der zweiten Antriebseinheit und nach der Synchronisation der beiden Antriebseinheiten formschlüssig mit der Abtriebswelle zu kuppeln.According to further preferred embodiments of the invention a) the first clutch is inactive closed to couple the rotor to the output shaft and is actively actuated to disengage the rotor from the output shaft by opening the first clutch or closing the opened first one Clutch to assist the synchronization of the second drive shaft with the output shaft until grinding, b) the second clutch is opened in an inactive state, so that the second drive shaft and the rotor are not coupled to each other, and is actively actuated, if necessary, by closing the second clutch is to couple the second drive unit for starting with the rotor, and c) the third clutch is opened in an inactive state, so that the second drive shaft and the output shaft in the mono-motor operation and during synchronization are not coupled together, and will actively actuated to close the second A by closing the third clutch Drive shaft after the start of the second drive unit and after the synchronization of the two drive units form-fitting with the output shaft to couple.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es, zum Starten bzw. Anschleppen der ersten Antriebseinheit den Rotor der Elektromaschine bei geöffneter zweiter und dritter Kupplung durch aktives Schließen der ersten Kupplung mit der Abtriebswelle zu kuppeln, die vorzugsweise parallel zur ersten und zweiten Antriebswelle ausgerichtet ist und durch das feste Getriebe in ständiger Kraftübertragung und in einem festen Drehzahlverhältnis zur ersten Antriebswelle steht, so dass beim Schließen der ersten Kupplung die erste Antriebswelle über die von der Elektromaschine angetriebene Abtriebswelle in Drehung versetzt wird, um die erste Antriebseinheit zu starten.The solution according to the invention makes it possible, for starting or towing the first drive unit, to couple the rotor of the electric machine with the second and third clutches open by actively closing the first clutch to the output shaft, which is preferably aligned parallel to the first and second drive shafts and through the fixed shaft Transmission is in constant power transmission and in a fixed speed ratio to the first drive shaft, so that when closing the first clutch, the first drive shaft is rotated via the driven by the electric motor output shaft to start the first drive unit.

Wenn die erste Antriebseinheit allein betrieben wird, kann die Elektromaschine vorteilhaft wahlweise bei geschlossener erster Kupplung im Generatorbetrieb zur Rückgewinnung von Antriebsenergie oder im Motorbetrieb zum Boosten der ersten Antriebseinheit eingesetzt werden oder kann alternativ durch Öffnen der ersten Kupplung von der Abtriebswelle abgekuppelt werden.If the first drive unit is operated alone, the electric machine can advantageously be used either with the first clutch closed in the generator mode to recover drive energy or in engine operation to boost the first drive unit or alternatively can be disconnected by opening the first clutch of the output shaft.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:

1 eine Schnittansicht von Teilen eines erfindungsgemäßen Bi-Motor-Antriebs eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten und einer zweiten Brennkraftmaschine, einer elektrischen Maschine als Starter-Generator, einer Kupplungsanordnung zum Kuppeln der ersten bzw. der ersten und zweiten Brennkraftmaschine mit einer zu einem Wechselgetriebe führenden Abtriebswelle, sowie von Teilen eines Antriebsstrangs hinter dem Wechselgetriebe; 1 1 is a sectional view of parts of a bi-motor drive according to the invention of a motor vehicle with a first and a second internal combustion engine, an electric machine as a starter-generator, a clutch assembly for coupling the first and the first and second internal combustion engine with an output shaft leading to a change gear, and parts of a drive train behind the gearbox;

2 eine Schnittansicht des Ausschnitts A aus 1 ohne die Teile des Antriebsstrangs hinter dem Wechselgetriebe beim Starten der ersten Brennkraftmaschine; 2 a sectional view of the section A from 1 without the parts of the drive train behind the change gear when starting the first internal combustion engine;

3 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch im Mono-Motor-Betrieb der ersten Brennkraftmaschine; 3 a view accordingly 2 but in the mono-engine operation of the first internal combustion engine;

4 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch beim Starten der zweiten Brennkraftmaschine während des Anschleppens; 4 a view accordingly 2 but when starting the second internal combustion engine during towing;

5 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch beim Starten der zweiten Brennkraftmaschine während des Synchronisierens mit der ersten Brennkraftmaschine; 5 a view accordingly 2 however, when starting the second internal combustion engine while synchronizing with the first internal combustion engine;

6 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch beim Starten der zweiten Brennkraftmaschine während des Koppelns der beiden Brennkraftmaschinen; 6 a view accordingly 2 however, when starting the second internal combustion engine during the coupling of the two internal combustion engines;

7 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch im Bi-Motor-Betrieb der ersten und der zweiten Brennkraftmaschine. 7 a view accordingly 2 but in bi-motor operation of the first and the second internal combustion engine.

Der in der Zeichnung dargestellte Antrieb 1 eines Kraftfahrzeugs umfasst zwei Brennkraftmaschinen, nämlich eine als Reihenmotor ausgebildete erste oder primäre Brennkraftmaschine 2 und eine ebenfalls als Reihenmotor ausgebildete zweite oder sekundäre Brennkraftmaschine 3, die nebeneinander in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Die beiden Brennkraftmaschinen 2, 3 besitzen getrennte Kurbeltriebe 4, 5, deren Kurbelwellen 6, 7 parallel zueinander ausgerichtet und jeweils mit einem Zwei-Massen-Schwungrad 8, 9 versehen sind, und weisen darüber hinaus auch getrennte Ventiltriebe (nicht dargestellt) auf. Der Antrieb 1 umfasst weiter eine als Starter und Generator dienende Elektromaschine 10.The drive shown in the drawing 1 A motor vehicle comprises two internal combustion engines, namely a first or primary internal combustion engine designed as a series engine 2 and a likewise designed as a series engine second or secondary internal combustion engine 3 , which are arranged side by side in a common housing. The two internal combustion engines 2 . 3 own separate crank mechanisms 4 . 5 , their crankshafts 6 . 7 aligned parallel to each other and each with a two-mass flywheel 8th . 9 are provided, and also have separate valve trains (not shown) on. The drive 1 further comprises an electric machine serving as a starter and generator 10 ,

Die Kurbelwelle 6 der ersten Brennkraftmaschine 2 ist über ein festes Stirnradgetriebe 11 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 mit einer Abtriebswelle 12 verbunden, die durch die Elektromaschine 10 hindurch zu einer Kupplung 13 und einem Wechselgetriebe 14 in einem Antriebsstrang 15 des Kraftfahrzeugs führt. Der Antriebsstrang 15 umfasst hinter dem Wechselgetriebe 14 ein von einer Ausgangswelle 16 des Wechselgetriebes 14 angetriebenes Zwischendifferenzial 17, von dem aus die Antriebsleistung des Antriebs 1 über Kardanwellen 18 (nur eine dargestellt) auf die Vorder- und Hinterachse (nicht dargestellt) verteilt wird.The crankshaft 6 the first internal combustion engine 2 is via a fixed spur gear 11 with a gear ratio of 1: 1 with an output shaft 12 connected by the electric machine 10 through to a clutch 13 and a change gearbox 14 in a drive train 15 of the motor vehicle leads. The powertrain 15 includes behind the gearbox 14 one from an output shaft 16 of the gearbox 14 driven intermediate differential 17 , from which the drive power of the drive 1 via cardan shafts 18 (only one shown) on the front and rear axle (not shown) is distributed.

Die Kurbelwelle 7 der zweiten Brennkraftmaschine 3 ist über ein festes Stirnradgetriebe 19 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 mit einer Zwischenwelle 20 verbunden, die als Hohlwelle ausgebildet ist und die Abtriebswelle 12 zwischen dem Stirnradgetriebe 19 und der Elektromaschine 10 umgibt.The crankshaft 7 the second internal combustion engine 3 is via a fixed spur gear 19 with a gear ratio of 1: 1 with an intermediate shaft 20 connected, which is designed as a hollow shaft and the output shaft 12 between the spur gear 19 and the electric machine 10 surrounds.

Wie am besten in den 2 bis 7 dargestellt, umfasst die Elektromaschine 10 ein Gehäuse 21, einen gehäusefesten Stator 22, sowie einen Rotor 23 auf einem in einem Drehlager 24 drehbar auf der Abtriebswelle 12 gelagerten Rotorträger 25. In die Elektromaschine 10 ist eine erste Kupplung 26 in Form einer Lamellenkupplung, eine zweite Kupplung 27 in Form einer Reibkupplung und eine dritte Kupplung 28 in Form einer Synchron- oder Formschlusskupplung integriert.How best in the 2 to 7 illustrated, includes the electric machine 10 a housing 21 , a housing-fixed stator 22 , as well as a rotor 23 on one in a pivot 24 rotatable on the output shaft 12 mounted rotor arm 25 , In the electric machine 10 is a first clutch 26 in the form of a multi-plate clutch, a second clutch 27 in the form of a friction clutch and a third clutch 28 integrated in the form of a synchronous or positive coupling.

Die erste Kupplung 26 umfasst eine Mehrzahl von Kupplungslamellen 29 auf einem drehfest mit der Abtriebswelle 12 verbundenen Lamellenträger 30, sowie eine Mehrzahl von Kupplungslamellen 31, die drehfest mit dem Rotorträger 25 verbunden und zwischen den Kupplungslamellen 29 angeordnet sind. Die Kupplungslamellen 29 und 31 werden in inaktivem Zustand der Kupplung 26 durch die Kraft einer Feder 32 gegeneinander angepresst, um die Kupplung 26 zu schließen und den Rotor 23 drehfest mit der Abtriebswelle 12 zu verbinden. Die Kupplungslamellen 29 und 31 können durch Aktivierung eines elektrischen oder ölhydraulischen Stellorgans 33 der Kupplung 26 mittels einer Steuerung, zum Beispiel einem Motorsteuergerät des Antriebs 1, entweder ganz auseinander bewegt werden, um den Rotor 23 vollständig von der Abtriebswelle 12 abzukuppeln, oder nur so weit, dass die Kupplung 26 ”schleift” und zwischen den beiden Kupplungslamellen 29, 31 ein Schlupf vorhanden ist.The first clutch 26 includes a plurality of clutch plates 29 on a rotation with the output shaft 12 connected plate carrier 30 , as well as a plurality of clutch plates 31 , which are non-rotatable with the rotor carrier 25 connected and between the clutch plates 29 are arranged. The clutch plates 29 and 31 be in inactive state of the clutch 26 by the power of a spring 32 pressed against each other to the clutch 26 close and the rotor 23 rotatably with the output shaft 12 connect to. The clutch plates 29 and 31 can by activating an electric or oil-hydraulic actuator 33 the clutch 26 by means of a controller, for example an engine control unit of the drive 1 , either moved completely apart to the rotor 23 completely from the output shaft 12 uncouple, or just so far, that the clutch 26 "Grinds" and between the two clutch plates 29 . 31 a slip is present.

Die zweite und die dritte Kupplung 27 und 28 sind an der vom Wechselgetriebe 14 abgewandten Stirnseite der Elektromaschine 10 angeordnet. Die als Reibkupplung ausgebildete, in inaktivem Zustand offene Kupplung 27 umfasst eine durch Schrauben 34 drehfest mit dem Rotorträger 25 verbundene Kupplungsscheibe 35 und eine entgegen der Kraft einer Feder (nicht dargestellt) gegen die Kupplungsscheibe 35 anpressbare Druckplatte 36, die in axialer Richtung verschiebbar ist und auf ihrer der Kupplungsscheibe 35 zugewandten Seite einen Reibbelag 38 aufweist. Bei Aktivierung eines elektrischen oder ölhydraulischen Stellorgans 37 der Kupplung 27 mittels der Steuerung kann die Druckplatte 36 mit Hilfe einer Betätigungsgabel 39 gegen die Kupplungsscheibe 35 angepresst werden, um die Kupplung 27 zu schließen.The second and the third clutch 27 and 28 are at the of the gearbox 14 opposite end face of the electric machine 10 arranged. The trained as a friction clutch, in an inactive state open coupling 27 includes one by screws 34 rotatably with the rotor carrier 25 connected clutch disc 35 and one against the force of a spring (not shown) against the clutch disc 35 Pressable pressure plate 36 , which is displaceable in the axial direction and on its the clutch disc 35 facing side a friction lining 38 having. When activating an electric or oil-hydraulic actuator 37 the clutch 27 by means of the control, the pressure plate 36 with the help of an actuating fork 39 against the clutch disc 35 be pressed to the clutch 27 close.

Die als Formschluss- oder Synchronkupplung ausgebildete, in inaktivem Zustand offene Kupplung 28 umfasst ein napfförmiges Betätigungselement 40, das bei Aktivierung eines elektrischen oder ölhydraulischen Stellorgans 41 der Kupplung 27 mittels der Steuerung entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 42 in Richtung der Elektromaschine 10 bewegt werden kann. Das Betätigungselement 40 wirkt auf eine Mehrzahl von zylindrischen Mitnehmerzapfen 43 ein, die in axialen Durchgangsbohrungen einer fest mit der Zwischenwelle 20 verschraubten Führungsscheibe 44 verschiebbar sind und beim Schließen der Kupplung 28 vom Stellorgan 41 in Richtung des Lamellenträgers 32 bewegt werden. Die Durchgangsbohrungen sind in unterschiedlichen radialen Abständen von der Drehachse der Abtriebswelle 12 und in gleichen Winkelabständen in der Führungsscheibe 44 ausgespart. Der drehfest mit der Abtriebswelle 12 verbundene Lamellenträger 32 weist auf seiner der Führungsscheibe 44 zugewandten Breitseitenfläche drei in Umfangsrichtung des Lamellenträgers 32 über einen gewissen Umfangswinkel verlaufende Einspurnuten (nicht sichtbar) auf, die jeweils in eine Aufnahmebohrung (nicht sichtbar) im Lamellenträger 32 münden. Jede der Aufnahmebohrungen dient zur Aufnahme von einem der Mitnehmerzapfen 43, die beim Schließen der Kupplung durch die Einspurnuten in die zugehörige Aufnahmebohrung eingespurt werden und formschlüssig in die Aufnahmebohrungen eintreten, wenn die Zwischenwelle 20 und die Abtriebswelle 12 eine gewünschte definierte Phasenlage oder Phasenbeziehung aufweisen.Trained as form-locking or synchronous coupling, in an inactive state open coupling 28 includes a cup-shaped actuator 40 , when activating an electric or oil-hydraulic actuator 41 the clutch 27 by means of the control against the force of a return spring 42 in the direction of the electric machine 10 can be moved. The actuator 40 acts on a plurality of cylindrical driving pins 43 one in the axial through holes one fixed to the intermediate shaft 20 screwed guide disc 44 are displaceable and when closing the clutch 28 from the actuator 41 in the direction of the disk carrier 32 to be moved. The through holes are at different radial distances from the axis of rotation of the output shaft 12 and at equal angular intervals in the guide disc 44 spared. The non-rotatably with the output shaft 12 connected plate carriers 32 points to his the guide disc 44 facing broad side surface three in the circumferential direction of the disk carrier 32 Over a certain circumferential angle extending Einspurnuten (not visible), each in a receiving bore (not visible) in the plate carrier 32 lead. Each of the mounting holes serves to receive one of the driving pins 43 , which are meshed when closing the coupling through the Einspurnuten in the associated receiving bore and positively enter into the mounting holes when the intermediate shaft 20 and the output shaft 12 have a desired defined phase position or phase relationship.

Die beiden Kupplungen 27 und 28 dienen dazu, nach dem Start der zweiten Brennkraftmaschine 3 und der Beschleunigung der Zwischenwelle 20 zuerst die Druckplatte 36 reibschlüssig gegen die Kupplungsscheibe 35 anzupressen und dann bei Erreichen der gewünschten definierten Phasenlage oder Phasenbeziehung eine formschlüssige Verbindung zwischen der Zwischenwelle 20 und der Abtriebswelle herzustellen.The two clutches 27 and 28 serve to after the start of the second internal combustion engine 3 and the acceleration of the intermediate shaft 20 first the pressure plate 36 frictionally engaged against the clutch disc 35 press and then upon reaching the desired defined phase or Phase relationship a positive connection between the intermediate shaft 20 and produce the output shaft.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Antriebs 1 in verschiedenen Betriebszuständen anhand der 2 bis 7 näher erläutert. Dabei wird der Betätigungszustand der Kupplungen 26, 27 und 28 jeweils durch eine Raute angezeigt, die bei inaktiver Kupplung weiß und bei aktiver Kupplung schraffiert ist.The following is the operation of the drive 1 in different operating states on the basis of 2 to 7 explained in more detail. In this case, the operating state of the clutches 26 . 27 and 28 each indicated by a rhombus which is white with inactive clutch and hatched with active clutch.

Wenn im Stillstand der beiden Brennkraftmaschinen 2, 3 die erste oder primäre Brennkraftmaschine 2 gestartet werden soll, wird der Elektromaschine 10 Strom zugeführt, um sie im Motorbetrieb als Starter zum Andrehen der ersten Brennkraftmaschine 2 zu nutzen. Durch die Stromzufuhr zur Elektromaschine 10 wird der Rotor 23 und damit auch die durch die inaktive und geschlossene erste Kupplung 26 drehfest mit dem Rotor 23 gekuppelte Abtriebswelle 12 sowie die durch das Stirnradgetriebe 11 mit der Abtriebswelle 12 verbundene Kurbelwelle 6 der ersten Brennkraftmaschine 2 beschleunigt, wie durch den Pfeil I in 2 dargestellt. Die zweite und die dritte Kupplung 27 und 28 sind inaktiv und offen.If at standstill the two internal combustion engines 2 . 3 the first or primary internal combustion engine 2 is to be started, the electric machine 10 Power supplied to them in engine operation as a starter for cranking the first internal combustion engine 2 to use. By the power supply to the electric machine 10 becomes the rotor 23 and with it also by the inactive and closed first clutch 26 rotatably with the rotor 23 coupled output shaft 12 as well as through the spur gear 11 with the output shaft 12 connected crankshaft 6 the first internal combustion engine 2 accelerated, as indicated by the arrow I in 2 shown. The second and the third clutch 27 and 28 are inactive and open.

Wenn der Antrieb 1 nach dem Start der ersten Brennkraftmaschine 2 im Mono-Motor-Betrieb und die Elektromaschine 10 im Generatorbetrieb arbeiten soll, bleibt die erste Kupplung 26 geschlossen, während die zweite und die dritte Kupplung 27, 28 offen bleiben. Die von der ersten Brennkraftmaschine 2 abgegebene Antriebsleistung kann dann je nach Bedarf ganz oder teilweise durch die Abtriebswelle 12 und das Wechselgetriebe 14 an den Antriebsstrang 15 des Kraftfahrzeugs abgegeben werden, wie durch den Pfeil II in 3 dargestellt, oder von der Elektromaschine 10 in Form von elektrischem Strom zurück gewonnen werden, wie durch den Pfeil III in 3 dargestellt. Wenn der Antrieb 1 im Mono-Motor-Betrieb arbeiten und zum Boosten durch die im Motorbetrieb arbeitende Elektromaschine 10 unterstützt werden soll, bleiben ebenfalls die erste Kupplung 26 geschlossen und die zweite und die dritte Kupplung 10 offen. Jedoch wird dann der Elektromaschine 10 Strom zugeführt.If the drive 1 after the start of the first internal combustion engine 2 in mono-motor mode and the electric machine 10 to operate in generator mode, the first clutch remains 26 closed while the second and the third clutch 27 . 28 stay open. The from the first internal combustion engine 2 delivered drive power can then as needed completely or partially by the output shaft 12 and the gearbox 14 to the drive train 15 of the motor vehicle are discharged, as indicated by the arrow II in 3 shown, or from the electric machine 10 be recovered in the form of electric current, as indicated by the arrow III in 3 shown. If the drive 1 working in mono-motor mode and for boosting by the electric motor operating in the engine mode 10 should be supported, remain also the first clutch 26 closed and the second and third clutch 10 open. However, then the electric machine 10 Supplied with electricity.

Wenn vom Antrieb 1 eine noch größere Antriebsleistung gefordert wird, wird auch die zweite oder sekundäre Brennkraftmaschine 3 gestartet. Zu diesem Zweck wird zuerst die erste Kupplung 26 aktiv geöffnet, um den Rotor 23 von der Abtriebswelle 12 abzukuppeln. Dann wird die zweite Kupplung 27 aktiv geschlossen, um den Rotor 23 durch Anpressen der Druckplatte 36 gegen die Kupplungsscheibe 35 reibschlüssig mit der Zwischenwelle 20 zu kuppeln. Gleichzeitig wird der Elektromaschine 10 Strom zugeführt, um die durch die geschlossene zweite Kupplung 27 mit dem Rotor 23 gekuppelte Zwischenwelle 20 sowie die durch das Stirnradgetriebe 19 mit der Zwischenwelle 20 verbundene Kurbelwelle 7 der zweiten Brennkraftmaschine 3 zu beschleunigen, wie durch den Pfeil IV in 4 dargestellt. Das Andrehen der zweiten Brennkraftmaschine 3 wird durch das Trägheitsmoment des Rotors 23 unterstützt, der gegebenenfalls vor dem Schließen der zweiten Kupplung 27 noch etwas beschleunigt werden kann. Durch die Überlagerung des Trägheitsmoments des Rotors 23 mit dem Motordrehmoment der Elektromaschine 10 kann ein sehr hohes Starterdrehmoment erzeugt werden, so dass die zweite Brennkraftmaschine 3 sehr schnell gestartet werden kann.When from the drive 1 an even greater drive power is required, is also the second or secondary internal combustion engine 3 started. For this purpose, first the first clutch 26 actively open to the rotor 23 from the output shaft 12 uncouple. Then the second clutch 27 actively closed to the rotor 23 by pressing the pressure plate 36 against the clutch disc 35 frictionally engaged with the intermediate shaft 20 to couple. At the same time, the electric machine 10 Power is supplied to the through the closed second clutch 27 with the rotor 23 coupled intermediate shaft 20 as well as through the spur gear 19 with the intermediate shaft 20 connected crankshaft 7 the second internal combustion engine 3 to accelerate, as indicated by the arrow IV in 4 shown. The turning of the second internal combustion engine 3 is determined by the moment of inertia of the rotor 23 supports, if necessary, before closing the second clutch 27 something can be accelerated. By the superposition of the moment of inertia of the rotor 23 with the motor torque of the electric machine 10 can be generated very high starter torque, so that the second internal combustion engine 3 can be started very fast.

Nach dem Öffnen der ersten Kupplung 26 ist der Rotor 23 von der Abtriebswelle 12 abgekuppelt, so dass das Starten der zweiten Brennkraftmaschine 3 keine Auswirkungen auf den Antriebsstrang 15 hat und ruckfrei und ohne jegliche Verzögerung des Kraftfahrzeugs erfolgt. Während des Starts der zweiten Brennkraftmaschine 3 wird die Antriebsleistung der ersten Brennkraftmaschine 2 durch die Abtriebswelle 12 vollständig dem Antriebsstrang 15 zugeführt, wie durch den Pfeil V in 4 dargestellt.After opening the first clutch 26 is the rotor 23 from the output shaft 12 decoupled, so that starting the second internal combustion engine 3 no impact on the powertrain 15 has and takes place without jerk and without any delay of the motor vehicle. During the start of the second internal combustion engine 3 becomes the driving power of the first internal combustion engine 2 through the output shaft 12 completely the drivetrain 15 supplied as indicated by the arrow V in 4 shown.

Nach dem Andrehen der zweiten Brennkraftmaschine 3 wird diese vom Motorsteuergerät und ggf. unterstützt durch die Elektromaschine 10 auf eine Drehzahl gebracht, die etwas höher als die Drehzahl der ersten Brennkraftmaschine 2 ist. Anschließend wird die erste Kupplung 26 bei geschlossener zweiter Kupplung 27 aktiv bis zum Schleifen geschlossen, so dass der Rotor 23 abgebremst und dadurch die Drehzahl der zweiten Brennkraftmaschine 3 wieder etwas reduziert wird, bis sie nahezu der Drehzahl der ersten Brennkraftmaschine 2 entspricht. Dabei kann der Schlupf zwischen den Kupplungslamellen 29, 31 der ersten Kupplung 26 durch eine entsprechende Steuerung der Elektromaschine 10 je nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden. Während dieses Vorgangs gibt die zweite Brennkraftmaschine 3 ihre Antriebsleistung über die geschlossene Kupplung 27 und die schleifende Kupplung 26 bereits zum Teil an die von der ersten Brennkraftmaschine 2 angetriebene Abtriebswelle 12 ab, wie durch die Pfeile VI und VII in 5 dargestellt.After turning on the second internal combustion engine 3 This is the engine control unit and possibly supported by the electric machine 10 brought to a speed slightly higher than the speed of the first internal combustion engine 2 is. Subsequently, the first clutch 26 with closed second clutch 27 actively closed until grinding, leaving the rotor 23 braked and thereby the speed of the second internal combustion engine 3 again something is reduced until it is almost the speed of the first internal combustion engine 2 equivalent. In this case, the slip between the clutch plates 29 . 31 the first clutch 26 by a corresponding control of the electric machine 10 be increased or decreased as needed. During this process gives the second internal combustion engine 3 their drive power through the closed clutch 27 and the grinding clutch 26 already partly to those of the first internal combustion engine 2 driven output shaft 12 as indicated by arrows VI and VII in FIG 5 shown.

Wenn auf diese Weise die Drehzahlen der beiden Brennkraftmaschinen 2, 3 nahezu miteinander synchronisiert worden sind, wird die dritte Kupplung 28 aktiviert, um die Mitnehmerzapfen 43 entgegen der Kraft der Feder 44 in den Durchgangsbohrungen der Führungsscheibe 44 in Richtung des Lamellenträgers 32 zu verschieben und in die zugehörigen Aufnahmebohrungen im Lamellenträger 32 einzuspuren und auf diese Weise die Zwischenwelle 20 und die Abtriebswelle 12 in der gewünschten definierten Phasenlage oder Phasenbeziehung der Kurbelwellen 6, 7 der beiden Brennkraftmaschinen 2, 3 formschlüssig miteinander zu kuppeln. Nach dem Schließen der Kupplung 28 wird die gesamte Antriebsleistung der zweiten Brennkraftmaschine 3 wegen des Formschlusses und des festen Getriebes 19 nahezu verlustfrei an die Abtriebswelle 12 abgegeben, wie durch den Pfeil VII in 6 dargestellt. Die erste Brennkraftmaschine 2 gibt ihre Antriebsleistung wegen des festen Getriebes 11 ebenfalls nahezu verlustfrei an die Abtriebswelle 12 ab, wie durch den Pfeil VIII in 6 dargestellt. Beim aktiven Schließen der dritten Kupplung 28 wird die zweite Kupplung 27 deaktiviert, wodurch die Druckplatte 36 durch Federkraft von der Kupplungsscheibe 35 weg bewegt wird.If in this way the speeds of both internal combustion engines 2 . 3 have been almost synchronized with each other, becomes the third clutch 28 activated to the driving pins 43 against the force of the spring 44 in the through holes of the guide disc 44 in the direction of the disk carrier 32 to move and in the associated mounting holes in the plate carrier 32 einzuspuren and in this way the intermediate shaft 20 and the output shaft 12 in the desired defined phasing or phase relationship of the crankshafts 6 . 7 the two internal combustion engines 2 . 3 to be positively coupled with each other. After this Close the clutch 28 becomes the total drive power of the second internal combustion engine 3 because of the positive connection and the fixed gear 19 almost lossless to the output shaft 12 delivered as indicated by the arrow VII in 6 shown. The first internal combustion engine 2 gives their drive power because of the fixed gearbox 11 also almost lossless to the output shaft 12 off, as indicated by the arrow VIII in 6 shown. When actively closing the third clutch 28 becomes the second clutch 27 disabled, causing the pressure plate 36 by spring force from the clutch disc 35 is moved away.

Die erste Kupplung 26 wird ebenfalls deaktiviert und damit wieder vollständig geschlossen, um den Rotor 23 drehfest mit der Abtriebswelle 12 zu kuppeln. Dadurch kann die Elektromaschine 10 auch im Bi-Motor-Betrieb der beiden Brennkraftmaschinen 2, 3 im Generatorbetrieb arbeiten. Die von den beiden Brennkraftmaschinen 2, 3 abgegebene Antriebsleistung kann dann nach Bedarf durch die Abtriebswelle 12 und das Wechselgetriebe 14 an den Antriebsstrang 15 des Kraftfahrzeugs abgegeben werden, wie durch die Pfeile IX in 7 dargestellt, oder teilweise von der Elektromaschine 10 in Form von elektrischem Strom zurück gewonnen werden, wie durch den Pfeil X in 7 dargestellt.The first clutch 26 is also deactivated and thus fully closed again to the rotor 23 rotatably with the output shaft 12 to couple. This allows the electric machine 10 also in bi-motor operation of the two internal combustion engines 2 . 3 working in generator mode. The of the two internal combustion engines 2 . 3 output drive power can then as needed by the output shaft 12 and the gearbox 14 to the drive train 15 of the motor vehicle, as indicated by the arrows IX in FIG 7 represented, or partially from the electric machine 10 be recovered in the form of electric current, as indicated by the arrow X in 7 shown.

Auf diese Weise gestattet es der Antrieb 1 mit einer einzigen Elektromaschine 10 beide Brennkraftmaschinen 2, 3 zu starten. Die Elektromaschine 10 kann sowohl im Mono-Motor-Betrieb und im Bi-Motor-Betrieb als Generator zur Stromerzeugung oder als Booster genutzt werden.In this way, the drive allows 1 with a single electric machine 10 both internal combustion engines 2 . 3 to start. The electric machine 10 can be used both as a generator for power generation or as a booster in mono-motor mode and in bi-motor mode.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Antriebdrive
22: erste Brennkraftmaschinefirst internal combustion engine
33: zweite Brennkraftmaschinesecond internal combustion engine
44: Kurbeltriebcrankshaft
55: Kurbeltriebcrankshaft
66: Kurbelwellecrankshaft
77: Kurbelwellecrankshaft
88th: Zwei-Massen-SchwungradTwo-mass flywheel
99: Zwei-Massen-SchwungradTwo-mass flywheel
1010: Elektromaschineelectric machine
1111: StirnradgetriebeSpur gears
1212: Abtriebswelleoutput shaft
1313: Kupplungclutch
1414: Wechselgetriebechange gear
1515: Antriebsstrangpowertrain
1616: GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
1717: Zwischendifferenzialbetween differential
1818: Kardanwellepropeller shaft
1919: StirnradgetriebeSpur gears
2020: Zwischenwelleintermediate shaft
2121: Statorstator
2222: Drehlagerpivot bearing
2323: Rotorrotor
2424: Drehlagerpivot bearing
2525: Rotorträgerrotorarm
2626: erste Kupplungfirst clutch
2727: zweite Kupplungsecond clutch
2828: dritte Kupplungthird clutch
2929: Kupplungslamellenclutch plates
3030: Lamellenträgerplate carrier
3131: Kupplungslamellenclutch plates
3232: Federfeather
3333: Stellorgan erste KupplungActuator first clutch
3434: Schraubenscrew
3535: Kupplungsscheibe zweite KupplungClutch disc second clutch
3636: Druckplatte zweite KupplungPressure plate second clutch
3737: Stellorgan zweite KupplungActuator second clutch
3838: Reibbelag zweite KupplungFriction lining second clutch
3939: Betätigungsgabel zweite KupplungActuator fork second clutch
4040: Betätigungselement dritte KupplungActuator third clutch
4141: Stellorgan dritte KupplungActuator third clutch
4242: Feder dritte KupplungSpring third clutch
4343: Mitnehmerzapfen dritte KupplungDriving pin third clutch
4444: Führungsscheibe dritte KupplungGuide disc third clutch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4512301 B [0002]
DE 19934790 A1 [0003]

Claims

Drive, in particular for a motor vehicle, with a first drive unit, a second drive unit, a common output shaft, and an electric machine with a rotor, characterized by a first clutch ( 26 ) for coupling the rotor ( 23 ) with the output shaft ( 12 ), a second clutch ( 27 ) for coupling the rotor ( 23 ) with the second drive unit ( 3 ), and designed as a synchronous or positive coupling third clutch ( 28 ) for coupling the second drive unit ( 3 ) with the output shaft ( 12 ).

Drive according to claim 1, characterized in that the synchronous or positive coupling ( 28 ) the second drive unit ( 3 ) in a defined phase position with the output shaft ( 12 ) couples.

Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the first drive unit by a fixed gear ( 11 ) frictionally with the output shaft ( 12 ) connected to the first drive shaft ( 6 ) having.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the second drive unit ( 3 ) one through a fixed gear ( 19 ) with an intermediate shaft ( 20 ) connected drive shaft ( 7 ), that the second clutch ( 27 ) between the rotor ( 23 ) and the intermediate shaft ( 20 ) and that the third clutch ( 28 ) between the intermediate shaft ( 20 ) and the output shaft ( 12 ) is arranged.

Drive according to claim 4, characterized in that the intermediate shaft a the output shaft ( 12 ) surrounding hollow shaft ( 20 ).

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor ( 23 ) of the electric machine ( 10 ) by means of a pivot bearing ( 24 ) rotatably on the output shaft ( 12 ) is stored.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the three clutches ( 26 . 27 . 28 ) into the electric machine ( 10 ) are integrated.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the three clutches ( 26 . 27 . 28 ) are independently operable.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the first clutch ( 26 ) is closed in an inactive state and is operated to open.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the second clutch ( 27 ) is opened in an inactive state and is pressed to close.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the third clutch ( 28 ) is opened in an inactive state and is pressed to close.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second drive unit are internal combustion engines ( 2 . 3 ), the separate crank mechanisms ( 4 . 5 ) and have separate valve trains.

Method for operating a drive according to one of the preceding claims, characterized in that the first drive unit ( 2 ) with the electric machine ( 10 ) is started or turned on by the second clutch ( 27 ) and with the third clutch ( 28 ) the first clutch ( 26 ) is closed.

Method for operating a drive according to one of the preceding claims, characterized in that the second drive unit ( 3 ) during operation of the first drive unit ( 2 ) is started or turned on by the first clutch ( 26 ) and with the third clutch ( 28 ) the second clutch ( 27 ) is closed.

Method for operating a drive according to one of the preceding claims, characterized in that the second drive unit ( 3 ) with the first drive unit ( 2 ) is synchronized by closing with the second clutch ( 27 ) and opened third clutch ( 28 ) the first clutch ( 26 ).