DE102011106444A1

DE102011106444A1 - Powertrain of motor vehicle e.g. truck, has two rotors that are separately connected via common power interface at separating clutch

Info

Publication number: DE102011106444A1
Application number: DE201110106444
Authority: DE
Inventors: Martin Becke; Prof. Klement Werner; Dieter Nobis
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2013-01-10

Abstract

The powertrain has hydrodynamic retarder (1) for wear-braking of drive train. A first rotor (27) is provided at hydrodynamic retarder, while a second rotor (28) is provided at electric machine (2) for wear-braking of drive train. The two rotors are decoupled from the power transmission in the drive train by a clutch. Both rotors are separately connected via a common power interface at the separating clutch (13).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der sowohl einen hydrodynamischen Retarder als erste verschleißfreie Bremse als auch eine elektrische Maschine als zweite verschleißfreie Bremse aufweist.The present invention relates to a drive train of a motor vehicle, which has both a hydrodynamic retarder as the first wear-free brake and an electric machine as a second wear-free brake.

Kraftfahrzeugantriebsstränge, wie sie die vorliegende Erfindung vorzugsweise betrifft, wobei es sich bei dem Kraftfahrzeug sowohl um ein Schienenfahrzeug als auch ein Straßenfahrzeug handeln kann, letzteres beispielsweise in Form eines Nutzkraftwagens, Personenkraftwagens oder Busses, weisen in der Regel neben herkömmlichen verschleißbehafteten Bremsen seit vielen Jahren auch hydrodynamische Retarder auf, die ein verschleißfreies Abbremsen des Fahrzeugs ermöglichen. Die Retarder sind als Primärretarder auf der Primärseite eines Kraftfahrzeuggetriebes, in der Regel Wechselgetriebes, bekannt, auf welcher sie motordrehzahlabhängig umlaufen, sowie als Sekundärretarder auf der Sekundärseite des Getriebes, auf welcher sie in Abgängigkeit der Fahrgeschwindigkeit umlaufen. Ferner wurden als zusätzliche verschleißfreie Bremsen elektrische Maschinen vorgeschlagen, siehe beispielsweise DE 10 2009 001 146 A1 und DE 10 2004 055 821 A1 , welche gegenüber dem hydrodynamischen Retarder den zusätzlichen Vorteil bieten, dass sie auf der einen Seite Bremsenergie in elektrische Energie umwandeln und für eine weitere Nutzung einem Speicher zuführen können, und auf der anderen Seite motorisch betrieben werden können, um Antriebsleistung in den Antriebsstrang einzuspeisen.Automotive powertrains, as the present invention preferably relates, wherein the motor vehicle may be both a rail vehicle and a road vehicle, the latter for example in the form of a utility vehicle, passenger car or bus, usually in addition to conventional wear-prone brakes for many years also Hydrodynamic retarder, which allow a wear-free braking of the vehicle. The retarders are known as Primärretarder on the primary side of a motor vehicle transmission, usually change gear, on which they rotate engine speed-dependent, as well as secondary retarder on the secondary side of the transmission, on which they rotate in Abgängigkeit the driving speed. Furthermore, electrical machines have been proposed as additional wear-free brakes, see for example DE 10 2009 001 146 A1 and DE 10 2004 055 821 A1 which provide the additional advantage over the hydrodynamic retarder of being able to convert braking energy into electrical energy on the one hand and store it for further use, and on the other hand to power it to feed drive power into the powertrain.

Bei der in der DE 10 2009 001 146 A1 beschriebenen Anordnung mit auf einer gemeinsamen Welle koaxial angeordnetem hydrodynamischem Retarder und elektrischer Maschine, die gemeinsam über eine Trennkupplung von der Leistungsübertragung im Antriebsstrang entkoppelbar sind, ergeben sich jedoch in der Praxis aufgrund der starren Kopplung aneinander und der räumlichen Nähe beider Maschinen zueinander erhebliche thermische Probleme. Die in der Offenlegungsschrift DE 10 2004 055 821 A1 beschriebene Ausführungsform hingegen ist dadurch nachteilig, dass sie im Antriebsstrang ein zusätzliches stets zu überwindendes Schleppmoment aufbringt, wodurch sie besonders für kleinere Antriebsstränge mit weniger starken Verbrennungsmotoren zum Antrieb des Kraftfahrzeugs nachteilig ist, jedoch auch in leistungsstärkeren Antriebssträngen zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors führt. Ferner wird auch hier die starre Kopplung zwischen dem hydrodynamischen Retarder und der elektrischen Maschine, die entweder gleich schnell wie der Retarder bei koaxialer Lagerung oder langsamer als der Retarder bei exzentrischer Lagerung umläuft, nicht der geforderten optimalen Leistungsausbeute im Hinblick auf Integrationskosten und Energieaufwand gerecht.When in the DE 10 2009 001 146 A1 described arrangement with coaxially arranged on a common shaft hydrodynamic retarder and electric machine, which are decoupled together via a clutch from the power transmission in the drive train, however, arise in practice due to the rigid coupling to each other and the spatial proximity of both machines to each other significant thermal problems. The in the published patent application DE 10 2004 055 821 A1 However, the embodiment described is disadvantageous in that it applies an additional always to be overcome drag torque in the drive train, which is particularly disadvantageous for smaller powertrains with less powerful combustion engines for driving the motor vehicle, but also leads to higher fuel consumption of the engine in more powerful powertrains. Furthermore, here too, the rigid coupling between the hydrodynamic retarder and the electric machine, which either rotates at the same speed as the retarder in coaxial storage or slower than the retarder in eccentric storage, does not meet the required optimum power yield in terms of integration costs and energy consumption.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Antriebsstränge eines Kraftfahrzeugs mit einem hydrodynamischen Retarder und einer elektrischen Maschine als verschleißfreien Bremsen im Hinblick auf die genannte Temperaturproblematik und die Ausnutzung des jeweils spezifischen Kennfeldes zu verbessern.The present invention has for its object to improve the known powertrains of a motor vehicle with a hydrodynamic retarder and an electric machine as wear-free brakes with respect to the said temperature problem and the utilization of each specific map.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.The object of the invention is achieved by a drive train according to the independent claims. In the dependent claims advantageous and particularly expedient embodiments of the invention are given.

Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, einem hydrodynamischen Retarder zum verschleißfreien Abbremsen des Antriebsstranges und einer elektrischen Maschine zum verschleißfreien Abbremsen des Antriebsstranges, wobei der hydrodynamische Retarder einen ersten Rotor und die elektrische Maschine einen zweiten Rotor aufweist und ferner wenigstens eine Trennkupplung vorgesehen ist, mittels welcher beide Rotoren von der Leistungsübertragung im Antriebsstrang entkoppelbar sind, sind beide Rotoren getrennt voneinander über eine gemeinsame Leistungsschnittstelle an der Trennkupplung angeschlossen. Hierdurch kann trotz gemeinsamen Anschluss am selben abzubremsenden Element des Antriebsstranges eine thermische Entkopplung dadurch erreicht werden, dass beide Rotoren nicht mehr koaxial hintereinander und starr miteinander verbunden vorgesehen sind, sondern die Rotoren beispielweise hinsichtlich ihrer Drehachse parallel oder kreuzend zueinander positioniert sind oder bei einer koaxialen Anordnung mit Abstand hintereinander unter Beibehaltung eines Zwischenraumes zwischen den Rotoren und nicht starr miteinander verbunden vorgesehen sind.According to a first embodiment of the invention a drive train of a motor vehicle with an internal combustion engine, a hydrodynamic retarder for wear-free braking of the drive train and an electric machine for wear-free braking of the drive train, the hydrodynamic retarder having a first rotor and the electric machine has a second rotor and further at least one Disconnect coupling is provided, by means of which both rotors are decoupled from the power transmission in the drive train, both rotors are connected separately from one another via a common power interface to the separating clutch. In this way, despite common connection to the same element to be braked the drive train thermal decoupling can be achieved that both rotors are no longer coaxially connected one behind the other and rigidly connected to each other, but the rotors are positioned, for example, with respect to their axis of rotation parallel or crossing each other or in a coaxial arrangement are provided at a distance one behind the other while maintaining a gap between the rotors and not rigidly connected to each other.

Beispielsweise wird die Leistungsschnittstelle durch ein Zahnrad gebildet, das mit einem mit dem ersten Rotor oder dem zweiten Rotor in Triebverbindung stehenden, vorteilhaft auf diesem angeordneten Ritzel kämmt, wobei der andere Rotor dann insbesondere koaxial zu dem Zahnrad und beispielsweise drehfest mit diesem angeordnet sein kann.By way of example, the power interface is formed by a toothed wheel which meshes with a pinion gear, which is in drive connection with the first rotor or the second rotor, and the other rotor can then be arranged in particular coaxially with the gear wheel and, for example, in a rotationally fixed manner therewith.

Eine alternative Ausführungsform mit einem Zahnrad als Leistungsschnittstelle sieht vor, dass ein erstes Ritzel und im Leistungsfluss parallel hierzu ein zweites Ritzel vorgesehen sind, wobei beide Ritzel in Triebverbindung mit dem Zahnrad stehen, insbesondere unmittelbar mit diesem kämmen, und das erste Ritzel in Triebverbindung mit dem ersten Rotor steht und insbesondere von diesem getragen wird, und das zweite Ritzel in Triebverbindung mit dem zweiten Rotor steht und insbesondere von diesem getragen wird. Durch diese Anordnung kann eine besonders günstige räumliche Trennung des Elektromotors vom hydrodynamischen Retarder erreicht werden und insbesondere sichergestellt werden, dass der Elektromotor nicht den hohen Temperaturen, die im Bereich des hydrodynamischen Retarders entstehen, ausgesetzt wird.An alternative embodiment with a gear as a power interface provides that a first pinion and the power flow parallel thereto, a second pinion are provided, wherein both pinion are in driving connection with the gear, in particular directly with this comb, and the first pinion in drive connection with the first rotor stands and in particular is supported by this, and the second pinion is in driving connection with the second rotor and in particular is supported by this. By this arrangement, a particularly favorable spatial separation of the electric motor can be achieved by the hydrodynamic retarder and in particular ensure that the electric motor is not exposed to the high temperatures that arise in the region of the hydrodynamic retarder.

Beispielsweise kann das erste Ritzel in Umfangsrichtung des Zahnrades auf der entgegengesetzten Seite wie das zweite Ritzel angeordnet sein, sozusagen um in etwa oder genau 180 Grad versetzt zu diesem vorgesehen sein. Es kann jedoch auch ausreichen, das zweite Ritzel nur um 90 Grad oder mehr versetzt zu dem ersten Ritzel anzuordnen, oder auch innerhalb desselben Quadranten.For example, the first pinion can be arranged in the circumferential direction of the toothed wheel on the opposite side as the second pinion, so to speak to be provided at approximately or exactly 180 degrees to this. However, it may also be sufficient to arrange the second pinion only 90 degrees or more offset from the first pinion, or even within the same quadrant.

Durch die dargestellte Ausführungsform mit zwei Ritzeln ist es ferner möglich, die Übersetzungen zwischen der elektrischen Maschine und der Leistungsschnittstelle und dem hydrodynamischen Retarder und der Leistungsschnittstelle verschieden zueinander auszuführen. Beispielsweise kann für die elektrische Maschine eine größere Übersetzung gewählt werden, vorteilhaft dadurch, dass das zweite Ritzel mit einem kleineren Durchmesser als das erste Ritzel ausgeführt ist, sodass der Rotor (der zweite Rotor) der elektrischen Maschine schneller umläuft als der Rotor des hydrodynamischen Retarders (der erste Rotor). Eine solche größere Übersetzung zwischen der elektrischen Maschine und der Leistungsschnittstelle im Vergleich zu der Übersetzung zwischen dem hydrodynamischen Retarder und der Leistungsschnittstelle ist günstig, wenn die elektrische Maschine ein kleineres Drehmoment als der hydrodynamische Retarder aufweist, sodass hier eine entsprechende Drehmomentüberhöhung erreicht werden kann.Further, with the illustrated two pinion embodiment, it is possible to make the translations between the electric machine and the power interface and the hydrodynamic retarder and the power interface different from each other. For example, a larger ratio can be selected for the electric machine, advantageously in that the second pinion is designed with a smaller diameter than the first pinion, so that the rotor (the second rotor) of the electric machine rotates faster than the rotor of the hydrodynamic retarder ( the first rotor). Such a larger ratio between the electric machine and the power interface compared to the ratio between the hydrodynamic retarder and the power interface is favorable when the electric machine has a smaller torque than the hydrodynamic retarder, so that a corresponding torque increase can be achieved here.

Die gemeinsame Abtrennung durch wenigstens eine Trennkupplung von elektrischer Maschine und hydrodynamischem Retarder vom verbleibenden Teil des Antriebsstranges reduziert ferner die Schleppverluste bei abgeschaltetem hydrodynamischen Retarder und abgeschalteter elektrischer Maschine auf Null oder auf nahezu Null.The common separation by at least one separating clutch of electric machine and hydrodynamic retarder from the remaining part of the drive train also reduces the drag losses with switched off hydrodynamic retarder and switched off electrical machine to zero or almost zero.

Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die beiden Rotoren über zueinander verschiedene Übersetzungen oder gemeinsam über eine von mehreren zueinander verschiedenen wahlweise schaltbaren Übersetzungen an der Trennkupplung angeschlossen sind. Somit kann für jede Bremse – hydrodynamischer Retarder und elektrische Maschine – die optimale Drehzahl eingestellt werden und übermäßige thermische Belastungen durch Vermeiden von hierfür ungünstigen Drehzahlbereichen reduziert werden. Bei einer solchen Ausführungsform ist es sogar möglich, die beiden Rotoren koaxial zueinander zu positionieren und auch drehfest aneinander anzuschließen.An alternative embodiment of the invention provides that the two rotors are connected via mutually different translations or together via one of several mutually different selectively switchable translations on the separating clutch. Thus, for each brake - hydrodynamic retarder and electric machine - the optimal speed can be adjusted and excessive thermal loads by avoiding unfavorable speed ranges can be reduced. In such an embodiment, it is even possible to position the two rotors coaxially to one another and also to connect to each other in a rotationally fixed manner.

Der erfindungsgemäße Antriebsstrang kann ein dem Verbrennungsmotor im Leistungsfluss nachgeordnetes Getriebe, insbesondere Wechselgetriebe, beispielsweise Schaltgetriebe, automatisiertes Schaltgetriebe oder Automat- beziehungsweise Automatikgetriebe aufweisen, und das Zahnrad als Leistungsschnittstelle kann dann auf einer Getriebewelle dieses Getriebes angeordnet sein und mittels der Trennkupplung in einem ersten Schaltzustand in eine Triebverbindung mit dieser Getriebewelle geschaltet werden und in einem zweiten Schaltzustand kann diese Triebverbindung unterbrochen werden.The powertrain according to the invention can have a transmission downstream of the internal combustion engine in the power flow, in particular change gear, such as manual transmission, automatic transmission or automatic or automatic transmission, and the gear as a power interface can then be arranged on a transmission shaft of this transmission and in a first switching state by means of the separating clutch a drive connection can be switched with this transmission shaft and in a second switching state, this drive connection can be interrupted.

Die genannte Getriebewelle kann beispielsweise die sogenannte Getriebeeingangswelle, die mittels des Verbrennungsmotors angetrieben wird, die sogenannte Getriebeausgangswelle, die über Zahnradsätze verschiedener Übersetzungen mit der Getriebeeingangswelle in Triebverbindung schaltbar ist, oder die sogenannte Hauptwelle des Getriebes, die koaxial zur Getriebeeingangswelle und/oder zur Getriebeausgangswelle ist, sein. Ferner ist es möglich, hierfür eine sogenannte Vorgelegewelle oder eine Nebenabtriebswelle zu verwenden. Die Vorgelegewelle bildet mit der Hauptwelle verschiedene Übersetzungsstufen aus, von denen einzelne auswählbar sind. Eine Nebenabtriebswelle steht meist in einer Hochtriebsverbindung mit der Getriebeeingangswelle oder der Getriebeausgangswelle.Said transmission shaft can, for example, the so-called transmission input shaft which is driven by the internal combustion engine, the so-called transmission output shaft which is switchable via gear sets of different ratios with the transmission input shaft in drive connection, or the so-called main shaft of the transmission which is coaxial with the transmission input shaft and / or the transmission output shaft , be. Furthermore, it is possible to use a so-called countershaft or a power take-off shaft for this purpose. The countershaft forms with the main shaft different translation stages, of which individual are selectable. A power take-off shaft is usually in a high-drive connection with the transmission input shaft or the transmission output shaft.

Besonders günstig ist es, wenn die Trennkupplung eine in Axialrichtung der Getriebewelle verschiebbare Schaltmuffe umfasst. Eine solche Schaltmuffe kann in einer ersten Axialposition die Triebverbindung zwischen dem Zahnrad und der Getriebewelle herstellen und in einer zweiten Axialposition, die versetzt zu der ersten Axialposition ist, die Triebverbindung zwischen dem Zahnrad und der Getriebewelle unterbrechen. In der zweiten Axialposition oder in einer zusätzlichen vorgesehenen dritten Axialposition kann eine Triebverbindung mit einem anderen Bauteil des Getriebes, beispielsweise einem Zahnrad, insbesondere einem Zahnradsatz zur Herstellung eines Rückwärtsganges hergestellt werden.It is particularly favorable if the separating clutch comprises a sliding sleeve which is displaceable in the axial direction of the gear shaft. Such a shift sleeve can establish the drive connection between the gear and the transmission shaft in a first axial position and interrupt the drive connection between the gear and the transmission shaft in a second axial position which is offset from the first axial position. In the second axial position or in an additionally provided third axial position, a drive connection with another component of the transmission, for example a gear, in particular a gear set for producing a reverse gear can be produced.

Insbesondere, wenn beim Einschalten des hydrodynamischen Retarders eine hohe Schaltarbeit zu erwarten ist, kann die elektrische Maschine zur teilweisen oder vollständigen Synchronisierung der Trennkupplung herangezogen werden. Hierzu kann es ausreichend sein, wenn die elektrische Maschine vergleichsweise leistungsschwach ausgeführt ist.In particular, if a high switching work is to be expected when switching on the hydrodynamic retarder, the electric machine for partial or complete synchronization of the separating clutch can be used. For this purpose, it may be sufficient if the electric machine is designed comparatively weak performance.

Prinzipiell kann die elektrische Maschine auch motorisch betrieben werden, um Antriebsleistung in den Leistungsstrang einzuspeisen. Eine Hochtriebsübersetzung ermöglicht auch das Einsetzen vergleichsweise kleiner elektrischer Maschinen, da dann über eine oder mehrer Hochtriebsstufen das Drehmoment der elektrischen Maschine überhöht werden kann. Die elektrische Maschine kann auch zum Zuboosten, insbesondere beim Anfahren oder zum elektrischen Rangieren des Fahrzeugs herangezogen werden. Das Zuboosten zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebsleistung der elektrischen Maschine zusätzlich (gleichzeitig) zu jener des Verbrennungsmotors in den Antriebsstrang eingespeist wird.In principle, the electric machine can also be operated by a motor to Drive power to feed into the power train. A high-drive ratio also allows the use of relatively small electrical machines, since then the torque of the electric machine can be increased over one or more high-speed stages. The electric machine can also be used for additional costs, in particular when starting or for electrical maneuvering of the vehicle. The Zuboosten is characterized by the fact that the driving power of the electric machine is additionally (simultaneously) fed to that of the internal combustion engine in the drive train.

Die Aufteilung der Bremsleistung auf den hydrodynamischen Retarder und auf die elektrische Maschine kann durch Vorsehen einer geeigneten Steuerung variabel erfolgen.The distribution of the braking power on the hydrodynamic retarder and on the electric machine can be made variable by providing a suitable control.

Für die Ausführungsform der Trennkupplung kommen beispielsweise unsynchronisierte Klauenkupplungen, Klauenkupplungen mit Synchronisierung, Wellenschalter oder nasse beziehungsweise trockene Lamellenkupplungen in Betracht. Andere Kupplungsformen, beispielsweise auch eine hydrodynamische Kupplung, sind möglich.Unsynchronized jaw clutches, jaw clutches with synchronization, shaft switches or wet or dry multi-plate clutches come into consideration, for example, for the embodiment of the separating clutch. Other forms of coupling, for example a hydrodynamic coupling, are possible.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von drei Ausführungsbeispielen exemplarisch beschrieben werden.The invention will be described below by way of example with reference to three exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit hinter der Vorgelegewelle und vor dem Nachschaltgetriebe eines Getriebes angeschlossener Bremsenbaugruppe, umfassend einen hydrodynamischen Retarder und eine elektrische Maschine; 1 a first embodiment of the invention with behind the countershaft and before the reargear of a transmission connected brake assembly, comprising a hydrodynamic retarder and an electric machine;

2 eine Ausführungsform mit auf einer Getriebeabtriebswelle angeschlossener Bremsenbaugruppe; 2 an embodiment with connected to a transmission output shaft brake assembly;

3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit auf einem Nebenabtrieb angeschlossener Bremsenbaugruppe. 3 a third embodiment with connected to a power take-off brake assembly.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel in der 1 ist eine elektrische Maschine 1 und ein hydrodynamischer Retarder 2 innerhalb des Gehäuses 3 eines Wechselgetriebes 4 eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise Pkws, Lkws oder eines Schienenfahrzeugs, positioniert.According to the embodiment in the 1 is an electrical machine 1 and a hydrodynamic retarder 2 inside the case 3 a gearbox 4 a motor vehicle, such as cars, trucks or a rail vehicle positioned.

Das Wechselgetriebe 4 weist eine Getriebeeingangswelle 5, eine Hauptwelle 6 und eine Getriebeausgangswelle 7 auf, die koaxial zueinander angeordnet sind. Parallel hierzu ist eine Vorgelegewelle 8 mit einer Vorgelegewellenbremse 9 vorgesehen. Die Getriebeeingangswelle 5, die Vorgelegewelle 8 und die Hauptwelle 6 arbeiten über Zahnradsätze 10 verschiedener Übersetzungen zusammen, um verschiedene Gangstufen des Wechselgetriebes 4 auszubilden.The gearbox 4 has a transmission input shaft 5 , a main wave 6 and a transmission output shaft 7 on, which are arranged coaxially with each other. Parallel to this is a counter-wave 8th with a countershaft brake 9 intended. The transmission input shaft 5 , the countershaft 8th and the main shaft 6 work on gear sets 10 various translations together to different gear ratios of the gearbox 4 train.

Der Getriebeeingangswelle 5 ist eine Reibkupplung 11 mit integriertem Drehschwingungsdämpfer vorgeschaltet. Diese könnte auch innerhalb des Wechselgetriebes 4 vorgesehen sein oder alternativ oder zusätzlich zu einem hydrodynamischen Anfahrelement, beispielsweise in Form einer hydrodynamischen Kupplung oder eines hydrodynamischen Wandlers (nicht dargestellt).The transmission input shaft 5 is a friction clutch 11 connected upstream with integrated torsional vibration damper. This could also be within the gearbox 4 be provided or alternatively or in addition to a hydrodynamic starting element, for example in the form of a hydrodynamic coupling or a hydrodynamic converter (not shown).

Die Hauptwelle 6 ist über ein Nachschaltgetriebe 12 mit der Getriebeausgangswelle 7 verbunden, um die Anzahl der durch die Vorgelegewelle 8 mit der Hauptwelle 6 abgebildeten Gangstufen zu verdoppeln.The main shaft 6 is via a secondary gearbox 12 with the transmission output shaft 7 connected to the number of through the countershaft 8th with the main shaft 6 to double the illustrated gear ratios.

Die Anbindung der Bremsenbaugruppe beziehungsweise des Bremsenpaktes aus hydrodynamischen Retarder 1 und elektrischer Maschine 2 erfolgt über eine Trennkupplung 13, die vorliegend eine Schaltmuffe 14 umfasst, die wahlweise mit dem Zahnrad 15, das mit dem ersten Ritzel 17 auf dem ersten Rotor 17 des hydrodynamischen Retarders 1 und dem zweiten Ritzel 18 auf dem zweiten Rotor 28 der elektrischen Maschine 2 kämmt, und dem Zahnrad 16, das zusammen mit dem Ritzel 19 auf der Vorgelegewelle 8 einen Rückwärtsgang ausbildet, verbindbar ist oder in eine Zwischenstellung ohne Triebverbindung verschiebbar ist.The connection of the brake assembly or the brake pact from hydrodynamic retarder 1 and electric machine 2 via a separating clutch 13 , the present case a shift sleeve 14 includes, optionally with the gear 15 that with the first sprocket 17 on the first rotor 17 of the hydrodynamic retarder 1 and the second pinion 18 on the second rotor 28 the electric machine 2 combs, and the gear 16 that together with the pinion 19 on the countershaft 8th forms a reverse gear, is connectable or is displaceable in an intermediate position without drive connection.

Gemäß der hier dargestellten Ausführungsform sind somit der hydrodynamische Retarder 1 und die elektrische Maschine 2 in Richtung des Antriebsleistungsflusses von der Getriebeeingangswelle 5 auf die Getriebeausgangswelle 7 hinter der Vorgelegewelle 8 und vor dem Nachschaltgetriebe 12 in das Wechselgetriebe 4 eingebunden. Dies bedeutet jedoch nicht zwingend, dass der hydrodynamische Retarder 1 und die elektrische Maschine 2 innerhalb des Gehäuses 3 positioniert sein müssen. Vielmehr kann auch eine Positionierung außen am Gehäuse 3 oder entfernt und außerhalb des Gehäuses 3 vorgesehen sein.According to the embodiment shown here are thus the hydrodynamic retarder 1 and the electric machine 2 in the direction of the drive power flow from the transmission input shaft 5 on the transmission output shaft 7 behind the countershaft 8th and before the secondary gearbox 12 in the gearbox 4 involved. However, this does not necessarily mean that the hydrodynamic retarder 1 and the electric machine 2 inside the case 3 must be positioned. Rather, a positioning outside of the housing can 3 or removed and outside the case 3 be provided.

Wenn die elektrische Maschine 2 ein kleineres maximales Drehmoment als der hydrodynamische Retarder 1 aufzunehmen vermag, ist es günstig, das zweite Ritzel 18 mit einem kleineren Durchmesser als das erste Ritzel 17 und somit anders als hier dargestellt mit einem vergleichsweise größeren Ritzel 18 auszuführen.When the electric machine 2 a smaller maximum torque than the hydrodynamic retarder 1 It is convenient to take the second pinion 18 with a smaller diameter than the first pinion 17 and thus different than shown here with a comparatively larger pinion 18 perform.

Durch die Anordnung der elektrischen Maschine 2 auf der anderen Seite des Zahnrades 15 radial entgegengesetzt zu dem hydrodynamischen Retarder 1 wird ein besonders großer Abstand zwischen beiden Maschinen erreicht mit einer damit verbundenen thermischen Trennung.By the arrangement of the electric machine 2 on the other side of the gear 15 radially opposite to the hydrodynamic retarder 1 will be a particularly large distance between Both machines achieved with an associated thermal separation.

Das Ausführungsbeispiel in der 2 entspricht weitgehend jenem der 1, jedoch Ist hier die Trennkupplung 13 zwischen dem Zahnrad 15 und der Getriebeausgangswelle 7 vorgesehen. Auch dient hier die Schaltmuffe 14 der Trennkupplung 15 nur dazu, in einem ersten Schaltzustand das Zahnrad 15 drehfest an der Getriebeausgangswelle 7 zu verriegeln und in einem zweiten Schaltzustand frei zu geben. Im Übrigen gilt das zu der 1 gesagte.The embodiment in the 2 corresponds largely to that of 1 , but here is the disconnect clutch 13 between the gear 15 and the transmission output shaft 7 intended. Also serves here the shift sleeve 14 the separating clutch 15 only to, in a first switching state, the gear 15 rotationally fixed to the transmission output shaft 7 to lock and release in a second switching state. Incidentally, this applies to the 1 said.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 ist die Bremsenbaugruppe, umfassend den hydrodynamischen Retarder 1 und die elektrische Maschine 2, über einen Nebenabtrieb 20 sekundärseitig im Wechselgetriebe 4 angeschlossen. Wie man sieht, wird die Getriebeeingangswelle 5 von einem Verbrennungsmotor 21 angetrieben, treibt über hier nicht näher dargestellte Schaltstufen die Getriebeausgangswelle 7 an, welche wiederum üblicherweise über einen Abtriebsflansch 22 und eine hier nicht dargestellte Kardanwelle Antriebsräder des Fahrzeugs (nicht dargestellt) antreibt.In the embodiment according to the 3 is the brake assembly comprising the hydrodynamic retarder 1 and the electric machine 2 , via a power take-off 20 Secondary side in the change gearbox 4 connected. As you can see, the transmission input shaft 5 from an internal combustion engine 21 driven, drives via gear shift not shown here, the transmission output shaft 7 which, in turn, usually via an output flange 22 and a propeller shaft (not shown) driving wheels of the vehicle (not shown) drives.

Die Ausgangswelle 7 steht über eine Hochtriebsstufe 23 in Triebverbindung mit dem Nebenabtrieb 20. Der Nebenabtrieb 20 ist über zwei zueinander verschiedene Übersetzungsstufen 24, 25 mit der Rotorwelle 26 verbindbar, die sowohl den ersten Rotor 27 der hydrodynamischen Bremse 1 als auch den zweiten Rotor 28 der elektrischen Maschine 2 trägt. Zur wahlweisen Schaltung der ersten Übersetzungsstufe 24 oder der zweiten Übersetzungsstufe 25 ist die Trennkupplung 13 zur Verbindung der Rotorwelle 26 entweder mit der ersten Übersetzungsstufe 24 oder mit der zweiten Übersetzungsstufe 25 schaltbar, beispielsweise mittels der dargestellten Schaltmuffe 14, die die Rotorwelle 26 entweder mit dem abtriebsseitigen Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe 24 oder mit dem abtriebsseitigen Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe 25 verbindet. Ferner ist die Trennkupplung 13 in einen weiteren Schaltzustand zur Abkopplung des hydrodynamischen Retarders 1 und der elektrischen Maschine 2 von der Leistungsübertragung des Wechselgetriebes 4 schaltbar, beispielsweise in einer Zwischenstellung axial zwischen den beiden Endstellungen, in denen die Schaltmuffe 14 mit jeweils einem abtriebsseitigen Zahnrad der Übersetzungsstufen 24, 25 drehfest verriegelt ist.The output shaft 7 is about a high-powered stage 23 in drive connection with the power take-off 20 , The power take-off 20 is about two different levels of translation 24 . 25 with the rotor shaft 26 connectable to both the first rotor 27 the hydrodynamic brake 1 as well as the second rotor 28 the electric machine 2 wearing. For optional switching of the first translation stage 24 or the second translation stage 25 is the disconnect clutch 13 for connecting the rotor shaft 26 either with the first translation stage 24 or with the second translation stage 25 switchable, for example by means of the illustrated shift sleeve 14 that the rotor shaft 26 either with the output-side gear of the first gear ratio 24 or with the driven-side gear of the second gear ratio 25 combines. Furthermore, the separating clutch 13 in another switching state for decoupling of the hydrodynamic retarder 1 and the electric machine 2 from the power transmission of the gearbox 4 switchable, for example, in an intermediate position axially between the two end positions in which the shift sleeve 14 each with a driven-side gear of the gear ratios 24 . 25 is locked against rotation.

Bei allen hier dargestellten Ausführungsformen kann vorgesehen werden, dass die elektrische Maschine 2 auch motorisch betreibbar ist, und somit den zweiten Rotor 28 aktiv antreibt, um Antriebsleistung in den Antriebsstrang einzuspeisen. Ferner ist es günstig, wenn die elektrische Maschine 2 zum Beschleunigen der dem Wechselgetriebe 4 hinsichtlich des Leistungsflusses abgewandten Kupplungshälfte der Trennkupplung 13 und insbesondere des ersten Rotors 27 des hydrodynamischen Retarders 1 herangezogen werden kann, um beide Kupplungshälften der Trennkupplung 13 mehr oder minder zu synchronisieren und dadurch die von der Trennkupplung 13 aufzubringende Schaltarbeit zu reduzieren oder eine nicht synchronisierte Trennkupplung verwenden zu können.In all embodiments shown here, it can be provided that the electric machine 2 is also operable by a motor, and thus the second rotor 28 actively drives to feed drive power into the drive train. Furthermore, it is favorable if the electric machine 2 to accelerate the change gear 4 with respect to the power flow remote coupling half of the separating clutch 13 and in particular of the first rotor 27 of the hydrodynamic retarder 1 can be used to both coupling halves of the separating clutch 13 to synchronize more or less, and thus by the separating clutch 13 To reduce switching work to be applied or to use an unsynchronized disconnect clutch.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: hydrodynamischer Retarderhydrodynamic retarder
22: elektrische Maschineelectric machine
33: Gehäusecasing
44: Wechselgetriebechange gear
55: Getriebeeinganswelletransmission input shaft
66: Hauptwellemain shaft
77: GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
88th: VorgelegewelleCountershaft
99: VorgelegewellenbremseCountershaft brake
1010: Zahnradsatzgearset
1111: Reibkupplungfriction clutch
1212: Nachschaltgetrieberange gear
1313: Trennkupplungseparating clutch
1414: Schaltmuffeshift sleeve
1515: Zahnradgear
1616: Zahnradgear
1717: erstes Ritzelfirst pinion
1818: zweites Ritzelsecond pinion
1919: Ritzelpinion
2020: NebenabtriebPTO
2121: Verbrennungsmotorinternal combustion engine
2222: Abtriebsflanschoutput flange
2323: HochtriebsstufeHigh drive stage
2424: Übersetzungsstufetranslation stage
2525: Übersetzungsstufetranslation stage
2626: Rotorwellerotor shaft
2727: erster Rotorfirst rotor
2828: zweiter Rotorsecond rotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009001146 A1 [0002, 0003]
DE 102004055821 A1 [0002, 0003]

Claims

Drive train of a motor vehicle 1.1 with an internal combustion engine ( 21 ); 1.2 with a hydrodynamic retarder ( 1 ) for wear-free braking of the drive train, comprising a first rotor ( 27 ); 1.3 with an electric machine ( 2 ) for wear-free braking of the drive train, comprising a second rotor ( 28 ); 1.4 with at least one separating clutch ( 13 ), by means of which both rotors ( 27 . 28 ) can be decoupled from the power transmission in the drive train; characterized in that 1.5 both rotors ( 27 . 28 ) separated from each other via a common power interface on the separating clutch ( 13 ) are connected.

Drivetrain according to claim 1, characterized in that the power interface by a gear ( 15 ) formed with one with the first rotor ( 27 ) or second rotor ( 28 ) in drive connection, in particular on this arranged pinion ( 17 . 18 ) meshes with the other rotor ( 27 . 28 ) in particular coaxial with the gear ( 15 ) and rotationally fixed is arranged with this.

Drivetrain according to claim 1, characterized in that the power interface by a gear ( 15 ) formed with a first pinion ( 17 ) and a parallel thereto in the power flow second pinion ( 18 ) is in drive connection, wherein the first pinion ( 17 ) in drive connection with the first rotor ( 27 ) and in particular is supported by this and the second pinion ( 18 ) in drive connection with the second rotor ( 28 ) and in particular is supported by this.

Drive train according to claim 3, characterized in that the first pinion ( 17 ) and the second pinion ( 18 ) with the gear ( 15 ) combs.

Drive train according to claim 4, characterized in that the first pinion ( 17 ) and the second pinion ( 18 ) in the circumferential direction of the gear ( 15 ) are arranged on opposite sides or offset by 90 degrees or more.

Drive train according to one of claims 2 to 5, characterized in that the drive train is a the internal combustion engine ( 21 ) in the power flow downstream transmission, in particular change gear ( 4 ), and the gear ( 15 ) is arranged on a transmission shaft in order, by means of the separating clutch ( 13 ) is switchable in and out of a drive connection with the transmission shaft.

Drive train according to claim 6, characterized in that the separating clutch ( 13 ) a sliding in the axial direction of the transmission shaft shift sleeve ( 14 ).

Drive train according to one of claims 6 or 7, characterized in that the transmission shaft, a transmission input shaft ( 5 ), which by means of the internal combustion engine ( 21 ), a transmission output shaft ( 7 ), which have gear sets ( 10 ) various translations with the transmission input shaft ( 5 ) is switchable in drive connection, a main shaft of the transmission ( 6 ) coaxial with the transmission input shaft ( 5 ) and / or transmission output shaft ( 7 ) is a countershaft ( 8th ) or a power take-off shaft ( 20 ).

Drive train of a motor vehicle 9.1 with an internal combustion engine ( 21 ); 9.2 with a hydrodynamic retarder ( 1 ) for wear-free braking of the drive train, comprising a first rotor ( 27 ); 9.3 with an electric machine ( 2 ) for wear-free braking of the drive train, comprising a second rotor ( 28 ); 9.4 with at least one separating clutch ( 13 ), by means of which both rotors ( 27 . 28 ) can be decoupled from the power transmission in the drive train; characterized in that 9.5 both rotors ( 27 . 28 ) via mutually different translations or together via one of several mutually different selectively switchable translations on the separating clutch ( 13 ) are connected.

Drive train according to claim 9, characterized in that both rotors ( 27 . 28 ) are positioned coaxially to each other and in particular rotatably connected to each other.