DE102014010349B4 - Motor vehicle with a starter generator - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug, umfassend eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle sowie einen Startergenerator, die über einen ein Zugmittel umfassenden Zugmitteltrieb miteinander bewegungsgekoppelt sind, wobei das Zugmittel (6) die Kurbelwelle (3) und den Startergenerator (4) direkt oder über ein in den Zugmitteltrieb (7) integriertes und mit dem Zugmittel (6) rotativ gekoppeltes Element (14) derart bewegungskoppelt, dass die Drehrichtung von Kurbelwelle (3) und Startergenerator (4) entgegengesetzt ist.Motor vehicle, comprising an internal combustion engine with a crankshaft and a starter generator, which are coupled to each other via a traction means comprising a traction mechanism, wherein the traction means (6) the crankshaft (3) and the starter generator (4) directly or via a in the traction drive (7) integrated and with the traction means (6) rotatably coupled element (14) coupled in such a manner that the direction of rotation of the crankshaft (3) and starter generator (4) is opposite.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle sowie einen Startergenerator, die über einen ein Zugmittel umfassenden Zugmitteltrieb miteinander bewegungsgekoppelt sind.The invention relates to a motor vehicle, comprising an internal combustion engine with a crankshaft and a starter generator, which are coupled to one another via a traction mechanism comprising a traction means.
Zum Starten eines Kraftfahrzeuges wird üblicherweise ein Startergenerator verwendet, über den aktiv die Kurbelwelle angetrieben wird, bis die Brennkraftmaschine anspringt und selbst arbeitet. Der Startermotor ist dabei häufig achsparallel zur Kurbelwelle angeordnet und kämmt über ein Abtriebsritzel mit einem Zahnkranz der Kurbelwelle. Aufgrund dieser direkten Kopplung über die metallenen Ritzel ist beim Anlassen ein gewisses Startgeräusch gegeben. Da dies ungewünscht ist, ist es ferner bekannt, zur Verringerung dieses Startgeräusches den Startergenerator in einen Zugmitteltrieb zu integrieren, ihn also indirekt mit der Kurbelwelle über das Zugmittel, üblicherweise einen Riemen, zu koppeln. Hier besteht also keine direkte, metallische Ritzelverbindung zwischen Kurbelwelle und Startergenerator, weshalb das Startgeräusch wesentlich angenehmer ist. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Drehrichtung der Abtriebswelle des Startergenerators und die Drehrichtung der Kurbelwelle gleich ist, so dass sich die Drehmomente, die an der Motorlagerung abgestützt werden, addieren. Dies führt zu einer unangenehmen Schüttelbeanspruchung der gesamten Karosserie, an der der Motor respektive die Brennkraftmaschine über die entsprechende Motorlagerung angeordnet ist.For starting a motor vehicle, a starter generator is usually used, over which the crankshaft is actively driven until the internal combustion engine starts and works itself. The starter motor is often arranged axially parallel to the crankshaft and meshes via an output pinion with a ring gear of the crankshaft. Due to this direct coupling via the metal sprockets, a certain starting noise is given during starting. Since this is undesirable, it is also known to reduce the start noise to integrate the starter generator in a traction drive, so indirectly to couple it with the crankshaft on the traction means, usually a belt. So here there is no direct, metallic pinion connection between crankshaft and starter generator, which is why the starting noise is much more pleasant. The disadvantage here, however, is that the direction of rotation of the output shaft of the starter generator and the direction of rotation of the crankshaft is the same, so that the torques that are supported on the engine mount, add. This leads to an unpleasant shaking stress on the entire body, on which the engine or the internal combustion engine is arranged via the corresponding engine mount.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Kraftfahrzeug anzugeben, das demgegenüber verbessert ist und zum einen ein Anlassen mit minimalen Startgeräusch ermöglicht, und zum anderen eine entsprechende Schüttelbeanspruchung vermeidet.The invention is therefore based on the problem to provide a motor vehicle, which in contrast is improved and on the one hand allows for starting with minimal start-up noise, and on the other hand avoids a corresponding shaking stress.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen.To solve this problem, a motor vehicle according to the invention with the features of claim 1 is provided.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Kurbelwelle und den Startergenerator, also dessen Abtriebswelle, derart miteinander zu koppeln, dass die Drehrichtungen von Kurbelwelle und Startergenerator respektive dessen Abtriebswelle entgegengesetzt sind. Es ergeben sich folglich separate Drehmomente, die entgegengesetzt gerichtet sind, und die sich mithin weitgehend oder vollständig aufheben, so dass eine geringere Motorlagerbelastung im Anlassfall gegeben ist. Es kommt zu keiner Schüttelbeanspruchung der Karosserie. Gleichzeitig ist das Startgeräusch gering, da Kurbelwelle und Startergenerator über das Zugmittel gekoppelt sind.According to the invention, the crankshaft and the starter generator, that is to say the output shaft thereof, are coupled together in such a way that the directions of rotation of the crankshaft and starter generator, respectively, are opposite to the output shaft thereof. Consequently, separate torques result, which are directed in opposite directions, and which therefore largely or completely cancel each other out, so that a lower engine bearing load is provided in the case of use. There is no shaking stress on the body. At the same time the starting noise is low because the crankshaft and starter generator are coupled via the traction means.
Sind die Kurbelwelle und der Startergenerator gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform direkt über das Zugmittel gekoppelt, so läuft das Zugmittel, also bevorzugt der Riemen über eine an der Kurbelwelle und über eine am Startergenerator angeordnete Zugmittelscheibe, wobei das Zugmittel mit seiner Innenseite an der kurbelwellenseitigen Zugmittelscheibe und mit der Außenseite an der generatorseitigen Zugmittelscheibe anliegt. Das Zugmittel ist also so geführt, dass die Seite, mit der es an der kurbelwellenseitigen Zugmittelscheibe und die Seite, mit der es an der generatorseitigen Zugmittelscheibe anliegt, wechselt respektive unterschiedlich ist. Dies führt dazu, dass die Kurbelwelle und der Startergenerator respektive dessen Abtriebswelle entgegengesetzt drehen. Selbstverständlich sind die jeweiligen Zugmittelscheiben entsprechend der Geometrie der Innen- und der Außenseite des Zugmittels ausgelegt, um eine optimale Kraftübertragung zwischen der jeweiligen Welle und dem Zugmittel über die jeweilige Scheibe zu ermöglichen. Dabei ist natürlich auch eine Umkehrung der Anlageseiten insofern möglich, als das Zugmittel auch mit seiner Außenseite an der kurbelwellenseitigen Zugmittelscheibe und mit seiner Innenseite an der generatorseitigen Zugmittelscheibe anliegen kann.If the crankshaft and the starter generator according to an embodiment not according to the invention coupled directly to the traction means, the traction means, so preferably the belt via a arranged on the crankshaft and a starter generator pulley, wherein the traction means with its inside on the crankshaft side pulley and rests with the outside on the generator-side pulley. The traction means is thus guided so that the side with which it on the crankshaft side pulley and the side with which it rests on the generator-side pulley, changes or is different. As a result, the crankshaft and the starter generator respectively rotate their output shaft in opposite directions. Of course, the respective Zugmittelscheiben are designed according to the geometry of the inner and the outer side of the traction means to allow optimum power transmission between the respective shaft and the traction means on the respective disc. In this case, of course, a reversal of the plant sides is possible insofar as the traction means can rest with its outside on the crankshaft side pulley and with its inside on the generator side pulley.
Um diese unterschiedliche Anlage an den beiden Zugmittelscheiben zu ermöglichen ist zweckmäßigerweise wenigstens eine Umlenkrolle oder wenigstens eine weitere Zugmittelscheibe, über die ein Nebenaggregat in den Zugmitteltrieb eingebunden ist, in den Trieb integriert. Über diese Umlenkrolle respektive Zugmittelscheibe wird sichergestellt, dass eine entsprechende Umlenkung respektive Schlaufung des Zugmittels in der erfindungsgemäßen Weise möglich ist.In order to enable this different system to the two Zugmittelscheiben is expediently at least one deflection roller or at least one further pulley, via which an accessory is integrated into the traction mechanism integrated in the drive. About this guide pulley respectively pulley is ensured that a corresponding deflection respectively looping of the traction means in the manner according to the invention is possible.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Kurbelwelle und den Startergenerator über ein in den Zugmitteltrieb integriertes und über das Zugmittel rotativ betätigtes Element bewegungs zu koppeln. Erfindungsgemäß ist das Element ein Planetengetriebe, das am Startergenerator angeordnet ist. Über ein solches Planetengetriebe ist eine Drehrichtungsumkehr am Startergenerator realisierbar, auch wenn das Zugmittel an der Kurbelwelle und am Planetengetriebe mit der jeweils gleichen Seite, üblicherweise natürlich der Innenseite, anliegt.According to the invention, the crankshaft and the starter generator via a train in the traction drive integrated and coupled via the traction means rotatably actuated element to move. According to the invention, the element is a planetary gear which is arranged on the starter generator. About such a planetary gear a reversal of rotation on the starter generator can be realized, even if the traction means on the crankshaft and the planetary gear with the same side, usually of course the inside, is applied.
Das Planetengetriebe kann dabei ein vom Zugmittel umschlungenes innenverzahntes Hohlrad und mehrere außenverzahnte, mit dem Hohlrad kämmende Planetenräder umfassen, wobei die Planetenräder an einem Gehäuse des Startergenerators drehgelagert sind und mit einer außenverzahnten Antriebswelle des Startergenerators kämmen. Infolge der Drehlagerung der Planetenräder am Generatorgehäuse kann auf einfache Weise die entsprechende Drehrichtungsumkehr realisiert werden.The planetary gear may include an internally toothed ring gear surrounded by the traction means and a plurality of externally toothed, meshing with the ring gear planetary gears, wherein the planet gears are rotatably mounted on a housing of the starter generator and mesh with an externally toothed drive shaft of the starter generator. As a result of the rotational mounting of the planet gears on the generator housing, the corresponding direction of rotation reversal can be realized in a simple manner.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Hohlrad über ein Wälz- oder Gleitlager an der Abtriebswelle des Startergenerators gelagert ist. Hierüber können etwaige Querkräfte abgefangen respektive abgestützt werden. Bevorzugt wird hierbei ein Kugel- oder Rollenlager verwendet.Furthermore, it is expedient if the ring gear is mounted on a rolling or sliding bearing on the output shaft of the starter generator. This allows any lateral forces to be intercepted or supported. Preferably, a ball or roller bearing is used here.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. Showing:
Wie
Das Planetengetriebe
Eine Rotation der Abtriebswelle
Ersichtlich ist das Hohlrad
Auch bei dieser Anordnung ergibt sich die erfindungsgemäß vorgesehene Drehrichtungsumkehr zwischen Abtriebswelle
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