DE102014114769A1

DE102014114769A1 - Kraftfahrzeug-Antriebsstrang

Info

Publication number: DE102014114769A1
Application number: DE102014114769.3A
Authority: DE
Inventors: Günter Rühle; Christian Abele; Dennis Plitt; Eberhard Schätzle
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2016-04-14
Also published as: WO2016058734A1

Abstract

Antriebsstrang (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsmotor (12), dessen Antriebsleistung über einen Leistungspfad (22) auf angetriebene Räder (20) führbar ist, und mit einem mechanischen KERS-Speicher (24), der über eine KERS-Kupplungsanordnung (26) mit dem Leistungspfad (22) verbindbar ist. Dabei weist die KERS-Kupplungsanordnung (26) einen hydrodynamischen Kennungswandler (30) auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsmotor, dessen Antriebsleistung über einen Leistungspfad auf angetriebene Räder führbar ist, und mit einem mechanischen KERS-Speicher, der über eine KERS-Kupplungsanordnung mit dem Leistungspfad verbindbar oder verbunden ist.
Auf dem Gebiet der Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge unterscheidet man generell zwischen klassischen Antriebssträngen mit Verbrennungsmotor, Hybrid-Antriebsantriebssträngen, die einen Verbrennungsmotor und einen elektrischen Antriebsmotor aufweisen, sowie elektrischen Antriebssträngen, die ausschließlich einen Elektromotor als Antriebsmotor aufweisen. Zum Betrieb des Elektromotors als Antriebsmotor sind Energiespeicher vorgesehen, die in der Regel als Akkumulatoren oder Kondensatoren ausgebildet sind, jedoch auch wasserstoffbasiert sein können, beispielsweise in Verbindung mit einer Brennstoffzelle.
Bei all diesen Antriebssträngen kann ein Bedarf danach bestehen, kinetische Energie während eines Bremsvorganges eines Fahrzeugs zumindest kurzfristig zwischenzuspeichern, um diese Energie zu einem späteren Zeitpunkt als Antriebsenergie bereitstellen zu können. In Antriebssträngen mit einer elektrischen Maschine ist es bekannt, diese bei einem Bremsvorgang als Generator zu betreiben, wobei die aus der kinetischen Bremsenergie gewonnene elektrische Leistung beispielsweise zum Aufladen von Akkumulatoren verwendbar ist. Eine solche Art der kinetischen Energierückgewinnung wird auch als elektrisches KERS (Kinetic Energy Recovery System) bezeichnet.
Elektromechanische KERS-Systeme mit sehr hohem Wirkungsgrad verwenden dabei elektrische Maschinen im Generatorbetrieb bei relativ hohen Drehzahlen. Der Rotor eines solchen Generators kann hierbei auch als Schwungrad dienen, was in der Regel bedingt, dass sich der Rotor von dem Leistungspfad abkoppeln lässt. Die in einem solchen Rotor gespeicherte kinetische Energie kann dabei je nach Bedarf entweder wieder unmittelbar in kinetische Antriebsenergie umgewandelt werden, kann jedoch auch in elektrische Energie umgewandelt werden, indem der Generator von einem Leerlaufbetrieb in einen Ladebetrieb übergeht. Hierbei können beispielsweise Akkumulatoren oder auch Hochleistungskondensatoren aufgeladen werden.
Eine dem Grunde nach sehr alte Art der Rückgewinnung von kinetischer Antriebsenergie ist ein so genanntes mechanisches KERS, wobei ein rotierendes Schwungradsystem als Zwischenspeicher verwendet wird. Gegenüber elektrischen und elektromechanischen KERS-Systemen wird dieses System heutzutage wieder als interessant erachtet, da die Lebensdauer quasi unbegrenzt ist, jedenfalls im Vergleich zu elektrischen Speichern wie Akkumulatoren und Kondensatoren, die in der Regel mit der Zeit degradieren, häufig in Abhängigkeit von der Anzahl der durchgeführten Lade- und Entladezyklen.
Aus dem Dokument DE-C-891503 ist ein Omnibus-Antrieb unter Verwendung eines Schwungmassenkreisels bekannt. Der Antrieb soll insbesondere dann sinnvoll sein, wenn der Omnibus häufigen Geschwindigkeitswechseln ausgesetzt ist. Der Antrieb beinhaltet einen mit mechanischer Energie aufladbaren Schwungmassenkreisel. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang einen Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor kann den Omnibus über eine Strömungskupplung oder einen hydraulischen Wandler, ein Wechselgetriebe und eine Gelenkwelle antreiben. Ein mit senkrechter Achse angeordneter Schwungmassenkreisel ist über ein Kegelradgetriebe und eine hydraulische Kupplung bzw. einen Wandler mit dem Getriebe verbunden. Durch wechselweises oder gleichzeitiges Einschalten der Kupplungen bzw. Wandler kann das Fahrzeug entweder von dem Verbrennungsmotor oder von dem Schwungmassenkreisel bzw. gleichzeitig von beiden angetrieben werden. Gegebenenfalls kann zwischen Motor und Getriebe eine Freilaufkupplung zwischengeschaltet sein. Die Energieaufnahme des Schwungmassenkreisels erfolgt entweder durch Erhöhen der Antriebsleistung des Verbrennungsmotors oder durch Beschleunigung des Kreisels aus Bremsenergie.
Aktuellere Konzepte zur Verwendung eines solchen Schwungmassenspeichers beinhalten in der Regel ein stufenloses Getriebe (CVT), das zwischen Schwungmassenspeicher und Antriebsstrang (beispielsweise Fahrzeuggetriebe) angeschlossen werden kann. Bei einem derartigen bekannten Antriebsstrang ( DE 10 2007 033 577 A1 ) beinhaltet die Anbindung des Schwungmassenspeichers an den Leistungspfad ferner eine Trennkupplung. Durch das stufenlose Getriebe soll es möglich sein, den Schwungmassenspeicher auf hohe Drehzahlen von mindestens 30.000 UpM, bevorzugt 60.000 UpM auszulegen. Dies soll es ermöglichen, den Schwungmassenspeicher baulich kompakt zu realisieren. Die Trennkupplung kann vorgesehen sein, um Schleppverluste zu vermeiden bzw. eine Standabkopplung realisieren zu können.
Ein weiteres mechanisches KERS-System mit einem stufenlosen Getriebe ist aus dem Dokument DE 10 2010 062 789 A1 bekannt. Das stufenlose Getriebe bzw. ein Variator anderer Art soll dazu verwendet werden, um Antriebsleistung eines Elektromotors und Antriebsleistung aus einem Schwungmassenspeicher geeignet zu summieren.
Das Dokument DE 10 2010 009 405 A1 offenbart ein elektromechanisches KERS-System, bei dem ein elektrischer Läufer mit einer Welle eines Kraftfahrzeuges mechanisch gekoppelt ist und bei dem ein Schwungmassenkörper bei Bedarf magnetisch mit dem Läufer direkt koppelbar ist.
Das Dokument DE 32 24 982 A1 offenbart einen weiteren Antriebsstrang, bei dem Antriebsleistung eines Verbrennungsmotors und Antriebsleistung aus einem Schwungradspeicher über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler sowie eine Freilaufvorrichtung überlagerbar sind.
Ein Antriebsstrang mit einem Schwungmassenspeicher und einer KERS-Kupplungsanordnung zur Anbindung des Schwungmassenspeichers an einen Leistungspfad ist aus dem Dokument WO 2011/080512 A1 bekannt. Die hier verwendete KERS-Kupplungsanordnung beinhaltet einen speicherseitigen Radsatz und einen leistungspfadseitigen Radsatz. Der speicherseitige Radsatz und der leistungspfadseitige Radsatz sind über wenigstens zwei Lamellenkupplungen miteinander gekoppelt, die mittels geeigneter Aktuatoren betätigbar sind. Über die Radsätze wird der Leistungspfad, je nach eingeschalteter Kupplung, mit unterschiedlicher Übersetzung mit dem Schwungmassenspeicher verbunden. Eine der Übersetzungen kann für das Laden des Schwungmassenspeichers verwendet werden, die andere Übersetzung für das Entladen des Schwungmassenspeichers.
Die mehrfachen Kupplungen können jedoch auch in unterschiedlichen Übersetzungen jeweils zum Laden oder Entladen verwendet werden. Die als Lamellenkupplungen ausgebildeten Kupplungen können als Lastschaltkupplungen ausgebildet sein, so dass Übergänge von einer zur anderen Kupplung ohne Kraftunterbrechung durchgeführt werden können.
Der leistungspfadseitige Radsatz wird vorzugsweise mit der Eingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes verbunden. Die Reibkupplungen sind normalerweise offene Kupplungen.
Zur Verbesserung der Effizienz des Schwungmassenspeichers ist es bekannt, ein solches Schwungrad in einem Gehäuse anzuordnen und das Gehäuse über eine Vakuumpumpe zu evakuieren, um aerodynamische Verluste auf einem Minimum zu halten. Eine hierzu verwendbare Vakuumpumpe ist beispielsweise in dem Dokument DE 196 20 368 C1 offenbart.
Das Dokument DE 199 23 154 B4 betrifft schließlich ein hydraulisches Betätigungssystem für ein automatisiertes Getriebe, wobei eine Pumpe kraftübertragend mit einem Antriebsmotor oder Getriebe des Fahrzeugs über einen mechanischen Antrieb und über einen Freilaufmechanismus verbunden ist, wobei die Pumpe zudem kraftübertragend mit einem Elektromotor verbunden ist. Der mechanische Antrieb und der Elektromotor sind an einer gemeinsamen Antriebswelle der Pumpe angeschlossen.
Zur Betätigung der oben beschriebenen KERS-Kupplungsanordnungen ist es generell möglich, elektrische, pneumatische oder hydraulische Aktuatoren zu verwenden. Im Falle von hydraulischen Aktuatoren ist es auch bekannt, ein Hydraulikfluid sowohl zur Aktuierung als auch zur Kühlung von Kupplungen, insbesondere Reibkupplungen, zu verwenden.
Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Kraftfahrzeug-Antriebsstrang anzugeben.
Die obige Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Antriebsstrang dadurch gelöst, dass die KERS-Kupplungsanordnung einen hydrodynamischen Kennungswandler aufweist.
Ein hydrodynamischerKennungswandler kann in Form eines Getriebes zur Drehmoment- und Drehzahlwandlung ausgebildet sein oder kann in Form einer Kupplung zur Drehzahlwandlung ausgebildet sein. Der Begriff des hydrodynamischen Kennungswandlers ist vorliegend gleichzusetzen mit dem Begriff des hydrodynamischen Getriebes, so dass ein hydrodynamisches Getriebe auch als reine Kupplung ausschließlich zur Drehzahlwandlung ausgebildet sein kann. Ein solches hydrodynamisches Getriebe kann sowohl stufenlose Getriebe wie Volltoroidgetriebe, Schubgliedergetriebe etc., aber auch fluidgekühlte Lamellenkupplungen ersetzen. Der Antriebsstrang kann dabei die erforderlichen Übersetzungen zum Laden und Entladen des KERS-Speichers auf ideale Weise einstellen. Auch kann eine Strömungskupplung bei hohen Drehzahlen, insbesondere Differenzdrehzahlen von Primärteil und Sekundärteil, Anwendung finden. Insgesamt kann auch wenigstens einer der folgenden Vorteile erzielt werden: geringer Bauraum, geringes Gewicht, guter Übertragungswirkungsgrad und/oder geringe Kosten.
Der Antriebsstrang kann als rein elektrischer Antriebsstrang ausgebildet sein, ist jedoch vorzugsweise ein Antriebsstrang, bei dem ein Antriebsmotor durch einen Verbrennungsmotor gebildet ist. Der Antriebsstrang kann zusätzlich einen Elektromotor beinhalten, um einen Hybrid-Antriebsstrang zu bilden.
Der KERS-Speicher weist vorzugsweise wenigstens ein Schwungrad auf. Das Schwungrad ist vorzugsweise auf eine Maximaldrehzahl von wenigstens 10.000 UpM ausgelegt, insbesondere wenigstens 20.000, vorzugsweise wenigstens 30.000 UpM. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Maximaldrehzahl wenigstens 60.000 UpM beträgt.
Der Durchmesser des Schwungrades kann kleiner sein als 500 mm. Das Schwungrad kann in einem Speichergehäuse aufgenommen sein, das evakuierbar ist.
Die Verbindung der KERS-Kupplungsanordnung mit dem Leistungspfad kann insbesondere am Eingang eines Stufengetriebes erfolgen. Die Verbindung kann unmittelbar am Fahrzeug erfolgen, kann jedoch auch indirekt über die Fahrbahn erfolgen. Im letzteren Fall könnte beispielsweise ein Antriebsmotor eine Achse eines Fahrzeugs antreiben, und der KERS-Speicher könnte im Bereich einer anderen Achse des Kraftfahrzeuges angeordnet sein und von dieser angetrieben werden bzw. diese antreiben.
Sofern der KERS-Speicher an einen Eingang eines Stufengetriebes angeschlossen ist, können die Übersetzungen des Stufengetriebes (Gangstufen) dazu verwendet werden, um den Betrieb des KERS-Speichers beim Aufladen und beim Entladen zu optimieren, so dass dieser beispielsweise beim Laden möglichst schnell auf hohe Drehzahlen gebracht werden kann.
Sofern der Antriebsstrang einen Verbrennungsmotor, eine Reibkupplungsanordnung und ein Stufengetriebe aufweist, so kann eine Hydraulikanordnung vorzugsweise auch dazu verwendet werden, um beispielsweise die Reibkupplungsanordnung zu betätigen und/oder das Stufengetriebe zu betätigen (im letzteren Fall beispielsweise Gangstufen ein- und auszulegen).
Ferner kann die Hydraulikanordnung gegebenenfalls zum Kühlen verwendet werden, und zwar von den oben genannten Komponenten des Antriebsstranges oder von weiteren Komponenten, wie beispielsweise einer elektrischen Maschine.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
Das hydrodynamische Getriebe kann ein Drehmomentwandler, wie ein Trilok-Wandler sein.
Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn das hydrodynamische Getriebe eine Strömungskupplung aufweist.
Im Gegensatz zu anderen hydrodynamischen Getrieben weist eine Strömungskupplung vorzugsweise nur zwei Räder zur hydrodynamischen Kopplung auf, die in der Regel als Primärteil und Sekundärteil bzw. Pumpe und Turbine bezeichnet werden. Derartige Strömungskupplungen sind kostengünstig herstellbar, sind robust und haben eine lange Lebensdauer.
Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Strömungskupplung als Stellkupplung ausgebildet ist, deren Übertragungsverhalten einstellbar ist.
Das einstellbare Übertragungsverhalten kann insbesondere das Verhalten hinsichtlich der Übertragung von Drehmoment und/oder hinsichtlich der Relativdrehzahlen zwischen Primärteil und Sekundärteil sein. Die Einstellung kann insbesondere erfolgen, indem der Füllgrad der Strömungskupplung einstellbar ist.
Eine solche Strömungskupplung, die vorzugsweise stauraumfrei ist, kann in ähnlicher Weise hinsichtlich ihres Drehmoment/Drehzah-Übertragungsverhaltens eingestellt werden wie eine nasslaufende Lamellenkupplung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Füllgrad der Strömungskupplung einstellbar, wobei ein Befüllanschluss der Strömungskupplung direkt mit einem Druckanschluss einer elektromotorisch angetriebenen KERS-Pumpe verbunden ist, so dass der Füllgrad durch Einstellen der Drehzahl der KERS-Pumpe regelbar ist.
Zwar ist es generell auch denkbar, den Füllgrad der Strömungskupplung unter Verwendung einer Fluidversorgungseinrichtung zu regeln, die einen Druck mittels proportional wirkender Druckregelventile einstellt. Solche Proportionalventile haben jedoch sehr hohe Anforderungen hinsichtlich der Reinheit bei der Montage.
Die Regelung des Füllgrades durch Einstellen der Drehzahl der KERS-Pumpe hat zudem den Vorteil, dass auf der Grundlage der Kenntnis der Drehzahl der Pumpe relativ leicht auf den geförderten Volumenstrom abgestellt werden kann.
Demzufolge kann der Füllgrad vergleichsweise leicht geregelt werden. Zudem erfordert diese Art von Befüllung keine hohen Anforderungen bei der Montage.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Strömungskupplung einen Entleerungsanschluss auf, der mit einem Niederdruckbereich verbunden oder verbindbar ist.
Der Entleerungsanschluss hat dabei vorzugsweise einen kleineren Querschnitt als ein Befüllanschluss und kann für sich genommen (oder, wenn mehrere Entleerungsanschlüsse über den Umfang verteilt sind, zusammengenommen) die Wirkung einer Drossel oder Blende haben.
Bei der Regelung des Füllgrades der Strömungskupplung kann der Querschnitt der Entleerungsöffnung (oder der Entleerungsöffnungen) in die Berechnung mit einbezogen werden, derart, dass der Füllgrad eine Funktion der Drehzahl der Pumpe und der Drosselfunktion des Entleerungsanschlusses ist.
Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist der Antriebsstrang eine Kupplungsanordnung und/oder eine Getriebeanordnung auf, die mit einer Hydraulikanordnung betrieben wird bzw. betrieben werden, wobei das hydrodynamische Getriebe mit derselben Hydraulikanordnung betrieben wird.
Durch diese Maßnahme kann beispielsweise auf einen separaten Fluidhaushalt verzichtet werden. Die Kupplungsanordnung und die Getriebeanordnung können vorzugsweise durch ein Doppelkupplungsgetriebe gebildet sein, wobei die Kupplungsanordnung beispielsweise als nasslaufende Doppelkupplungsanordnung ausgebildet sein kann, die mit ATF-Öl betätigt und gekühlt wird. Die Getriebeanordnung kann mit einem anderen Fluid zu Schmierungszwecken gefüllt sein, beispielsweise Hypoidöl.
Das hydrodynamische Getriebe wird vorzugsweise mit dem gleichen Fluid betrieben wie die nasslaufende Doppelkupplung.
Die Reibkupplungen dieser Doppelkupplung können durch so genannte Pumpenaktuatoren betätigt werden. Ein Pumpenaktuator regelt den Druck, der mittels eines Aktuators auf eine Reibkupplung ausgeübt wird, ebenfalls nicht mittels eines Proportionalventils. Vielmehr ist ein Druckanschluss einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe direkt mit dem Aktuator verbunden, so dass der von der Pumpe bereitgestellte Druck durch Einstellung der Drehzahl des Elektromotors regelbar ist.
Demzufolge kann die Aktuierung des hydrodynamischen Getriebes der KERS-Kupplungsanordnung mit ähnlichen Komponenten erfolgen wie sie zur Betätigung der getriebeeingangsseitigen Reibkupplungsanordnung verwendet werden, so dass sich Kostenreduzierungen ermöglichen lassen.
Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist das hydrodynamische Getriebe ein Primärteil (auch als Pumpe bezeichnet) und ein Sekundärteil (auch als Turbine bezeichnet) auf, die hydrodynamisch miteinander gekoppelt sind, wobei das Primärteil mit einem KERS-Rad eines leistungspfadseitigen KERS-Radsatzes verbunden ist und wobei das Sekundärteil mit einem KERS-Rad eines speicherseitigen KERS-Radsatzes verbunden ist.
Bei dieser Ausgestaltung kann die KERS-Kupplungsanordnung auf einfache Weise, vorzugsweise durch Radsätze in Stirnradbauweise, an den KERS-Speicher einerseits und an den Leistungspfad des Antriebsstranges andererseits angekoppelt werden.
Auf der Leistungspfadseite kann diese Art der Anbindung dabei insbesondere über ein Gang-Rad eines Gang-Radsatzes einer Getriebeanordnung des Antriebsstranges erfolgen, beispielsweise an ein Gang-Rad eines Radsatzes eines Teilgetriebes eines Doppelkupplungsgetriebes. Das Teilgetriebe, an das der KERS-Speicher auf diese Weise angebunden ist, ist vorzugsweise jenes, das ungerade Gangstufen aufweist, so dass eine große Anzahl von Übersetzungen mit einer möglichst hohen Spreizung zur Einstellung von Betriebspunkten verwendbar ist, und zwar zum Laden des KERS-Speichers einerseits und zum Entladen des KERS-Speichers andererseits. Das Doppelkupplungsgetriebe weist dabei vorzugsweise wenigstens sieben Vorwärtsgangstufen auf, so dass für die Anbindung des KERS-Speichers vorzugsweise sowohl die Vorwärtsgangstufe 1 als auch die Vorwärtsgangstufe 7 zur Verfügung stehen.
Ferner ist es insgesamt bevorzugt, wenn das hydrodynamische Getriebe ein Primärteil und ein Sekundärteil aufweist, wobei das hydrodynamische Getriebe ferner ein Koppelgehäuse aufweist, das mit dem Primärteil oder mit dem Sekundärteil verbunden ist.
Bei dieser Ausführungsform bildet das mit dem Koppelgehäuse verbundene Teil ein Außenteil des hydrodynamischen Getriebes, das im Betrieb umläuft. Die Strömungskupplung ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise innerhalb eines geschlossenen Antriebsstranggehäuses aufgenommen. An dem Koppelgehäuse befindet sich vorzugsweise radial außen wenigstens ein Entleerungsanschluss.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Entleerung derart, dass das Hydraulikfluid im Inneren des Koppelgehäuses im Betrieb aufgrund von Zentrifugalkräften radial nach außen aus dem Entleerungsanschluss (oder den Entleerungsanschlüssen, die vorzugsweise über den Umfang des Koppelgehäuses verteilt angeordnet sind) herausgedrückt wird. Bei dieser Ausführungsform kann die Strömungskupplung im Wesentlichen vollständig entleert werden, wenn kein weiteres Fluid über den Befüllanschluss zugeführt wird. Demzufolge kann die Strömungskupplung dann, wenn sie nicht in den Leistungsfluss geschaltet ist, im Wesentlichen schleppmomentfrei mitlaufen. Hierdurch kann der Wirkungsgrad der KERS-Kupplungsanordnung gesteigert werden.
Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn das hydrodynamische Getriebe ein Primärteil und ein Sekundärteil aufweist, wobei das Primärteil oder das Sekundärteil mit einer Welle verbunden ist, die einen Axialkanal aufweist, der mit einem das Primärteil und das Sekundärteil koppelnden Koppelraum und mit einem Befüllanschluss zum Befüllen des Koppelraumes verbunden ist.
Bei dieser Ausführungsform kann das Fluid zum Befüllen des hydrodynamischen Getriebes auf konstruktiv einfache Art und Weise zugeführt werden, wobei der Koppelraum hierbei insbesondere von radial innen über den Axialkanal der Welle befüllt wird.
Bei einem radial außen an einem Koppelgehäuse liegenden Entleerungsanschluss ergibt sich folglich im Betrieb eine ständige Fluidströmung von radial innen nach radial außen.
Dies hat ferner den Vorteil, dass das im Betrieb erwärmende Hydraulikfluid immer wieder abgeführt wird, so dass es gekühlt werden kann. Demzufolge wird hierdurch auch ein gutes Thermomanagement des hydrodynamischen Getriebes erzielt.
Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn das hydrodynamische Getriebe ein Primärteil und ein Sekundärteil aufweist, wobei das hydrodynamische Getriebe ein Koppelgehäuse aufweist, das mit dem Primärteil oder mit dem Sekundärfeil verbunden ist, wobei das andere Teil von Primärteil und Sekundärteil mit einer Welle verbunden ist, an der das Koppelgehäuse drehgelagert ist.
Hierbei kann die Welle dazu verwendet werden, um das Koppelgehäuse drehzulagern und/oder abzudichten (mittels eines Drehlagers oder mittels einer separaten Wellendichtung oder dergleichen). Durch diese Maßnahme kann das Koppelgehäuse kostengünstiger konstruiert werden, insbesondere mit weniger Materialaufwand.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein KERS-Rad eines KERS-Radsatzes mit jener Welle verbunden ist, an der das Koppelgehäuse drehgelagert ist, wobei ein weiteres KERS-Rad eines weiteren KERS-Radsatzes mit dem Koppelgehäuse selbst verbunden ist.
Der KERS-Radsatz kann beispielsweise ein speicherseitiger KERS-Rad sein. Der weitere KERS-Radsatz kann beispielsweise ein leistungspfadseitiger KERS-Radsatz sein.
Bei dieser Konstruktion lässt sich ein hydrodynamisches Getriebe auf effektive Art und Weise mit zwei Radsätzen verbinden, die insbesondere in Stirnradbauweise ausgeführt sein können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Koppelgehäuse mittels eines ersten Drehlagers an einem Antriebsstranggehäuse gelagert, wobei die Welle, an der das Koppelgehäuse drehgelagert ist, mittels eines zweiten Drehlagers an dem Antriebsstranggehäuse gelagert ist.
Durch diese Maßnahme kann die Strömungspumpe quasi nach der Art einer Welle an einem Antriebsstranggehäuse gelagert werden. Besonders bevorzugt ist es in einer Variante, wenn ein KERS-Rad in axialer Richtung zwischen dem ersten Drehlager und dem Koppelraum angeordnet ist. Hierdurch wird eine axial kompakte Bauweise erzielt.
Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn ein Sekundärteil des hydrodynamischen Getriebes fest oder über eine schaltbare Kupplung mit einem Eingang einer Getriebeanordnung des Antriebsstranges verbunden ist.
Wie bereits oben erwähnt, ermöglicht die Anbindung eines Sekundärteils des hydrodynamischen Getriebes an den Eingang einer Getriebeanordnung, dass die Übersetzungsstufen dieser Getriebeanordnung zum Einstellen von Betriebspunkten des KERS-Speichers verwendbar sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung darstellt, weist die KERS-Kupplungsanordnung in Reihe mit dem hydrodynamischen Getriebe eine schaltbare Kupplung und/oder einen Schwingungsdämpfer auf.
Bei dieser Ausführungsform kann der KERS-Speicher mittels der schaltbaren Kupplung beispielsweise vollständig von dem Leistungspfad abgekoppelt werden. Ein Schwingungsdämpfer, der im Übrigen auch bei den obigen diskutierten Ausführungsformen verwendbar ist, kann Schwingungen dämpfen, wie sie beispielsweise von Verbrennungsmotoren im Antriebsstrang erzeugt werden.
Strömungskupplungen sind lastschaltbar. Dieser Vorteil kann insbesondere dann ausgenutzt werden, wenn die KERS-Kupplungsanordnung mehrere parallel angeordnete Strömungskupplungen aufweist, die mit unterschiedlichen Rädern von KERS-Radsätzen verbunden sind. Ferner erlauben Strömungskupplungen hohe Differenzdrehzahlen, so dass die Verwendung von Schwungrädern mit hohen Drehzahlen konstruktiv einfach realisierbar ist.
Durch die Strömungskupplung kann zudem die erforderliche Übersetzung gegebenenfalls stufenlos eingestellt werden.
Wenn zwei Strömungskupplungen in paralleler Bauweise verwendet werden, können hierdurch zwei unterschiedliche Übersetzungen für die Verbindung zwischen Leistungspfad und KERS-Speicher realisiert werden. Hierdurch ist es möglich, den KERS-Speicher bei einer gewählten Gangübersetzung sowohl aufzuladen als auch zu entladen. Soll der KERS-Speicher aufgeladen werden, so wird die Strömungskupplung vorzugsweise mit der kleineren Übersetzung gesteuert mit einem Fluidvolumenstrom befüllt. Das Schwungrad des KERS-Speichers wird somit auf eine höhere Drehzahl beschleunigt und mit Energie aufgeladen. Soll umgekehrt Energie vom Schwungrad des KERS-Speichers in den Leistungspfad fließen, so wird die Kupplung mit der größeren Übersetzung vorzugsweise gesteuert mit Öl befüllt. Dieser Vorgang kann auch lastschaltbar durch gesteuertes Überschneiden der Ölfüllung dieser Strömungskupplung durchgeführt werden.
Da während einer Einschaltphase der Strömungskupplung immer eine Differenzdrehzahl und somit eine Verlustleistung vorhanden ist, kann die Strömungskupplung an ihrem Außendurchmesser mit Drosselbohrungen versehen sein, durch die das zugeführte und durch die Verlustleistung erwärmte Öl abgespritzt wird und somit ein Austausch des Ölvolumens zur Abkühlung erfolgen kann.
Wenn eine Strömungskupplung zeitweise nicht gebraucht wird, so kann die Ölzufuhr gestoppt und die Strömungskupplung entleert werden, und zwar beispielsweise durch radiale Drosselbohrungen (Entleerungsöffnungen). Eine Strömungskupplung ohne Ölbefüllung hat somit nur ein minimales Schleppmoment und verursacht keine weiteren Verluste.
Bei der Dimensionierung einer Strömungskupplung geht deren Außendurchmesser in der fünften Potenz in die zu übertragende Leistung ein. Die Drehzahl der Strömungskupplung geht in der dritten Potenz in die zu übertragende Leistung ein. Demzufolge ergibt sich eine bevorzugte Anordnung der Strömungskupplung im Getriebesystem auf der Drehzahlseite mit einem hohen Drehzahlniveau. Dies führt zu einem kleineren Durchmesser der Strömungskupplung, und somit auch zu einem kleineren Befüllvolumen zum Betätigen der Strömungskupplung, was entsprechend kurze Schaltzeiten ermöglicht.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges;
2 eine schematische Darstellung einer KERS-Kupplungsanordnung für einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang;
3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges;
4 eine schematische Längsschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform einer KERS-Kupplungsanordnung für einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang; und
5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges.
In 1 ist in schematischer Form ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Antriebsmotor 12, wie einen Verbrennungsmotor oder eine Hybrid-Antriebseinheit und eine hiermit verbundene Reibkupplungsanordnung 14. Ein Ausgang der Reibkupplungsanordnung 14 ist mit einer Getriebeanordnung 16 verbunden, die vorzugsweise als Stufengetriebe ausgebildet ist. Ein Ausgang der Getriebeanordnung 16 ist mit einem Differential 18 verbunden, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder 20L, 20R verteilbar ist.
Durch die genannten Elemente wird ein Leistungspfad 22 des Antriebsstranges 10 begründet. Die Reibkupplungsanordnung 14 und die Getriebeanordnung 16 können beispielsweise durch ein Doppelkupplungsgetriebe gebildet sein, wobei die Reibkupplungsanordnung 14 vorzugsweise eine Doppelkupplung mit zwei nasslaufenden Lamellenkupplungen aufweist. Die Getriebeanordnung 16 weist in diesem Fall zwei Teilgetriebe auf, von denen eines den ungeraden Gangstufen und das andere den geraden Gangstufen zugeordnet ist. Die Getriebeanordnung weist vorzugsweise wenigstens sieben Vorwärtsgangstufen und wenigstens eine Rückwärtsgangstufe auf.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet ferner einen KERS-Speicher 24, der als mechanischer KERS-Speicher ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Schwungrades. Der KERS-Speicher ist über eine KERS-Kupplungsanordnung 26 mit dem Leistungspfad 22 verbunden, und zwar insbesondere mit einem Eingang der Getriebeanordnung 16. Die Anbindung kann, wie dargestellt, an einer Eingangswelle der Getriebeanordnung 16 erfolgen, kann jedoch auch durch Anbindung an ein Gang-Rad eines Gang-Radsatzes von einem oder beiden Teilgetrieben des Doppelkupplungsgetriebes erfolgen.
Es versteht sich jedoch, dass der Antriebsstrang 10 auch eine einfache Reibkupplung und ein einfaches Stufengetriebe, beispielsweise ein automatisiertes Schaltgetriebe, oder auch ein handgeschaltetes Getriebe aufweisen kann.
Die KERS-Kupplungsanordnung weist vorzugsweise ein hydrodynamisches Getriebe auf. Dieses kann gebildet sein durch einen Drehmomentwandler, wie einen Trilok-Wandler, oder durch eine Strömungskupplung. Vorzugsweise ist das hydrodynamische Getriebe durch eine Strömungskupplung 30 gebildet, wie sie in 1 dargestellt ist.
Die Strömungskupplung 30 weist ein Primärteil (Pumpe) 32 sowie ein Sekundärteil (Turbine) 34 auf. Da die Strömungskupplung 30 einen Leistungsfluss in beiden Richtungen, das heißt von dem KERS-Speicher 24 zu dem Leistungspfad 22 und umgekehrt, ermöglicht, dienen die obigen Bezeichnungen der Teile der Strömungskupplung 30 lediglich zu Unterscheidungszwecken.
Das Primärteil 32 und das Sekundärteil 34 sind insbesondere als Räder ausgebildet, die eine hydrodynamische Kopplung dazwischen ermöglichen, wie es allgemein bekannt ist.
Die Strömungskupplung 30 weist ferner ein Koppelgehäuse 36 auf, das vorzugsweise mit einem der zwei Teile der Strömungskupplung 30 verbunden ist, in 1 mit dem Sekundärteil 34. Das Koppelgehäuse 36 übergreift das andere Teil (in 1 das Primärteil 32) und ist vorzugsweise gegenüber einer Welle des Primärteils 32 abgedichtet.
Im Inneren ist zwischen dem Primärteil 32 und dem Sekundärteil 34 ein Koppelraum 38 gebildet, der mit einem Hydraulikfluid befüllbar ist.
Die Strömungskupplung 30 kann mit einem festen Befüllvolumen verwendet werden. Vorzugsweise ist die Strömungskupplung 30 jedoch eine Stellkupplung mit einem variablen Übertragungsverhalten. Das variable Übertragungsverhalten wird insbesondere durch einen veränderlichen Füllgrad erreicht.
Zu diesem Zweck ist der Strömungskupplung 30 ein Befüllanschluss 40 zugeordnet. Zwar könnte der über den Befüllanschluss 40 füllbare Koppelraum 38 auch über den Befüllanschluss 40 selbst wieder entleert werden.
Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Strömungskupplung 30 wenigstens einen Entleerungsanschluss 42 aufweist, über den der Koppelraum 38 nach radial außen entleerbar ist, und zwar hin zu einem Niederdruckbereich 44.
Das Sekundärfeil 34 ist mit einer Welle 46 verbunden, die einen Axialkanal 48 aufweist. Die Welle 46 ist mit dem Leistungspfad 22 verbunden, insbesondere mit dem Eingang 28 der Getriebeanordnung 16. Das Primärteil 32 ist mit einer weiteren Welle 49 verbunden. Die weitere Welle 49 ist mit einer Drehachse des KERS-Speichers 24 verbunden.
Die Welle 46, die den Axialkanal 48 aufweist, bildet hierbei den Befüllanschluss 40, so dass Hydraulikfluid über den Axialkanal 48 in den Koppelraum 38 zugeführt werden kann, um die Strömungskupplung 30 zu befüllen.
Zu diesem Zweck ist eine Hydraulikanordnung 50 vorgesehen, die ebenfalls mit dem Niederdruckbereich 44 (beispielsweise in Form eines Tanks) verbunden ist und über die ein Hydraulikfluid-Volumenstrom erzeugt werden kann, der dem Befüllanschluss 40 zugeleitet wird.
Wie es in 1 bei A dargestellt ist, kann die Hydraulikanordnung 50 auch zu Stell- oder Schmierzwecken der Getriebeanordnung 16 und/oder (nicht dargestellt) der Reibkupplungsanordnung 14 verwendet werden. Beispielsweise kann die Hydraulikanordnung 50 dazu verwendet werden, um die Reibkupplungsanordnung 14 zu kühlen und um eine darin enthaltene nasslaufende Lamellenkupplung zu betätigen. Die Betätigung erfolgt vorzugsweise mittels eines einfach wirkenden Hydraulikzylinders, dessen einzelner Hydraulikanschluss direkt mit einem Druckanschluss einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe verbunden ist, derart, dass sich der Druck des Hydraulikzylinders durch Einstellen der Drehzahl des die Pumpe antreibenden Elektromotors regeln lässt. Insbesondere sind in dieser Variante, die in 1 nicht näher dargestellt ist, keine Proportionalventile zwischen einem solchen Hydraulikzylinder und einer Pumpe angeordnet, so dass diese Aktuatorik bei geringen Anforderungen an die Reinheit während der Montage realisiert werden kann ('Pumpenaktuator').
In den nachfolgenden Figuren sind weitere Ausführungsformen von Antriebssträngen für Kraftfahrzeuge und Komponenten hierfür beschrieben, die generell hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise dem Antriebsstrang bzw. den Komponenten der 1 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer KERS-Kupplungsanordnung 26. Die hier verwendete Strömungskupplung 30' weist, wie bei der vorherigen Ausführungsform, ein Primärteil 32 und ein Sekundärteil 34 auf, wobei ein Koppelgehäuse 36 mit dem Sekundärteil 34 verbunden ist. Ferner weist die Strömungskupplung 30' einen Koppelraum 38 auf. Das Koppelgehäuse 36 weist radial außen liegende Entleerungsanschlüsse 42 auf.
Das Primärteil 32 ist an einer Hohlwelle 46 festgelegt, die, wie bei der vorherigen Ausführungsform, einen Axialkanal 48 aufweist, der einen Befüllanschluss 40 für den Koppelraum 38 bildet. An einem Außenumfang der Welle 46 ist ein leistungspfadseitiges KERS-Rad 56 festgelegt.
Das Sekundärteil 34 ist mit einer Welle 49 verbunden, die einen Hohlwellenabschnitt aufweist, innerhalb der die Welle 46 drehgelagert ist. Ferner ist die Welle 49 mit einem speicherseitigen KERS-Rad 54 verbunden.
Das speicherseitige KERS-Rad 54 kann Teil eines speicherseitigen KERS-Radsatzes sein. In entsprechender Weise kann das leistungspfadseitige KERS-Rad 56 Teil eines leistungspfadseitigen KERS-Radsatzes sein.
2 zeigt ferner eine alternative Ausführungsform einer Hydraulikanordnung 50'. Die Hydraulikanordnung 50' weist eine Pumpe 58 auf, die mittels eines Elektromotors 60 antreibbar ist, wobei die Drehzahl des Elektromotors 60 mit n bezeichnet ist. Die Pumpe 58 weist einen Druckanschluss 62 auf, der direkt mit dem Befüllanschluss 40 der Strömungskupplung 30 verbunden ist. Ein Sauganschluss der Pumpe 58 ist mit dem Niederdruckbereich 44 verbunden.
Das Einstellen des Übertragungsverhaltens der Strömungskupplung 30' erfolgt durch Befüllen des Koppelraumes 38. Bei Kenntnis der Förderleistung der Pumpe 58 sowie der Querschnitte der Zuführleitungen zu dem Koppelraum 38 und der Querschnitte der Entleerungsöffnungen 42 lässt sich aus der Drehzahl bzw. den geleisteten Umdrehungen des Elektromotors 60 der Befüllgrad der Strömungskupplung 30' auf einfache Weise ableiten.
Generell ist es noch denkbar, an der Verbindung zwischen dem Druckanschluss 62 und dem Befüllanschluss 40 einen Drucksensor 64 vorzusehen. Dies ist jedoch rein optional.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Antriebsstranges 10''. Der Antriebsstrang 10'' weist eine Reibkupplungsanordnung 14 mit einer ersten Reibkupplung 70 und einer zweiten Reibkupplung 72 auf, die jeweils als nasslaufende Lamellenkupplungen ausgebildet sein können. Ferner weist die Getriebeanordnung 16 ein erstes Teilgetriebe 74 für Vorwärtsgangstufen 1, 3, 5, 7 sowie ein zweites Teilgetriebe 76 für Vorwärtsgangstufen 2, 4, 6 sowie eine Rückwärtsgangstufe R und ein Parksperrenrad P auf. Die Getriebeanordnung 16 beinhaltet eine Eingangswellenanordnung 78 aus einer Innenwelle und einer Hohlwelle. Die Innenwelle bildet eine Eingangswelle für das erste Teilgetriebe 74. Die Hohlwelle bildet eine Eingangswelle für das zweite Teilgetriebe 76.
Ferner weist die Getriebeanordnung 16 eine erste Ausgangswelle 80 und eine zweite Ausgangswelle 82 auf, die über einen nicht näher bezeichneten Abtriebsradsatz mit einem Eingangsglied eines Differentials 18 verbunden sind. Mit einer solchen Drei-Wellen-Anordnung lässt sich eine axial kompakte Bauweise erzielen, die insbesondere für den Einbau front-quer in einem Kraftfahrzeug geeignet ist.
An den Eingangswellen der Eingangswellenanordnung 78 sind generell Festräder der Gang-Radsätze angeordnet. Losräder der jeweiligen Gang-Radsätze sind an den Ausgangswellen 80, 82 drehbar gelagert und mittels jeweiliger nicht näher bezeichneter Schaltkupplungen in den Leistungsfluss schaltbar.
Eine Hydraulikanordnung 50'' kann zum Betrieb der Reibkupplungsanordnung 14 verwendet werden, wie auch zum Betrieb der KERS-Kupplungsanordnung 26''. Ferner kann die Hydraulikanordnung 50'' mit einem Speichergehäuse 84 des KERS-Speichers 24'' verbunden sein, um dieses beispielsweise zu evakuieren. Ein Speichergehäuse 84, innerhalb dessen ein Schwungrad gelagert ist und das evakuierbar ist, ermöglicht einen Betrieb des KERS-Speichers bei einer deutlichen Verringerung von aerodynamischen Verlusten.
Generell kann die Hydraulikanordnung 50'' auch mit der Getriebeanordnung 16 verbunden sein, dies ist jedoch nicht zwangsläufig.
3 zeigt ferner, dass der KERS-Speicher 24'' ein Planetengetriebe in Form eines Planetenradsatzes 86 aufweisen kann, wobei ein Hohlrad eines solchen Planetenradsatzes vorzugsweise in Bezug auf ein Gehäuse des Antriebsstranges festgelegt ist. Die Verwendung eines solchen Planetenradsatzes 86 ist jedoch optional.
Die KERS-Kupplungsanordnung 26'' weist ein KERS-Ritzel 90 auf, das koaxial zu dem KERS-Speicher 24 angeordnet ist und entweder mit einer Drehachse eines Schwungrades oder mit einem Ausgangsglied des Planetenradsatzes verbunden ist. Das KERS-Ritzel 90 steht in Eingriff mit einem ersten speicherseitigen KERS-Rad 92. Ein zweites speicherseitiges KERS-Rad 94 steht in Eingriff mit dem ersten speicherseitigen KERS-Rad 92. Das KERS-Ritzel 90, das erste und das zweite speicherseitige KERS-Rad bilden einen speicherseitigen KERS-Radsatz 95.
Die KERS-Kupplungsanordnung 26'' weist ferner ein erstes leistungspfadseitiges KERS-Rad 96 auf, das koaxial zu dem ersten speicherseitigen KERS-Rad 92 angeordnet ist und das in Eingriff steht mit einem zweiten leistungspfadseitigen KERS-Rad 98. Das zweite leistungspfadseitige KERS-Rad 98 ist koaxial zu dem zweiten speicherseitigen KERS-Rad 94 angeordnet. Das erste und das zweite leistungspfadseitige KERS-Rad bilden einen leistungspfadseitigen KERS-Radsatz 99.
Zwischen dem ersten speicherseitigen KERS-Rad 92 und dem ersten leistungspfadseitigen KERS-Rad 96 ist eine erste KERS-Kupplung 100 angeordnet. Zwischen dem zweiten speicherseitigen KERS-Rad 94 und dem zweiten leistungspfadseitigen KERS-Rad 98 ist eine zweite KERS-Kupplung 102 angeordnet.
Die Anordnungen aus einem speicherseitigen KERS-Rad, einer Kupplung und einem leistungspfadseitigen Rad können jeweils gebildet sein durch die Strömungskupplung 30', wie sie in 2 dargestellt ist, wobei die dort gezeigten KERS-Räder 54, 56 die KERS-Räder 92, 94 bzw. 96, 98 bilden können.
Insofern können die KERS-Kupplungen 100, 102 jeweils durch Strömungskupplungen gebildet sein. Es versteht sich, dass zur Betätigung bzw. zum Befüllen dieser Strömungskupplungen jeweils eigene elektromotorisch angetriebene Pumpen vorgesehen sein können, wie sie in 2 dargestellt sind. Die Strömungskupplungen können dabei überschneidend betätigt werden, so dass ein Wechsel der Pfade, über die der KERS-Speicher 24'' an den Leistungspfad angekoppelt wird, unter Last erfolgen kann.
Das erste leistungspfadseitige KERS-Rad 96 steht über ein Zwischenrad 104 mit einem Gang-Rad 106 eines Gang-Radsatzes der Getriebeanordnung 16 in Eingriff. Wie in 3 dargestellt, kann das Gang-Rad 106 ein drehfest mit einer Eingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes verbundenes Rad sein, das mit einem Losrad in Eingriff steht, das einer Gangstufe zugeordnet ist. Vorliegend steht das Festrad 106 mit den Losrädern der Vorwärtsgangstufen 5 und 7 in Eingriff, so dass eine Doppelverwendung bzw. Doppelnutzung eingerichtet ist. In 3 ist ferner schematisch gezeigt, dass beispielsweise die Schaltkupplung der Vorwärtsgangstufe 1 eingelegt sein kann, so dass der Leistungsfluss von der KERS-Kupplungsanordnung 26'' über das Zwischenrad 104, das Gang-Rad 106 sowie den der Vorwärtsgangstufe 1 zugeordneten Radsatz und dessen geschaltete Schaltkupplung erfolgt, so dass Leistung dann über die erste Ausgangswelle 80 auf den Abtriebsradsatz hin zu dem Differential 18 übertragbar ist bzw. umgekehrt.
Vorliegend erfolgt die Anbindung der KERS-Kupplungsanordnung 26'' an ein Gang-Rad 106 des ersten Teilgetriebes 74. Es versteht sich, dass die Anbindung auch an ein Gang-Rad des zweiten Teilgetriebes 76 erfolgen kann, und zwar alternativ oder akkumulativ. Im letzteren Fall könnte die KERS-Kupplungsanordnung 26'' beispielsweise einen weiteren leistungspfadseitigen Radsatz aufweisen, der mit einem Gang-Rad des zweiten Teilgetriebes 76 verbunden ist, und zwar über ein weiteres Zwischenrad 104 oder auch direkt.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer KERS-Kupplungsanordnung 26'' mit einer Strömungskupplung 30'', die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Strömungskupplung 30' der 2 entspricht. Gleiche Elemente sind folglich durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Wie es in 4 gezeigt ist, weist die Welle 46 einen Axialkanal 48 auf, der in axialer Ausrichtung mit der Strömungskupplung 30'' wenigstens eine Radialbohrung aufweist, um den Axialkanal 48 mit dem Koppelraum 38 zu verbinden. Die Welle 46 ist über ein nicht näher bezeichnetes Drehlager radial in Bezug auf die Welle 49 gelagert. Die Welle 49 weist dabei eine Axialbohrung auf, die an ihrem Ende fluiddicht verschlossen ist.
Die Welle 49 ist über ein erstes Drehlager 112 drehbar in Bezug auf ein Antriebsstranggehäuse 110 gelagert. Am anderen axialen Ende ist die Welle 46 drehbar mittels eines zweiten Drehlagers 114 in Bezug auf das Antriebsstranggehäuse 110 gelagert. Der Befüllanschluss 40'' kann an dem Antriebsstranggehäuse 110 ausgebildet sein, wobei ein in dem Antriebsstranggehäuse 110 eingerichteter Kanal axial mit dem Axialkanal 48 ausgerichtet ist, um Fluid in den Axialkanal 48 einzuführen.
Ferner ist das Koppelgehäuse 36 drehbar in Bezug auf die Welle 46 gelagert, und zwar mittels eines dritten Drehlagers 116.
Das KERS-Rad 56 kann einstückig mit der Welle 46 ausgebildet sein, wie dargestellt.
Das KERS-Rad 54 kann in axialer Richtung zwischen dem ersten Drehlager 112 und dem Koppelgehäuse 36 angeordnet sein und/oder kann an einem Außenumfangsabschnitt des Koppelgehäuses 36 festgelegt sein.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Antriebsstranges 10''', der einen KERS-Speicher 24''' in Form eines Schwungrades aufweist, das drehbar in Bezug auf ein nicht näher dargestelltes Antriebsstranggehäuse gelagert ist. Eine Drehwelle des KERS-Speichers 24''' ist mit einem Eingangsglied eines Trilok-Wandlers 120 verbunden, dessen Leitrad in 5 nicht näher dargestellt ist. Ein Ausgangsglied des Trilok-Wandlers 120, der einen Teil der KERS-Kupplungsanordnung 26''' bildet und zudem ein hydrodynamisches Getriebe 30''' bildet, ist mit einem Eingangsglied einer Schaltkupplung 122 verbunden, die als Klauenkupplung ausgebildet sein kann. Ein Ausgangsglied der Schaltkupplung 122 ist mit einem getriebeseitigen KERS-Radsatz 99'' verbunden, über den eine Anbindung des KERS-Speichers 24''' an eine Getriebeanordnung erfolgen kann, beispielsweise an einen Eingang eines Doppelkupplungsgetriebes.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 891503 C [0006]
DE 102007033577 A1 [0007]
DE 102010062789 A1 [0008]
DE 102010009405 A1 [0009]
DE 3224982 A1 [0010]
WO 2011/080512 A1 [0011]
DE 19620368 C1 [0014]
DE 19923154 B4 [0015]

Claims

Antriebsstrang (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsmotor (12), dessen Antriebsleistung über einen Leistungspfad (22) auf angetriebene Räder (20) führbar ist, und mit einem mechanischen KERS-Speicher (24), der über eine KERS-Kupplungsanordnung (26) mit dem Leistungspfad (22) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die KERS-Kupplungsanordnung (26) einen hydrodynamischen Kennungswandler (30) aufweist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Kennungswandler eine Strömungskupplung (30) aufweist.
Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskupplung (30) als Stellkupplung ausgebildet ist, deren Übertragungsverhalten einstellbar ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllgrad der Strömungskupplung (30) einstellbar ist, wobei ein Befüllanschluss (40) der Strömungskupplung (30) direkt mit einem Druckanschluss (62) einer elektromotorisch angetriebenen KERS-Pumpe (58) verbunden ist, so dass der Füllgrad durch Einstellen der Drehzahl (n) der KERS-Pumpe (58) regelbar ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskupplung (30) einen Entleerungsanschluss (42) aufweist, der mit einem Niederdruckbereich (44) verbunden oder verbindbar ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (10) eine Kupplungsanordnung (14) und/oder eine Getriebeanordnung (16) aufweist, die mit einer Hydraulikanordnung (50) betrieben wird, wobei der hydrodynamische Kennungswandler (30) mit derselben Hydraulikanordnung (50) betrieben wird.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Kennungswandler (30) ein Primärteil (32) und ein Sekundärteil (34) aufweist, die hydrodynamisch miteinander gekoppelt sind, wobei das Primärteil (32) mit einem KERS-Rad (56) eines leistungspfadseitigen KERS-Radsatzes (99) verbunden ist und wobei das Sekundärteil (34) mit einem KERS-Rad (54) eines speicherseitigen KERS-Radsatzes (95) verbunden ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Kennungswandler (30) ein Primärteil (32) und ein Sekundärteil (34) aufweist, wobei das hydrodynamische Getriebe (30) ein Koppelgehäuse (36) aufweist, das mit dem Primärteil (32) oder mit dem Sekundärteil (34) verbunden ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Kennungswandler (30) ein Primärteil (32) und ein Sekundärteil (34) aufweist, wobei das Primärteil (32) oder das Sekundärteil (34) mit einer Welle (46) verbunden ist, die einen Axialkanal (48) aufweist, der mit einem das Primärteil (32) und das Sekundärteil (34) koppelnden Koppelraum (38) und mit einem Befüllanschluss (40) zum Befüllen des Koppelraumes (38) verbunden ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Kennungswandler (30) ein Primärteil (32) und ein Sekundärteil (34) aufweist, wobei der hydrodynamische Kennungswandler (30) ein Koppelgehäuse (36) aufweist, das mit dem Primärteil (32) oder mit dem Sekundärteil (34) verbunden ist, wobei das andere Teil von Primärteil und Sekundärteil mit einer Welle (46) verbunden ist, an der das Koppelgehäuse (36) drehgelagert ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein KERS-Rad (56) eines KERS-Radsatzes mit der Welle (46) verbunden ist, wobei ein weiteres KERS-Rad (54) eines weiteren KERS-Radsatzes mit dem Koppelgehäuse (36) verbunden ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelgehäuse (36) mittels eines ersten Drehlagers (112) an einem Antriebsstranggehäuse (110) gelagert ist, wobei die Welle (46) mittels eines zweiten Drehlagers (114) an dem Antriebsstranggehäuse (110) gelagert ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sekundärteil (34) des hydrodynamischen Kennungswandlers (30) fest oder über eine Schaltkupplung mit einem Eingang (28) einer Getriebeanordnung (16) des Antriebsstranges (10) verbunden ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1–13 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die KERS-Kupplungsanordnung (26) in Reihe mit dem hydrodynamischen Kennungswandler (30''') eine schaltbare Kupplung (122) und/oder einen Schwingungsdämpfer aufweist.