DE102015008832A1 - Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen - Google Patents

Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen Download PDF

Info

Publication number
DE102015008832A1
DE102015008832A1 DE102015008832.7A DE102015008832A DE102015008832A1 DE 102015008832 A1 DE102015008832 A1 DE 102015008832A1 DE 102015008832 A DE102015008832 A DE 102015008832A DE 102015008832 A1 DE102015008832 A1 DE 102015008832A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electric machine
torque converter
drive device
rotor
output shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015008832.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Christoph Spengel
Uwe Matena
Ulrich Holtmann
Arndt Bosler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102015008832.7A priority Critical patent/DE102015008832A1/de
Publication of DE102015008832A1 publication Critical patent/DE102015008832A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/006—Assembling or mounting of starting devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einem Drehmomentwandler (12), welcher wenigstens ein um eine Drehachse drehbares erstes Rotorelement (14, 16) aufweist, mit wenigstens einer zusätzlich zum Drehmomentwandler (12) vorgesehenen elektrischen Maschine (22), welche ein Statorelement (24) und ein relativ zum Statorelement (24) um die Drehachse drehbares zweites Rotorelement (26) aufweist, und mit einer Verbrennungskraftmaschine (28), welche eine um die Drehachse drehbare und von der elektrischen Maschine (22) antreibbare Abtriebswelle (30) aufweist, wobei das zweite Rotorelement (26) drehfest mit dem ersten Rotorelement (14, 16) und über zumindest ein elastisch verformbares Ausgleichselement (44) zum Ausgleichen von zumindest axialen Relativbewegungen zwischen dem zweiten Rotorelement (26) und der Abtriebswelle (30) drehfest mit der Abtriebswelle (30) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Eine solche Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, ist beispielsweise der DE 10 2009 053 948 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Antriebseinrichtung umfasst ein Anfahrelement in Form eines Drehmomentwandlers, welcher wenigstens ein um eine Drehachse drehbares erstes Rotorelement aufweist. Ferner umfasst die Antriebseinrichtung wenigstens eine zusätzlich zum Drehmomentwandler vorgesehene elektrische Maschine, welche ein Statorelement und ein relativ zum Statorelement um die Drehachse drehbares zweites Rotorelement aufweist. Darüber hinaus umfasst die Antriebseinrichtung eine Verbrennungskraftmaschine, welche eine um die Drehachse drehbare und von der elektrischen Maschine antreibbare Abtriebswelle aufweist. Die elektrische Maschine kann beispielsweise über ihr zweites Rotorelement Drehmomente bereitstellen, welche auf die Abtriebswelle übertragen werden können. Dadurch kann die Abtriebswelle von der elektrischen Maschine über das zweite Rotorelement angetrieben werden. Die elektrische Maschine kann somit beispielsweise als Starter oder Anlasser zum Starten beziehungsweise Anlassen der Verbrennungskraftmaschine genutzt werden.
  • Ferner offenbart die DE 100 32 681 A1 einen Startergenerator zum Anlassen eines Verbrennungsmotors und zur Stromversorgung eines Stromverbrauchers, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, wobei der Startergenerator einen Rotor und einen Stator aufweist. Dabei ist es vorgesehen, dass der Startergenerator im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise zwischen einer mechanischen Trennkupplung und einem hydraulischen Drehmomentwandler angeordnet und direkt angetrieben ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte und einfache Einbindung der elektrischen Maschine in die Antriebseinrichtung realisierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Um eine Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafte und einfache Einbindung der elektrischen Maschine in die Antriebseinrichtung realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das zweite Rotorelement der elektrischen Maschine drehfest und dabei insbesondere starr mit dem ersten Rotorelement des Drehmomentwandlers verbunden ist. Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das zweite Rotorelement über zumindest ein elastisch verformbares Ausgleichselement zum Ausgleichen von zumindest axialen, insbesondere radialen und axialen, Relativbewegungen zwischen dem zweiten Rotorelement und der Abtriebswelle drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die elektrische Maschine fest beziehungsweise starr, insbesondere drehstarr, mit dem Wandler und dabei jedoch flexibel mit der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise deren Abtriebswelle zu verbinden. Erfindungsgemäß ist die elektrische Maschine somit wandlerfest jedoch flexibel mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Hierdurch ist eine besonders einfache Integration der elektrischen Maschine in die Antriebseinrichtung darstellbar bei gleichzeitiger Realisierung einer hinreichenden Flexibilität der Antriebseinrichtung beziehungsweise eines Antriebsstrangs, um beispielsweise Schwingungen der Abtriebswelle, insbesondere in axialer Richtung, zu dämpfen beziehungsweise zu verhindern.
  • Das elastisch verformbare Ausgleichselement ist beispielsweise eine Flexplate, welche aus einem metallischen Werkstoff gebildet sein kann. Das Ausgleichselement lässt insbesondere in axialer Richtung Relativbewegungen zwischen der Abtriebswelle und dem zweiten Rotorelement zu, da das Ausgleichselement zumindest in axialer Richtung elastisch verformbar und somit leicht beweglich beziehungsweise federnd oder flexibel ausgebildet ist. Auf Seiten des Drehmomentwandlers jedoch ist die elektrische Maschine schwingungsfest beziehungsweise starr mit dem Drehmomentwandler, welcher auch als Wandler bezeichnet wird, verbunden.
  • Durch die feste Anordnung beziehungsweise Anbindung der elektrischen Maschine an den Drehmomentwandler kann beispielsweise bei unterschiedlichen Ausführungen des Kraftwagens beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine eine einheitliche Lösung dargestellt werden. Gleichzeitig können Voraussetzungen für die Integration in bestehende Produktionsabläufe inklusive der Prüfung des Gesamtumfangs geschaffen werden. Zudem ist es möglich, die Vorteile der zumindest im Wesentlichen direkten Anbindung der elektrischen Maschine über das Ausgleichselement an die Abtriebswelle beizubehalten.
  • Des Weiteren kann durch die feste Anordnung der elektrischen Maschine am Drehmomentwandler die elektrische Maschine am Drehmomentwandler vormontiert werden. Außerdem ist es möglich, dass der Drehmomentwandler zusammen mit einem Getriebe der Antriebseinrichtung eine bauliche Einheit bildet. So kann beispielsweise aus der elektrischen Maschine, dem Drehmomentwandler und dem Getriebe eine bauliche Einheit, das heißt ein Modul vorgefertigt beziehungsweise vormontiert werden, wobei das Modul in sich fest und sicher zusammenhält und somit auch transportiert und zu einer Endmontage angeliefert werden kann. Dies bedeutet, dass das zumindest die elektrische Maschine und den Drehmomentwandler umfassende Modul unabhängig von der Verbrennungskraftmaschine vormontiert und eine Baueinheit bildet, welche auf einfache Weise gehandhabt werden kann. Hierdurch verbessert sich die Montagemöglichkeit, da das Modul besonders schnell, das heißt in kurzer Zeit sowie auf einfache Weise eingebaut werden kann. Des Weiteren kann eine hohe Qualität des Moduls sichergestellt werden. Im Vergleich zu üblichen Einbindungen von elektrischen Maschinen in Antriebseinrichtungen, insbesondere Antriebssträngen, von Kraftwagen sind weniger Arbeitsschritte bei der Endmontage erforderlich, da die elektrische Maschine, der Drehmomentwandler und gegebenenfalls das Getriebe als Einheit in den Antriebsstrang eingebaut werden können.
  • Alternativ ist es denkbar, dass lediglich der Drehmomentwandler und die elektrische Maschine ein Modul bilden und als Modul angeliefert werden können, so dass dieses Modul mit einem Getriebe einer Verbrennungskraftmaschine zu der Antriebseinrichtung beziehungsweise einem Antriebsstrang verbunden werden kann.
  • Der elektrischen Maschine ist beispielsweise eine Leistungselektronik zugeordnet, welche beispielsweise auch bereits Bestandteil des vorgefertigten beziehungsweise vormontierten Moduls ist, so dass das Modul lediglich noch an eine Stromversorgung angeschlossen werden kann. Bei dieser Stromversorgung handelt es sich beispielsweise um ein Hochvolt-Netz (HV-Netz) des Kraftwagens oder um beispielsweise ein Fahrzeugbordnetz mit einer Betriebsspannung von mindestens 48 Volt.
  • Alternativ zu dem Drehmomentwandler kann grundsätzlich ein Anfahrelement vorgesehen sein, über welches beispielsweise ein Getriebe des Antriebsstrangs von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Bei diesem Anfahrelement kann es sich um einen Drehmomentwandler oder aber eine Kupplung, insbesondere Reibkupplung, handeln.
  • Der Drehmomentwandler ist vorzugsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, welcher ein Pumpenrad sowie ein vom Pumpenrad antreibbares Turbinenrad aufweist. Das Pumpenrad ist dabei ein Eingangselement, welches von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere deren Abtriebswelle, antreibbar ist. Dabei ist beispielsweise das erste Rotorelement das Eingangselement beziehungsweise das Pumpenrad.
  • Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, so dass die Abtriebswelle eine Kurbelwelle ist. Da die Abtriebswelle von der elektrischen Maschine antreibbar ist, kann die elektrische Maschine beispielsweise als Starter beziehungsweise Anlasser genutzt werden, um unter Antreiben der Abtriebswelle die Verbrennungskraftmaschine zu starten beziehungsweise anzulassen. Insbesondere ist es denkbar, dass die elektrische Maschine als Startergenerator (SG), insbesondere als integrierter Startergenerator (ISG), ausgebildet ist. Mittels eines solchen Startergenerators oder integrierten Startergenerators kann die Verbrennungskraftmaschine auf die geschilderte Weise gestartet, das heißt angelassen werden. Hierzu wird die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb betrieben, in welchem die elektrische Maschine als Elektromotor wirkt.
  • Ferner ist es denkbar, die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb zu betreiben, in welchem die elektrische Maschine als Generator wirkt. Im Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine, insbesondere ihr zweites Rotorelement, von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere der Abtriebswelle, angetrieben, wobei die Abtriebswelle mechanische Energie bereitstellt. Mittels der elektrischen Maschine kann im Generatorbetrieb zumindest ein Teil der mechanischen Energie in elektrische Energie umgewandelt werden, wobei diese elektrische Energie beispielsweise in einer Speichereinrichtung, insbesondere einer Batterie, gespeichert werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, wenigstens einen elektrischen Verbraucher mit der elektrischen Energie zu versorgen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, wobei ein zweites Rotorelement einer elektrischen Maschine drehfest mit einem ersten Rotorelement eines Drehmomentwandlers und über zumindest ein elastisch verformbares Ausgleichselement zum Ausgleichen von zumindest axialen Relativbewegungen zwischen dem zweiten Rotorelement und einer Abtriebswelle einer Verbrennungskraftmaschine drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist; und
  • 2 eine schematische und perspektivische Seitenansicht der Antriebseinrichtung.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine Antriebseinrichtung 10 für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen. Die Antriebseinrichtung 10 wird beispielsweise in einem Antriebsstrang des Kraftwagens eingesetzt und dient dem Antreiben des Kraftwagens. Die Antriebseinrichtung 10 umfasst ein Anfahrelement in Form eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 12, welcher ein um eine Drehachse drehbares Pumpenrad 14 sowie ein um die Drehachse drehbares Turbinenrad 16 aufweist. Das Turbinenrad 16 ist von dem Pumpenrad 14 antreibbar. Ferner umfasst der Drehmomentwandler 12, welcher auch als Wandler bezeichnet wird, eine Wandlerüberbrückungskupplung 18, mittels welcher das Pumpenrad 14 direkt mit dem Turbinenrad 16 verbindbar ist. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 12 ist dabei in einem mit W bezeichneten Bereich der Antriebseinrichtung 10 angeordnet.
  • Der Antriebsstrang beziehungsweise die Antriebseinrichtung 10 umfasst vorliegend auch ein in 1 ausschnittsweise erkennbares Getriebe 20 mit einer Getriebeeingangswelle. Die Getriebeeingangswelle ist über das Turbinenrad 16 von dem Pumpenrad 14 antreibbar, so dass das Pumpenrad 14 ein Eingangselement und das Turbinenrad 16 ein Ausgangselement des Drehmomentwandlers 12 ist.
  • Darüber hinaus umfasst die Antriebseinrichtung 10 eine zusätzlich zum Drehmomentwandler 12 vorgesehene elektrische Maschine 22, welche einen Stator 24 und einen um die zuvor genannte Drehachse relativ zum Stator 24 drehbaren Rotor 26 umfasst. Ferner umfasst die Antriebseinrichtung 10 eine vorliegend als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 28, welche auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine 28 umfasst eine Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle 30, welche an einem Kurbelgehäuse 32 der Verbrennungskraftmaschine 28 um die zuvor genannte Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse 32 drehbar gelagert ist. Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine 28 eine Mehrzahl von Brennräumen in Form von Zylindern 34, in denen jeweilige Kolben 36 translatorisch bewegbar aufgenommen sind. Die Kolben 36 sind gelenkig mit der Kurbelwelle 30 verbunden, so dass translatorische Bewegungen der Kolben 36 in den Zylindern 34 in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle 30 um ihre Drehachse umgewandelt werden. Dabei sind die Kolben 36 über Kolbenbolzen 38 und Pleuel 40 gelenkig mit der Kurbelwelle 30 gekoppelt.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 28 ist dabei in einen mit V bezeichneten Bereich der Antriebseinrichtung 10 angeordnet, wobei das Getriebe 20 in einem mit G bezeichneten Bereich der Antriebseinrichtung 10 angeordnet ist.
  • Das Turbinenrad 16 und das Pumpenrad 14 sind beispielsweise erste Rotorelemente der Antriebseinrichtung 10, wobei der Rotor 26 ein zweites Rotorelement der Antriebseinrichtung 10 ist. Um nun eine besonders einfache und vorteilhafte Einbindung der elektrischen Maschine 22 in die Antriebseinrichtung 10 beziehungsweise den Antriebsstrang insgesamt zu realisieren, ist der Rotor 26 drehfest und dabei insbesondere starr beziehungsweise drehstarr mit einem der ersten Rotorelemente, beispielsweise mit dem Pumpenrad 14 (Eingangselement), verbunden. Hierbei ist in 1 ein Anbindungspunkt 42 gezeigt, an welchem der Rotor 26 drehfest mit dem Drehmomentwandler 12, insbesondere dem entsprechenden ersten Rotorelement, verbunden ist. Mit anderen Worten ist der Rotor 26 an dem Anbindungspunkt 42 drehfest an den Drehmomentwandler 12, insbesondere das Pumpenrad 14, angebunden.
  • Darüber hinaus ist der Rotor 26 (zweites Rotorelement) über zumindest ein elastisch verformbares Ausgleichselement 44 zum Ausgleichen von zumindest axialen Relativbewegungen zwischen dem Rotor 26 und der Kurbelwelle 30 drehfest mit der Kurbelwelle 30 verbunden. Das Ausgleichselement 44 ist beispielsweise eine Flexplate, über welche der Rotor 26 direkt an die Kurbelwelle 30 angebunden ist. Das Ausgleichselement 44 beziehungsweise die Flexplate kann hierzu beispielsweise über den gesamten Umfang des Rotors 26 der elektrischen Maschine 22 mit diesem verbunden sein oder punktuell mit diesem verschraubt sein und in einem inneren Bereich des Ausgleichselements 44 mit der Kurbelwelle 30 verschraubt sein. Darüber hinaus ist der Stator 24, welcher auch als Statorelement bezeichnet wird, an einem Gehäuse 46 des Drehmomentwandlers 12 befestigt, wobei das Gehäuse 46 auch als Wandlergehäuse bezeichnet wird. Insgesamt ist somit eine Befestigung des Stators 24 am Wandlergehäuse vorgesehen. Ferner erfolgt die Verbindung des Rotors 26 mit der Kurbelwelle 30 zur Drehmomentübertragung über ein Zwischenelement in Form des Ausgleichselements 44.
  • Darüber hinaus ist eine Befestigung des Rotors 26 an dem Drehmomentwandler 12 getriebeseitig vorgesehen. Zur Umsetzung wird lediglich das Wandlergehäuse verlängert, wie dies in 1 durch einen Doppelpfeil 48 veranschaulicht ist. Dadurch ist die elektrische Maschine 22, insbesondere der Stator 24 und der Rotor 26, zumindest teilweise in dem Wandlergehäuse aufgenommen. Ferner sind Befestigungspunkte am Wandlergehäuse für den Stator 24 und an dem Eingangselement des Drehmomentwandlers 12 für den Rotor 26 vorzusehen. Baulich kann dabei der Wandler an sich bestehen bleiben, er sitzt nun nur in einem längeren Gehäuse, welches dann sowohl den Drehmomentwandler 12 als auch die elektrische Maschine 22 aufnimmt. Somit ist nicht nur der Drehmomentwandler 12 im Bereich W angeordnet, sondern im Bereich W ist auch die elektrische Maschine 22 angeordnet. Hierbei kann die Verlängerung des Wandlergehäuses einstückig erfolgen, so dass es weiterhin ein einziges Bauteil als Wandlergehäuse gibt welches einfach länger ist und mehr Bauraum bietet oder auch mehrstückig, bei dem ein bekanntes Wandlergehäuse durch ein weiteres Bauteil als Verlängerung einfach verlängert wird. Diese weitere Bauteil kann dann beispielsweise einfach in Form eines Gehäuserings an dem bekannten Wandlergehäuse angeschraubt werden und dies somit verlängern.
  • Die elektrische Maschine 22 wird vorliegend als integrierter Startergenerator (ISG) verwendet. Hierbei ist die elektrische Maschine 22 in einem Motorbetrieb betreibbar, in welchem die elektrische Maschine 22 als Elektromotor wirkt. Der Elektromotor stellt Drehmomente bereit, welche auf die Kurbelwelle 30 übertragen werden, um dadurch die Kurbelwelle 30 um ihre Drehachse anzutreiben. Dadurch kann der Verbrennungsmotor angelassen beziehungsweise gestartet werden. Ferner kann die elektrische Maschine 22 in einem Generatorbetrieb betrieben werden, in welchem die elektrische Maschine 22 als Generator wirkt. Hierbei stellt die Verbrennungskraftmaschine 28 über die Kurbelwelle 30 Drehmomente bereit, mittels welchen die elektrische Maschine 22, insbesondere der Rotor 26, angetrieben wird. Mittels der elektrischen Maschine 22 werden die Drehmomente und somit mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt, welche beispielsweise in einer Batterie gespeichert und/oder wenigstens einem elektrischen Verbraucher zugeführt werden kann.
  • Vorzugsweise ist an der elektrischen Maschine 22, insbesondere an ihrem Rotor 26, eine Zentrierhilfe zum Zentrieren der elektrischen Maschine 22 zum Drehmomentwandler 12 und/oder zur Abtriebswelle (Kurbelwelle 30) vorgesehen. Über die Zentrierhilfe ist es beispielsweise möglich, den Rotor 26 über das Ausgleichselement 44 axial einfach mit der Kurbelwelle 30 zu verbinden.
  • Das Ausgleichselement 44 insbesondere in Form der Flexplate kann eine einfache dünne Scheibe sein, die die Kurbelwelle 30 innen mit dem Rotor 26 außen drehfest verbindet aber flexibel genug ist, um zumindest axiale Schwingungen abzudämpfen, das heißt axiale Relativbewegungen zwischen der Kurbelwelle 30 und dem Rotor 26 aufzunehmen.
  • Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn zumindest die elektrische Maschine 22 und der Drehmomentwandler 12 ein unabhängig von der Verbrennungskraftmaschine 28 vormontierbares Modul bilden. So kann beispielsweise aus dem integrierten Startergenerator und dem Drehmomentwandler 12 sowie gegebenenfalls dem Getriebe 20 eine bauliche Einheit, das heißt ein Modul vorgefertigt beziehungsweise vormontiert werden, das in sich fest und sicher zusammenhält und so auch transportiert und zu einer Endmontage angeliefert werden kann. Vorteilhaft kann alles Notwendige in diesem Modul mit vormontiert werden, um den Zusammenbau des Antriebsstrangs zu vereinfachen.
  • Der elektrischen Maschine 22 ist eine Leistungselektronik 50 zugeordnet, über welche die elektrische Maschine 22 mit der Batterie verbunden ist. Vorliegend ist die Leistungselektronik 50 eine integrierte Leistungselektronik und dabei in das Wandlergehäuse, insbesondere auf dessen Unterseite, integriert. Insbesondere ist die elektrische Maschine 22 über die Leistungselektronik 50 mit einem Stromnetz des Kraftwagens verbindbar beziehungsweise verbunden. Bei diesem Stromnetz kann es sich um ein Hochvolt-Netz (HV-Netz) handeln oder beispielsweise auch um ein Fahrzeugbordnetz, welches eine elektrische Spannung von wenigstens 48 Volt aufweist. Die Verbindung der elektrischen Maschine über die Leistungselektronik 50 mit dem Stromnetz erfolgt über elektrische Kontaktierungen.
  • Das Getriebe 20 wird mittels eines Schmiermittels in Form von Getriebeöl geschmiert. Die Antriebseinrichtung 10 umfasst hierbei einen Getriebeölkühler 52 zum Kühlen des Getriebeöls. Aus 2 ist erkennbar, dass der Getriebeölkühler 52 in das Wandlergehäuse integriert ist und dabei eine einheitliche Position für unterschiedliche, insbesondere alle unterschiedlichen, Motor-/Fahrzeugausführungen mit Längseinbau hat. Die Kühlung der elektrischen Maschine 22 kann dabei mittels Wasser oder Öl erfolgen.
  • Insbesondere ist es vorteilhafterweise möglich, die Leistungselektronik 50, den Getriebeölkühler 52 sowie die elektrischen Kontaktierungen alles fertig vorzumontieren und mit dem integrierten Startergenerator und dem Wandler, gegebenenfalls mit dem Getriebe 20, herzustellen und als Modul zum Einbau anzuliefern.
  • Insbesondere ist es mittels der Antriebseinrichtung 10 möglich, ein P1-Hybrid-System zu realisieren, bei welchem die elektrische Maschine 22 nicht nur als Startergenerator beziehungsweise integrierter Startergenerator, sondern gleich auch als Motor beziehungsweise Traktionsmaschine genutzt wird. Dabei können die elektrischen Maschinen baulich identisch sein und lediglich andere Leistungsklassen und andere Ansteuerverfahren aufweisen.
  • Durch die feste Anbindung des integrierten Startergenerators an den Wandler kann der integrierte Startergenerator an den Wandler vormontiert werden und eine bauliche Einheit, das heißt ein Modul bilden. Mit anderen Worten ist es möglich, das Modul umfassend zumindest den integrierten Startergenerator und den Wandler unabhängig von der Verbrennungskraftmaschine 28 vorzumontieren und dabei alle erforderlichen Anbauteile in diesem Modul zu integrieren, um so ein vorgefertigtes beziehungsweise vormontiertes Antriebsmodul aus integrierter Startergenerator, Wandler und gegebenenfalls Getriebe 20 mit Anbauteilen herzustellen, das einfach transportiert, sicher gelagert und mit wenigen Arbeitsschritten im Antriebsstrang montiert werden kann.
  • Ferner ist es möglich, elektrische Kontaktierungen zum Fahrzeug beziehungsweise Stromnetz für alle Motorausführungen mit Längseinbau an einer einheitlichen Position am Wandler zu positionieren, so dass unterschiedliche Bauvarianten des Kraftwagens auf besonders einfache Weise realisiert werden können bei gleichzeitiger Nutzung der zumindest im Wesentlichen direkten Anbindung der elektrischen Maschine 22 an die Kurbelwelle 30. Dies bedeutet, dass ein einheitliches Packaging, das heißt eine einheitliche Anordnung für unterschiedliche Bauvarianten des Kraftwagens darstellbar ist. Mit anderen Worten ist die Antriebseinrichtung 10, zumindest das Modul aus Drehmomentwandler 12 und elektrischer Maschine 22 eventuell noch mit dem Getriebe 20, als Einheitssystem für alle Motor- und Kraftwagenausführungen einsetzbar, da das beschriebene Modul beispielsweise auf besonders einfache Weise an unterschiedliche Verbrennungskraftmaschinen angebunden werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Antriebseinrichtung
    12
    Drehmomentwandler
    14
    Pumpenrad
    16
    Turbinenrad
    18
    Wandlerüberbrückungskupplung
    20
    Getriebe
    22
    elektrische Maschine
    24
    Stator
    26
    Rotor
    28
    Verbrennungskraftmaschine
    30
    Kurbelwelle
    32
    Kurbelgehäuse
    34
    Zylinder
    36
    Kolben
    38
    Kolbenbolzen
    40
    Pleuel
    42
    Anbindungspunkt
    44
    Ausgleichselement
    46
    Gehäuse
    48
    Doppelpfeil
    50
    Leistungselektronik
    52
    Getriebeölkühler
    G
    Bereich
    V
    Bereich
    W
    Bereich
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009053948 A1 [0002]
    • DE 10032681 A1 [0003]

Claims (7)

  1. Antriebseinrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einem Drehmomentwandler (12), welcher wenigstens ein um eine Drehachse drehbares erstes Rotorelement (14, 16) aufweist, mit wenigstens einer zusätzlich zum Drehmomentwandler (12) vorgesehenen elektrischen Maschine (22), welche ein Statorelement (24) und ein relativ zum Statorelement (24) um die Drehachse drehbares zweites Rotorelement (26) aufweist, und mit einer Verbrennungskraftmaschine (28), welche eine um die Drehachse drehbare und von der elektrischen Maschine (22) antreibbare Abtriebswelle (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rotorelement (26) drehfest mit dem ersten Rotorelement (14, 16) und über zumindest ein elastisch verformbares Ausgleichselement (44) zum Ausgleichen von zumindest axialen Relativbewegungen zwischen dem zweiten Rotorelement (26) und der Abtriebswelle (30) drehfest mit der Abtriebswelle (30) verbunden ist.
  2. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorelement (24) an einem Gehäuse (46) des Drehmomentwandlers (12) befestigt ist.
  3. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rotorelement (14, 16) ein Eingangselement (14) des Drehmomentwandlers (12) ist.
  4. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der elektrischen Maschine (22), insbesondere am zweiten Rotorelement (26), eine Zentrierhilfe zum Zentrieren der elektrischen Maschine (22) zum Drehmomentwandler (12) und/oder zur Abtriebswelle (30) vorgesehen ist.
  5. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (22) und der Drehmomentwandler (12) ein unabhängig von der Verbrennungskraftmaschine (28) vormontierbares Modul bilden.
  6. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrischen Maschine (22) eine Leistungselektronik (50) zugeordnet ist, welche in ein Gehäuse (46) des Drehmomentwandlers (12), insbesondere auf einer Unterseite des Gehäuses (46), integriert ist.
  7. Kraftwagen mit einem Antriebsstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
DE102015008832.7A 2015-07-08 2015-07-08 Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen Withdrawn DE102015008832A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015008832.7A DE102015008832A1 (de) 2015-07-08 2015-07-08 Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015008832.7A DE102015008832A1 (de) 2015-07-08 2015-07-08 Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015008832A1 true DE102015008832A1 (de) 2016-01-28

Family

ID=55065580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015008832.7A Withdrawn DE102015008832A1 (de) 2015-07-08 2015-07-08 Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015008832A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10032681A1 (de) 2000-07-05 2002-02-28 Daimler Chrysler Ag Startergenerator
DE102009053948A1 (de) 2009-11-19 2011-05-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Starter-Generator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10032681A1 (de) 2000-07-05 2002-02-28 Daimler Chrysler Ag Startergenerator
DE102009053948A1 (de) 2009-11-19 2011-05-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Starter-Generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2296923B1 (de) Hybridantriebsstrang eines kraftfahrzeugs
DE102010036884A1 (de) Antriebssystem und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Antriebssystem
DE102017104446A1 (de) Mehrfachkupplungseinrichtung und Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug
DE112008001374T5 (de) Hybridantriebsvorrichtung
DE102017218744A1 (de) Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug
DE102016211943A1 (de) Torsionsschwingungsdämpfungssystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, Hybridantriebsmodul und Kraftfahrzeugantriebsstrang
DE10305762B4 (de) Integrierter Drehmomentkonverter und Startergenerator
EP1556634A1 (de) Kraftfahrzeug-antriebsvorrichtung
DE102010034130B4 (de) Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges
DE102018200567A1 (de) Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug
DE102016208830A1 (de) Hybridantriebsmodul mit integrierter Übersetzung in axialer Anordnung
DE102018112160A1 (de) Mehrfachkupplungseinrichtung und Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug
WO2016202712A1 (de) Antriebsaggregat für ein kraftfahrzeug, insbesondere personenkraftfahrzeug
EP1886860A1 (de) Antriebsstrang, insbesondere Antriebsstrang für ein Fahrzeug
DE102018114790A1 (de) Elektrische Antriebseinrichtung, Antriebseinheit und Antriebsanordnung
DE102014209222A1 (de) Drehschwingungsdämpfungseinheit für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE102009042933A1 (de) Antriebsstranganordnung
DE102018111705A1 (de) Hybridmodul mit Kühlfluidwegen sowie Antriebsstrang mit Hybridmodul
DE102018219653A1 (de) Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102015008832A1 (de) Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen
DE102017219962A1 (de) Drehmomentwandler, Hybridantriebsmodul und Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
DE102019120235B3 (de) Elektromechanische Wasserpumpe mit einem Gehäuse
EP3279081A1 (de) Schiffsantriebssystem
DE102021114641A1 (de) Antriebseinheit und Antriebsanordnung
DE102012009237A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit einem integrierten Startergenerator und einem gekoppelten Getriebe

Legal Events

Date Code Title Description
R230 Request for early publication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: DAIMLER AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee