DE102015100046A1 - Modular powertrain component for hybrid electric vehicles - Google Patents

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Abstract

Eine Baugruppe weist Folgendes auf: einen Drehmomentwandler mit einem Gehäuse, das drehbar um eine Achse gelagert ist, eine Rotornabe, die drehbar um die Achse am Drehmomentwandlergehäuse befestigt ist, ein Schenkelelement, das an der Rotornabe befestigt ist und die Rotornabe drehbar um die Achse lagert, und eine elektrische Maschine, die einen an der Rotornabe befestigten Rotor aufweist.An assembly includes a torque converter having a housing rotatably supported about an axis, a rotor hub rotatably mounted about the axle on the torque converter housing, a leg member secured to the rotor hub, and rotatably supporting the rotor hub about the axis , and an electric machine having a rotor attached to the rotor hub.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZUG NEHMENDE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Dies ist eine Continuation-in part-Anmeldung (Fortsetzungsanmeldung eines Teils) der am 31. Januar 2012 eingereichten anhängigen US-Anmeldung 13/362 018.This is a continuation-in-part application (continuation application of part) of pending US Application No. 13 / 362,018, filed January 31, 2012.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Diese Erfindung betrifft einen Antriebsstrang von Hybridelektrofahrzeugen.This invention relates to a powertrain of hybrid electric vehicles.

Hybridelektrofahrzeuge (HEV) weisen sowohl einen Verbrennungsmotor als auch eine elektrische Maschine auf, die abwechselnd oder in Kombination verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Eine Vielzahl verschiedener Antriebsstränge werden in Hybridfahrzeugen verwendet, in der Art einer parallelen Konfiguration, bei der der Verbrennungsmotor durch eine Trennkupplung mit dem Motor verbunden ist, wobei der Motor einen Drehmomentwandlereingang eines Automatikgetriebes antreibt. Das Getriebe weist einen Ausgang auf, der mit einem Differenzial verbunden ist, welches mit den beiden angetriebenen Rädern des Fahrzeugs gekoppelt ist.Hybrid Electric Vehicles (HEV) include both an internal combustion engine and an electric machine, which are used alternately or in combination to power the vehicle. A variety of powertrains are used in hybrid vehicles, in the manner of a parallel configuration in which the engine is connected to the engine through a disconnect clutch, the engine driving a torque converter input of an automatic transmission. The transmission has an output connected to a differential which is coupled to the two driven wheels of the vehicle.

In der Industrie besteht ein Bedarf an einem hybridelektrischen Antriebsstrang, der eine modulare Baugruppe (Unterbaugruppe) zur Verwendung mit einer Vielzahl von Verbrennungsmotoren und Getrieben aufweist, so dass das Modul zwischen einem Ausgang von einem von einer Anzahl von Verbrennungsmotoren und einem Eingang von einem von einer Anzahl von Getrieben installiert und daran befestigt werden kann. Der zusammengesetzte Antriebsstrang kann dann in einer Vielzahl von Fahrzeugen verwendet werden. Das Modul sollte eine hydraulisch betätigte Trennkupplung, die elektrische Maschine und geeignete Kraftwege zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine zum Getriebeeingang aufweisen. Vorzugsweise stellt das Modul eine hydraulische Kommunikation zwischen dem Hydrauliksystem des Getriebes und der Kupplung, einem Ausgleichsdamm und der elektrischen Maschine bereit. Das Modul muss eine Ölwanne, welche dem Modul zugeführtes Hydraulikfluid enthält, und einen Weg zum kontinuierlichen Rückführen dieses Fluids zur Getriebeölwanne bereitstellen, so dass der Getriebepumpe kontinuierlich und zuverlässig Fluid zugeführt wird.There is a need in the industry for a hybrid electric powertrain having a modular assembly (subassembly) for use with a variety of internal combustion engines and transmissions such that the module is coupled between an output of one of a number of internal combustion engines and an input of one of a plurality of internal combustion engines Number of gears can be installed and attached to it. The assembled powertrain may then be used in a variety of vehicles. The module should have a hydraulically actuated disconnect clutch, the electric machine, and appropriate force paths between the engine and the transmission input electrical machine. Preferably, the module provides hydraulic communication between the hydraulic system of the transmission and the clutch, a balancing dam, and the electric machine. The module must provide an oil pan containing hydraulic fluid supplied to the module and a path for continuously returning that fluid to the transmission oil pan so as to continuously and reliably supply fluid to the transmission pump.

Das Modul sollte geringe Herstellungs- und Montagekosten und keine Fahrzeugkarosseriemodifikation erfordern und eine zuverlässige Funktionsweise bereitstellen.The module should require low manufacturing and assembly costs, no vehicle body modification, and provide reliable operation.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Eine Baugruppe weist Folgendes auf: einen Drehmomentwandler mit einem Gehäuse, das drehbar um eine Achse gelagert ist, eine Rotornabe, die drehbar um die Achse am Drehmomentwandlergehäuse befestigt ist, ein Schenkelelement, das an der Rotornabe befestigt ist und die Rotornabe drehbar um die Achse lagert, und eine elektrische Maschine, die einen an der Rotornabe befestigten Rotor aufweist.An assembly includes a torque converter having a housing rotatably supported about an axis, a rotor hub rotatably mounted about the axle on the torque converter housing, a leg member secured to the rotor hub, and rotatably supporting the rotor hub about the axis , and an electric machine having a rotor attached to the rotor hub.

Diese Baugruppe nimmt das Modul in den Drehmomentwandler auf, wodurch das Glockengehäuse von einem trockenen Hohlraum zu einem feuchten Hohlraum gemacht wird und das Ölmanagement und das Zurückführen des Öls zum Getriebe erleichtert werden.This assembly houses the module in the torque converter, turning the bell housing from a dry cavity to a wet cavity and facilitating oil management and oil return to the transmission.

Die Baugruppe weist weniger Teile auf und benötigt eine geringere axiale Länge als ein Antriebsstrang mit einem feuchten Hohlraum, der gegen eine trockene Umgebung im Glockengehäuse hydraulisch gedichtet ist und davon getrennt ist.The assembly has fewer parts and requires a smaller axial length than a driveline having a wet cavity hydraulically sealed against and isolated from a dry environment in the bell housing.

Das Hydraulikfluid zum Betätigen der Trennkupplung wird durch die Getriebeeingangswelle zugeführt, wodurch das Hydrauliksystem vereinfacht wird.The hydraulic fluid for actuating the disconnect clutch is supplied through the transmission input shaft, whereby the hydraulic system is simplified.

Der Anwendungsbereich der bevorzugten Ausführungsform wird anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnung verständlich werden. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele, obwohl sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur der Erläuterung dienen. Fachleuten werden verschiedene Änderungen und Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen und Beispielen offensichtlich werden.The scope of the preferred embodiment will be understood from the following detailed description, the claims and the drawings. It should be understood that the description and specific examples, while indicating preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only. Various changes and modifications to the described embodiments and examples will become apparent to those skilled in the art.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung zusammen mit der anliegenden Zeichnung besser verständlich werden. Es zeigen:The invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings. Show it:

die 1A und 1B eine seitliche Schnittansicht eines Antriebsstrangmoduls, worin eine vordere Verbindung mit einem Ausgang eines Verbrennungsmotors und eine hintere Verbindung mit Eingang eines Getriebedrehmomentwandlers dargestellt sind,the 1A and 1B 4 is a side sectional view of a powertrain module showing a front connection to an output of an internal combustion engine and a rear connection to an input of a transmission torque converter;

2 eine seitliche Schnittansicht des Antriebsstrangs, worin die hintere Trennwand entfernt und der Rotor am Drehmomentwandlergehäuse gelagert dargestellt sind. 2 a side sectional view of the drive train, wherein the rear bulkhead removed and the rotor are shown mounted on the torque converter housing.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION

Die 1A und 1B zeigen ein Modul 10 eines Antriebsstrangs für ein Hybridelektrofahrzeug, das aufweist: Einen Verbrennungsmotor mit einem drehbaren Ausgang 12, einen Torsionsdämpfer 14, der am Verbrennungsmotorausgang 12 befestigt ist, eine Eingangswelle 16, die mittels einer Keilnut 18 an einem Ausgangsausleger 20 des Dämpfers 14 befestigt ist, eine Trennkupplung 22, welche von einer Kupplungsnabe 24 gehalten wird, die mittels einer Keilnut 26 an der Eingangswelle 16 befestigt ist, eine elektrische Maschine 28, die einen Stator 30, welcher an eine vordere Trennwand 32 geschraubt ist, und einen Rotor 34, der durch einen ersten Schenkel 36 und einen zweiten Schenkel 38 zur Drehung um eine Achse 39 gehalten wird, eine Rotornabe 40, die vorzugsweise durch eine Schweißung am Schenkel 38 befestigt ist, und eine flexible Platte 42, die an einem Ende durch eine Keilverbindung 44 an der Rotornabe 40 befestigt ist und am entgegengesetzten Ende durch Bolzen 46 an einem Drehmomentwandlergehäuse 48 befestigt ist, welches einen hydrokinetischen Drehmomentwandler 49 einschließt, aufweist. Die elektrische Maschine 28 kann ein Elektromotor oder ein Elektromotor-Generator sein.The 1A and 1B show a module 10 of a powertrain for a hybrid electric vehicle, comprising: an internal combustion engine having a rotatable output 12 , a torsion damper 14 , which is at the engine output 12 is attached, an input shaft 16 , which by means of a keyway 18 on an output boom 20 of the damper 14 is attached, a disconnect clutch 22 , which by a clutch hub 24 held by means of a keyway 26 at the input shaft 16 is attached, an electric machine 28 holding a stator 30 , which on a front partition 32 screwed, and a rotor 34 by a first leg 36 and a second leg 38 for rotation about an axis 39 a rotor hub is held 40 , preferably by a weld on the thigh 38 is attached, and a flexible plate 42 , which at one end by a wedge connection 44 at the rotor hub 40 is attached and at the opposite end by bolts 46 on a torque converter housing 48 attached, which is a hydrokinetic torque converter 49 includes. The electric machine 28 may be an electric motor or an electric motor generator.

Drehmomentwandler, die zur Verwendung im Antriebsstrang geeignet sind, sind offenbart und beschrieben mit Bezug auf die 4a, 4b, 5, 12 und 15 der am 14. Dezember 2011 eingereichten US-Patentanmeldung 13/325 101, deren gesamte Offenbarung durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.Torque converters suitable for use in the powertrain are disclosed and described with reference to FIGS 4a . 4b . 5 . 12 and 15 US Patent Application 13/325 101 filed on Dec. 14, 2011, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

Der Drehmomentwandler 49 umfasst ein mit Schaufeln versehenes Pumpenrad oder Flügelrad, das sich im Gehäuse 48 befindet und daran befestigt ist, eine mit Schaufeln versehene Turbine, die durch das Pumpenrad hydrokinetisch angetrieben wird und durch einen Keil 50 an der Eingangswelle 52 eines Automatikgetriebes 54 befestigt ist, und ein mit Schaufeln versehenes Statorrad, das sich zwischen der Turbine und dem Stator befindet und an einer Statorwelle 56 befestigt ist, die gegen eine Drehung an einem Getriebegehäuse 58 gehalten wird.The torque converter 49 includes a paddle impeller or impeller located in the housing 48 and attached thereto, a paddled turbine hydrokinetic driven by the impeller and a wedge 50 at the input shaft 52 an automatic transmission 54 is attached, and a paddled stator located between the turbine and the stator and on a stator shaft 56 is fastened, which against rotation on a transmission housing 58 is held.

Eine hintere Trennwand 60, die durch Bolzen 62 am Getriebegehäuse 58 befestigt ist, ist an ihrer radial inneren Außenfläche mit einer hydraulischen Dichtung 64 versehen, welche die radial äußere Oberfläche der Rotornabe 40 berührt.A rear partition 60 by bolts 62 on the gearbox 58 is attached to its radially inner outer surface with a hydraulic seal 64 provided, which the radially outer surface of the rotor hub 40 touched.

Ein Schwungrad 66, das durch Bolzen 68 am drehbaren Ausgang 12 des Verbrennungsmotors befestigt ist, trägt ein Anlasszahnrad des Verbrennungsmotors 70, das durch eine Scheibe 72 befestigt ist, die an das Anlasszahnrad und das Schwungrad geschweißt ist.A flywheel 66 that by bolts 68 at the rotatable exit 12 is attached to the internal combustion engine, carries a starter gear of the internal combustion engine 70 that through a disk 72 attached, which is welded to the starter gear and the flywheel.

Ein Lager 74 lagert den ersten Schenkel 36 zur Drehung an der vorderen Trennwand 32. Ein Lager 76 lagert den zweiten Schenkel 38 zur Drehung an der Rotornabe 40. Ein Rohr 78, das entsprechend der Achse 39 ausgerichtet ist und den Rotor 34 für die Drehung um die Achse hält, ist am ersten Schenkel 36 und am zweiten Schenkel 38 befestigt. Lippenartige Vorsprünge 80, 82 am vorderen bzw. am hinteren Ende des Rohrs 78 können radial nach außen vorstehen, um den Rotor 34 am Rohr 78 zu befestigen und um axialen Versatz des Rotors 34 auf dem Rohr zu verhindern. Die Innenfläche des Rohrs 78 ist mit einem axialen Schiebekeil 81 versehen, in den die Schenkel 36, 38 und alternierende Platten 83 der Trennkupplung 22 eingreifen. Die Reibungsplatten 84 der Kupplung 22 sind durch einen axialen Schiebekeil festgehalten, der an der radial äußeren Fläche der Kupplungsnabe 24 ausgebildet ist.A warehouse 74 stores the first thigh 36 for rotation on the front bulkhead 32 , A warehouse 76 stores the second leg 38 for rotation on the rotor hub 40 , A pipe 78 , that according to the axis 39 is aligned and the rotor 34 holding for rotation about the axis is on the first leg 36 and on the second leg 38 attached. Lip-shaped projections 80 . 82 at the front and at the rear end of the tube 78 can protrude radially outward to the rotor 34 on the pipe 78 to fix and axial displacement of the rotor 34 to prevent on the pipe. The inner surface of the pipe 78 is with an axial sliding wedge 81 provided, in which the thighs 36 . 38 and alternating plates 83 the separating clutch 22 intervention. The friction plates 84 the clutch 22 are held in place by an axial spline, which is on the radially outer surface of the clutch hub 24 is trained.

Ein hydraulischer Servo zum Betätigen der Kupplung 22 weist einen Kolben 86, einen Ausgleichsdamm 88, eine Rückstellfeder 90 und Hydraulikleitungen zum Übertragen des Betätigungsdrucks auf das Drucksteuervolumen 92 auf der rechten Seite des Kolbens 86 und auf das Druckausgleichsvolumen 94 auf der linken Seite des Kolbens auf. Der Kolben 86 bewegt sich in einem Zylinder, der durch den hinteren Schenkel 38 gebildet ist, nach links, wenn Betätigungsdruck und Hydraulikfluid dem Volumen 92 unter Abschluss der Dichtungen 151 und 152 zugeführt wird, wodurch das Einrücken der Kupplung 22 bewirkt wird und der Rotor 34 und der Ausgang 12 des Verbrennungsmotors durch den Dämpfer 14, die Eingangswelle 16, die Kupplungsnabe 24 und die Kupplung 22 antreibbar verbunden werden.A hydraulic servo to operate the clutch 22 has a piston 86 , a balancing dam 88 , a return spring 90 and hydraulic lines for transmitting the operating pressure to the pressure control volume 92 on the right side of the piston 86 and on the pressure compensation volume 94 on the left side of the piston. The piston 86 moves in a cylinder, passing through the rear leg 38 is formed, to the left, when operating pressure and hydraulic fluid volume 92 under completion of the seals 151 and 152 is fed, whereby the engagement of the clutch 22 is effected and the rotor 34 and the exit 12 of the internal combustion engine through the damper 14 , the input shaft 16 , the clutch hub 24 and the clutch 22 be connected drivable.

Weil der Kolben 86, der Ausgleichsdamm 88 und die Rückstellfeder 90 von der Rotornabe 40 gehalten werden, befindet sich die Rotationsträgheit des Kolbens 86, des Ausgleichsdamms 88 und der Rückstellfeder 90 auf der Ausgangsseite, d. h. der Rotorseite der Kupplung 22.Because the piston 86 , the equalization dam 88 and the return spring 90 from the rotor hub 40 held, there is the rotational inertia of the piston 86 , the equalization dam 88 and the return spring 90 on the output side, ie the rotor side of the coupling 22 ,

Der Rotor 34 ist durch den Drehmomentweg, der durch den hinteren Schenkel 38, die Rotornabe 40, die flexible Platte 42, das Drehmomentwandlergehäuse 48 und die hydrodynamische Antriebsverbindung zwischen dem Pumpenrad und der Turbine des Drehmomentwandlers, welche durch die Keilwelle 50 mit der Getriebeeingangswelle 52 verbunden ist, verläuft, kontinuierlich antreibbar mit der Getriebeeingangswelle 52 verbunden.The rotor 34 is through the torque path through the rear leg 38 , the rotor hub 40 , the flexible plate 42 , the torque converter housing 48 and the hydrodynamic drive connection between the impeller and the turbine of the torque converter caused by the spline 50 with the transmission input shaft 52 is connected, runs continuously drivable with the transmission input shaft 52 connected.

Ein Resolver 100, ein hochgenauer Typ eines elektrischen Drehwandlers, der für das Messen von Drehbewegungen verwendet wird, ist durch Bolzen 102 an der vorderen Trennwand 32 befestigt, wird von der vorderen Trennwand 32 und vom ersten Schenkel gehalten und befindet sich axial zwischen der vorderen Trennwand 32 und der hinteren Trennwand 60.A resolver 100 A highly accurate type of rotary electric transducer used for measuring rotational motion is by bolts 102 on the front partition 32 attached, is from the front bulkhead 32 and held by the first leg and is located axially between the front partition 32 and the rear partition 60 ,

Die Zähne der Keilwelle 44, die eine Drehantriebsverbindung zwischen der flexiblen Platte 42 und der Rotornabe 40 erzeugen, sind so zusammengepasst, dass kein Rucken entsteht wird, wenn Drehmoment zwischen der flexiblen Platte und der Rotornabe übertragen wird. Die flexible Platte 42 ist mit einem dickwandigen Abschnitt 104 versehen, welcher ein Gewindeloch 106 aufweist, das an einem Steg 108 endet. Die äußeren Keilzähne an der flexiblen Platte 42 werden durch Bolzen 110, welche in Gewindelöcher am rechten Ende der Rotornabe 40 geschraubt sind, in Eingriff mit den inneren Keilzähnen an der Rotornabe 40 axial fixiert. Die in Eingriff gebrachten Keilzähne an der Keilverbindung 44 werden durch Entfernen der Bolzen 110 und Einschrauben eines größeren Bolzens in das Loch 106 getrennt, so dass der Bolzen den Steg 108 berührt, wodurch die flexible Platte axial nach rechts gedrückt wird.The teeth of the spline 44 which provides a rotary drive connection between the flexible plate 42 and the rotor hub 40 are mated so that no jerking occurs when torque is transferred between the flexible plate and the rotor hub. The flexible plate 42 is with a thick-walled section 104 provided, which is a threaded hole 106 that's on a jetty 108 ends. The outer splines on the flexible plate 42 be by bolts 110 , which are in threaded holes at the right end of the rotor hub 40 are screwed, in engagement with the inner splines on the rotor hub 40 axially fixed. The engaged splines on the spline connection 44 be done by removing the bolts 110 and screwing a larger bolt into the hole 106 separated, so that the bolt the web 108 touched, whereby the flexible plate is pressed axially to the right.

Die Rotornabe 40 ist mit mehreren axial gerichteten Hydraulikdurchgängen 120 und lateral gerichteten Durchgängen 120, 122, 124, 126, 128, 129 versehen, welche Hydraulikfluid und Druck vom Hydrauliksystem des Getriebes 54 zum Modul 10 übertragen. Die Durchgänge 122, 124, 126, 128, 129 übertragen Hydraulikfluid und Druck, einschließend die Steuerung des Volumens 92 des Servos der Kupplung 22 auf der rechten Seite des Kolbens 86, das Volumen 94 zum Druckausgleich zwischen dem Ausgleichsdamm 88 und dem Kolben, die veränderlicher Kraft einer Solenoidspule (VFS) 130 und die Oberflächen des Rotors 34 und des Stators 30, welche durch das Fluid gekühlt werden. Die hintere Trennwand 60 ist mit einem Durchgang 128 versehen, welcher hydraulisch mit der VFS 130 in Verbindung steht.The rotor hub 40 is with several axially directed hydraulic passages 120 and laterally directed passageways 120 . 122 . 124 . 126 . 128 . 129 provide what hydraulic fluid and pressure from the hydraulic system of the transmission 54 to the module 10 transfer. The passages 122 . 124 . 126 . 128 . 129 Transfer hydraulic fluid and pressure, including controlling the volume 92 the servo of the clutch 22 on the right side of the piston 86 , the volume 94 for pressure equalization between the equalizing dam 88 and the piston, the variable force of a solenoid coil (VFS) 130 and the surfaces of the rotor 34 and the stator 30 which are cooled by the fluid. The rear partition 60 is with a passage 128 provided, which hydraulically with the VFS 130 communicates.

Die hintere Trennwand 60 hält eine Wanne 132, welche Fluid enthält, das dem Modul 10 vom Hydrauliksystem des Getriebes 54 zugeführt wird. Das Getriebe 54 weist eine Wanne 136 auf, welche Hydraulikfluid enthält, das durch eine Getriebepumpe 134 dem Hydrauliksystem des Getriebes zugeführt wird, das das Fluid und den Steuerdruck dem Modul 10, dem Drehmomentwandler 49, den Getriebekupplungen und den Bremsen, Lagern, Wellen, Zahnrädern usw. zukommen lässtThe rear partition 60 holds a tub 132 containing fluid that is the module 10 from the hydraulic system of the gearbox 54 is supplied. The gear 54 has a tub 136 on which contains hydraulic fluid through a gear pump 134 the hydraulic system of the transmission is supplied, the fluid and the control pressure to the module 10 , the torque converter 49 gearboxes and brakes, bearings, shafts, gears, etc.

Ein Lager 140, das in die vordere Trennwand 32 eingepasst ist, und ein Lager 142, das in die Rotornabe 40 eingepasst ist, lagern die Eingangswelle 16 bei ihrer Drehung um die Achse 39. Die vordere Trennwand 32 fixiert auch den Stator 30 gegenüber dem Rotor 34 in seiner exakten axialen und radialen Positionen. Das Lager 76, das zwischen der hinteren Trennwand 60 und der Rotornabe 40 angeordnet ist, und das Lager 142 lagern gemeinsam die Rotornabe 40 bei ihrer Drehung um die Achse 39. Die vordere und die hintere Trennwand 32, 60 halten infolge des Lagers 74, das in die Trennwand 32 eingepasst ist, und des Lagers 76, das in die Trennwand 60 eingepasst ist, gemeinsam den Rotor 34 bei seiner Drehung um die Achse 39.A warehouse 140 that is in the front bulkhead 32 fitted, and a bearing 142 in the rotor hub 40 is fitted, store the input shaft 16 as it turns around the axis 39 , The front partition 32 also fixes the stator 30 opposite the rotor 34 in its exact axial and radial positions. The warehouse 76 that is between the rear bulkhead 60 and the rotor hub 40 is arranged, and the bearing 142 store the rotor hub together 40 as it turns around the axis 39 , The front and the rear partition 32 . 60 hold as a result of the camp 74 that in the partition 32 fitted in, and the warehouse 76 that in the partition 60 is fitted, together the rotor 34 as it turns around the axis 39 ,

Die Dichtung 64, welche in die hintere Trennwand 60 gepasst ist, und die Dichtung 141, welche in die vordere Trennwand 32 gepasst ist, verhindern den Austritt von Fluid vom Modul 10, das sich zwischen den Trennwänden 32, 60 befindet. Eine andere dynamische Dichtung 144 verhindert den Übertritt von Verunreinigungen zwischen dem Motorraum 146 und dem Modul 10.The seal 64 , which in the rear partition 60 fitted, and the seal 141 , which are in the front partition 32 is fitted, prevent the escape of fluid from the module 10 that is between the partitions 32 . 60 located. Another dynamic seal 144 prevents the passage of contaminants between the engine compartment 146 and the module 10 ,

Die Komponenten des Moduls 10 werden im Modul selbst installiert und zusammengesetzt. Das zusammengesetzte Modul kann dann zwischen dem Ausgang 12 des Verbrennungsmotors und dem Drehmomentwandlergehäuse 48 installiert und angeschlossen werden.The components of the module 10 are installed and assembled in the module itself. The composite module can then be between the output 12 the internal combustion engine and the torque converter housing 48 be installed and connected.

Im Betrieb wird von einem Verbrennungsmotor unter Voraussetzung einer eingerückten Kupplung 22 Drehmoment über den Ausgang 12 des Antriebs über die Rotornabe 40 und die flexible Platte 42 auf das Drehmomentwandlergehäuse 48 übertragen. Der Rotor 34 der elektrischen Maschine 28 ist über das Rohr 78, den Schenkel 38, die Rotornabe 40 und die flexible Platte 42 kontinuierlich antreibbar mit dem Drehmomentwandlergehäuse 48 verbunden. Daher kann das Drehmomentwandlergehäuse 48 angetrieben werden, entweder durch den Verbrennungsmotor allein sofern die elektrische Maschine 28 ausgeschaltet und die Kupplung 22 eingerückt ist, oder durch die elektrische Maschine allein, sofern, unabhängig davon, ob der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist oder arbeitet, die Kupplung ausgerückt ist, und sowohl durch den Verbrennungsmotor als auch durch die elektrische Maschine gleichzeitig.In operation, by an internal combustion engine assuming an engaged clutch 22 Torque over the output 12 of the drive via the rotor hub 40 and the flexible plate 42 on the torque converter housing 48 transfer. The rotor 34 the electric machine 28 is over the pipe 78 , the thigh 38 , the rotor hub 40 and the flexible plate 42 continuously drivable with the torque converter housing 48 connected. Therefore, the torque converter housing 48 be driven, either by the internal combustion engine alone provided the electric machine 28 switched off and the clutch 22 is engaged, or by the electric machine alone, provided that, regardless of whether the internal combustion engine is switched off or working, the clutch is disengaged, and both by the internal combustion engine and by the electric machine at the same time.

2 ist eine seitliche Schnittansicht des Antriebsstrangs, wobei der Rotor 34 der elektrischen Maschine 28 am Drehmomentwandlergehäuse 48 gehalten dargestellt ist. 2 is a side sectional view of the powertrain, wherein the rotor 34 the electric machine 28 at the torque converter housing 48 is shown held.

Der Drehmomentwandler 49 weist ein Flügel- oder Pumpenrad 200 auf, das am Drehmomentwandlergehäuse 48 befestigt ist, eine Turbine 202, die mit der Getriebeeingangswelle 50 verbunden ist, und einen Stator 204, der gegen eine Drehung an der Statorwelle 56 gehalten ist. Das Gehäuse 48 ist durch ein Lager 207 für eine Drehung um die Achse 39 gelagert. Ein Drucklager 205 überträgt eine Statordrucklast auf das Gehäuse 48. Der Abschnitt 48 des Drehmomentwandlergehäuses, der am Pumpenrad 200 befestigt ist, ist durch eine Schweißung 206 mit dem Gehäuse 208 der Rotornabe 210 verbunden. Die Rotornabe 210 ist durch einen Keil 81 am vorderen Schenkel 36 befestigt, der durch das Lager 74 drehbar um die Achse 39 gelagert ist. Die Rotornabe 210 ist mit einem radialen Schenkel 212 versehen, der die Welle 16 und die Welle 50 durch Lager 211, 213 drehbar um die Achse 39 lagert. Der Rotor 34 der elektrischen Maschine 28, der an der Rotornabe 210 befestigt ist, wird demgemäß durch die Halterung 36 und das Lager 74 drehbar um die Achse 39 am Gehäuse 32 gehalten (dies ist das Hauptradiallager des Rotors 34). Bei dieser Positionierung befindet sich das Lager 74 unter dem Rotor 34 und steuert den Luftspalt zwischen dem Rotor 34 und dem Stator 30. Indem die Positionierung sowohl des Rotors 34 als auch des Stators 30 im selben Gehäuse 32 gesteuert wird, kann eine sehr genaue Steuerung des Motorluftspalts unter Verwendung traditioneller Herstellungsverfahren für KFZ-Eigenantriebe erreicht werden. Ein Halter 219 in der Art einer C-Klemme begrenzt die Axialbewegung der Kupplungsplatten 83, 84 und des Schenkelelements 36 entlang des Schiebekeils 81. Das Gehäuse 48 hält die Getriebeseite des Drehmomentwandlers 49 unter Verwendung des Lagers 207 im Pumpengehäuse. Das Lager ist axial weiter vom Rotor 34 entfernt angeordnet, womit ein nur sehr geringer Einfluß auf den Luftspalt beabsichtigt ist, weil die radiale Position des Lagers infolge von Toleranzen von Pumpengehäuseteilen, an der Pumpenzwischenplatte 500 und am Getriebegehäuse 58 nicht sehr exakt sein kann.The torque converter 49 has a vane or impeller 200 on the torque converter housing 48 attached is a turbine 202 connected to the transmission input shaft 50 connected, and a stator 204 that against a turn on the stator shaft 56 is held. The housing 48 is through a warehouse 207 for a rotation around the axis 39 stored. A thrust bearing 205 transfers a stator pressure load to the housing 48 , The section 48 the torque converter housing on the impeller 200 is attached by a weld 206 with the housing 208 the rotor hub 210 connected. The rotor hub 210 is through a wedge 81 at the front thigh 36 fastened by the camp 74 rotatable about the axis 39 is stored. The rotor hub 210 is with a radial leg 212 provided that the shaft 16 and the wave 50 through bearings 211 . 213 rotatable about the axis 39 outsourced. The rotor 34 the electric machine 28 who at the rotor hub 210 is fastened, is accordingly by the holder 36 and the camp 74 rotatable about the axis 39 on the housing 32 held (this is the main radial bearing of the rotor 34 ). In this positioning is the bearing 74 under the rotor 34 and controls the air gap between the rotor 34 and the stator 30 , By positioning both the rotor 34 as well as the stator 30 in the same housing 32 A very precise control of the engine air gap can be achieved using traditional automotive engine manufacturing processes. A holder 219 in the manner of a C-clamp limits the axial movement of the clutch plates 83 . 84 and the leg member 36 along the sliding wedge 81 , The housing 48 holds the transmission side of the torque converter 49 using the warehouse 207 in the pump housing. The bearing is axially further from the rotor 34 arranged remotely, whereby a very small influence on the air gap is intended, because the radial position of the bearing due to tolerances of pump housing parts, on the pump intermediate plate 500 and on the gearbox 58 can not be very exact.

Ein axialer Durchgang 214 und ein radialer Durchgang 216 übertragen Hydraulikfluid in der Getriebeeingangswelle 50 zu einem Durchgang 218. Der Durchgang 218 kommuniziert mit dem Zylinder 92 des Servos, das die Trennkupplung 22 betätigt. Der Durchgang 218 und der Zylinder 92 sind in der Rotornabe 210 ausgebildet, während sich der Kolben 86 im Zylinder 92 befindet. Eine Rückstellfeder 90, die sich zwischen einer an der Rotornabe 210 befestigten Scheibe 220 und dem Kolben 86 befindet, drückt den Kolben von der Berührung mit den Platten der Trennkupplung 22 weg.An axial passage 214 and a radial passage 216 transmit hydraulic fluid in the transmission input shaft 50 to a passage 218 , The passage 218 communicates with the cylinder 92 of the servo, which is the disconnect clutch 22 actuated. The passage 218 and the cylinder 92 are in the rotor hub 210 formed while the piston 86 in the cylinder 92 located. A return spring 90 that is between one at the rotor hub 210 attached disc 220 and the piston 86 is located, pushes the piston from contact with the plates of the separating clutch 22 path.

Das Modul 10 integriert das Hydrauliksystem des Getriebes 54 mit dem Hydrauliksystem der Trennkupplung 22. Das Modul 10 macht den Glockengehäusebereich von einem trockenen Hohlraum zu einem feuchten Hohlraum, womit ein Vereinfachen des Ölmanagements und der Rückführung des Öls zum Getriebe 54 erreicht werden.The module 10 Integrates the hydraulic system of the transmission 54 with the hydraulic system of the separating clutch 22 , The module 10 Turns the bellhousing area from a dry cavity to a wet cavity, thus simplifying oil management and returning the oil to the transmission 54 be achieved.

Die bevorzugte Ausführungsform wurde gemäß den Patentrichtlinien beschrieben. Grundsätzlich ist jedoch festzustellen, dass auch alternative Ausführungsformen verwirklicht werden können abweichend von jenen abweichen, die hier speziell dargestellt und beschrieben wurden.The preferred embodiment has been described in accordance with the patent guidelines. In principle, however, it should be noted that alternative embodiments may be made to deviate from those specifically illustrated and described herein.

Es wird ferner beschrieben:

  • A. Baugruppe, welche Folgendes umfasst: einen Drehmomentwandler mit einem Gehäuse, das drehbar um eine Achse gelagert ist, eine Rotornabe, die drehbar um die Achse am Drehmomentwandlergehäuse befestigt ist, ein Schenkelelement, das an der Rotornabe befestigt ist und die Rotornabe drehbar um die Achse lagert und eine elektrische Maschine, die einen an der Rotornabe befestigten Rotor aufweist.
  • B. Baugruppe nach A, welche ferner Folgendes umfasst: eine Kupplung mit ersten Platten, die durch einen Keil an der Rotornabe befestigt sind, wobei das Schenkelelement gegen einen axialen Versatz fixiert ist und durch den Keil an der Rotornabe befestigt ist, einen Halter zum Begrenzen der Axialbewegung der ersten Platten und des Schenkelelements entlang dem Keil und einen Kolben zum Drücken der Platten entlang dem Keil zum Halter hin.
  • C. Baugruppe nach B, wobei die Kupplung eine Antriebsverbindung zwischen einer Leistungsquelle und der Rotornabe abwechselnd öffnet und schließt.
  • D. Baugruppe nach B, welche ferner Folgendes umfasst: eine Kupplungsnabe mit einem zweiten Keil, und zweite Platten, die mit den ersten Platten abwechselnd angeordnet sind und durch den zweiten Keil an der Kupplungsnabe befestigt sind.
  • E. Baugruppe nach A, wobei die Rotornabe ferner Folgendes umfasst: einen Zylinder, einen Kolben, der sich im Zylinder befindet, und Durchgänge zum Übertragen von Hydraulikfluid zum Zylinder.
  • F. Baugruppe nach A, welche ferner ein erstes Lager umfasst, das gegen einen axialen Versatz fixiert ist, den Schenkel berührt und die Nabe drehbar um die Achse lagert.
  • G. Baugruppe nach A, welche ferner ein zweites Lager umfasst, welches die Nabe berührt und die Nabe drehbar um die Achse lagert.
  • H. Baugruppe nach A, welche ferner ein drittes Lager umfasst und das Drehmomentwandlergehäuse drehbar um die Achse lagert.
  • I. Baugruppe, welche Folgendes umfasst: einen Drehmomentwandler, der drehbar um eine Achse gelagert ist, eine Rotornabe, die am Drehmomentwandler befestigt ist, durch ein erstes Lager drehbar um die Achse gelagert ist und einen Zylinder und Durchgänge zum Übertragen von Hydraulikfluid zum Zylinder aufweist, ein Schenkelelement, das an der Rotornabe befestigt ist und die Rotornabe durch ein zweites Lager drehbar um die Achse lagert und eine elektrische Maschine, die einen an der Rotornabe befestigten Rotor aufweist.
  • J. Baugruppe nach I, welche ferner Folgendes umfasst: eine Kupplung mit ersten Platten, die durch einen Keil an der Rotornabe befestigt sind, wobei das Schenkelelement gegen einen axialen Versatz fixiert ist und durch den Keil an der Rotornabe befestigt ist, einen Halter zum Begrenzen der Axialbewegung der ersten Platten und des Schenkelelements entlang dem Keil und einen Kolben zum Drücken der Platten entlang dem Keil zum Halter hin.
  • K. Baugruppe nach J, wobei die Kupplung eine Antriebsverbindung zwischen einer Leistungsquelle und der Rotornabe abwechselnd öffnet und schließt.
  • L. Baugruppe nach J, welche ferner Folgendes umfasst: eine Kupplungsnabe mit einem zweiten Keil, und zweite Platten, die mit den ersten Platten abwechselnd angeordnet sind und durch den zweiten Keil an der Kupplungsnabe befestigt sind.
  • M. Baugruppe nach I, welche ferner ein drittes Lager umfasst und den Drehmomentwandler drehbar um die Achse lagert.
It is further described:
  • A. An assembly comprising: a torque converter having a housing rotatably supported about an axis, a rotor hub rotatably mounted about the axis on the torque converter housing, a leg member fixed to the rotor hub and rotatably supporting the rotor hub Axle stores and an electric machine having a rotor attached to the rotor hub.
  • B. Assembly according to A, further comprising: a coupling with first plates, which are fixed by a wedge to the rotor hub, wherein the leg member is fixed against axial displacement and is secured by the wedge to the rotor hub, a holder for limiting the axial movement of the first plates and the leg member along the wedge and a piston for pressing the plates along the wedge towards the holder.
  • C. Assembly according to B, wherein the clutch alternately opens and closes a drive connection between a power source and the rotor hub.
  • D. The B-assembly, further comprising: a clutch hub having a second wedge and second plates alternately disposed with the first plates and secured to the clutch hub by the second wedge.
  • E. Assembly according to A, wherein the rotor hub further comprises: a cylinder, a piston, which is located in the cylinder, and passages for transmitting hydraulic fluid to the cylinder.
  • F. The assembly of claim 1, further comprising a first bearing fixed against axial displacement, contacting the leg and rotatably supporting the hub about the axis.
  • G. The assembly of claim 1, further comprising a second bearing contacting the hub and rotatably supporting the hub about the axis.
  • H. Assembly according to A, further comprising a third bearing and rotatably supporting the torque converter housing about the axis.
  • I. An assembly comprising: a torque converter rotatably supported about an axis, a rotor hub fixed to the torque converter, rotatably supported about the axis by a first bearing, and having a cylinder and passages for transferring hydraulic fluid to the cylinder a leg member which is fixed to the rotor hub and rotatably supports the rotor hub by a second bearing about the axis and an electric machine having a rotor attached to the rotor hub.
  • The assembly of I, further comprising: a coupling having first plates secured to the rotor hub by a wedge, the leg member being fixed against axial displacement and secured to the rotor hub by the wedge, a retainer for limiting the axial movement of the first plates and the leg member along the wedge and a piston for pressing the plates along the wedge towards the holder.
  • K. Assembly of J, wherein the clutch alternately opens and closes a drive connection between a power source and the rotor hub.
  • L. The assembly of claim 1, further comprising: a clutch hub having a second wedge and second plates alternately disposed with the first plates and secured to the clutch hub by the second wedge.
  • M. Assembly according to I, further comprising a third bearing and rotatably supporting the torque converter about the axis.

Claims (8)

Baugruppe, welche Folgendes umfasst: einen Drehmomentwandler mit einem Gehäuse, das drehbar um eine Achse gelagert ist, eine Rotornabe, die drehbar um die Achse am Drehmomentwandlergehäuse befestigt ist, ein Schenkelelement, das an der Rotornabe befestigt ist und die Rotornabe drehbar um die Achse lagert und eine elektrische Maschine, die einen an der Rotornabe befestigten Rotor aufweist.Assembly comprising: a torque converter having a housing rotatably supported about an axis, a rotor hub rotatably mounted about the axis on the torque converter housing, a leg member fixed to the rotor hub and rotatably supporting the rotor hub about the axis and an electric machine having a rotor attached to the rotor hub. Baugruppe nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes umfasst: eine Kupplung mit ersten Platten, die durch einen Keil an der Rotornabe befestigt sind, wobei das Schenkelelement gegen einen axialen Versatz fixiert ist und durch den Keil an der Rotornabe befestigt ist, einen Halter zum Begrenzen der Axialbewegung der ersten Platten und des Schenkelelements entlang dem Keil und einen Kolben zum Drücken der Platten entlang dem Keil zum Halter hin.The assembly of claim 1, further comprising: a coupling having first plates secured to the rotor hub by a wedge, the leg member fixed against axial displacement and secured to the rotor hub by the wedge, a holder for limiting the axial movement of the first plates and the leg member along the wedge and a piston for pressing the plates along the wedge towards the holder. Baugruppe nach Anspruch 2, wobei die Kupplung eine Antriebsverbindung zwischen einer Leistungsquelle und der Rotornabe abwechselnd öffnet und schließt.An assembly according to claim 2, wherein the clutch alternately opens and closes a drive connection between a power source and the rotor hub. Baugruppe nach Anspruch 2, welche ferner Folgendes umfasst: eine Kupplungsnabe mit einem zweiten Keil, und zweite Platten, die mit den ersten Platten abwechselnd angeordnet sind und durch den zweiten Keil an der Kupplungsnabe befestigt sind.An assembly according to claim 2, further comprising: a clutch hub with a second wedge, and second plates alternately disposed with the first plates and secured to the clutch hub by the second wedge. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei die Rotornabe ferner Folgendes umfasst: einen Zylinder, einen Kolben, der sich im Zylinder befindet, und Durchgänge zum Übertragen von Hydraulikfluid zum Zylinder.The assembly of claim 1, wherein the rotor hub further comprises: a cylinder, a piston, which is located in the cylinder, and Passages for transferring hydraulic fluid to the cylinder. Baugruppe nach Anspruch 1, welche ferner ein erstes Lager umfasst, das gegen einen axialen Versatz fixiert ist, den Schenkel berührt und die Nabe drehbar um die Achse lagert.The assembly of claim 1, further comprising a first bearing fixed against axial displacement, contacting the leg, and rotatably supporting the hub about the axis. Baugruppe nach Anspruch 1, welche ferner ein zweites Lager umfasst, welches die Nabe berührt und die Nabe drehbar um die Achse lagert.The assembly of claim 1, further comprising a second bearing contacting the hub and rotatably supporting the hub about the axis. Baugruppe nach Anspruch 1, welche ferner ein drittes Lager umfasst und das Drehmomentwandlergehäuse drehbar um die Achse lagert.The assembly of claim 1, further comprising a third bearing and rotatably supporting the torque converter housing about the axis.
DE102015100046.6A 2014-01-14 2015-01-06 Modular powertrain component for hybrid electric vehicles Pending DE102015100046A1 (en)

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