DE102015215153A1 - Hybrid module for manual and automated manual transmission of a hybrid vehicle - Google Patents
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul (1) für einen Antriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einer, einen Stator (4) sowie einen relativ zu dem Stator (4) verdrehbaren Rotor (5) aufweisenden, elektromotorischen Antriebseinheit (3), einer Trennkupplung (6) sowie einer Anfahrkupplung (7), wobei beide Kupplungen (6, 7) um eine gemeinsame Drehachse (8) drehbar gelagert sind und jede Kupplung (6, 7) zumindest zwei in einer eingekuppelten Stellung der jeweiligen Kupplung (6, 7) drehfest miteinander verbundene Kupplungselemente (9, 10, 11, 12) aufweist, wobei die elektromotorische Antriebseinheit (3) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass die Kupplungselemente (9, 10, 11, 12) in Bezug auf die Drehachse (8) radial innerhalb sowie axial zwischen zweier axialer Endbereiche (13, 14) des Stators (4) angeordnet sind; sowie einen Antriebsstrang (2) für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hybridantriebsmodul (1).The invention relates to a hybrid drive module (1) for a drive train (2) of a motor vehicle, having an electric motor drive unit (3), a stator (4) and a rotor (5) rotatable relative to the stator (4). 6) and a starting clutch (7), wherein both clutches (6, 7) about a common axis of rotation (8) are rotatably mounted and each clutch (6, 7) rotatably at least two in an engaged position of the respective clutch (6, 7) interconnected coupling elements (9, 10, 11, 12), wherein the electromotive drive unit (3) is configured and arranged such that the coupling elements (9, 10, 11, 12) with respect to the axis of rotation (8) radially inside and axially between two axial end portions (13, 14) of the stator (4) are arranged; and a drive train (2) for a motor vehicle with such a hybrid drive module (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul/Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer, einen Stator sowie einen relativ zum Stator verdrehbaren Rotor aufweisenden, elektromotorischen Antriebseinheit, einer Trennkupplung sowie einer Anfahrkupplung, wobei die beiden Kupplungen um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind und jede der Kupplungen zumindest zwei in einer eingekuppelten Stellung der jeweiligen Kupplung drehfest miteinander verbundene Kupplungselemente aufweist.The invention relates to a hybrid drive module / hybrid module for a drive train of a motor vehicle, with a, a stator and a rotor rotatable relative to the stator having, electromotive drive unit, a clutch and a starting clutch, wherein the two clutches are rotatably mounted about a common axis of rotation and each of Couplings having at least two in an engaged position of the respective coupling rotatably connected to each other coupling elements.
Gattungsgemäße Hybridantriebsmodule sind im weitesten Sinne aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So offenbart bspw. die
Die teilweise Funktion eines solchen Hybridantriebsmoduls, das auch als Hybridmodul bezeichnet ist, ist ebenfalls bereits bekannt und bspw. für automatisierte Getriebe umgesetzt. Das Hybridmodul erlaubt dabei vorzugsweise mittels einer Trennkupplung zeitweise, je nach Fahrstrategie, den Verbrennungsmotor komplett vom Antriebsstrang zu trennen. Die bekannten Hybridmodule haben jedoch häufig den Nachteil, dass sie relativ großbauend ausgestaltet sind. Insbesondere durch ihre Ausmaße in axialer Richtung sind diese Hybridmodule insbesondere bei Handschaltern sowie in automatisierten Handschaltgetrieben relativ schwierig oder gar nicht einsetzbar. The partial function of such a hybrid drive module, which is also referred to as a hybrid module, is also already known and implemented, for example, for automated transmissions. The hybrid module allows preferably by means of a disconnect clutch temporarily, depending on the driving strategy to completely separate the engine from the drive train. However, the known hybrid modules often have the disadvantage that they are designed relatively large construction. In particular, by their dimensions in the axial direction, these hybrid modules are relatively difficult or impossible to use especially for manual switches and in automated manual transmissions.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Hybridmodul zur Verfügung zu stellen, das insbesondere auch in Antriebssträngen kompakterer Bauweise einbaubar sein soll. It is therefore the object of the present invention to remedy these known from the prior art disadvantages and in particular to provide a hybrid module available, which should in particular be installed in drive trains of more compact design.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektromotorische Antriebseinheit derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass die Kupplungselemente in Bezug auf die Drehachse (vorzugsweise in der eingekuppelten und/oder einer ausgekuppelten Stellung der jeweiligen Kupplung) radial innerhalb sowie axial zwischen zweier axialer Endbereiche des Stators angeordnet sind. This is inventively achieved in that the electromotive drive unit is configured and arranged such that the coupling elements with respect to the axis of rotation (preferably in the engaged and / or a disengaged position of the respective coupling) radially inwardly and axially disposed between two axial end portions of the stator are.
Dank dieser Anordnung ist das Hybridantriebsmodul besonders kompakt ausgestaltet. Denn durch die beschränkte Breite/das beschränkte axiale Ausmaß der Kupplungen ist auch das Abmaß des Hybridantriebsmoduls unmittelbar durch das Abmaß der elektrischen Antriebseinheit abhängig, wobei diese wiederum individuell nach den Leistungsanforderungen des jeweiligen Antriebsstranges ausgewählt wird. Dadurch sind besonders kompakte Bauweisen von Hybridantriebsmodulen umsetzbar.Thanks to this arrangement, the hybrid drive module is designed particularly compact. Because of the limited width / the limited axial extent of the couplings and the dimension of the hybrid drive module is directly dependent on the dimension of the electric drive unit, which in turn is selected individually according to the performance requirements of each drive train. As a result, particularly compact designs of hybrid drive modules can be implemented.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.
Demnach ist es vorteilhaft, wenn die Trennkupplung und/oder die Anfahrkupplung, vorzugsweise sowohl die Trennkupplung als auch die Anfahrkupplung jeweils, als Reibungskupplung/Reibkupplung ausgebildet sind/ist. Denn damit kann eine noch kompaktere Bauweise des Hybridantriebsmoduls umgesetzt werden. Accordingly, it is advantageous if the separating clutch and / or the starting clutch, preferably both the separating clutch and the starting clutch in each case, are designed as a friction clutch / friction clutch / is. Because so that an even more compact design of the hybrid drive module can be implemented.
In diesem Zusammenhang ist es auch von Vorteil, wenn die Trennkupplung und/oder die Anfahrkupplung, vorzugsweise sowohl die Trennkupplung als auch die Anfahrkupplung jeweils, als normal-geschlossene (normally closed) Kupplung ausgebildet sind/ist. Dadurch sind die beiden Kupplungen für einen Hybridantrieb besonders geeignet, wobei sie in ihrer geschlossenen/eingekuppelten Stellung jeweils drehfest mit einer Getriebeeingangswelle verbunden sind. In this context, it is also advantageous if the separating clutch and / or the starting clutch, preferably both the separating clutch and the starting clutch in each case, are designed as normally-closed (normally closed) clutch / is. As a result, the two clutches are particularly suitable for a hybrid drive, wherein they are each connected in its closed / engaged position rotationally fixed to a transmission input shaft.
Wenn ein erstes Kupplungselement der Trennkupplung als eine (erste) Kupplungsscheibe ausgebildet ist, die drehfest mit einem Drehschwingungsdämpfer, wie einem Zweimassenschwungrad, verbunden ist oder zumindest zur drehfesten Verbindung mit diesem Drehschwingungsdämpfer vorbereitet ist, ist das Hybridantriebsmodul gegenüber im Betrieb auftretenden Schwingungen entkoppelt. Der Drehschwingungsdämpfer/das Zweimassenschwungrad ist dann ebenfalls Bestandteil des Hybridmoduls in dieser Ausführung. If a first coupling element of the separating clutch is designed as a (first) clutch disc, which is non-rotatably connected to a torsional vibration damper, such as a dual mass flywheel, or is at least prepared for the rotationally fixed connection with this torsional vibration damper, the hybrid drive module is decoupled from vibrations occurring during operation. The torsional vibration damper / the dual mass flywheel is then also part of the hybrid module in this embodiment.
Zweckmäßig ist es im Weiteren, wenn ein erstes Kupplungselement der Anfahrkupplung als eine (zweite) Kupplungsscheibe ausgebildet ist, die zur drehfesten Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle vorbereitet ist sowie in einem Betrieb des Hybridantriebsmoduls drehfest mit dieser Getriebeeingangswelle verbunden ist. Dadurch ist eine besonders direkte Verbindung der Anfahrkupplung mit einer Getriebeeingangswelle umgesetzt. It is expedient further, if a first coupling element of the starting clutch is designed as a (second) clutch disc which is prepared for rotationally fixed connection to a transmission input shaft and in an operation of the hybrid drive module rotatably connected to this transmission input shaft. As a result, a particularly direct connection of the starting clutch is implemented with a transmission input shaft.
Sind/Ist zudem ein zweites Kupplungselement der Trennkupplung und/oder ein zweites Kupplungselement der Anfahrkupplung mittels zumindest einer Blattfeder in axialer Richtung der Drehachse relativ zu einem rotorfesten Abstützbereich abgestützt, ist eine besonders kompakte Vorspannung der Kupplungen umgesetzt. Are / Is also a second coupling element of the disconnect clutch and / or a second coupling element of the starting clutch supported by at least one leaf spring in the axial direction of the axis of rotation relative to a rotor-fixed support area, a particularly compact bias of the clutches is implemented.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die zumindest eine Blattfeder, vorzugsweise mehrere in Form eines Blattfederpaketes übereinander gelegte Blattfedern, in einer axialen Richtung (der Drehachse) zwischen dem zweiten Kupplungselement und der Zentralplatte/dem rotorfesten Abstützbereich angeordnet ist. Dadurch ist das Hybridantriebsmodul noch kompakter ausgestaltet. In this context, it is particularly advantageous if the at least one leaf spring, preferably a plurality of leaf springs superimposed in the form of a leaf spring packet, in an axial direction (the axis of rotation) between the second coupling element and the central plate / rotor-fixed support area is arranged. As a result, the hybrid drive module is made even more compact.
Alternativ hierzu ist es auch zweckmäßig, wenn die die zumindest eine Blattfeder der Trennkupplung axial zwischen einem Kupplungsdeckel und einem Zuganker einer Betätigungseinrichtung der Trennkupplung angeordnet ist und/oder die zumindest eine Blattfeder der Anfahrkupplung axial zwischen dem zweiten Kupplungselement der Anfahrkupplung und dem Kupplungsdeckel angeordnet ist. Alternatively, it is also expedient if the at least one leaf spring of the separating clutch is arranged axially between a clutch cover and a tie rod of an actuating device of the separating clutch and / or the at least one leaf spring of the starting clutch is arranged axially between the second coupling element of the starting clutch and the clutch cover.
Alternativ hierzu ist es auch dienlich, wenn die zumindest eine Blattfeder der Trennkupplung axial zwischen dem Kupplungsdeckel und dem zweiten Kupplungselement der Trennkupplung, auf einer dem Verbrennungsmotor zugewandten Seite des zweiten Kupplungselementes, angeordnet ist und/oder die zumindest eine Blattfeder der Anfahrkupplung zwischen dem zweiten Kupplungselement der Anfahrkupplung und dem Kupplungsdeckel auf einer dem Getriebe zugewandten Seite des zweiten Kupplungselementes angeordnet ist. Alternatively, it is also useful if the at least one leaf spring of the separating clutch is arranged axially between the clutch cover and the second coupling element of the separating clutch, on a side facing the engine of the second coupling element, and / or the at least one leaf spring of the starting clutch between the second coupling element the starting clutch and the clutch cover is arranged on a side facing the transmission of the second coupling element.
Durch diese verschiedenen Blattfederanordnungen sind wiederum möglichst kompakte Bauweisen des Hybridmoduls umgesetzt. By these different leaf spring arrangements in turn are implemented as compact as possible construction of the hybrid module.
Weiterhin ist es auch vorteilhaft, wenn der rotorfeste Abstützbereich mittels eines Stützlagers/Zentrallagers, das zur radialen und/oder axialen Lagerung an der Getriebeeingangswelle vorbereitet ist, gelagert ist. Dieses Stützlager ist dabei vorzugsweise als ein Schrägkugellager, alternativ auch als ein Doppelkugellager ausgebildet. Dadurch ist die jeweilige Kupplung über ein gemeinsames Lager besonders effektiv gelagert. Furthermore, it is also advantageous if the rotor-fixed support region by means of a support bearing / central bearing, which is prepared for the radial and / or axial bearing on the transmission input shaft, is mounted. This support bearing is preferably designed as an angular contact ball bearing, alternatively as a double ball bearing. As a result, the respective clutch is stored particularly effectively via a common bearing.
Von Vorteil ist es auch, wenn das zweite Kupplungselement der Trennkupplung und/oder das zweite Kupplungselement der Anfahrkupplung als eine drehfest mit dem rotorfesten Abstützbereich verbundene Anpressplatte ausgestaltet sind/ist. Denn dadurch sind die Kupplungselemente wiederum besonders kompakt ausgeführt.It is also advantageous if the second coupling element of the separating clutch and / or the second coupling element of the starting clutch are configured as a pressure plate connected to the rotor-fixed supporting region in a torque-proof manner. Because this, the coupling elements are again designed to be particularly compact.
Ist der rotorfeste Abstützbereich weiterhin als eine drehfest mit dem Rotor verbundene Zentralplatte ausgebildet, wobei die Trennkupplung und die Anfahrkupplung mit der Zentralplatte derart zusammenwirken, dass die Kupplungselemente der jeweiligen Kupplungen in der eingekuppelten Stellung (der jeweiligen Kupplung) drehfest mit der Zentralplatte verbunden sind, ist der Aufbau des Hybridmoduls weiter vereinfacht.If the rotor-fixed support region continues to be designed as a central plate that is non-rotatably connected to the rotor, the separating clutch and the starting clutch interacting with the central plate such that the coupling elements of the respective clutches are non-rotatably connected to the central plate in the engaged position (of the respective clutch) the structure of the hybrid module further simplified.
In diesem Zusammenhang ist es auch dienlich, wenn auf die Trennkupplung eine eine Tellerfeder sowie einen die Anfahrkupplung in axialer Richtung der Drehachse überragenden Zuganker aufweisende Betätigungseinrichtung betätigend einwirkt. Auch die Anfahrkupplung ist dabei vorzugsweise mit einer eine Tellerfeder aufweisenden Betätigungseinrichtung zusammenwirkend. Dadurch ist die Betätigung der jeweiligen Kupplung besonders effektiv sowie bauraumschonend umsetzbar.In this context, it is also useful if actuated acting on the clutch a plate spring and a the starting clutch in the axial direction of the axis of rotation superior tie rod having actuator. The starting clutch is preferably cooperating with an actuator having a plate spring. As a result, the operation of the respective clutch is particularly effective and space-saving implementation.
Im Weiteren betrifft die Erfindung auch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, Lkw, Bus oder ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug, mit einem Hybridantriebsmodul nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen. Dadurch ist der gesamte Antriebsstrang besonders kompakt ausgeführt.Furthermore, the invention also relates to a drive train for a motor vehicle, such as a car, truck, bus or agricultural utility vehicle, with a hybrid drive module according to one of the aforementioned embodiments. As a result, the entire drive train is made very compact.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein hybridisierter Handschalter mit NC-Anfahr- und Trennkupplung sowie verschiedenartig positionierten Blattfederpaketen umgesetzt. Insbesondere ist das Hybridmodul mit Anfahr- und Trennkupplung für die Verwendung in einem hybridisierten Handschalter vorgeschlagen. Beide Kupplungen sind axial sowie radial innerhalb des Elektromotors angeordnet. Beide sind NC (normally closed) und können über Blattfedern bei Betätigung geöffnet werden. Auch sind unterschiedliche Anordnungen für die Position der Blattfedern vorgeschlagen. In other words, according to the invention, therefore, a hybridized manual switch with NC starting and separating clutch and variously positioned leaf spring assemblies is implemented. In particular, the hybrid module with startup and disconnect clutch is proposed for use in a hybridized handset. Both clutches are arranged axially and radially within the electric motor. Both are NC (normally closed) and can be opened by leaf springs when pressed. Also, different arrangements for the position of the leaf springs are proposed.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben sind.The invention will now be explained in more detail with reference to figures, in which context also different embodiments are described.
Es zeigen:Show it:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert werden, ohne den Erfindungsgedanken dabei zu verlassen. The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals. Also, the different features of the various embodiments can be freely combined with each other, without departing from the inventive idea.
In
Das Hybridantriebsmodul
Die elektrische Antriebseinheit
In dem Ausführungsbeispiel nach
Im Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Hybridantriebsmodul
Ein erstes Kupplungselement
Zur drehfesten Verbindung des ersten Kupplungselementes
Zur Betätigung der Trennkupplung
Im Wesentlichen auf gleiche Weise ist die Anfahrkupplung
Die zweite Kupplungsscheibe
Erfindungsgemäß sind die beiden Trennkupplungen
Um das ausreichend große Lüftspiel des jeweiligen zweiten Kupplungselementes
Gemäß den
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel nach
Wie weiterhin in Verbindung mit
In anderen Worten ausgedrückt ist somit bei der vorliegende Erfindung die Anordnung des Hybridmoduls
Die Trennkupplung
Die Trennkupplung
Die Anfahrkupplung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hybridantriebsmodul Hybrid drive module
- 22
- Antriebsstrang powertrain
- 33
- Antriebseinheit drive unit
- 44
- Stator stator
- 55
- Rotor rotor
- 66
- Trennkupplung separating clutch
- 77
- Anfahrkupplung clutch
- 88th
- Drehachse axis of rotation
- 99
- erstes Kupplungselement der Trennkupplung first coupling element of the separating clutch
- 1010
- erstes Kupplungselement der Anfahrkupplung first coupling element of the starting clutch
- 1111
- zweites Kupplungselement der Trennkupplung second coupling element of the separating clutch
- 1212
- zweites Kupplungselement der Anfahrkupplung second coupling element of the starting clutch
- 1313
- erster Endbereich first end area
- 1414
- zweiter Endbereich second end area
- 1515
- erste Kupplungsscheibe first clutch disc
- 1616
- Drehschwingungsdämpfer torsional vibration dampers
- 1717
- zweite Kupplungsscheibe second clutch disc
- 1818
- Getriebeeingangswelle Transmission input shaft
- 1919
- Blattfederpaket Leaf spring assembly
- 2020
- rotorfester Abstützbereich rotor-resistant support area
- 2121
- erste Anpressplatte first pressure plate
- 2222
- zweite Anpressplatte second pressure plate
- 2323
- Zentralplatte Central plate
- 2424
- erste Tellerfeder first plate spring
- 2525
- zweite Tellerfeder second plate spring
- 2626
- Zuganker tie rods
- 2727
- erste Betätigungseinrichtung first actuating device
- 2828
- zweite Betätigungseinrichtung second actuating device
- 2929
- Stützlager support bearings
- 3030
- Lagerinnenring Bearing inner ring
- 3131
- Absatz paragraph
- 3232
- Sicherungsscheibe lock washer
- 3333
- Lageraußenring Bearing outer ring
- 3434
- Sicherungsscheibe lock washer
- 3535
- Absatz paragraph
- 3636
- Drehteil turned part
- 3737
- Innenkerbverzahnung Female serration
- 3838
- Außenkerbverzahnung Male serration
- 3939
- Federelement spring element
- 4040
- Basisteil base
- 4141
- Kurbelwelle crankshaft
- 4242
- Kupplungsdeckel clutch cover
- 4343
- erstes Ausrücklager first release bearing
- 4444
- zweites Ausrücklager second release bearing
- 4545
- Schwenklagerbereich Pivot bearing area
- 4646
- Rotorträger rotorarm
- 4747
- erster Vorsprung first advantage
- 4848
- zweiter Vorsprung second lead
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2014/202068 A2 [0002] WO 2014/202068 A2 [0002]
Claims (10)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102015215153.0A DE102015215153A1 (en) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | Hybrid module for manual and automated manual transmission of a hybrid vehicle |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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