DE102018106851A1

DE102018106851A1 - Powertrain for a motorcycle

Info

Publication number: DE102018106851A1
Application number: DE102018106851.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Mehlis; Andreas Kinigadner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2038-03-23
Also published as: DE102018106851B4

Abstract

Es ist ein Antriebsstrang (10) für ein Motorrad vorgesehen mit einer Brennkraftmaschine (12) zum Antrieb des Motorrads, einem mit der Brennkraftmaschine (12) koppelbaren Kraftfahrzeuggetriebe (18) zum Wandeln einer von der Brennkraftmaschine (12) abgegebene Leistung, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe (18) eine mit der Brennkraftmaschine (12) koppelbare Getriebeeingangswelle (16) und eine mit der Getriebeeingangswelle (16) koppelbaren Getriebeausgangswelle (24) zum Antreiben eines Antriebsrads aufweist, und einer an der Brennkraftmaschine vorbei (12) mit der Getriebeausgangswelle (24) koppelbaren elektrischen Maschine (26) zum zumindest unterstützenden Antrieb des Antriebsrads. Durch die Ankoppelung der elektrischen Maschine (26) an dem Kraftfahrzeuggetriebe (18) kann auch bei den für Motorräder engen Bauraumverhältnissen n ein effizienterer Betrieb des Motorrads erreicht werden, so dass eine Ausgestaltung eines Motorrads als Hybrid-Motorrad mit einem geringen Aufwand ermöglicht ist.

A drive train (10) for a motorcycle is provided with an internal combustion engine (12) for driving the motorcycle, a motor vehicle transmission (18) which can be coupled to the internal combustion engine (12) for converting a power output by the internal combustion engine (12). 18) one with the internal combustion engine (12) coupled transmission input shaft (16) and one with the transmission input shaft (16) coupled transmission output shaft (24) for driving a drive wheel, and one past the internal combustion engine (12) with the transmission output shaft (24) coupled electrical Machine (26) for at least supporting drive of the drive wheel. By coupling the electric machine (26) to the motor vehicle transmission (18) a more efficient operation of the motorcycle can be achieved even in the tight space conditions for motorcycles n, so that a design of a motorcycle as a hybrid motorcycle is made possible with little effort.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Motorrad, mit dessen Hilfe eine abgegebene Leistung zum Antrieb des Motorrads an ein Antriebsrad übertragen werden kann.The invention relates to a drive train for a motorcycle, with the aid of which a delivered power for driving the motorcycle can be transmitted to a drive wheel.

Aus EP 1 839 925 A2 ist ein Antriebsstrang für ein Motorrad bekannt, bei dem eine elektrische Maschine an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angeschlossen ist, um den Antrieb des Motorrads elektrisch zu unterstützen.Out EP 1 839 925 A2 For example, a powertrain for a motorcycle is known in which an electric machine is connected to a crankshaft of an internal combustion engine to electrically assist the drive of the motorcycle.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis ein Motorrad mit geringen Aufwand als Hybrid-Motorrad auszugestalten.There is a constant need to design a motorcycle with little effort as a hybrid motorcycle.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine Ausgestaltung eines Motorrads als Hybrid-Motorrad mit einem geringen Aufwand ermöglichen.It is the object of the invention to show measures that allow a design of a motorcycle as a hybrid motorcycle with little effort.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by a drive train having the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description, each of which individually or in combination may represent an aspect of the invention.

Erfindungsgemäß ist ein Antriebsstrang für ein Motorrad vorgesehen mit einer Brennkraftmaschine zum Antrieb des Motorrads, einem mit der Brennkraftmaschine koppelbaren Kraftfahrzeuggetriebe zum Wandeln einer von der Brennkraftmaschine abgegebene Leistung, wobei das Kraftfahrzeuggetriebe eine mit der Brennkraftmaschine koppelbare Getriebeeingangswelle und eine mit der Getriebeeingangswelle koppelbaren Getriebeausgangswelle zum Antreiben eines Antriebsrads aufweist, und einer an der Brennkraftmaschine vorbei mit der Getriebeausgangswelle koppelbaren elektrischen Maschine zum zumindest unterstützenden Antrieb des Antriebsrads.According to the invention, a drive train for a motorcycle is provided with an internal combustion engine for driving the motorcycle, a motor vehicle transmission coupled to the internal combustion engine for converting an output from the engine power, wherein the motor vehicle transmission coupled to the internal combustion engine transmission input shaft and a couplable with the transmission input shaft transmission output shaft for driving a Has drive wheel, and a past the internal combustion engine with the transmission output shaft coupled electric machine for at least supporting drive of the drive wheel.

Da die zum elektrischen Antrieb des Motorrads vorgesehene elektrische Maschine nicht an der Brennkraftmaschine, sondern an dem Kraftfahrzeuggetriebe angekoppelt werden kann, kann die elektrische Maschine in einem zur Brennkraftmaschine beabstandeten Bauraum vorgesehen werden, wo noch genügend Bauraum zur Verfügung steht, der nicht von der Brennkraftmaschine beansprucht wird. Zudem kann der für einen Hybridantrieb vorgesehene erfindungsgemäße Antriebsstrang im Vergleich zu einem für einen verbrennungsmotorischen Antrieb vorgesehenen Antriebsstrang in gro-ßen Teilen identisch sein, so dass identisch ausgestaltete Komponenten für beide Bauformen der verschiedenen Antriebsstränge verwendet werden können. Dies senkt die Herstellungskosten und kann sogar eine Umrüstung eines für einen rein motorischen Antrieb vorgesehenen Antriebsstrang auf den für einen Hybridantrieb vorgesehene erfindungsgemäße Antriebsstrang ermöglichen. Zudem kann ein rein elektrischer Antrieb des Motorrads, beispielsweise beim Anfahren, vorgesehen werden, ohne dass hierbei das Schleppmoment der Brennkraftmaschine von der Leistung der elektrischen Maschine überwunden werden muss. Die Brennkraftmaschine ist in der Regel über eine Trennkupplung mit dem Kraftfahrzeuggetriebe koppelbar, so dass die Trennkupplung für einen rein elektrischen Betrieb oder Leerlaufbetrieb geöffnet werden kann, um das Schleppmoment der Brennkraftmaschine abzuwerfen. Der elektrische Betrieb des Motorrads ist dadurch effizienter. Durch die Ankoppelung der elektrischen Maschine an dem Kraftfahrzeuggetriebe kann auch bei den für Motorräder engen Bauraumverhältnissen ein effizienterer Betrieb des Motorrads erreicht werden, so dass eine Ausgestaltung eines Motorrads als Hybrid-Motorrad mit einem geringen Aufwand ermöglicht ist.Since the electrical machine provided for the electric drive of the motorcycle can not be coupled to the internal combustion engine but to the motor vehicle transmission, the electric machine can be provided in a space spaced from the engine installation space, where there is still enough space available, which does not claim of the internal combustion engine becomes. In addition, the powertrain according to the invention provided for a hybrid drive can largely be identical in comparison to a drive train provided for an internal combustion engine drive, so that identically designed components can be used for both types of the different drive trains. This lowers the manufacturing costs and can even enable a conversion of a drive train provided for a purely motor drive to the drive train provided according to the invention for a hybrid drive. In addition, a purely electric drive of the motorcycle, for example, when starting, be provided without in this case the drag torque of the internal combustion engine must be overcome by the performance of the electric machine. The internal combustion engine can usually be coupled via a separating clutch to the motor vehicle transmission, so that the separating clutch can be opened for purely electrical operation or idling operation in order to drop the drag torque of the internal combustion engine. The electrical operation of the motorcycle is thus more efficient. By coupling the electric machine to the motor vehicle transmission, a more efficient operation of the motorcycle can be achieved even in the tight space conditions for motorcycles, so that an embodiment of a motorcycle as a hybrid motorcycle is made possible with little effort.

Die elektrische Maschine kann insbesondere auf Niedervoltbasis mit einer Spannung von bis zu nominal 48 V ausgestaltet sein. Die elektrische Maschine und die elektrische Peripherie, das heißt das elektrische Gesamtsystem, ist dadurch kostengünstiger als ein Hochvoltsystem. Die elektrische Maschine kann hierbei insbesondere vorwiegend zur elektrischen Unterstützung des motorischen Betriebs des Motorrads verwendet werden, so dass es möglich ist die Brennkraftmaschine näher am optimalen Betriebspunkt sowie zur Lastpunktanhebung zu betreiben, wodurch die Effizienz steigt und der Kraftstoffverbrauch sinkt. Beispielsweise kann die elektrische Maschine ein abgefordertes aber von der Brennkraftmaschine bei einer effizienten Betriebsweise nicht ohne Weiteres zu realisierendes Drehmoment auffüllen, so dass bei einem effizienten Betrieb ein sportliches Beschleunigungsverhalten möglich ist. Insbesondere kann die elektrische Maschine eine elektrische Unterstützung bei einem verbrennungsmotorischen Gangwechsel bereitstellen („Torque-Fill“), um zur Erreichung eines verbesserten Fahrkomforts eine möglichst zugkraftunterbrechungsfreie Leistungsübertragung zu realisieren. Ein rein elektrischer Antrieb des Motorrads kann beispielsweise beim Anfahren vorgesehen werden, um Geräuschemissionen und/oder Kupplungsverschleiß zu reduzieren. Zudem kann ein Startmoment zum Starten der Brennkraftmaschine nach dem Anfahren aus dem Massenträgheitsmoment des Kraftfahrzeuggetriebes gespeist oder zumindest unterstützt werden. Insbesondere ein Schleppstart sollte aus Komfortgründen möglichst ruckfrei durchgeführt werden, was sich mit Hilfe der elektrischen Maschine realisieren lässt. Mit Hilfe der elektrischen Maschine können Betriebsmodi realisert werden, bei denen ein elektrisches Anfahren, ein rein elektrisches Fahren, ein Boost-Betrieb, ein Segelbetrieb, eine Lastpunktanhebung, ein Sparbetrieb zur Einsparung von Kraftstoff und/oder ein Rekuperationsbetrieb vorgesehen sein kann.The electric machine can be designed in particular on a low-voltage base with a voltage of up to 48 V nominal. The electric machine and the electrical periphery, that is, the total electrical system, is thereby cheaper than a high-voltage system. The electric machine can in this case be used in particular predominantly for the electrical support of the motorized operation of the motorcycle, so that it is possible to operate the internal combustion engine closer to the optimum operating point and to load point elevation, whereby the efficiency increases and the fuel consumption decreases. For example, the electric machine can fill a demanded torque that is not readily realizable by the internal combustion engine in an efficient mode of operation, so that an athletic acceleration behavior is possible with efficient operation. In particular, the electric machine can provide electrical assistance in the event of an internal combustion engine gearshift ("torque fill"), in order to achieve the best possible power interruption-free power transmission in order to achieve improved ride comfort. A purely electric drive of the motorcycle can be provided for example when starting to reduce noise emissions and / or clutch wear. In addition, a starting torque for starting the internal combustion engine after starting from the mass moment of inertia of the motor vehicle transmission can be fed or at least supported. In particular, a tow launch should be performed as smooth as possible for reasons of comfort, which can be realized with the help of the electric machine. With the help of the electric machine operating modes can be realized, in which an electrical starting, a purely electric driving, a boost operation, a sailing operation, a load point increase, a savings operation for saving fuel and / or a recuperation can be provided.

Insbesondere ist die elektrische Maschine an der Getriebeeingangswelle vorbei mit der Getriebeausgangswelle koppelbar, wobei eine von der elektrischen Maschine abgegebene elektromotorische Leistung über die Getriebeausgangswelle an das Antriebsrad übertragbar ist. Ein Leistungsfluss von der elektrischen Maschine an das Antriebsrad erfolgt dadurch nicht über die Getriebeeingangswelle, so dass ein reibungsbedingter Leistungsverlust an der Getriebeeingangswelle vermieden werden kann. Zudem ist es möglich bei einem rein elektrischen Betrieb sämtliche Gangstufen des Kraftfahrzeuggetriebes zu entkoppeln, so dass das Schleppmoment der Getriebeeingangswelle zusätzlich zu dem Schleppmoment der Brennkraftmaschine abgeworfen werden kann.In particular, the electric machine can be coupled to the transmission input shaft past the transmission output shaft, wherein an electric motor power output by the electric machine via the transmission output shaft to the drive wheel is transferable. A power flow from the electric machine to the drive wheel does not take place via the transmission input shaft, so that a friction-induced loss of power at the transmission input shaft can be avoided. In addition, it is possible to decouple all gear stages of the motor vehicle transmission in a purely electrical operation, so that the drag torque of the transmission input shaft can be dropped in addition to the drag torque of the internal combustion engine.

Vorzugsweise ist die elektrische Maschine koaxial zur Getriebeausgangswelle oder im Wesentlichen achsparallel zur Getriebeausgangswelle angeordnet. Je nach dem, ob in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung zur Getriebeausgangswelle ein geeigneter Bauraum für die elektrische Maschine vorgesehen ist, kann die elektrische Maschine leicht an die Getriebeausgangswelle angekoppelt werden. Eine Zugänglichkeit der Getriebeausgangswelle in axialer oder radialer Richtung kann leicht geschaffen werden.Preferably, the electric machine is arranged coaxially to the transmission output shaft or substantially axially parallel to the transmission output shaft. Depending on whether a suitable space for the electric machine is provided in the axial direction and / or in the radial direction to the transmission output shaft, the electric machine can be easily coupled to the transmission output shaft. An accessibility of the transmission output shaft in the axial or radial direction can be easily created.

Besonders bevorzugt überdecken die Getriebeausgangswelle, insbesondere einschließlich eines Radsatzes einer Gangstufe, und die elektrische Maschine sich in radialer und/oder axialer Richtung der Getriebeausgangswelle betrachtet zumindest teilweise. Ein starker Versatz der elektrischen Maschine zur Getriebeausgangswelle ist dadurch vermieden, so dass eine besonders kompakte Anordnung der elektrischen Maschine zur Getriebeausgangswelle vorgesehen sein kann.Particularly preferably, the transmission output shaft, in particular including a wheel set of a gear stage, and the electric machine cover at least partially viewed in the radial and / or axial direction of the transmission output shaft. A strong offset of the electric machine to the transmission output shaft is thereby avoided, so that a particularly compact arrangement of the electric machine can be provided to the transmission output shaft.

Insbesondere ist die Brennkraftmaschine über eine Primärübersetzung mit der Getriebeeingangswelle koppelbar, wobei die Primärübersetzung und die elektrische Maschine, insbesondere einschließlich einer Kupplung und einem insbesondere als Ritzel ausgestalteten Abtriebsrad, sich in radialer Richtung der Primärübersetzung betrachtet zumindest teilweise überdecken. Die Primärübersetzung ist in der Regel zu den Gangstufen des Kraftfahrzeuggetriebes axial versetzt vorgesehen, wobei sich die Getriebeausgangswelle nicht in diesen Axialbereich hinein erstrecken muss. Dadurch ergibt sich ein Axialbereich, dessen Bauraum für die elektrische Maschine genutzt werden kann. Die Integration der elektrischen Maschine in den Antriebstrang kann dadurch nahezu bauraumneutral erfolgen.In particular, the internal combustion engine can be coupled to the transmission input shaft via a primary transmission, with the primary transmission and the electric machine, in particular including a clutch and a driven gear designed in particular as a pinion, at least partially overlapping in the radial direction of the primary transmission. The primary ratio is usually provided offset axially to the gear ratios of the motor vehicle transmission, wherein the transmission output shaft does not have to extend into this axial region. This results in an axial region whose space can be used for the electric machine. The integration of the electric machine in the drive train can be done almost space neutral.

Vorzugsweise weist die Getriebeausgangswelle ein Festrad und die Getriebeeingangswelle ein mit dem Festrad kämmbares Losrad zur Ausbildung einer Gangstufe auf, wobei die elektrische Maschine über das Festrad eine von der elektrischen Maschine abgegebene elektromotorische Leistung in die Getriebeausgangswelle einleitet. Das Festrad kann in einem Umfangswinkelbereich mit dem Losrad kämmen und in einem anderen Umfangswinkelbereich, insbesondere über mindestens eine Stirnradverzahnung, mit der elektrischen Maschine gekoppelt werden. Dadurch ist es nicht erforderlich die axiale Erstreckung der Getriebeausgangswelle zu erhöhen, um über eine separate Stirnradverzahnung die elektrische Maschine anzukoppeln. Die Bauteileanzahl und der Bauraumbedarf können dadurch gering gehalten werden.The transmission output shaft preferably has a fixed gear and the transmission input shaft has a loose wheel that can be meshed with the fixed gear to form a gear step, wherein the electric machine introduces an electromotive power output by the electric machine into the transmission output shaft via the fixed gear. The fixed gear can mesh with the idler gear in a circumferential angular range and be coupled to the electric machine in another circumferential angular range, in particular via at least one spur gear toothing. As a result, it is not necessary to increase the axial extent of the transmission output shaft in order to couple the electric machine via a separate spur gear toothing. The number of components and the space requirement can be kept low.

Besonders bevorzugt ist die elektrische Maschine über eine Kupplung mit der Getriebeausgangswelle koppelbar, wobei die Kupplung als, insbesondere elektrisch oder hydraulisch, schaltbare Kupplung oder Fliehkraftkupplung ausgestaltet ist. Die schaltbare Kupplung kann insbesondere mit Hilfe eines Stellaktors geschaltet werden, der elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden kann. Die Fliehkraftkupplung kann mit Hilfe einer in Abhängigkeit einer angreifenden Fliehkraft selbsttätig schaltenden Mechanik betätigt werden. Durch die schaltbare Kupplung kann die elektrische Maschine in bestimmten identifizierten Betriebssituation zugeschaltet werden, so dass die elektrische Maschine beispielsweise nur dann angekoppelt ist, wenn ein elektromotorischer Leistungseintrag gewünscht ist und genügend gespeicherte elektrische Energie vorhanden ist sowie aus Verbrauchssicht sinnvoll ist. Wenn die elektrische Maschine im Wesentlichen nur eine unterstützende Funktion für die Brennkraftmaschine erfüllen soll, ist es im Wesentlichen unproblematisch eine ansonsten vorgesehene schaltbare Kupplung durch die kostengünstigere Fliehkraftkupplung zu ersetzen. Dadurch kann beispielsweise vorgesehen werden, dass die elektrische Maschine nur unterhalb einer Grenzdrehzahl der Fliehkraftkupplung beziehungsweise unterhalb einer vordefinierten Fahrzeuggeschwindigkeit des Motorrads eine elektrische Unterstützung bereitstellt, so dass eine elektrische Unterstützung in der Regel in den niedrigen Gängen erfolgt. Hierzu kann dann die Fliehkraftkupplung derart ausgestaltet sein, dass sie unterhalb der Grenzdrehzahl schließt beziehungsweise bauartbedingt geschlossen ist und oberhalb der Grenzdrehzahl öffnet.Particularly preferably, the electric machine can be coupled via a clutch to the transmission output shaft, wherein the clutch is designed as, in particular electrically or hydraulically, switchable clutch or centrifugal clutch. The switchable coupling can be switched in particular by means of a Stellaktors that can be operated electrically, hydraulically or pneumatically. The centrifugal clutch can be actuated by means of a self-switching depending on an attacking centrifugal mechanism. The switchable coupling, the electric machine can be switched in certain identified operating situation, so that the electric machine, for example, is coupled only if an electric motor power entry is desired and sufficient stored electrical energy is present and makes sense from a consumption point of view. If the electric machine is to fulfill essentially only one supporting function for the internal combustion engine, it is essentially unproblematic to replace an otherwise provided shiftable clutch with the less expensive centrifugal clutch. As a result, it can be provided, for example, that the electric machine provides electrical assistance only below a limiting rotational speed of the centrifugal clutch or below a predefined vehicle speed of the motorcycle, so that electrical assistance generally takes place in the low gears. For this purpose, the centrifugal clutch can then be designed such that it closes below the limit speed or is closed due to the design and opens above the limit speed.

Insbesondere ist die elektrische Maschine über eine Verzahnungseinrichtung oder ein Zugmittel, insbesondere Riementrieb oder Kettentrieb, mit der Getriebeausgangswelle koppelbar, wobei insbesondere die Verzahnungseinrichtung über mindestens ein Zwischenrad oder Planetenrad mindestens zwei Stirnradpaarungen ausbildet. Mit Hilfe der mindestens einen Verzahnung der Verzahnungseinrichtung kann eine Übersetzung beziehungsweise Untersetzung zwischen der Drehzahl der elektrischen Maschine mit der Getriebeausgangswelle erreicht werden. Wenn die elektrische Maschine anstelle einer Verzahnung über ein Zugmittel angebunden ist, kann auch ein größerer Achsabstand zugelassen werden.In particular, the electric machine via a toothing device or a traction means, in particular belt drive or chain drive, coupled to the transmission output shaft, wherein in particular the toothing device via at least one intermediate or planetary gear at least forms two Stirnradpaarungen. With the help of the at least one toothing of the toothing device, a translation or reduction between the rotational speed of the electric machine can be achieved with the transmission output shaft. If the electric machine is connected via a traction device instead of a toothing, a greater axial distance can also be permitted.

Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine eine Motorwelle zum Ausleiten der von der Brennkraftmaschine abgegebene Leistung auf, wobei eine weitere elektrische Maschine zur Wandlung elektrischer Energie im Generatorbetrieb und/oder zum Starten der Brennkraftmaschine im Motorbetrieb mit der Motorwelle koppelbar ist, wobei insbesondere die weitere elektrische Maschine zur elektrischen Speisung der elektrischen Maschine mit der elektrischen Maschine vorzugsweise über einen Energiespeicher, insbesondere eine wiederaufladbare Batterie, elektrisch gekoppelt ist. Da dadurch mindestens zwei elektrische Maschinen in dem Antriebsstrang vorgesehen sind, ist es möglich die jeweilige elektrische Maschine entsprechend kleiner zu dimensionieren, so dass für die jeweils klein bauende elektrische Maschine in dem Motorrad geeignet Bauraum gefunden werden kann. Mit Hilfe der weiteren elektrischen Maschine kann beispielsweise die Brennkraftmaschine gestartet werden. Zudem kann die weitere elektrische Maschine bei geöffneter oder geschlossener Trennkupplung Energie der Brennkrafftmaschine rekuperieren. Die rekuperierte elektrische Energie kann der an der Getriebeausgangswelle angebundenen elektrischen Maschine zugeführt und wiederverwertet werden. Die elektrische Maschine und die weitere elektrische Maschine können jeweils im Generatorbetrieb Energie rekuperieren, wobei je nach Betriebssituation die jeweilige elektrische Maschine oder beide gleichzeitig hierzu verwendet werden können.Preferably, the internal combustion engine has a motor shaft for discharging the output from the internal combustion engine power, wherein a further electric machine for converting electrical energy in the generator mode and / or starting the internal combustion engine in engine operation with the motor shaft is coupled, in particular the further electric machine for electric Supply of the electric machine with the electric machine preferably via an energy storage, in particular a rechargeable battery, is electrically coupled. Since this at least two electric machines are provided in the drive train, it is possible to dimension the corresponding electrical machine correspondingly smaller, so that suitable space can be found for each small-sized electric machine in the motorcycle. With the help of the further electric machine, for example, the internal combustion engine can be started. In addition, the additional electric machine recuperate energy of Brennkrafftmaschine with open or closed disconnect clutch. The recuperated electrical energy can be supplied to the connected to the transmission output shaft electric machine and recycled. The electrical machine and the further electric machine can each recuperate energy in the generator mode, depending on the operating situation, the respective electric machine or both can be used simultaneously for this purpose.

Die Erfindung betrifft ferner ein Motorrad mit einem Antriebsstrang, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und einem über einen Zugmitteltrieb, insbesondere Riementrieb oder Kettentrieb, oder Kardanantrieb an der Getriebeausgangswelle angekoppelten Antriebsrad. Durch die Ankoppelung der elektrischen Maschine an dem Kraftfahrzeuggetriebe kann auch bei den für Motorräder engen Bauraumverhältnissen ein effizienterer Betrieb des Motorrads erreicht werden, so dass eine Ausgestaltung eines Motorrads als Hybrid-Motorrad mit einem geringen Aufwand ermöglicht ist.The invention further relates to a motorcycle with a drive train, which may be off and on as described above, and a via a traction drive, in particular belt drive or chain drive, or propeller drive coupled to the transmission output shaft drive wheel. By coupling the electric machine to the motor vehicle transmission, a more efficient operation of the motorcycle can be achieved even in the tight space conditions for motorcycles, so that an embodiment of a motorcycle as a hybrid motorcycle is made possible with little effort.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

1: eine schematische Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Antriebsstrangs für ein Motorrad,
2: eine schematische Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Antriebsstrangs für ein Motorrad,
3: eine schematische Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform eines Antriebsstrangs für ein Motorrad und
4: eine schematische Prinzipdarstellung einer vierten Ausführungsform eines Antriebsstrangs für ein Motorrad.

The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments, wherein the features shown below, both individually and in combination may represent an aspect of the invention. Show it:

1 FIG. 2 is a schematic diagram of a first embodiment of a drive train for a motorcycle. FIG.
2 FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment of a drive train for a motorcycle. FIG.
3 : A schematic diagram of a third embodiment of a drive train for a motorcycle and
4 : A schematic diagram of a fourth embodiment of a drive train for a motorcycle.

Der in 1 dargestellte Antriebsstrang 10 zum Antrieb eines Motorrads weist eine, insbesondere als Verbrennungsmotor ausgestaltete, Brennkraftmaschine 12 auf, die über eine Primärübersetzung 14 mit einer Getriebeeingangswelle 16 eines Kraftfahrzeuggetriebes 18 gekoppelt werden kann. Hierzu ist zwischen einer Motorwelle 20 der Brennkraftmaschine 12 und der Primärübersetzung 14 oder alternativ zwischen der Primärübersetzung 14 und der Getriebeeingangswelle 16 eine schaltbare Trennkupplung 22 vorgesehen. Die Getriebeeingangswelle 16 kann über mehrere verschiedene Gangstufen 36 mit einer Getriebeausgangswelle 24 gekoppelt werden. Die Getriebeausgangswelle 24 ist beispielsweise über ein Kettenritzel 27 und einer an dem Kettenritzel 27 angreifenden Kette mit einem Antriebsrad des Motorrads gekoppelt, wobei die Getriebeausgangswelle 24 alternativ auch über einen Riementrieb oder Kardanantrieb mit dem Antriebsrad gekoppelt sein kann.The in 1 illustrated powertrain 10 for driving a motorcycle has an, in particular designed as an internal combustion engine, internal combustion engine 12 on that over a primary translation 14 with a transmission input shaft 16 a motor vehicle transmission 18 can be coupled. For this purpose is between a motor shaft 20 the internal combustion engine 12 and the primary translation 14 or alternatively between the primary translation 14 and the transmission input shaft 16 a switchable disconnect clutch 22 intended. The transmission input shaft 16 can have several different gears 36 with a transmission output shaft 24 be coupled. The transmission output shaft 24 is for example via a chain sprocket 27 and one on the sprocket 27 engaging chain coupled to a drive wheel of the motorcycle, wherein the transmission output shaft 24 Alternatively, it can also be coupled to the drive wheel via a belt drive or cardan drive.

Mit Hilfe einer elektrischen Maschine 26 kann eine in der elektrischen Maschine 26 elektrisch abgegebene Leistung an das Antriebsrad übertragen werden, indem die elektrische Maschine 26 an der Motorwelle 20 der Brennkraftmaschine 12, der Primärübersetzung 14 und der Getriebeeingangswelle 16 vorbei an einer in Kraftflussrichtung sehr späten Stelle des Antriebsstrangs 10 mit der Getriebeausgangswelle 24 angekoppelt werden kann. An der Brennkraftmaschine 12 kann ein Starter 38 und/oder eine weitere elektrische Maschine 40 vorgesehen sein. Die weitere elektrische Maschine 40 kann als mit der Motorwelle 20 gekoppelter Generator elektrische Energie wandeln. Die elektrische Energie kann in einem Energiespeicher, insbesondere einer aufladbaren Batterie, gespeichert werden, um die elektrische Energie der elektrischen Maschine 26 zur Verfügung zu stellen und/oder mit Hilfe des Starters 38 ein elektrisch erzeugtes Startmoment zum Starten der Brennkraftmaschine 12 zu erzeugen.With the help of an electric machine 26 can one in the electric machine 26 electrically transmitted power to be transmitted to the drive wheel by the electric machine 26 at the motor shaft 20 the internal combustion engine 12 , the primary translation 14 and the transmission input shaft 16 past a very late in power flow direction of the drive train 10 with the transmission output shaft 24 can be coupled. At the internal combustion engine 12 can be a starter 38 and / or another electric machine 40 be provided. The further electric machine 40 can than with the motor shaft 20 coupled generator convert electrical energy. The electrical energy can be stored in an energy store, in particular a rechargeable battery, to the electrical energy of the electric machine 26 to provide and / or with the help of the starter 38 an electrically generated starting torque for starting the internal combustion engine 12 to create.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Maschine 26 achsparallel zur Getriebeausgangswelle 24 und in einem gemeinsamen Axialbereich mit der Primärübersetzung 14 angeordnet. Die elektrische Maschine 26 ist über eine Kupplung 28 und eine Stirnradverzahnung 30 mit einem Festrad 32 der Getriebeausgangswelle 24 gekoppelt, das eigentlich dazu vorgesehen ist mit einem Losrad 34 der Getriebeeingangswelle 16 eine Gangstufe 36, beispielsweise für den ersten oder zweiten Gang, auszubilden.In the in 1 illustrated embodiment is the electric machine 26 paraxial to the transmission output shaft 24 and in a common axial region with the primary translation 14 arranged. The electric machine 26 is about a clutch 28 and a spur gear toothing 30 with a fixed bike 32 the transmission output shaft 24 coupled, which is actually intended to a loose wheel 34 the transmission input shaft 16 a grade 36 For example, for the first or second gear to train.

In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Antriebstrangs 10 ist im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Antriebstrangs 10 die elektrische Maschine 26 vorzugsweise vollständig in einem gemeinsamen Axialbereich mit der Getriebeausgangswelle 24 und zu der Primärübersetzung 14 axial beabstandet angeordnet. Zudem ist die elektrische Maschine 26 über eine beispielsweise mit Hilfe eines Zwischenrads 42 zwei Stirnradverzahnungen 30 ausbildenden Verzahnungseinrichtung 44 mit der Getriebeausgangswelle 24 gekoppelt.In the in 2 illustrated embodiment of the drive train 10 is compared to the in 1 illustrated embodiment of the drive train 10 the electric machine 26 preferably completely in a common axial region with the transmission output shaft 24 and to the primary translation 14 arranged axially spaced. In addition, the electric machine 26 over one example with the help of a Zwischenrads 42 two spur gears 30 forming toothing device 44 with the transmission output shaft 24 coupled.

In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Antriebstrangs 10 ist im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Antriebstrangs 10 die elektrische Maschine 26 nicht über eine Stirnradverzahnung 30, sondern über ein, beispielsweise als Riemen oder Kette ausgebildetes, Zugmittel 46 an der Getriebeausgangswelle 24 angekoppelt. Die Anbindung an die Getriebeausgangswelle 24 erfolgt hierbei zu den Gangstufen 36 axial versetzt.In the in 3 illustrated embodiment of the drive train 10 is compared to the in 1 illustrated embodiment of the drive train 10 the electric machine 26 not via a spur gear toothing 30 , But via a, for example, designed as a belt or chain, traction means 46 at the transmission output shaft 24 coupled. The connection to the transmission output shaft 24 takes place here to the gear stages 36 offset axially.

In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Antriebstrangs 10 ist im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Antriebstrangs 10 die elektrische Maschine 26 koaxial zur Getriebeausgangswelle 24 angeordnet und über eine als Planetengetriebe 48 ausgestaltete Verzahnungseinrichtung 44 mit der Getriebeausgangswelle 24 koppelbar. Für das Planetengetriebe 48 kann insbesondere eine Übersetzung von i > 1,0 eingestellt sein.In the in 4 illustrated embodiment of the drive train 10 is compared to the in 1 illustrated embodiment of the drive train 10 the electric machine 26 coaxial with the transmission output shaft 24 arranged and via a planetary gear 48 designed toothing device 44 with the transmission output shaft 24 coupled. For the planetary gear 48 In particular, a ratio of i> 1.0 can be set.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Antriebsstrangpowertrain
1212: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1414: Primärübersetzungprimary transmission
1616: GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
1818: KraftfahrzeuggetriebeMotor vehicle transmission
2020: Motorwellemotor shaft
2222: Trennkupplungseparating clutch
2424: GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
2626: elektrischen Maschineelectric machine
2727: Kettenritzelsprocket
2828: Kupplungclutch
3030: Stirnradverzahnungspur
3232: Festradfixed gear
3434: LosradLosrad
3636: Gangstufegrade
3838: Starterstarter
4040: weitere elektrische Maschineanother electric machine
4242: Zwischenradidler
4444: Verzahnungseinrichtunginterlock means
4646: Zugmitteltraction means
4848: Planetengetriebeplanetary gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1839925 A2

Claims

Powertrain for a motorcycle, with an internal combustion engine (12) for driving the motorcycle, a motor vehicle transmission (18) which can be coupled to the internal combustion engine (12) for converting a power output by the internal combustion engine (12), the motor vehicle transmission (18) having a transmission input shaft (16) which can be coupled to the internal combustion engine (12) and a transmission input shaft (16) coupling gear output shaft (24) for driving a drive wheel, and a past the internal combustion engine (12) with the transmission output shaft (24) coupled electric machine (26) for at least supporting drive of the drive wheel.

Drive train after Claim 1 characterized in that the electric machine (26) on the transmission input shaft (16) past the transmission output shaft (24) is coupled, wherein an electric motor output from the electric motor power via the transmission output shaft (24) is transferable to the drive wheel.

Drive train after Claim 1 or 2 characterized in that the electric machine (26) is arranged coaxially to the transmission output shaft (24) or substantially axially parallel to the transmission output shaft (24).

Powertrain after one of Claims 1 to 3 characterized in that the transmission output shaft (24), in particular including a wheel of a gear stage (36), and the electric machine (26) in the radial and / or axial direction of the transmission output shaft (24) considered at least partially overlap.

Powertrain after one of Claims 1 to 4 characterized in that the internal combustion engine (12) via a primary ratio (14) with the transmission input shaft (16) is coupled, wherein the primary ratio (14) and the electric machine (26), in particular including a clutch and a particular configured as a pinion driven wheel, When viewed in the radial direction of the primary ratio (14), at least partially overlap.

Powertrain after one of Claims 1 to 5 characterized in that the transmission output shaft (24) has a fixed gear (32) and the transmission input shaft (16) with the fixed gear (32) combatable idler gear (34) for forming a gear stage (36), wherein the electric machine (26) via the Fixed gear (32) initiates an electric motor power output from the electric machine (26) in the transmission output shaft (24).

Powertrain after one of Claims 1 to 6 characterized in that the electric machine (26) via a coupling (28) with the transmission output shaft (24) is coupled, wherein the clutch (28) as, in particular electrically or hydraulically, switchable clutch or centrifugal clutch is configured.

Powertrain after one of Claims 1 to 7 characterized in that the electric machine (26) via a toothing device (44) or a traction means (46), in particular belt drive or chain drive, with the transmission output shaft (24) is coupled, in particular the toothing device (44) via at least one intermediate wheel (42 ) or planet at least two Stirnradpaarungen (30) is formed.

Powertrain after one of Claims 1 to 8th characterized in that the internal combustion engine (12) has a motor shaft (20) for discharging the output from the internal combustion engine (12), wherein a further electric machine (40) for converting electrical energy in the generator mode and / or for starting the internal combustion engine (12 ) in engine operation with the motor shaft (20) can be coupled, wherein in particular the further electric machine (40) for electrical supply of the electric machine (26) to the electric machine (26) preferably via an energy storage device, in particular a rechargeable battery is electrically coupled ,

Motorcycle with a drive train (10) after one of Claims 1 to 9 and a drive wheel coupled via a traction mechanism drive, in particular a belt drive or chain drive, or a cardan drive to the transmission output shaft (24).