DE102018124489A1 - Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung zum Verbinden einer Brennkraftmaschine (1) mit einem elektromechanischen Energiewandler (2), wobei dieser Energiewandler zum Starten der Brennkraftmaschine eingerichtet ist, und mit einem Startergenerator-Getriebe (5) mit einem ersten Triebstrang (3), welcher zum Leiten eines Drehmoments von dem elektromechanischen Energiewandler (2) auf die Brennkraftmaschine (1) beim Starten der Brennkraftmaschine eingerichtet ist und wobei dieses Getriebe (5) eine Übersetzung in Richtung vom elektromechanischen Energiewandler (2) auf die Brennkraftmaschine (1) ins Langsame aufweist und weiter weist dieses Getriebe (5) einen zweiten Triebstrang (4) auf, welcher zum wenigstens zweitweisen Leiten eines Drehmoments in Richtung von der Brennraftmaschine (1) auf den elektromechanischen Energiewandler (2) eingerichtet ist undwobei der zweite Triebstrang (4), bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen dem elektromechanischen Energiewandler (2) und der Brennkraftmaschine (1), parallel zum ersten Triebstrang angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, dassder erste Triebstrang (3) eine Einwegkupplung aufweist, welche derart eingerichtet ist, dass vom elektromechanischen Energiewandler (2) beim Starten der Brennkraftmaschine (1) auf diese ein Drehmoment über diesen Triebstrang (3) übertragbar ist unddass der zweite Triebstrang (4) eine Drehzahlsensitive-Kupplung (6) aufweist, welche bis zum Erreichen einer ersten Drehzahlschwelle geöffnet ist, so dass in diesem Zustand mit dem zweiten Triebstrang (4) kein Drehmoment von der Brennkraftmaschine (1) auf den elektromechanischen Energiewandler (2) übertragbar ist unddass die Drehzahlsensitive-Kupplung (6) ab dem Überschreiten dieser erste Drehzahlschwelle geschlossen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung mit einer Brennkraftmaschine und einem elektromechanischen Energiewandler, eine Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs ist aus der DE19941705A1 bekannt.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs für einen Personenkraftwagen beschrieben, dies ist nicht als Beschränkung der Erfindung auf eine derartige Anwendung zu verstehen. In Kraftfahrzeugen kommt häufig eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem elektromechanischem Energiewandler in Form eines sogenannten Hybridantriebs zum Einsatz. Ist der elektromechanische Energiewandler „groß“ ausgeführt, kann dieser also eine Leistung von mehr als 35 kW dauerhaft bereitstellen, ist die Funktionsgestaltung (Starten, Fahren, Rekuperation usw) vereinfacht, d.h. dieser große elektromechanische Energiewandler kann problemlos zum Anwerfen der Brennkraftmaschine und zum Antreiben des Kraftfahrzeugs herangezogen werden. Nachteilig ist an einer solchen Konfiguration jedoch, dass ein solch großer elektromechanischer Energiewandler einen großen Bauraumbedarf aufweist, dies ist in der Regel nachteilig, da der zur Verfügung stehende Bauraum knapp bemessen ist. Ein „kleiner“ elektromechanischer Energiewandler, also ein Energiewandler, mit welchem nicht mehr als 35 kW Leistung dauerhaft zur Verfügung stellbar ist, kann zwar mit einer entsprechenden Übersetzung zum Anwerfen der Brennkraftmaschine herangezogen werden, ist jedoch aufgrund dieser Übersetzung und aufgrund von Drehzahlgrenzen beim Antrieb des Kraftfahrzeugs limitiert.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ausgehend vom bekannten Stand der Technik eine verbesserte Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung anzugeben. Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung gemäß dem ersten Patentanspruch gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Eine Grundidee der Erfindung ist es, eine Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine mit einer Abtriebswelle eines elektromechanischen Energiewandlers, sogenannter Startergenerator, zu verbinden, wobei zur Verbindung zwei parallele Triebstränge vorgesehen sind, wobei sich parallel auf die Drehmomentübertragung dieser beiden Triebstränge bezieht. Weiter weist ein jeder dieser beiden Triebstränge eine Drehmomentübertragungseinrichtung zum Unterbrechen der Drehmomentübertragung auf und ein erster dieser beiden Triebstränge weist ein Startergenerator-Getriebe mit einer Übersetzung, in Richtung der Leistungsübertragung von der Abtriebwelle des elektromechanischen Energiewandlers auf die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine, ins Langsame auf. Weiter weist ein zweiter Triebstrang dieser beiden Triebstränge, also der zu diesem ersten Triebstrang parallele Triebstrang, insbesondere bei der Drehmomentübertragung, eine 1:1 Übersetzung auf.
  • Weiter ist die im ersten Triebstrang aufgenommene Drehmomentübertragungseinrichtung als Kupplung, vorzugsweise als Einwegkupplung beziehungsweise als sogenannter Starter-Freilauf, ausgebildet. Dabei weist diese Einwegkupplung eine Sperrrichtung auf, wobei in Sperrrichtung eine Drehmomentübertragung ermöglicht ist und entgegen der Sperrrichtung ist eine Drehmomentübertragung, wenigstens zeitweise oder dauerhaft, nicht ermöglicht. Eine Einwegkupplung als solche ist aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere als Freilauf, und vorzugsweise ist die Einwegkupplung als schaltbarer Freilauf ausgebildet, wobei auch ein schaltbarer Freilauf als solches aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Weiter vorzugsweis ist die Drehmomentübertragungseinrichtung des zweiten Triebstrangs als drehzahlsensitive Drehmomentübertragungseinrichtung ausgebildet und vorzugsweise als eine Fliehkraftkupplung, welche oberhalb einer vorgebbaren ersten Drehzahlschwelle eine Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine auf die Abtriebswelle des elektromechanischen Energiewandlers ermöglicht (geschlossener Zustand) und unterhalb dieser ersten Drehzahlschwelle unterbindet (offener Zustand).
  • Mit der vorgeschlagenen Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung ist somit die Drehmomentübertragung vom Startergenerator auf die Brennkraftmaschine, insbesondere während des Startens der Brennkraftmaschine, über den ersten Triebstrang und damit mit einer Drehmomenterhöhung vom Startergenerator auf die Brennkraftmaschine, ermöglicht. Weiter ist mit der vorgeschlagenen Kraftfahrzeugsantriebsvorrichtung, insbesondere nach dem Starten der Brennkraftmaschine, eine Drehmomentübertragung von der Brennkraftmaschine auf den Startergenerator, beziehungsweise in entgegengesetzter Richtung, über den zweiten Triebstrang, insbesondere also ohne Drehmomenterhöhung aufgrund der 1:1 Übersetzung des zweiten Triebstrangs, ermöglicht. Untersuchungen haben gezeigt, dass mit einer solchen Vorrichtung ein effizientes Hybridantriebssystem darstellbar ist.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt ist es ein Ziel der Erfindung, eine Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung für einen Hybridantriebsstrang, also einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine als erster Antriebsmaschine und einem elektromechanischen Energiewandler als zweiter Antriebsmaschine bereitzustellen. Die vorgeschlagene Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung, insbesondere der elektromechanische Energiewandler, stellt nicht nur ausreichend Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, insbesondere also beim Starten der Brennkraftmaschine, sondern auch bei hohen Drehzahlen, insbesondere also bei Drehzahlen der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine von mehr als 2000 1/min, für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs bereit.
  • Diese Drehmomentbereitstellung ist trotz einer kleinen Baugröße der Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung, insbesondere des Startergenerators ermöglich. Vorzugsweise weist der Startergenerator eine Antriebsleistung auf, die kleiner ist 35 kW, vorzugsweise kleiner als 25 kW, bevorzugt kleiner ist als 20 kW und weiter vorzugsweise kleiner ist als 12 kW. Insbesondere im Zusammenhang mit einem Personenkraftwagen weist der Startergenerator eine Antriebsleistung von vorzugsweise bis zu 35 kW auf und weiter vorzugsweise weist der Startergenerator im Zusammenhang mit einem Kraftrad eine Antriebsleistung von bis zu 20 kW auf.
  • Ein weiterer Kern der vorgeschlagenen Erfindung ist die Nutzung des sogenannten Startergenerator-Getriebes, welches auch die Einwegkupplung aufweist, beziehungsweise zur Drehmomentübertragung mit dieser in Verbindung steht. Vorzugsweise ist die Einwegkupplung, bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle des elektromechanischen Energiewandlers auf die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine, vor dem Startergenerator-Getriebe angeordnet oder bevorzugt hinter diesem. Weiter vorzugsweise weist die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung in Kombination mit dieser Einwegkupplung (erster Triebstrang) zusätzlich die Drehzahlsensitive-Kupplung (zweiter Triebstrang) auf, wobei die Einwegkupplung im ersten Triebstrang und die Drehzahlsensitive-Kupplung im zweiten Triebstrang angeordnet ist. Das Startergenerator-Getriebe weist eine Eingangswelle auf, welche mit der Abtriebswelle des elektromechanischen Energiewandlers wenigstens zeitweise zur Drehmomentübertragung verbindbar ist oder dauerhaft mit dieser verbunden ist. Weiter ist die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine, insbesondere eine sogenannte Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, mit einer Ausgangswelle des Startergenerator-Getriebes wenigstens zeitweise zur Drehmomentübertragung verbindbar oder ist vorzugsweise dauerhaft mit dieser verbunden.
  • Weiter weist das Startergenerator-Getriebe, bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle dieses Getriebes, insbesondere also bei der Leistungsübertragung vom elektromechanischen Energiewandler auf die Brennkraftmaschine mittels des Startergenerator-Getriebes, eine Übersetzung ins Langsame auf.
  • Weiter ist die Drehzahlsensitive-Kupplung mit der Abtriebswelle des elektromechanischen Energiewandlers wenigstens zeitweise zur Drehmomentübertragung verbindbar oder ist dauerhaft drehmomentleitend mit dieser verbunden. Die Drehzahlsensitive-Kupplung ist derart ausgestaltet, dass diese bis zum Erreichen der ersten Drehzahlschwelle geöffnet ist und oberhalb dieser ersten Drehzahlschwelle geschlossen, dass also bis zu dieser ersten Drehzahlschwelle kein Drehmoment mit der Drehzahlsensitive-Kupplung übertragbar ist. Baulich ist die Drehzahlsensitive-Kupplung vorzugsweise als eine Fliehkraftkupplung ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist diese erste Drehzahlschwelle aus einem Bereich ausgewählt, welcher sich an einer sogenannten Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine orientiert. Im Sinne der Erfindung ist unter dieser Leerlaufdrehzahl diejenige Drehzahl der Brennkraftmaschine zu verstehen, mit welcher die Brennkraftmaschine ohne Fahranforderung, insbesondere im Fahrzeugstillstand, betreibbar ist, beziehungsweise ohne einen Fahrereingriff betrieben wird. Weiter vorzugsweise liegt diese Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit der Motorbauart, insbesondere bei einer Brennkraftmaschine in Hubkolbenbauweise, in einem Bereich von 650 1/min bis 1000 1/min.
  • Vorzugsweise liegt die erste Drehzahlschwelle in einem Bereich, der größer ist als 0,75 mal der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine, bevorzugt 0,85 mal und besonders bevorzugt 0,95 mal und weiter vorzugsweise ist dieser Bereich kleiner oder gleich 1,05 mal der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine und bevorzugt kleiner oder gleich 1,0 mal dieser Leerlaufdrehzahl und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,97 mal dieser Leerlaufdrehzahl.
  • Funktional ist die Drehzahlsensitive-Kupplung als sogenannte normally open Kupplung ausgebildet und damit im unbetätigten Zustand, insbesondere also unterhalb der ersten Drehzahlschwelle, geöffnet. Insbesondere ist die Drehzahlsensitive-Kupplung während des Startens der Brennkraftmaschine durch den elektromechanischen Energiewandler geöffnet. Im offenen Zustand der Drehzahlsensitiven-Kupplung ist keine Drehmomentübertragung mit dieser und damit über den zweiten Triebstrang ermöglicht, insbesondere herrscht damit keine mechanische Verbindung im Übersetzungsverhältnis 1:1 vom elektromechanischen Energiewandler zu der Brennkraftmaschine. In der beschriebenen Situation des Startens der Brennkraftmaschine ist der zweite Triebstrang geöffnet und der erste Triebstrang überträgt Antriebsleistung. Die Antriebsleistung wird also beim Starten der Brennkraftmaschine vom Startergenerator mittels des Startergenerator-Getriebes übertragen und durch die gewählte Übersetzung ins Langsame wird das vom elektromechanischen Energiewandler bereitgestellte und auf die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine wirkende Drehmoment erhöht.
  • Wird, insbesondere während des Startvorgangs der Brennkraftmaschine, die erste Drehzahlschwelle erreicht oder überschritten, hat also der elektromechanische Energiewandler die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine auf eine zum Starten der Brennkraftmaschine ausreichende Drehzahl beschleunigt und die Brennkraftmaschine wird in den befeuerten Betrieb überführt, so schließt sich die Drehzahlsensitive-Kupplung aufgrund der sich einstellenden Drehzahlverhältnisse am zweiten Triebstrang. Vorzugsweise ist die erste Drehzahlschwelle so wie zuvor dargelegt gewählt, dass dieses Schließen der Drehzahlsensitive-Kupplung bei einer Drehzahl „knapp“ unter der Lehrlaufdrehzahl Brennkraftmaschine am sogenannten Kuppelpunkt geschieht.
  • Ist die Drehzahlsensitive-Kupplung geschlossen, so ist über diese und damit über den zweiten Triebstrang ein Drehmoment von der Brennkraftmaschine auf den elektromechanischen Energiewandler übertragbar. Funktional ist ab diesem Zeitpunkt (erreichen des Kuppelpunktes) Drehmoment vom elektromechanischen Energiewandler vorzugsweise nur noch über die Drehzahlsensitive-Kupplung und damit mit dem Drehzahlverhältnis von 1:1 zwischen der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine und der Abtriebswelle des elektromechanischen Energiewandlers, übertragbar. Dieses Drehzahlverhältnis von 1:1 ergibt sich, da die Einwegkupplung im ersten Triebstrang, aufgrund der sich bei geschlossener Drehzahlsensitiver-Kupplung im zweiten Triebstrang einstellenden Drehzahlverhältnisse, geöffnet ist und die Leistungsübertragung damit über den zweiten Triebstrang erfolgt.
  • Insbesondere ist es durch die Einwegkupplung ermöglicht, dass das Startergenerator-Getriebe während der Phasen, in denen die Brennkraftmaschine alleine oder vorzugsweise gemeinsam mit dem Startergenerator Antriebsleistung für den Antrieb des Kraftfahrzeug bereitstellt, nur noch frei mitläuft, also keine Leistung mit diesem übertragbar ist.
  • Anders gewendet, wirkt die Drehmomentübertragung im zweiten Triebstrang mit der Drehzahlsensitive-Kupplung, insbesondere durch die direkte Kupplungsverbindung dieser Kupplung, bidirektional und somit kann auch Drehmoment vom Startergenerator, insbesondere zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs, an die Brennkraftmaschine und damit an den Antrieb des Kraftfahrzeugs abgegebene werden. In der zum Antrieb des Kraftfahrzeugs entgegengesetzten Antriebsrichtung, also von der Brennkraftmaschine zum elektromechanischen Energiewandler, ist mit der vorgeschlagenen Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung Rekuperation ermöglicht.
  • Vorzugsweise ist durch die Rekuperation ein Aufladen eines elektrochemischen Energiespeichers, vorzugsweise eines Akkumulators ermöglicht, wobei bei der Rekuperation der elektromechanische Energiewandler im generatorischen Betrieb betrieben wird. Wird die Brennkraftmaschine, insbesondere mittels einer StartStopp-Automatik, wie diese von einem Motorsteuergerät vorgebbar ist, oder aufgrund des normalen Abstellens des Fahrzeugs, in den Stillstand versetzt, so öffnet sich beim Erreichen oder Unterschreiten der ersten Drehzahlschwelle die Drehzahlsensitive-Kupplung und es ist keine Drehmomentübertragung über den zweiten Triebstrang mehr ermöglicht. In diesem Fall ist über den ersten Triebstrang die Brennkraftmaschine wieder, insbesondere aus dem Stillstand, über den Startergenerator und das Startergenerator-Getriebe startbar.
  • In einer bevorzugt Ausführungsform ist das Startergenerator-Getriebe als Umlaufgetriebe mit wenigstens einem Planentenrad ausgebildet und weiter vorzugsweise ist das Startergenerator-Getriebe als Stirnradgetriebe mit achsparallelen und zueinander beanstandeten Achsen ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das Startergenerator-Getriebe als eine Kombination aus einem Stirnradgetriebe und einem Umlaufgetrieben ausgebildet. Insbesondere durch eine Ausführungsform, bei welcher das Startergenerator-Getriebe vollständig oder teilweise als Umlaufgetriebe, derartige Getriebe werden auch häufig als Planetengetriebe bezeichnet, ausgebildet ist, ergibt sich der Vorteil, dass das gesamte System auf einer Welle abbildbar ist und einen geringerer Bauraum benötigt wird.
  • In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung ist die Kraftfahrzeugsantriebsvorrichtung, insbesondere also die Vorrichtung aufweisend Komponenten Fliehkraftkupplung, Einwegkupplung und Startergenerator-Getriebe, mit der Brennkraftmaschine oder mit dem elektromechanischen Energiewandler oder mit beiden, mit einem Zugmittelgetriebe, vorzugsweise mit einem Riemengetriebe oder bevorzugt einem Kettengetriebe, oder vorzugsweise mit einem Zahnradradgetriebe oder bevorzugt direkt verbunden. Vorzugsweise weist ein solches Getriebe zum Verbinden der Brennkraftmaschine oder des elektromechanischen Energiewandlers ein festgelegtes Übersetzungsverhältnis auf, bevorzugt ist ein solches Getriebe wenigstens in zwei Schaltstufen schaltbar. Insbesondere mittels eines solchen Getriebes ist die Brennkraftmaschine beziehungsweise der elektromechanische Energiewandler, an die jeweilige Lastanforderung anpassbar.
  • In einer weiter bevorzugt Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens das Startgenerator-Getriebe und die Brennkraftmaschine oder der elektromechanische Energiewandler oder alle drei einen gemeinsamen Ölhaushalt auf. Weiter vorzugweise ist wenigstens das Startgenerator-Getriebe baulich in den elektromechanischen Energiewandler oder in die Brennkraftmaschine integriert. Insbesondere durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist ein geringer Bauraumbedarf für die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung erreichbar. Weiter ist es insbesondere durch den oben beschriebenen Aufbau der Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung erreichbar, den gesamten oder wenigstens einen großen Teil des Drehzahlbereichs für den Antrieb des Kraftfahrzeugs (Starten der Brennkraftmaschine, Fahrbetrieb) mit elektrischer Unterstützung vom Startergenerator abzudecken und dies trotz eines „kleinen“ elektromechanischen Energiewandlers.
  • In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung weist das Startergenerator-Getriebe für die Leistungsübertragung von der Eingangswelle des Startergenerator-Getriebes auf deren Ausgangswelle, also Leistungsübertragung vom elektromechanischen Energiewandler auf die Brennkraftmaschine, eine Übersetzung aus einem Bereich auf, für den gilt, dass die Übersetzung ins Langsame größer ist als 1:6, vorzugsweise größer ist als 1:4 und bevorzugt größer oder gleich 1:3 und weiter vorzugsweise ist diese Übersetzung kleiner als 1:2, bevorzugt kleiner als 1:2,5 und besonders bevorzugt kleiner als 1:2,75. Untersuchungen haben gezeigt, dass mit einer Übersetzung aus dem vorgeschlagenen Bereich eine Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung darstellbar ist, mit welcher bei geringem Bauraumbedarf einerseits eine ausreichende Antriebsleistung, insbesondere ein ausreichendes Antriebsdrehmoment zum Beschleunigen der Brennkraftmaschine aus dem Stillstand (Startvorgang) und andererseits zum Antreiben des Kraftfahrzeugs während der Fahrt darstellen lässt.
  • Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand einer schematisierten Figur näher erläutert, dabei zeigt:
    • 1: ein schematisiertes Kraftfahrzeugantriebssystem mit einer Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung.
  • Mittels der Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung ist die Brennkraftmaschine 1, diese ist als Hubkolbenverbrennungsmotor mit mehreren Zylindern ausgebildet, mit einem als Startergenerator ausgebildeten elektromechanischen Energiewandler 2 verbunden. Die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung weist den ersten Triebstrang 3 und den zweiten Triebstrang 4 auf.
  • Im ersten Triebstrang 3 ist das Startergenerator-Getriebe 5 mit Einwegkupplung aufgenommen. Dieses Getriebe 5 weist in der Drehmomentübertragungsrichtung 7 vom elektromechanischen Startergenerator 2 auf die Brennkraftmaschine 1 eine Übersetzung ins Langsame auf, die Drehmomentübertragungsrichtung 7 ist durch den Einbau der Einwegkupplung bedingt, eine derartige Kupplung kann auch als sogenannte Überhohlkupplung aufgefasst werden. Mittels dieser Übersetzung des Startergenerator-Getriebes 5 wird das Drehmoment zum Starten der Brennkraftmaschine 1, welches vom elektromechanischen Startergenerator 2 bereitgestellt wird, erhöht. Die Einwegkupplung ist dabei so im ersten Triebstrang 3 aufgenommen, dass das Drehmoment in der Drehmomentübertragungsrichtung 7 übertragbar ist.
  • Beim Starten der Brennkraftmaschine 1 wird diese vom elektromechanischen Startergenerator 2 über den ersten Triebstrang 3 bis zur Startdrehzahl hochgeschleppt. Ab dem Erreichen der Startdrehzahl wird die Brennkraftmaschine 1 in den befeuerten Betrieb versetzt. Erreicht die Brennkraftmaschine die erste Drehzahlschwelle, diese ist als Drehzahl etwas unterhalb der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine vorgegeben, schließt die im zweiten Triebstrang 4 angeordnete Drehzahlsensitive-Kupplung 6 die Drehmoment- und damit auch die Drehzahlübertragung im zweiten Triebstrang 4.
  • Der zweite Triebstrang 4 weist eine Übersetzung von 1:1 auf, ist also als direkter Durchtrieb ausgestaltet. Die Drehzahlsensitive-Kupplung 6 koppelt damit im geschlossenen Zustand (erste Drehzahlschwelle überschritten) die Brennkraftmaschine 1 unmittelbar mit dem elektromechanischen Energiewandler 2 und somit ist über den zweiten Triebstrang 4 eine Drehmomentübertragung zwischen der Brennkraftmaschine 1 und dem elektromechanischen Startergenerator 2 in beide Richtungen 8 ermöglicht, also bidirektional. Im Rekuperationsbetrieb kann also der elektromechanische Startergenerator 2 mit Antriebsleistung aus dem Antriebsstrang 9 des Kraftfahrzeugs angetrieben werden, z.B. im Schubbetrieb, oder weiter ist es auch ermöglicht bei geschlossener Drehzahlsensitiver-Kupplung 6, Leistung von der Brennkraftmaschine 1 auf den elektromechanischen Startergenerator 2 zu übertragen. In einem anderen Betriebsmodus, z.B. beim Antrieb des Kraftfahrzeugs mit der Brennkraftmaschine 1, kann der Startergenerator 2 zusätzlich Leistung bereitstellen und damit zusätzlich zum Antrieb herangezogen werden, ein Antrieb des Kraftfahrzeugs ist damit sowohl rein elektrisch, rein verbrennungsmotorisch oder kombiniert ermöglicht.
  • Durch Schließen der Drehzahlsensitiven-Kupplung 6 wird, aufgrund der sich am ersten Triebstrang 3 einstellenden Drehzahlverhältnisse, die Einwegkupplung im Startergenerator-Getriebe 5 geöffnet und das Startergenerator-Getriebe 5 läuft ohne Drehmomentübertragung und damit verlustarm mit. Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 1 und damit dem Abfallen der Drehzahl im zweiten Triebstrang 4, öffnet sich die Drehzahlsensitive-Kupplung 6 (erste Drehzahlschwelle unterschritten) und ein erneutes Starten der Brennkraftmaschine 1 durch den elektromechanischen Startergenerator 2 über den ersten Triebstrang 3 ist somit wieder ermöglicht.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Brennkraftmaschine
    2
    elektromechanischer Energiewandler
    3
    erster Triebstrang
    4
    zweiter Triebstrang
    5
    Startergenerator-Getriebe mit Einwegkupplung
    6
    Drehzahlsensitive-Kupplung
    7
    mögliche Drehmomentübertragungsrichtung im ersten Triebstrang
    8
    mögliche Drehmomentübertragungsrichtung im zweiten Triebstrang
    9
    Leistungsübertragung zum Kraftfahrzeugantriebsstrang
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19941705 A1 [0001]

Claims (9)

  1. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung zum Verbinden einer Brennkraftmaschine (1) mit einem elektromechanischen Energiewandler (2), wobei dieser Energiewandler zum Starten der Brennkraftmaschine eingerichtet ist, und mit einem Startergenerator-Getriebe (5) mit einem ersten Triebstrang (3), welcher zum Leiten eines Drehmoments von dem elektromechanischen Energiewandler (2) auf die Brennkraftmaschine (1) beim Starten der Brennkraftmaschine eingerichtet ist und wobei dieses Getriebe (5) eine Übersetzung in Richtung vom elektromechanischen Energiewandler (2) auf die Brennkraftmaschine (1) ins Langsame aufweist und weiter weist dieses Getriebe (5) einen zweiten Triebstrang (4) auf, welcher zum wenigstens zweitweisen Leiten eines Drehmoments in Richtung von der Brennraftmaschine (1) auf den elektromechanischen Energiewandler (2) eingerichtet ist und wobei der zweite Triebstrang (4), bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen dem elektromechanischen Energiewandler (2) und der Brennkraftmaschine (1), parallel zum ersten Triebstrang angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Triebstrang (3) eine Einwegkupplung aufweist, welche derart eingerichtet ist, dass vom elektromechanischen Energiewandler (2) beim Starten der Brennkraftmaschine (1) auf diese ein Drehmoment über diesen Triebstrang (3) übertragbar ist und dass der zweite Triebstrang (4) eine Drehzahlsensitive-Kupplung (6) aufweist, welche bis zum Erreichen einer ersten Drehzahlschwelle geöffnet ist, so dass in diesem Zustand mit dem zweiten Triebstrang (4) kein Drehmoment von der Brennkraftmaschine (1) auf den elektromechanischen Energiewandler (2) übertragbar ist und dass die Drehzahlsensitive-Kupplung (6) ab dem Überschreiten dieser erste Drehzahlschwelle geschlossen ist.
  2. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlsensitive-Kupplung (6) als Fliehkraftkupplung ausgebildet ist.
  3. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwegkupplung als ein Freilauf ausgebildet ist.
  4. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Startergenerator-Getriebe (5) ein Übersetzung in Richtung von dem elektromechanischen Energiewandler (2) auf die Brennkraftmaschine (1) zwischen 1:6 und 1:2 aufweist.
  5. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehzahlschwelle größer ist als 0,75 mal einer Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine und kleiner ist als 1,05 mal der Leerlaufdrehzahl.
  6. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Startergenerator-Getriebe (5) ein Umlaufgetriebe aufweist oder aus einem Umlaufgetriebe besteht.
  7. Kraftfahrzeugantriebssystem bei welchem eine Brennkraftmaschine (1) und ein elektromechanischer Energiewandler (2) mit der Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs miteinander verbunden sind.
  8. Kraftfahrzeugantriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Startergenerator-Getriebe (5) und wenigstens die Brennkraftmaschine (1) oder das Startergenerator-Getriebe (5) und wenigstens der elektromechanische Energiewandler (2) einen gemeinsamen Ölhaushalt aufweisen.
  9. Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugantriebssystem gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8.
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