DE102019122597A1

DE102019122597A1 - Crankshaft decoupling device with torque limitation for a starter generator

Info

Publication number: DE102019122597A1
Application number: DE102019122597.3A
Authority: DE
Inventors: Walter Reisinger; Philipp Peter Fuerst; Reinhard Schedlberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2021-02-25

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Entkopplung einer Drehungleichmäßigkeit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors von einem Starter-Generator beschrieben. Die Vorrichtung umfasst ein Kurbelwellenelement, das ausgebildet ist, fest mit der Kurbelwelle verbunden zu werden, und eine Riemenscheibe, die ausgebildet ist, über einen Riemen mit dem Starter-Generator verbunden zu werden. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung zumindest eine Feder, die ausgebildet ist, bei einer Auslenkung der Feder aufgrund einer Verdrehung zwischen der Riemenscheibe und dem Kurbelwellenelement in eine erste Richtung ein Drehmoment von der Riemenscheibe auf das Kurbelwellenelement zu übertragen, und bei einer Auslenkung der Feder aufgrund einer Verdrehung zwischen der Riemenscheibe und dem Kurbelwellenelement in eine zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung ein Drehmoment von dem Kurbelwellenelement auf die Riemenscheibe zu übertragen. Außerdem umfasst die Vorrichtung zumindest einen Anschlagpuffer, der eingerichtet ist, die Auslenkung der Feder aufgrund einer Verdrehung in der ersten Richtung zu begrenzen, so dass das Drehmoment bei einem Startvorgang des Verbrennungsmotors über den Starter-Generator zumindest teilweise über den Anschlagpuffer von der Riemenscheibe auf das Kurbelwellenelement übertragen wird.A device for decoupling a rotational irregularity of a crankshaft of an internal combustion engine from a starter generator is described. The device comprises a crankshaft element which is designed to be fixedly connected to the crankshaft, and a pulley which is designed to be connected to the starter-generator via a belt. Furthermore, the device comprises at least one spring which is designed to transmit a torque from the belt pulley to the crankshaft element when the spring is deflected due to a rotation between the belt pulley and the crankshaft element in a first direction, and when the spring is deflected due to a Rotation between the pulley and the crankshaft element in a second direction opposite to the first direction to transmit a torque from the crankshaft element to the pulley. In addition, the device comprises at least one stop buffer, which is set up to limit the deflection of the spring due to a rotation in the first direction, so that the torque when starting the internal combustion engine via the starter generator at least partially via the stop buffer from the pulley to the Crankshaft element is transmitted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Starter-Generator. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kurbelwellenentkopplungsvorrichtung zur mechanischen Entkopplung von Drehungleichmäßigkeiten der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors von einem Starter-Generator.The invention relates to a vehicle with an internal combustion engine and a starter generator. In particular, the invention relates to a crankshaft decoupling device for mechanically decoupling rotational irregularities of the crankshaft of an internal combustion engine from a starter generator.

Ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor kann zur Reduzierung des Energieverbrauchs einen Starter-Generator (SGR) umfassen, der über einen Riementrieb mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt sein kann. Der SGR kann dazu genutzt werden, den Verbrennungsmotor zu starten. Des Weiteren kann der SGR dazu genutzt werden, Bremsenergie zu rekuperieren und in einem elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs, insbesondere in einer 48V-Batterie, zu speichern. Außerdem kann der SGR dazu genutzt werden, den Verbrennungsmotor bei einem Beschleunigungsvorgang zu unterstützen. Das von dem SGR zusätzlich generierte Drehmoment wird auch als Boost-Drehmoment bezeichnet.To reduce energy consumption, a vehicle with an internal combustion engine can include a starter generator (SGR) that can be coupled to the crankshaft of the internal combustion engine via a belt drive. The SGR can be used to start the combustion engine. Furthermore, the SGR can be used to recuperate braking energy and to store it in an electrical energy storage device of the vehicle, in particular in a 48V battery. In addition, the SGR can be used to support the combustion engine during acceleration. The torque additionally generated by the SGR is also referred to as the boost torque.

Zur Schwingungsisolation von relativ niederfrequenten Schwingungen der Kurbelwelle und/oder zur Isolation von relativ niederfrequenten Ungleichmäßigkeiten der Drehzahl der Kurbelwelle kann an der Kurbelwelle mittels einer Entkopplungsvorrichtung eine mechanische Entkopplung zwischen der Kurbelwelle und dem SGR bewirkt werden, welche in beide Richtungen eine Drehmomentübertragung ermöglicht. Insbesondere kann die Entkoppelungsvorrichtung eingerichtet sein, ein positives Moment beim Rekuperieren von der Kurbelwelle an den SGR und ein negatives Moment bei Motorstart und beim Boost-Betrieb von dem SGR zu der Kurbelwelle zu übertragen.To isolate vibrations from relatively low-frequency vibrations of the crankshaft and / or to isolate relatively low-frequency irregularities in the speed of the crankshaft, a decoupling device can be used on the crankshaft to effect mechanical decoupling between the crankshaft and the SGR, which enables torque to be transmitted in both directions. In particular, the decoupling device can be set up to transmit a positive torque when recuperating from the crankshaft to the SGR and a negative torque when the engine is started and during boost operation from the SGR to the crankshaft.

Zur mechanischen Entkopplung können ein oder mehrere Federn, insbesondere zumindest oder genau eine Biegedrehfeder oder ein oder mehrere Bogenfedern, verwendet werden. Durch die relativ hohe Wechselbelastung an den ein oder mehreren Federn einer Entkopplungsvorrichtung kann es zu einem erhöhten Verschleiß und ggf. zu einem Bruch einer Feder der Entkopplungsvorrichtung kommen.One or more springs, in particular at least or precisely one torsion spring or one or more bow springs, can be used for mechanical decoupling. The relatively high alternating load on the one or more springs of a decoupling device can lead to increased wear and possibly a breakage of a spring of the decoupling device.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die Zuverlässigkeit und/oder die Lebensdauer einer Entkopplungsvorrichtung, insbesondere die Betriebsfestigkeit der ein oder mehreren Federn einer Entkopplungsvorrichtung, in effizienter Weise zu erhöhen.The present document is concerned with the technical problem of increasing the reliability and / or the service life of a decoupling device, in particular the operational strength of the one or more springs of a decoupling device, in an efficient manner.

Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The object is achieved in each case by the independent claims. Advantageous embodiments are described in the dependent claims, among others. It is pointed out that additional features of a patent claim dependent on an independent patent claim without the features of the independent patent claim or only in combination with a subset of the features of the independent patent claim can form a separate invention independent of the combination of all features of the independent patent claim, which can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to the technical teachings described in the description, which can form an invention that is independent of the features of the independent patent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Entkopplung einer Drehungleichmäßigkeit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors von einem Starter-Generator beschrieben. Der Starter-Generator kann eine Nennspannung von 60V oder weniger, insbesondere von 48V, aufweisen. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um auf bzw. an der Kurbelwelle montiert zu werden, insbesondere so dass die Vorrichtung koaxial zu der Kurbelwelle angeordnet ist. Der Starter-Generator kann ausgebildet sein, mit der Vorrichtung über einen Riemen, insbesondere über einen Poly-V Riemen, verbunden zu werden.According to one aspect, a device for decoupling a rotational irregularity of a crankshaft of an internal combustion engine from a starter generator is described. The starter generator can have a nominal voltage of 60V or less, in particular 48V. The device can be designed to be mounted on or on the crankshaft, in particular so that the device is arranged coaxially to the crankshaft. The starter generator can be designed to be connected to the device via a belt, in particular a poly-V belt.

Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, relativ niederfrequente Drehungleichmäßigkeiten der Kurbelwelle (z.B. im Bereich von 100Hz oder weniger, oder 50Hz oder weniger) von dem Starter-Generator zu entkoppeln bzw. zu isolieren.The device can be designed to decouple or isolate relatively low-frequency irregularities in the rotation of the crankshaft (e.g. in the range of 100 Hz or less, or 50 Hz or less) from the starter-generator.

Die Vorrichtung umfasst ein Kurbelwellenelement, das ausgebildet ist, fest mit der Kurbelwelle verbunden, insbesondere verschraubt, zu werden. Das Kurbelwellenelement kann dabei bevorzugt als Torsionsschwingungsdämpfer für (relativ hochfrequente) Torsionsschwingungen der Kurbelwelle ausgebildet sein (und zu diesem Zweck Gummi oder Viskose umfassen). Insbesondere kann das Kurbelwellenelement ein (inneres und/oder nahe der Achse der Vorrichtung angeordnetes) Primärteil umfassen, das ausgebildet ist, fest und/oder starr mit der Kurbelwelle verbunden, insbesondere verschraubt, zu werden. Des Weiteren kann das Kurbelwellenelement ein (äußeres und/oder das Primärteil umgebendes) Sekundärteil umfassen. Das Sekundärteil kann eine kreisförmige Oberfläche aufweisen, auf der die Riemenscheibe der Vorrichtung beweglich angeordnet sein kann. Das Primärteil und das Sekundärteil können über eine Elastomerschicht miteinander verbunden sein, wobei die Elastomerschicht ausgebildet ist, Torsionsschwingungen der Kurbelwelle bzw. des mit der Kurbelwelle verbundenen Primärteils zu dämpfen. Beispielsweise kann das Primärteil als ein Viskosedämpfer ausgebildet sein.The device comprises a crankshaft element which is designed to be permanently connected, in particular screwed, to the crankshaft. The crankshaft element can preferably be designed as a torsional vibration damper for (relatively high-frequency) torsional vibrations of the crankshaft (and for this purpose it can comprise rubber or viscose). In particular, the crankshaft element can comprise a (inner and / or arranged near the axis of the device) primary part, which is designed to be fixedly and / or rigidly connected, in particular screwed, to the crankshaft. Furthermore, the crankshaft element can comprise a secondary part (external and / or surrounding the primary part). The secondary part can have a circular surface on which the belt pulley of the device can be movably arranged. The primary part and the secondary part can be connected to one another via an elastomer layer, the elastomer layer being designed to dampen torsional vibrations of the crankshaft or of the primary part connected to the crankshaft. For example, the primary part can be designed as a viscous damper.

Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Riemenscheibe, die ausgebildet ist, über einen Riemen mit dem Starter-Generator verbunden zu werden. Die Riemenscheibe kann topfförmig ausgebildet sein, wobei sich der Boden der topfförmigen Riemenscheibe radial von der Achse der Vorrichtung weg erstreckt und wobei die kreisförmige Seitenwand der topfförmigen Riemenscheibe eine Anlagefläche für den Riemen bildet. Die kreisförmige Seitenwand kann ausgebildet sein, das Kurbelwellenelement, insbesondere das Sekundärteil des Kurbelwellenelements, zu umschließen.Furthermore, the device comprises a belt pulley which is designed to be connected to the starter-generator via a belt. The belt pulley can be cup-shaped, the bottom of the cup-shaped belt pulley extending radially away from the axis of the device and the circular side wall of the cup-shaped belt pulley forming a contact surface for the belt. The circular side wall can be designed to enclose the crankshaft element, in particular the secondary part of the crankshaft element.

Außerdem umfasst die Vorrichtung zumindest eine Feder, die ausgebildet ist, bei einer Auslenkung der Feder aufgrund einer Verdrehung zwischen der Riemenscheibe und dem Kurbelwellenelement in eine erste (Dreh-) Richtung, insbesondere in eine Start- / Boost-Richtung für einen Start- / Boost-Betrieb des Starter-Generators, ein (negatives) Drehmoment von der Riemenscheibe auf das Kurbelwellenelement zu übertragen. Des Weiteren ist die zumindest eine Feder ausgebildet, bei einer Auslenkung der Feder aufgrund einer Verdrehung zwischen der Riemenscheibe und dem Kurbelwellenelement in eine zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten (Dreh-) Richtung, insbesondere in eine Rekuperations-Richtung für einen Rekuperations-Betrieb des Starter-Generators, ein (positives) Drehmoment von dem Kurbelwellenelement auf die Riemenscheibe zu übertragen. Durch die zumindest eine Feder kann eine Entkopplung der Riemenscheibe und damit des Starter-Generators von Drehungleichmäßigkeiten der Kurbelwelle bewirkt werden.In addition, the device comprises at least one spring which is designed when the spring is deflected due to a rotation between the belt pulley and the crankshaft element in a first (rotational) direction, in particular in a start / boost direction for a start / boost -Operation of the starter generator to transmit a (negative) torque from the belt pulley to the crankshaft element. Furthermore, the at least one spring is designed, in the event of a deflection of the spring due to a rotation between the belt pulley and the crankshaft element in a second (rotational) direction opposite to the first direction, in particular in a recuperation direction for recuperation operation of the starter Generator to transmit a (positive) torque from the crankshaft element to the pulley. The at least one spring can decouple the belt pulley and thus the starter generator from rotational irregularities of the crankshaft.

Die Vorrichtung umfasst ferner zumindest einen Anschlagpuffer, der eingerichtet ist, die Auslenkung der Feder aufgrund einer Verdrehung in der ersten Richtung, insbesondere in der Start- / Boost-Richtung, zu begrenzen. Dabei ist der Anschlagpuffer typischerweise fest mit der Riemenscheibe verbunden. Die Begrenzung kann dabei derart erfolgen, dass das Drehmoment bei einem Startvorgang, insbesondere bei allen Startvorgängen, des Verbrennungsmotors (d.h. bei einem Startvorgang, der über bzw. durch den Starter-Generator erfolgt) zumindest teilweise über den Anschlagpuffer von der Riemenscheibe auf das Kurbelwellenelement übertragen wird. Insbesondere kann ein erster Teil des Drehmoments über die ausgelenkte Feder und ein (komplementärer) zweiter Teil des Drehmoments über den zumindest einen Anschlagpuffer übertragen werden.The device further comprises at least one stop buffer which is set up to limit the deflection of the spring due to a rotation in the first direction, in particular in the start / boost direction. The stop buffer is typically firmly connected to the belt pulley. The limitation can take place in such a way that the torque during a starting process, in particular during all starting processes, of the internal combustion engine (ie during a starting process that takes place via or by the starter generator) is at least partially transmitted via the stop buffer from the belt pulley to the crankshaft element becomes. In particular, a first part of the torque can be transmitted via the deflected spring and a (complementary) second part of the torque via the at least one stop buffer.

Der zumindest eine Anschlagpuffer kann zumindest teilweise aus einem Elastomer und/oder Thermoplast bestehen. Insbesondere kann der Anschlagpuffer ausgebildet sein, eine Schwingung des Kurbelwellenelements zumindest teilweise zu dämpfen.The at least one stop buffer can at least partially consist of an elastomer and / or thermoplastic. In particular, the stop buffer can be designed to at least partially dampen an oscillation of the crankshaft element.

Durch eine (einseitige) Begrenzung des möglichen Verdrehwinkels zwischen der Riemenscheibe und dem Kurbelwellenelement kann eine relativ starke Belastung der Feder während eines Startvorgangs begrenzt werden. Als Folge daraus werden die Beanspruchung der Feder reduziert und damit die Lebensdauer der Entkopplungsvorrichtung erhöht, ohne dabei die Entkopplungsfunktion der Entkopplungsvorrichtung im Betrieb zu beeinträchtigen.A (one-sided) limitation of the possible angle of rotation between the belt pulley and the crankshaft element can limit a relatively high load on the spring during a starting process. As a result, the stress on the spring is reduced and the service life of the decoupling device is thus increased, without impairing the decoupling function of the decoupling device during operation.

Der Anschlagpuffer ist bevorzugt derart ausgebildet, dass das Drehmoment bei einem Boostvorgang, insbesondere bei allen Boostvorgängen, des Starter-Generators nicht über den Anschlagpuffer und/oder allein über die Feder von der Riemenscheibe auf das Kurbelwellenelement übertragen wird. Ein Boostvorgang des Starter-Generators kann dabei darauf gerichtet sein, das von dem Verbrennungsmotor an der Kurbelwelle bewirkte Drehmoment weiter zu erhöhen (z.B. um eine besonders starke Beschleunigung zu ermöglichen). Der Anschlagpuffer kann somit derart angeordnet, insbesondere an der Riemenscheibe befestigt, sein, dass der Anschlagpuffer den Verdrehwinkel zwischen der Riemenscheibe und dem Kurbelwellenelement bei einem Startvorgang, insbesondere bei allen Startvorgängen, effektiv begrenzt, aber bei einem Boostvorgang, insbesondere bei allen Boostvorgängen, keine begrenzende Wirkung auf den Verdrehwinkel hat. So können mögliche Auswirkungen des Anschlagpuffers auf die Entkopplungsfunktion der Vorrichtung weiter reduziert werden.The stop buffer is preferably designed in such a way that the torque during a boost process, in particular during all boost processes, of the starter generator is not transmitted from the belt pulley to the crankshaft element via the stop buffer and / or solely via the spring. A boost process of the starter generator can be aimed at further increasing the torque produced by the internal combustion engine on the crankshaft (e.g. to enable particularly strong acceleration). The stop buffer can thus be arranged, in particular fastened to the belt pulley, in such a way that the stop buffer effectively limits the angle of rotation between the belt pulley and the crankshaft element during a starting process, especially during all starting processes, but not limiting it during a boost process, especially during all boost processes Has an effect on the angle of rotation. In this way, possible effects of the stop buffer on the decoupling function of the device can be further reduced.

Beispielsweise können die Vorrichtung und insbesondere die zumindest eine Feder derart ausgebildet sein, dass ohne den Anschlagpuffer ein Startvorgang (ggf. im Mittel) einen bestimmten Start-Verdrehwinkel bewirkt (z.B. zwischen 20° und 30°) und ein Boostvorgang (ggf. im Mittel) einen bestimmten Boost-Verdrehwinkel bewirkt (z.B. zwischen 0° und 15°). Dabei kann der Boost-Verdrehwinkel kleiner als der Start-Verdrehwinkel sein. Der Anschlagpuffer kann derart ausgebildet sein, dass der Verdrehwinkel auf einen Wert zwischen dem Boost-Verdrehwinkel und dem Start-Verdrehwinkel begrenzt wird (z.B. zwischen 15° und 20°). So können mögliche Auswirkungen des Anschlagpuffers auf die Entkopplungsfunktion der Vorrichtung in besonders zuverlässiger Weise reduziert bzw. vermieden werden.For example, the device and in particular the at least one spring can be designed in such a way that, without the stop buffer, a starting process (possibly on average) causes a certain starting angle of rotation (e.g. between 20 ° and 30 °) and a boost process (possibly on average) causes a certain boost twist angle (e.g. between 0 ° and 15 °). The boost angle of rotation can be smaller than the start angle of rotation. The stop buffer can be designed in such a way that the angle of rotation is limited to a value between the boost angle of rotation and the start angle of rotation (e.g. between 15 ° and 20 °). In this way, possible effects of the stop buffer on the decoupling function of the device can be reduced or avoided in a particularly reliable manner.

Der Anschlagpuffer kann ferner derart ausgebildet sein, dass das Drehmoment bei einem Rekuperationsvorgang, insbesondere bei allen Rekuperationsvorgängen, des Starter-Generators, bei dem der Starter-Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie von der Kurbelwelle angetrieben wird, nicht über den Anschlagpuffer und/oder allein über die Feder von dem Kurbelwellenelement auf die Riemenscheibe übertragen wird. Insbesondere kann der Anschlagpuffer derart ausgebildet sein, dass durch den Anschlagpuffer keine Begrenzung des Verdrehwinkels in der zweiten Richtung, insbesondere in der Rekuperations-Richtung, bewirkt wird. Beispielsweise können die Vorrichtung und insbesondere die zumindest eine Feder derart ausgebildet sein, dass ohne den Anschlagpuffer ein Rekuperationsvorgang (ggf. im Mittel) einen bestimmten Rekuperations-Verdrehwinkel bewirkt (z.B. zwischen 0° und 30°). Der Anschlagpuffer kann derart ausgebildet sein, dass durch den Anschlagpuffer zumindest bis zu dem Rekuperations-Verdrehwinkel keine Begrenzung bewirkt wird. So können mögliche Auswirkungen des Anschlagpuffers auf die Entkopplungsfunktion der Vorrichtung weiter reduziert werden.The stop buffer can also be designed in such a way that the torque during a recuperation process, in particular during all recuperation processes, of the starter generator, in which the starter generator is driven by the crankshaft to generate electrical energy, does not use the stop buffer and / or alone is transmitted via the spring from the crankshaft element to the pulley. In particular, the stop buffer can be designed in such a way that the Stop buffer no limitation of the angle of rotation in the second direction, in particular in the recuperation direction, is effected. For example, the device and in particular the at least one spring can be designed in such a way that, without the stop buffer, a recuperation process (possibly on average) causes a certain recuperation rotation angle (for example between 0 ° and 30 °). The stop buffer can be designed such that the stop buffer does not cause any limitation at least up to the recuperation rotation angle. In this way, possible effects of the stop buffer on the decoupling function of the device can be further reduced.

Die Feder kann an einer ersten Seite der Feder mit dem Kurbelwellenelement und an einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Feder mit der Riemenscheibe verbunden sein, so dass eine Verdrehung zwischen der Riemenscheibe und dem Kurbelwellenelement eine Auslenkung, insbesondere eine Dehnung oder eine Stauchung, der Feder bewirkt. So kann eine zuverlässige Übertragung eines Drehmoments über die Feder bewirkt werden.The spring can be connected to the crankshaft element on a first side of the spring and to the pulley on an opposite, second side of the spring, so that a rotation between the pulley and the crankshaft element causes a deflection, in particular an expansion or compression, of the spring. A reliable transmission of a torque via the spring can thus be effected.

Die Feder kann eine Biegedrehfeder umfassen, wobei die Biegedrehfeder um die Achse der Vorrichtung verlaufende Windungen aufweisen kann. Dabei kann die Feder an der ersten Seite und an der zweiten Seite jeweils Kulissensteine umfassen, die in ein oder mehreren Kulissen des Kurbelwellenelements bzw. der Riemenscheibe derart beweglich angeordnet sind, dass sich die Kulissensteine bei einer Dehnung der Feder radial nach außen und/oder bei einer Stauchung der Feder radial nach innen bewegen können. So können in schonender Weise eine Ausdehnung bzw. eine Stauchung der Feder ermöglicht werden.The spring can comprise a flexural torsion spring, wherein the flexural torsion spring can have coils running around the axis of the device. The spring can comprise sliding blocks on the first side and on the second side, which are movably arranged in one or more slotted links of the crankshaft element or the belt pulley in such a way that the sliding blocks move radially outward and / or when the spring is expanded a compression of the spring can move radially inward. In this way, expansion or compression of the spring can be made possible in a gentle manner.

Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung ein oder mehrere Bogenfedern umfassen, um ein Drehmoment zwischen der Riemenscheibe und dem Kurbelwellenelement zu übertragen. Die ein oder mehreren Bogenfedern können in ein oder mehreren Kreissegment-förmigen Abschnitten um die Achse der Vorrichtung angeordnet sein. Die Riemenscheibe und der Kurbelwellenelement können jeweils ein oder mehrere Anlageflächen aufweisen, an denen die ein oder mehreren Bogenfedern anliegen können, um ein Drehmoment bei einer Verdrehung in die erste Richtung oder bei einer Verdrehung in die zweite Richtung zu übertragen. Durch den zumindest einen Anschlagpuffer kann dann die Verdrehung in die erste Richtung begrenzt werden. Durch die Verwendung von ein oder mehreren Bogenfedern kann die Robustheit der Entkopplungsvorrichtung weiter erhöht werden.Alternatively or in addition, the device can comprise one or more bow springs in order to transmit a torque between the belt pulley and the crankshaft element. The one or more bow springs can be arranged in one or more circular segment-shaped sections around the axis of the device. The belt pulley and the crankshaft element can each have one or more contact surfaces against which the one or more bow springs can rest in order to transmit a torque when twisted in the first direction or when twisted in the second direction. The rotation in the first direction can then be limited by the at least one stop buffer. The robustness of the decoupling device can be further increased by using one or more bow springs.

Die Vorrichtung kann eine Klauenkupplung mit ein oder mehreren Klauen umfassen, wobei die Klauenkupplung fest mit dem Kurbelwellenelement verbunden sein kann (z.B. mittels eines Presssitzes). Die Klauenkupplung und das Kurbelwellenelement können dabei derart miteinander verbunden sind, dass zwischen der Klauenkupplung und dem Kurbelwellenelement ein Hohlraum gebildet wird, in dem die ein oder mehreren Federn angeordnet sind. So wird eine zuverlässige Lagerung der ein oder mehreren Federn ermöglicht.The device can comprise a claw coupling with one or more claws, which claw coupling can be fixedly connected to the crankshaft element (e.g. by means of an interference fit). The dog clutch and the crankshaft element can be connected to one another in such a way that a cavity is formed between the dog clutch and the crankshaft element, in which the one or more springs are arranged. This enables reliable storage of the one or more springs.

Die Klauenkupplung kann drehbar innerhalb der von der Riemenscheibe gebildeten Schale bzw. in der topfförmigen Riemenscheibe angeordnet sein. Die ein oder mehreren Klauen können sich dabei in der Ebene senkrecht zu der Achse der Vorrichtung und/oder parallel zu dem Boden der topfförmigen Riemenscheibe erstrecken.The claw coupling can be rotatably arranged within the shell formed by the pulley or in the cup-shaped pulley. The one or more claws can extend in the plane perpendicular to the axis of the device and / or parallel to the bottom of the cup-shaped pulley.

Die ein oder mehreren Klauen können ausgebildet sein, infolge einer Drehung der Klauenkupplung relativ zu der Riemenscheibe in die erste Richtung gegen den zumindest einen Anschlagpuffer, insbesondere gegen entsprechende ein oder mehrere Anschlagpuffer, zu stoßen, um eine weitere Drehung der Klauenkupplung relativ zu der Riemenscheibe zu blockieren. Mit anderen Worten, die Begrenzung des Verdrehwinkels in der ersten Richtung kann durch die ein oder mehreren Klauen einer Klauenkupplung bewirkt werden, die gegen die ein oder mehreren entsprechenden Anschlagpuffer stoßen. Dabei ist die Klauenkupplung fest mit dem Kurbelwellenelement verbunden, während die ein oder mehreren Anschlagpuffer fest mit der Riemenscheibe verbunden sind. Durch die Verwendung einer Klauenkupplung kann in besonders effizienter und zuverlässiger Weise eine Begrenzung des Verdrehwinkels in der ersten (Dreh-) Richtung bewirkt werden.The one or more claws can be designed to strike against the at least one stop buffer, in particular against the corresponding one or more stop buffers, as a result of a rotation of the claw coupling relative to the pulley in the first direction, in order to cause a further rotation of the claw coupling relative to the pulley To block. In other words, the limitation of the angle of rotation in the first direction can be brought about by the one or more claws of a claw coupling which strike against the one or more corresponding stop buffers. The claw coupling is firmly connected to the crankshaft element, while the one or more stop buffers are firmly connected to the pulley. By using a claw coupling, a limitation of the angle of rotation in the first (rotation) direction can be brought about in a particularly efficient and reliable manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System (z.B. ein (Antriebs-) System für ein Kraftfahrzeug) beschrieben, das einen Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle umfasst. Des Weiteren umfasst das System einen Starter-Generator, der eingerichtet ist, durch Einwirken von elektrischer Energie die Welle des Starter-Generators anzutreiben oder elektrische Energie zu erzeugen, wenn die Welle des Starter-Generators von außen angetrieben wird.According to a further aspect, a system (e.g. a (drive) system for a motor vehicle) is described which comprises an internal combustion engine with a crankshaft. The system further comprises a starter generator which is set up to drive the shaft of the starter generator by the action of electrical energy or to generate electrical energy when the shaft of the starter generator is driven from the outside.

Des Weiteren umfasst das System die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung zur Entkopplung von Drehungleichmäßigkeiten der Kurbelwelle von dem Starter-Generator. Wie bereits oben dargelegt, kann die Welle des Starter-Generators über einen Riemen mit der Riemenscheibe der Vorrichtung verbunden sein. Des Weiteren kann die Kurbelwelle mit dem Kurbelwellenelement der (Entkopplungs-) Vorrichtung verbunden sein.The system also includes the device described in this document for decoupling rotational irregularities of the crankshaft from the starter-generator. As already stated above, the shaft of the starter-generator can be connected to the belt pulley of the device via a belt. Furthermore, the crankshaft can be connected to the crankshaft element of the (decoupling) device.

Das System kann eine Steuereinheit umfassen, die eingerichtet ist, den Start-Generator zu veranlassen, ein (ggf. negatives) Drehmoment (z.B. für einen Startvorgang oder für einen Boostvorgang) zu erzeugen, um den Verbrennungsmotor zu starten und/oder um ein von dem Verbrennungsmotor bewirktes Drehmoment an der Kurbelwelle weiter zu erhöhen. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, den Start-Generator zu veranlassen, ein (ggf. positives) Drehmoment an der Kurbelwelle zu bewirken, um elektrische Energie zu erzeugen.The system can comprise a control unit which is set up to control the start generator cause a (possibly negative) torque to be generated (eg for a starting process or for a boost process) in order to start the internal combustion engine and / or to further increase a torque on the crankshaft caused by the internal combustion engine. As an alternative or in addition, the control unit can be set up to cause the start generator to effect a (possibly positive) torque on the crankshaft in order to generate electrical energy.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung und/oder das in diesem Dokument beschriebene System umfasst.According to a further aspect, a (road) motor vehicle (in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described which comprises the device described in this document and / or the system described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that the methods, devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices and systems described in this document can be combined with one another in diverse ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in diverse ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 beispielhafte Komponenten eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs;
2a eine beispielhafte Entkopplungsvorrichtung in einer Ansicht, bei der die Achse der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors innerhalb der Bildebene verläuft;
2b die beispielhafte Entkopplungsvorrichtung in einer Ansicht, bei der die Achse der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors senkrecht zu der Bildebene verläuft;
2c eine Explosionsdarstellung der beispielhaften Entkopplungsvorrichtung; und
3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Anbindung eines Startgenerators an die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors.

The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show it

1 exemplary components of a powertrain of a vehicle;
2a an exemplary decoupling device in a view in which the axis of the crankshaft of the internal combustion engine runs within the image plane;
2 B the exemplary decoupling device in a view in which the axis of the crankshaft of the internal combustion engine runs perpendicular to the plane of the drawing;
2c an exploded view of the exemplary decoupling device; and
3 a flowchart of an exemplary method for connecting a start generator to the crankshaft of an internal combustion engine.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Bereitstellung einer robusten Vorrichtung, mit der mechanischen Schwingungen der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors von einem Starter-Generator entkoppelt werden können. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Antriebsstrangs eines Fahrzeugs 100. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor 101, der eingerichtet ist, ein Antriebsmoment für das Fahrzeug 100 zu generieren. Das von dem Verbrennungsmotor 101 generierte Antriebsmoment kann über eine Kupplung 103, über ein Getriebe 104 und über ein Achsgetriebe 105 auf ein oder mehrere Räder 106 des Fahrzeugs 100 übertragen werden.As stated at the beginning, the present document is concerned with providing a robust device with which mechanical vibrations of the crankshaft of an internal combustion engine can be decoupled from a starter-generator. In this context shows 1 Figure 4 is a block diagram of an exemplary powertrain of a vehicle 100 . The drive train includes an internal combustion engine 101 , which is set up, a drive torque for the vehicle 100 to generate. That from the internal combustion engine 101 generated drive torque can be via a coupling 103 , about a gear 104 and an axle drive 105 on one or more wheels 106 of the vehicle 100 be transmitted.

Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 110 (z.B. ein Motor-Steuergerät), die eingerichtet ist, ein angefordertes Gesamtmoment 114 zu bestimmen. Das angeforderte Gesamtmoment 114 kann z.B. über ein Fahrpedal und/oder über eine Einstellung des Getriebes 104 von einem Fahrer des Fahrzeugs vorgegeben werden. Beispielsweise kann ein Fahrer das Fahrpedal betätigen, um ein erhöhtes Gesamtmoment 114 anzufordern. Die Steuereinheit 110 ist weiter eingerichtet, den Verbrennungsmotor 101 in Abhängigkeit von dem angeforderten Gesamtmoment 114 zu betreiben.The vehicle 100 includes a control unit 110 (e.g. an engine control unit) that is set up to provide a requested total torque 114 to determine. The total requested moment 114 can, for example, via an accelerator pedal and / or via a setting of the transmission 104 can be specified by a driver of the vehicle. For example, a driver can operate the accelerator pedal to increase the overall torque 114 to request. The control unit 110 is further set up the internal combustion engine 101 depending on the requested total torque 114 to operate.

Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 100 einen Starter-Generator 102, der über einen Riemen108 und über eine Entkopplungsvorrichtung 120 mit der Kurbelwelle 107 des Verbrennungsmotors 101 verbunden ist. Dabei kann die Entkopplungsvorrichtung 120, wie in 1 dargestellt, am Frontende des Verbrennungsmotors 101 angeordnet sein (d.h. außerhalb des Abtriebsstangs, der zu den ein oder mehreren Rädern 106 des Fahrzeugs 100 führt). Der Starter-Generator 102 kann von der Steuereinheit 110 betrieben werden, um

a) ein (negatives) Start-Drehmoment zum Starten des Verbrennungsmotors 101 zu generieren;
b) ein (negatives) Boost-Drehmoment zu generieren, um zumindest einen Teil des angeforderten Gesamtmoments 114 zu erbringen (insbesondere bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs 100); und
c) ein (positives) Rekuperations-Drehmoment zu bewirken, um das Fahrzeugs 100 zu verzögern und um dabei elektrische Energie zu rekuperieren, die in einem elektrischen Energiespeicher (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 100 gespeichert werden kann.

The vehicle also includes 100 a starter generator 102 , the via a belt108 and via a decoupling device 120 with the crankshaft 107 of the internal combustion engine 101 connected is. The decoupling device 120 , as in 1 shown at the front end of the internal combustion engine 101 be arranged (ie outside of the output rod to the one or more wheels 106 of the vehicle 100 leads). The starter generator 102 can from the control unit 110 operated to

a) a (negative) starting torque for starting the internal combustion engine 101 to generate;
b) to generate a (negative) boost torque in order to achieve at least part of the requested total torque 114 to be provided (especially when the vehicle accelerates 100 ); and
c) to effect a (positive) recuperation torque to the vehicle 100 to delay and to recuperate electrical energy in an electrical energy store (not shown) of the vehicle 100 can be saved.

Die Entkopplungsvorrichtung 120 kann eingerichtet sein, Schwingungen der Kurbelwelle 107 von dem Starter-Generator 102 zu entkoppeln. Zu diesem Zweck kann die Entkopplungsvorrichtung 120 zwischen einer Riemenscheibe für den Riemen 107 und einer Anbindung zur Kurbelwelle 107 ein oder mehrere Federn aufweisen, die eine gedämpfte und/oder gefederte rotatorische Bewegung zwischen der Riemenscheibe und der Kurbelwelle 107 ermöglichen. Insbesondere kann die Entkopplungsvorrichtung 120 eine Biegedrehfeder umfassen, die während des Betriebs der Entkopplungsvorrichtung 120 wiederholt gedehnt und zusammengezogen wird. Alternativ oder ergänzend kann die Entkopplungsvorrichtung 120 ein oder mehrere Bogenfedern umfassen, die während des Betriebs der Entkopplungsvorrichtung 120 wiederholt komprimiert oder auch gedehnt werden.The decoupling device 120 can be set up vibrations of the crankshaft 107 from the starter generator 102 to decouple. For this purpose, the decoupling device 120 between a pulley for the belt 107 and a connection to the crankshaft 107 have one or more springs, which have a damped and / or sprung rotational movement between the pulley and the crankshaft 107 enable. In particular, the decoupling device 120 comprise a torsion spring, which during the operation of the decoupling device 120 is repeatedly stretched and contracted. Alternatively or in addition, the Decoupling device 120 comprise one or more bow springs, which during the operation of the decoupling device 120 repeatedly compressed or stretched.

Die wiederholte Wechselbelastung der ein oder mehreren Federn der Entkopplungsvorrichtung 120 kann zu einer Beeinträchtigung und ggf. zu einem Bruch einer Feder führen. Dabei ist insbesondere die wiederholte Belastung bei Startvorgängen des Verbrennungsmotors 101 kritisch, da das Start-Drehmoment aufgrund der relativ geringen Drehzahl des Starter-Generators 102 betraglich relativ hoch ist (im Vergleich zu dem Boost-Drehmoment und dem Rekuperati ons- Drehmoment).The repeated alternating loading of the one or more springs of the decoupling device 120 can lead to impairment and possibly breakage of a spring. In particular, there is the repeated loading when starting the internal combustion engine 101 critical because the starting torque is due to the relatively low speed of the starter generator 102 is relatively high in terms of amount (compared to the boost torque and the recuperation torque).

2a zeigt eine beispielhafte Entkopplungsvorrichtung 120 in einer Ansicht, bei der die Achse 202 der Kurbelwelle 107 des Verbrennungsmotors 101 (d.h. die Achse 202 der Vorrichtung 120) innerhalb der Bildebene verläuft. 2b zeigt die Entkopplungsvorrichtung 120 in einer Ansicht, bei der die Achse 202 der Kurbelwelle 107 des Verbrennungsmotors 101 senkrecht zu der Bildebene verläuft. 2c zeigt die Entkopplungsvorrichtung 120 in einer Explosionsdarstellung. 2a shows an exemplary decoupling device 120 in a view where the axis 202 the crankshaft 107 of the internal combustion engine 101 (i.e. the axis 202 the device 120 ) runs within the image plane. 2 B shows the decoupling device 120 in a view where the axis 202 the crankshaft 107 of the internal combustion engine 101 runs perpendicular to the image plane. 2c shows the decoupling device 120 in an exploded view.

Die Entkopplungsvorrichtung 120 umfasst ein Kurbelwellenelement 200, das (typischerweise starr und/oder fest) mit der Kurbelwelle 107 des Verbrennungsmotors 101 verbunden ist. Das Kurbelwellenelement 200 kann dabei als ein Torsionsschwingungsdämpfer ausgebildet sein. In dem dargestellten Beispiel, umfasst das Kurbelwellenelement 200 ein Primärteil 201, das fest mit der Kurbelwelle 107 verbunden, insbesondere verschraubt, werden kann. Des Weiteren umfasst das Kurbelwellenelement 200 in dem dargestellten Beispiel ein Sekundärteil 204, auf dem die Riemenscheibe 211 der Vorrichtung 120 beweglich angeordnet sein kann. Zwischen dem Primärteil 201 und dem Sekundärteil 204 kann eine Elastomerschicht 205 angeordnet sein, die ausgebildet ist, relativ hochfrequente Torsionsschwingungen der Kurbelwelle 107 (z.B. bei 300Hz oder mehr) zu dämpfen.The decoupling device 120 comprises a crankshaft element 200 that (typically rigid and / or fixed) with the crankshaft 107 of the internal combustion engine 101 connected is. The crankshaft element 200 can be designed as a torsional vibration damper. In the example shown, the crankshaft element comprises 200 a primary part 201 that stuck to the crankshaft 107 connected, in particular screwed, can be. The crankshaft element also includes 200 in the example shown, a secondary part 204 on which the pulley 211 the device 120 can be arranged movably. Between the primary part 201 and the abutment 204 can be an elastomer layer 205 be arranged, which is formed, relatively high-frequency torsional vibrations of the crankshaft 107 (e.g. at 300Hz or more).

Des Weiteren umfasst die Entkopplungsvorrichtung 120 die Riemenscheibe 211, um die der Riemen 108 geführt werden kann. Die Riemenscheibe 211 und das Kurbelwellenelement 200 sind über zumindest eine Feder 203, in dem dargestellten Beispiel über eine Biegedrehfeder, derart miteinander gekoppelt, dass positive und negative Drehmomente übertragen werden können, dabei jedoch (relativ niederfrequente) Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle 107 (z.B. bei 100Hz oder weniger) von der Riemenscheibe 211 entkoppelt werden.The decoupling device also includes 120 the pulley 211 to that of the belt 108 can be performed. The pulley 211 and the crankshaft element 200 are about at least one spring 203 , in the example shown, via a torsion spring, coupled to one another in such a way that positive and negative torques can be transmitted, but (relatively low-frequency) rotational irregularities of the crankshaft 107 (e.g. at 100Hz or less) from the pulley 211 be decoupled.

Das Kurbelwellenelement 200, insbesondere das Primärteil 201 des Kurbelwellenelements 200, kann ein oder mehrere Kulissen 206 aufweisen, in die ein oder mehrere entsprechende Kulissensteine 207 an einer ersten Seite der Feder 203 eingelegt bzw. eingehängt werden können, um die Feder 203 auf der ersten Seite mit dem Kurbelwellenelement 200, insbesondere mit dem Primärteil 201 des Kurbelwellenelements 200, zu verbinden. In entsprechender Weise kann die Riemenscheibe 211 ein oder mehrere Kulissen 215 aufweisen, in die ein oder mehrere entsprechende Kulissensteine 207 an einer zweiten Seite der Feder 203 eingelegt bzw. eingehängt werden können, um die Feder 203 auf der zweiten Seite mit der Riemenscheibe 211 zu verbinden. So können in zuverlässiger Weise über die Feder 203 Drehmomente zwischen der Riemenscheibe 211 und dem Kurbelwellenelement 200 übertragen werden.The crankshaft element 200 , especially the primary part 201 of the crankshaft element 200 , can be one or more scenes 206 have in which one or more corresponding sliding blocks 207 on a first side of the spring 203 can be inserted or hooked to the spring 203 on the first side with the crankshaft element 200 , especially with the primary part 201 of the crankshaft element 200 , connect to. In a corresponding manner, the pulley 211 one or more scenes 215 have in which one or more corresponding sliding blocks 207 on a second side of the spring 203 can be inserted or hooked to the spring 203 on the second side with the pulley 211 connect to. So can in a reliable way about the spring 203 Torques between the pulley 211 and the crankshaft element 200 be transmitted.

Die Vorrichtung 120 umfasst eine Klauenkupplung 212 mit ein oder mehreren Klauen 214. Die Klauenkupplung 212 bildet eine Schale zur Aufnahme der Feder 203 und ist fest mit dem Kurbelwellenelement 200, insbesondere mit dem Primärteil 201 des Kurbelwellenelements 200, verbunden, z.B. mittels eines Presssitzes. Die ein oder mehreren Klauen 214 der Klauenkupplung 212 bewegen sich somit zusammen mit dem Kurbelwellenelement 200.The device 120 includes a dog clutch 212 with one or more claws 214 . The claw coupling 212 forms a shell for receiving the spring 203 and is fixed to the crankshaft element 200 , especially with the primary part 201 of the crankshaft element 200 , connected, for example by means of a press fit. The one or more claws 214 the claw coupling 212 thus move together with the crankshaft element 200 .

Die Riemenscheibe 211 kann als Schale bzw. als Topf ausgebildet sein, in der bzw. in den die Klauenkupplung 212 eingelegt werden kann und in der bzw. in dem die Klauenkupplung 212 eine Drehbewegung um die Achse 202 ausführen kann. Die Riemenscheibe 211 umfasst dabei ein oder mehreren Anschlagpuffer 213 für die entsprechenden ein oder mehreren Klauen 214 der Klauenkupplung 212, durch die die Drehbewegung der Klauenkupplung 212 in einer Richtung begrenzt werden kann. Die ein oder mehreren Anschlagpuffer 213 sind dabei fest mit der Riemenscheibe 211 verbunden.The pulley 211 can be designed as a shell or as a pot in or in which the claw coupling 212 can be inserted and in or in which the claw clutch 212 a rotary movement around the axis 202 can perform. The pulley 211 includes one or more stop buffers 213 for the corresponding one or more claws 214 the claw coupling 212 , through which the rotary movement of the dog clutch 212 can be limited in one direction. The one or more bump stops 213 are firmly attached to the pulley 211 connected.

Insbesondere können die ein oder mehreren Anschlagpuffer 213 und die entsprechenden Klauen 214 der Klauenkupplung 212 derart angeordnet sein, dass

• die Drehbewegung der Klauenkupplung 212 in die Boost- und/oder Start-Richtung zur Übertragung eines Boost- und/oder Start-Drehmoments auf einen ersten Drehwinkel 221 begrenzt ist (z.B. auf 10° bis 20°, etwa auf 15°); und
• die Drehbewegung der Klauenkupplung 212 in die entgegengesetzte Rekuperations-Richtung zur Übertragung eines Rekuperations-Drehmoments auf einen zweiten Drehwinkel 222 begrenzt ist oder (zumindest effektiv) gar nicht begrenzt ist, wobei der zweite Drehwinkel 222 größer als der erste Drehwinkel 221 ist (z.B. zwischen 20° und 40°).

In particular, the one or more stop buffers 213 and the corresponding claws 214 the claw coupling 212 be arranged such that

• the rotary movement of the dog clutch 212 in the boost and / or start direction to transfer a boost and / or start torque to a first angle of rotation 221 is limited (for example to 10 ° to 20 °, approximately to 15 °); and
• the rotary movement of the dog clutch 212 in the opposite recuperation direction to transfer a recuperation torque to a second angle of rotation 222 is limited or (at least effectively) is not limited at all, the second angle of rotation 222 greater than the first angle of rotation 221 is (e.g. between 20 ° and 40 °).

Die Vorrichtung 120, insbesondere die Feder 203 der Vorrichtung 120, kann derart ausgelegt sein, dass

• die Drehbewegung der Klauenkupplung 212 im Boost-Betrieb kleiner als oder gleich wie der erste Drehwinkel 221 ist;
• die Drehbewegung der Klauenkupplung 212 im Start-Betrieb größer als der erste Drehwinkel 221 wäre, wenn die Drehbewegung nicht durch die ein oder mehreren Anschlagpuffer 213 begrenzt würde; und
• die Drehbewegung der Klauenkupplung 212 im Rekuperations-Betrieb kleiner als oder gleich wie der zweite Drehwinkel 222 ist.

The device 120 , especially the spring 203 the device 120 , can be designed such that

• the rotary movement of the dog clutch 212 less than or equal to the first angle of rotation in boost mode 221 is;
• the rotary movement of the dog clutch 212 greater than the first angle of rotation in start-up operation 221 would be if the rotary movement is not through the one or more stop buffers 213 would be limited; and
• the rotary movement of the dog clutch 212 in recuperation mode less than or equal to the second angle of rotation 222 is.

Es wird somit eine Entkopplungsvorrichtung 120 beschrieben, die zur Entlastung der Feder 203 eine Begrenzung des Federverdrehwinkels in die Start-/Boost-Richtung aufweist. Dabei wird die Begrenzung durch zumindest einen Anschlagpuffer 213 bewirkt. Bei Erreichen des Anschlagpuffers 213 wird das über das Federmoment hinausgehende Restmoment parallel zu der Feder 203 über den zumindest einen Puffer 214 von der Riemenscheibe 211 auf das Kurbelwellenelement 200 übertragen.It thus becomes a decoupling device 120 described the relief of the spring 203 has a limitation of the spring rotation angle in the start / boost direction. The limitation is at least one stop buffer 213 causes. When reaching the stop buffer 213 the residual torque exceeding the spring torque becomes parallel to the spring 203 over the at least one buffer 214 from the pulley 211 on the crankshaft element 200 transfer.

Vorzugsweise umfasst der Anschlagpuffer 213 einen (hoch-)dämpfenden thermoplastischen Elastomer (z.B. den Elastomer Hytrel der Firma DuPont). Der Anschlagpuffer 213 kann derart gestaltet sein, dass zusätzlich zu der Momentenübertragung ein Quellen des Körpers des Anschlagpuffers 213 erfolgt, so dass durch den Kontakt mit der Feder 203 eine zusätzliche Dämpfung in das Drehmomentübertragungssystem eingebracht wird. Der Anschlagpuffer 213 kann derart ausgelegt sein, dass der Anschlagpuffer 213 bei der Momentenübertragung in Drehrichtung gestaucht wird und dadurch in axialer Richtung wächst. Durch die erhöhte Ausdehnung in axialer Richtung drückt der Anschlagpuffer 213 auf die Feder 203 und bewirkt so eine zusätzliche Dämpfung.The stop buffer preferably comprises 213 a (highly) damping thermoplastic elastomer (e.g. the Hytrel elastomer from DuPont). The stop buffer 213 can be designed in such a way that, in addition to the torque transmission, the body of the stop buffer swells 213 takes place so that by contact with the spring 203 an additional damping is introduced into the torque transmission system. The stop buffer 213 can be designed so that the stop buffer 213 is compressed during torque transmission in the direction of rotation and thus grows in the axial direction. The stop buffer presses due to the increased expansion in the axial direction 213 on the pen 203 and thus creates additional cushioning.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Reduzierung der Belastung einer Entkopplungsvorrichtung 120. Die Entkopplungsvorrichtung 120 umfasst ein Kurbelwellenelement 200, das ausgebildet ist, fest und/oder starr mit der Kurbelwelle 107 verbunden, insbesondere verschraubt, zu werden. Des Weiteren umfasst die Entkopplungsvorrichtung 120 eine Riemenscheibe 211, die ausgebildet ist, über einen Riemen 108 mit einem Starter-Generator 102 (z.B. einem 48V Starter-Generator 102) verbunden zu werden. 3 shows a flow diagram of an exemplary method 300 to reduce the load on a decoupling device 120 . The decoupling device 120 comprises a crankshaft element 200 that is formed fixed and / or rigid with the crankshaft 107 connected, in particular screwed, to be. The decoupling device also includes 120 a pulley 211 that is formed over a belt 108 with a starter generator 102 (e.g. a 48V starter generator 102 ) to be connected.

Die Entkopplungsvorrichtung 120 umfasst ferner zumindest eine Feder 203, die ausgebildet ist, bei einer Auslenkung der Feder 203 aufgrund einer Verdrehung zwischen der Riemenscheibe 211 und dem Kurbelwellenelement 200 in eine erste Richtung (insbesondere in die Start- und/oder Boost-Richtung) ein Drehmoment von der Riemenscheibe 211 auf das Kurbelwellenelement 200 zu übertragen. Ein von der Riemenscheibe 211 auf das Kurbelwellenelement 200 übertragenes Drehmoment kann als negatives Drehmoment betrachtet werden. Des Weiteren ist die Feder 103 eingerichtet, bei einer Auslenkung der Feder 203 aufgrund einer Verdrehung zwischen der Riemenscheibe 211 und dem Kurbelwellenelement 200 in eine zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung (insbesondere in die Rekuperations-Richtung) ein Drehmoment von dem Kurbelwellenelement 200 auf die Riemenscheibe 211 zu übertragen. Ein von dem Kurbelwellenelement 200 auf die Riemenscheibe 211 übertragenes Drehmoment kann als positives Drehmoment betrachtet werden.The decoupling device 120 further comprises at least one spring 203 that is formed upon deflection of the spring 203 due to twisting between the pulley 211 and the crankshaft element 200 in a first direction (in particular in the start and / or boost direction) a torque from the belt pulley 211 on the crankshaft element 200 transferred to. One from the pulley 211 on the crankshaft element 200 transmitted torque can be viewed as negative torque. The moreover one is the spring 103 set up when the spring is deflected 203 due to twisting between the pulley 211 and the crankshaft element 200 a torque from the crankshaft element in a second direction opposite to the first direction (in particular in the recuperation direction) 200 on the pulley 211 transferred to. One from the crankshaft element 200 on the pulley 211 transmitted torque can be viewed as positive torque.

Das Verfahren 300 umfasst das Bewirken 301 einer Begrenzung des Verdrehwinkels zwischen der Riemenscheibe 211 und dem Kurbelwellenelement 200 in der ersten Richtung. Die Begrenzung kann dabei durch zumindest einen Anschlagpuffer 213 bewirkt werden, der eingerichtet ist, die Auslenkung der Feder 203 aufgrund einer Verdrehung in der ersten Richtung zu begrenzen. Die Begrenzung kann dabei derart erfolgen, dass das Drehmoment bei einem Startvorgang, insbesondere bei allen Startvorgängen, des Verbrennungsmotors 101 (über den Starter-Generator 102) zumindest teilweise über den Anschlagpuffer 213 von der Riemenscheibe auf das Kurbelwellenelement 200 übertragen wird.The procedure 300 includes causing 301 a limitation of the angle of rotation between the pulley 211 and the crankshaft element 200 in the first direction. The limitation can be at least one stop buffer 213 be effected, which is set up, the deflection of the spring 203 due to a twist in the first direction. The limitation can take place in such a way that the torque during a starting process, in particular during all starting processes, of the internal combustion engine 101 (via the starter generator 102 ) at least partially over the stop buffer 213 from the pulley to the crankshaft element 200 is transmitted.

Des Weiteren kann das Verfahren 300 umfassen, das Bewirken 302 keiner Federwegbegrenzung, insbesondere keiner Federwegbegrenzung, die sich auf den Betrieb der Entkopplungsvorrichtung 120 auswirkt, in die zweite Richtung, während des (Normal-) Betriebs der Entkopplungsvorrichtung 120.Furthermore, the procedure 300 embrace, causing 302 no spring travel limitation, in particular no spring travel limitation, which affects the operation of the decoupling device 120 affects, in the second direction, during the (normal) operation of the decoupling device 120 .

Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen können in effizienter und zuverlässiger Weise die Robustheit und die Lebensdauer einer Entkopplungsvorrichtung 120 erhöht werden, ohne dabei die Entkopplungsfunktion der Entkopplungsvorrichtung 120 zu beschränken.The measures described in this document can improve the robustness and service life of a decoupling device in an efficient and reliable manner 120 be increased without the decoupling function of the decoupling device 120 to restrict.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed methods, devices and systems.

Claims

Device (120) for decoupling a rotational irregularity of a crankshaft (107) of a Internal combustion engine (101) from a starter generator (102); wherein the device (120) comprises, - a crankshaft element (200) which is designed to be fixedly connected to the crankshaft (107); - A belt pulley (211) which is designed to be connected to the starter generator (102) via a belt (108); - At least one spring (203), which is formed, - when the spring (203) is deflected due to a rotation between the belt pulley (211) and the crankshaft element (200) in a first direction, a torque from the belt pulley (211) to the To transmit crankshaft element (200); and - when the spring (203) is deflected due to a rotation between the belt pulley (211) and the crankshaft element (200) in a second direction opposite to the first direction, a torque is transmitted from the crankshaft element (200) to the belt pulley (211); and - at least one stop buffer (213) which is set up to limit the deflection of the spring (203) due to a rotation in the first direction, so that the torque during a starting process, in particular during all starting processes, of the internal combustion engine (101) is at least partially is transmitted from the belt pulley to the crankshaft element (200) via the stop buffer (213).

Device (120) according to Claim 1 , the stop buffer (213) being designed in such a way that the torque during a boost process, in particular during all boost processes, of the starter generator (102) to increase a torque caused by the internal combustion engine (101) on the crankshaft (107) does not exceed the Stop buffer (213) and / or solely via the spring (203) from the belt pulley (211) to the crankshaft element (200).

Device (120) according to one of the preceding claims, wherein the stop buffer (213) is designed such that the torque during a recuperation process, in particular during all recuperation processes, of the starter generator (102) in which the starter generator (102) is used Generation of electrical energy from the crankshaft (107) is driven, is not transmitted via the stop buffer (213) and / or solely via the spring (203) from the crankshaft element (200) to the pulley (211).

Device (120) according to one of the preceding claims, wherein the spring (203) is connected to the crankshaft element (200) on a first side of the spring (203) and to the pulley (211) on an opposite, second side of the spring (203) so that a rotation between the belt pulley (211) and the crankshaft element (200) causes a deflection, in particular an expansion or compression, of the spring (203).

Device (120) according to Claim 4 wherein - the spring (203) comprises a torsion spring; and / or - the spring (203) on the first side and on the second side each comprises sliding blocks (207) which can be moved in one or more connecting links (206, 215) of the crankshaft element (200) or the belt pulley (211) are arranged so that the sliding blocks (207) can move radially outward when the spring (203) is stretched and / or radially inward when the spring (203) is compressed.

Device (120) according to one of the preceding claims, wherein the device (120) comprises one or more bow springs (103).

Device (120) according to one of the preceding claims, wherein - The device (120) comprises a claw coupling (212) with one or more claws (214); - the claw coupling (212) is firmly connected to the crankshaft element (200), - The claw coupling (212) is rotatably arranged within a shell formed by the pulley (211); and - The one or more claws (214) are designed to hit the at least one stop buffer (213) as a result of a rotation of the claw coupling (212) in the first direction in order to cause a further rotation of the claw coupling (212) relative to the pulley (211 ) to block.

Device (120) according to connection 7, wherein the claw coupling (212) and the crankshaft element (200) are connected to one another in such a way that a cavity is formed for the spring (103).

Device (120) according to one of the preceding claims, wherein - The stop buffer (213) consists at least partially of an elastomer and / or thermoplastic; and or - The stop buffer (213) is designed to at least partially dampen an oscillation of the crankshaft element (200); and or - The stop buffer (213) is firmly connected to the belt pulley (211).

Device (120) according to one of the preceding claims, wherein - the crankshaft element (200) is designed as a torsional vibration damper for torsional vibrations of the crankshaft (107); and / or - the crankshaft element (200) comprises a primary part (201) which is designed to be fixedly connected to the crankshaft (107); - the crankshaft element (200) comprises a secondary part (204) having a circular surface on which the pulley (211) is movably arranged; and - the primary part (201) and the secondary part (204) are connected to one another via an elastomer layer (205); and / or - the primary part (201) is designed as a viscous damper.

System (100) comprising - An internal combustion engine (101) with a crankshaft (107); - A starter generator (102) which is set up to drive a shaft by the action of electrical energy or to generate electrical energy when the shaft is driven from the outside; and - A device (120) for decoupling a rotational irregularity of the crankshaft (107) according to one of the preceding claims; wherein the shaft of the starter generator (102) is connected to the pulley (211) of the device (120) via a belt (108), and wherein the crankshaft (107) is connected to the crankshaft element (200) of the device (120) .

System (100) according to Claim 11 , wherein the system (100) comprises a control unit (110) which is set up to - cause the start generator (102) to generate a negative torque in order to start the internal combustion engine (101) and / or to start one of the Internal combustion engine (101) to further increase torque on the crankshaft (107); and / or - to cause the start generator (102) to effect a positive torque on the crankshaft (107) in order to generate electrical energy.