-
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul und eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug.
-
Aus dem Stand der Technik sind diverse Hybridmodule bekannt, die in Antriebsanordnungen für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden.
-
Eine Ausgestaltung einer derartigen Antriebsanordnung umfasst neben dem Hybridmodul eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine mit einer Eingangsseite des Hybridmoduls gekoppelt ist und eine Ausgangsseite des Hybridmoduls mit einem Abtrieb, wie z.B. einer Getriebeeinheit, gekoppelt ist. In sogenannten P1-Anordnungen ist die Verbrennungskraftmaschine ohne zwischengeschaltete Kupplungseinrichtung mit einem Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine des Hybridmoduls verbunden und der Rotor der elektrischen Rotationsmaschine ist über eine Kupplungseinrichtung des Hybridmoduls mit einer Eingangsseite einer Getriebeeinheit verbindbar bzw. verbunden.
-
In einer volumensparenden Bauweise ist ein Hybridmodul für eine P1-Anordnung derart ausgestaltet, dass die Kupplungseinrichtung, welche in der Regel eine Doppelkupplungsvorrichtung ist, im Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der elektrischen Rotationsmaschine und der mit dem Getriebeeingang zu verbindenden Ausgangsseite des Hybridmoduls derart angeordnet ist, dass sie radial sowie zumindest bereichsweise axial innerhalb eines vom Rotor der elektrischen Rotationsmaschine begrenzten Raums angeordnet ist.
-
Zudem ist bekannt, Hybridmodule mit einer Sensoreinrichtung auszustatten zwecks Detektion einer Winkelposition und/oder einer Drehgeschwindigkeit des Rotors bzw. eines Rotorträgers, auf welchem der Rotor drehfest angeordnet ist.
-
Die
WO 2018 130 236 A1 offenbart ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer einen Stator und einen Rotor aufweisenden elektrischen Maschine, einem zumindest ein Drehteil aufweisenden Drehschwingungsdämpfer sowie einer integrierten und als Doppelkupplung ausgebildeten Kupplungseinrichtung, wobei ein den Rotor aufnehmender Rotorträger direkt über eine permanente Drehverbindung mit dem zumindest einen Drehteil verbunden ist, und wobei der Rotorträger einen Kupplungsbestandteil zumindest einer Teilkupplung der Kupplungseinrichtung ausbildet. Der Drehschwingungsdämpfer dient dabei dem Anschluss des Hybridmoduls an eine Verbrennungskraftmaschine des Antriebsstrangs. Zudem umfasst das Hybridmodul einen axial zwischen dem Rotorträger und dem Drehteil vorgesehen, sich nach radial innen erstreckenden Abschnitt eines Gehäuses des Hybridmoduls, an welchem sich der Rotorträger radial abstützt. Ein Rotorlagesensor ist in den Abschnitt des Gehäuses dabei derart integriert, dass er in axialer Richtung durch diesen durchgeführt ist und mit einem am Rotorträger befestigten Geber zusammenwirkt zur Erfassung einer Drehstellung des Rotors.
-
Zwecks der axialen Durchführung des Rotorlagesensors durch den Abschnitt des Gehäuses muss bei der Montage des Hybridmoduls der Rotorlagesensor dort befestigt werden, bevor das Drehteil bzw. der Drehschwingungsdämpfer montiert wird, da sonst die dem Drehteil bzw. dem Drehschwingungsdämpfer axial zugewandte Seite des Abschnitts des Gehäuses, von welcher der Rotorlagesensor durchgeführt werden muss, nicht mehr zugängig ist.
-
Ein von der dem Drehteil bzw. dem Drehschwingungsdämpfer axial zugewandten Seite des Abschnitts des Gehäuses hervorstehender Teil des Rotorlagesensors beschränkt zudem den für das Drehteil bzw. den Drehschwingungsdämpfer vorgesehenen Bauraum.
-
Zudem muss bei Ausführung der Kupplungseinrichtung als nass laufende Doppelkupplung eine entsprechende Dichtung zwischen dem Gehäuse und dem Rotorlagesensor vorgesehen sein, damit im Hybridmodul befindliches Kühl- und/oder Schmierfluid nicht austreten kann.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridmodul sowie eine damit ausgestattete Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Montage mit einem effizient genutzten Bauraum kombinieren.
-
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridmodul nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridmoduls sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche das Hybridmodul aufweist, gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.
-
Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
-
Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse des Hybridmoduls.
-
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln an eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer elektrischen Rotationsmaschine, deren Rotor mittels eines Rotorträgers auf einem Rotationslager gelagert ist, sowie mit einer Doppelkupplungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment-Übertragungspfades zwischen der elektrischen Rotationsmaschine und einer Abtriebsseite des Hybridmoduls. Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung sind axial nebeneinander angeordnet und mit jeweiligen Eingangsseiten mit dem Rotor drehfest verbunden. Das Hybridmodul weist dabei eine Sensoreinheit auf, die ein Geberelement sowie ein Detektorelement umfasst, wobei eines der beiden Elemente mit dem Rotorträger rotationsfest verbunden ist und das jeweils andere Element mit einem Gehäuse des Hybridmoduls rotationsfest verbunden ist, so dass bei Rotation des Rotors und des Rotorträgers eine Relativ-Drehbewegung zwischen den Elementen der Sensoreinheit stattfindet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sensoreinheit vollständig auf der der Doppelkupplungsvorrichtung zugewandten axialen Seite des Gehäuses angeordnet ist.
-
Das Hybridmodul ist an einer ersten Seite, insbesondere einer Eingangsseite, mit einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar, und an einer zweiten Seite, insbesondere einer Ausgangsseite, mit einem Getriebe koppelbar. An der Eingangsseite ist das Hybridmodul gegebenenfalls mit einem Schwingungsdämpfer, insbesondere einem Fliehkraftpendel, ausgestattet.
-
Das Rotationslager kann auch als Zentrallager bezeichnet werden.
-
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensoreinheit axial zwischen Gehäuse und Rotorträger angeordnet ist, das Gehäuse jedoch nicht durchdringt.
-
Das am Gehäuse des Hybridmoduls angeordnete Element kann unmittelbar am Gehäuse oder auch mittelbar am Gehäuse fixiert sein.
-
Mit der Sensoreinheit ist aufgrund der Ausführung der Relativ-Drehbewegung zwischen Geberelement und Detektorelement eine Winkelposition und/oder eine Drehgeschwindigkeit des Rotors bzw. des Rotorträgers in Bezug zum Gehäuse detektierbar. Das Geberelement wird auch als sogenannter Sensor-Rotor bezeichnet, wobei das Detektorelement als sogenannter Sensor-Stator bezeichnet wird.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Sensoreinheit ein Wirbelstromsensor.
-
Insbesondere ist eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung des Wirbelstromsensors dabei am Rotorträger angeordnet, und eine Magnetfeld-Messeinrichtung des Wirbelstromsensors ist am Gehäuse fixiert.
-
Der Wirbelstromsensor kann dabei auch als Wirbelstromrotorlagesensor bezeichnet werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform stützt sich das Rotationslager an seiner radial äußeren Seite am Gehäuse ab, wobei die radial innere Seite des Rotationslagers zumindest der radialen Lagerung des Rotorträgers dient.
-
Entsprechend hat der Rotorträger eine Form, die um das Rotationslager teilweise herum führt.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Hybridmoduls ist die Sensoreinheit zumindest bereichsweise innerhalb eines vom Rotor radial begrenzten Raums angeordnet.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Sensoreinheit innerhalb eines von Lamellen der Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung radial umgebenden Raums angeordnet.
-
Dabei kann die Sensoreinheit radial außerhalb des Rotationslagers angeordnet sein. Das heißt, dass die Sensoreinheit in radialer Richtung zwischen Rotationslager und Lamellen der Doppelkupplungsvorrichtung angeordnet ist.
-
In einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform ist das Detektorelement als Kreisring ausgeführt. In einer alternativen Ausführungsform ist das Detektorelement als entlang einer Kreisringform angeordnete Segmente ausgebildet.
-
Die auf einem Kreisring angeordneten Segmente sind dabei auf dem von ihnen ausgebildeten Umfang zueinander beabstandet.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Detektorelement mit dem Gehäuse des Hybridmoduls rotationsfest verbunden.
-
Diese Verbindung kann mittelbar oder auch unmittelbar realisiert sein. Insbesondere kann die rotationsfeste Verbindung mittels einer formschlüssigen Verbindung realisiert sein. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass das Detektorelement in einer im Wesentlichen axialen Vertiefung bzw. Aussparung im Gehäuse des Hybridmoduls zumindest abschnittsweise versenkt ist. Derart ist die Sensoreinheit axial besonders platzsparend integriert.
-
Damit ist nicht ausgeschlossen, dass zusätzlich zu oder anstatt der formschlüssigen Verbindung auch eine weitere Verbindung realisiert ist, um die Position des Detektorelements zu sichern.
-
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Rotorträger einen in axialer Richtung gekröpften Bereich, der einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Raum ausbildet, in dem zumindest ein Element der Sensoreinheit angeordnet ist.
-
Insbesondere ist das Geberelement in diesem durch die Kröpfung bzw. Ausstülpung ausgebildeten hohlzylinderförmigen Raum angeordnet, sodass eine axial sehr kompakte Anordnung der Sensoreinheit und des Rotorträgers realisiert ist.
-
Das erfindungsgemäße Hybridmodul weist den Vorteil auf, dass die Sensoreinheit vollständig innerhalb des Gehäuseinnenraums angeordnet ist, in dem auch die Doppelkupplungsvorrichtung bzw. die elektrische Rotationsmaschine angeordnet sind, was bedeutet, dass das Gehäuse, welches diesen Gehäuseinnenraum von z.B. einem mit einer Verbrennungskraftmaschine koppelbaren Schwingungsdämpfer räumlich trennt, nicht von einem Element der Sensoreinheit durchdrungen ist.
-
Somit kann auf zusätzliche Dichtungen, die an einer derartigen Durchdringung vorzusehen wären, verzichtet werden und es wird axialer Bauraum auf der der Sensoreinheit axial abgewandten Seite des Gehäuses eingespart.
-
Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, die eine Verbrennungskraftmaschine, ein erfindungsgemäßes Hybridmodul sowie ein Getriebe aufweist, wobei das Hybridmodul mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe mechanisch über die Doppelkupplungsvorrichtung des Hybridmoduls verbunden ist.
-
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung, welche eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung zeigt, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematische Zeichnung in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt ist. Es ist dargestellt in
- 1: ein erfindungsgemäßes Hybridmodul in einer geschnittenen Seitenansicht.
-
Das erfindungsgemäße Hybridmodul 1 umfasst eine elektrische Rotationsmaschine 10, eine Doppelkupplungsvorrichtung 23, eine Sensoreinheit 40 sowie ein Gehäuse 50.
-
Ein Stator 11 der elektrischen Rotationsmaschine 10 ist von einem Trägerblech 71 gehalten, welches mittels einer Schraubverbindung 70 mit dem Gehäuse 50 des Hybridmoduls 1 fest verbunden ist. Ein Rotor 12 der elektrischen Rotationsmaschine 10 ist auf einem Rotorträger 13 angeordnet, welcher über ein Rotationslager 60 drehbar um eine Rotationsachse 4 des Hybridmoduls 1 an einem Absatz einer sich im Wesentlichen radial erstreckenden Gehäusewand 51 gelagert ist. Der Rotorträger 13 umfasst dabei einen den Rotor 12 unmittelbar tragenden Abschnitt 20, einen radial verlaufenden Abschnitt 21 und einen Stützabschnitt 22. Auf dem tragenden Abschnitt 20 des Rotorträgers 13 ist radial außen der Rotor 12 der elektrischen Rotationsmaschine 10 angeordnet. Der radial verlaufende Abschnitt 21 des Rotorträgers 13 ist an seinem radial äußeren Endbereich mit dem tragenden Abschnitt 20 des Rotorträgers 13 verbunden und erstreckt sich nach radial innen, im Wesentlichen entlang der axial benachbarten Gehäusewand 51. Der Stützabschnitt 22 des Rotorträgers 13 ist mit dem radial inneren Endbereich des radial verlaufenden Abschnitts 21 verbunden und erstreckt sich der Gehäusewand 51 radial weiter innen und in axialer Richtung von der elektrischen Rotationsmaschine 10 weg. Das Rotationslager 60 ist dabei mit seiner radial äußeren Seite 61 an einem radial inneren Endbereich bzw. Absatz einer Gehäusewand 51 des Gehäuses 50 abgestützt und mit seiner radial inneren Seite 62 auf der radialen Außenseite 26 des Stützabschnitts 22 des Rotorträgers 13 abgestützt. Der Rotorträger 13 ist also derart geformt, dass er teilweise um das Rotationslager 60 herum führt.
-
Der Rotorträger 13 weist zudem axial benachbart zum Stützabschnitt 22 einen Verbindungsbereich 25 auf, mit welchem der Rotorträger 13 drehfest zumindest mittelbar mit einer Ausgangsseite einer Verbrennungskraftmaschine (hier nicht dargestellt) verbindbar ist, zwecks Ankoppeln des Hybridmoduls 1 an die Verbrennungskraftmaschine.
-
Der Verbindungsbereich 25 des Rotorträgers 13 bildet somit die Eingangsseite 3 des Hybridmoduls 1.
-
Die Doppelkupplungsvorrichtung 30 ist innerhalb eines vom Rotor 12 der elektrischen Rotationsmaschine 10 radial begrenzten Raums angeordnet. Eine erste Teilkupplung 31 der Doppelkupplungsvorrichtung 30 und eine zweite Teilkupplung 32 der Doppelkupplungsvorrichtung 30 sind auf einer im Wesentlichen gleichen radialen Position axial benachbart zueinander angeordnet. Eine Eingangsseite 33 der ersten Teilkupplung 31 wie auch eine Eingangsseite 34 der zweiten Teilkupplung 32 sind drehfest mit der radialen Innenseite 27 des tragenden Abschnitts 20 des Rotorträgers 13 verbunden. Die Eingangsseiten 33, 34 der Teilkupplungen 31, 32 sind als Außen-Lamellen der Teilkupplungen 31, 32 ausgebildet. Innen-Lamellen der Teilkupplungen 31, 32 sind jeweils von einem die Ausgansseite 35, 36 der jeweiligen Teilkupplung 31, 32 bildenden Lamellenträger getragen. Die Ausgangsseite 35 der ersten Teilkupplung 31 dient dem Anschluss an eine erste Getriebeeingangswelle eines Getriebes (nicht dargestellt) und die Ausgangsseite 36 der zweiten Teilkupplung 32 dient dem Anschluss an eine zweite Getriebeeingangswelle eines Getriebes (nicht dargestellt). Die Ausgangsseiten 35, 36 der Teilkupplungen 31, 32 bilden damit den Abtrieb bzw. eine Abtriebsseite 2 des Hybridmoduls 1. Radial innerhalb und bereichsweise axial innerhalb der zweiten Teilkupplung 32 ist ein Betätigungssystem 37 der Doppelkupplungsvorrichtung 30 angeordnet, zwecks Öffnen und Schließen einer jeweiligen Teilkupplung 31, 32. Die Doppelkupplungsvorrichtung 30 dient somit zum Öffnen und Schließen von Drehmoment-Übertragungspfadenzwischen der Eingangsseite 3 des Hybridmoduls 1 bzw. der elektrischen Rotationsmaschine 10 des Hybridmoduls 1 und der Abtriebsseite 2 des Hybridmoduls 1.
-
Die Sensoreinheit 40 umfasst ein Geberelement 41 sowie ein Detektorelement 42, wobei das Detektorelement 42 mit der Gehäusewand 51 des Gehäuses 50 des Hybridmoduls 1 rotationsfest verbunden ist, und wobei das Geberelement 41 mit dem Rotorträger 13 der elektrischen Rotationsmaschine 10 rotationsfest verbunden ist. Die Sensoreinheit 40 ist dabei als Wirbelstromsensor ausgebildet, so dass das Geberelement 41 eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung des Wirbelstromsensors ist und das Detektorelement 42 eine Magnetfeld-Messeinrichtung des Wirbelstromsensors ist. Das Detektorelement 42 ist zwecks der rotationsfesten Verbindung zur Gehäusewand 51 in einer vom der Gehäusewand 51 ausgebildeten Aussparung 52 angeordnet. Die Aussparung 52 ist dabei auf der der elektrischen Rotationsmaschine 10 zugewandten axialen Seite der Gehäusewand 51 ausgebildet.
-
Das Geberelement 41 ist axial benachbart zum Detektorelement 42 in einem von einem gekröpften Bereich 23 des Rotorträgers 13 der elektrischen Rotationsmaschine 10 ausgebildeten, im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Raum 24 angeordnet. Der gekröpfte Bereich 23 ist dabei vom radial verlaufenden Abschnitt 21 des Rotorträgers 13 an einer Position in einem von den Lamellen der ersten Teilkupplung 31 radial begrenzten Raum ausgeformt, so dass der hohlzylinderförmige Raum 24 auf der der elektrischen Rotationsmaschine 10 axial abgewandten Seite des radial verlaufenden Abschnitt 21 des Rotorträgers 13 ausgebildet ist. Das Geberelement 41 und das Detektorelement 42 sind damit unmittelbar nebeneinander angeordnet.
-
Bei Rotation des Rotors 12 und des Rotorträgers 13 findet eine Relativ-Drehbewegung zwischen dem Geberelement 41 und dem Detektorelement 42 der Sensoreinheit 40 statt, so dass mittels der Sensoreinheit 40 eine Winkelposition und/oder eine Drehgeschwindigkeit des Rotors 12 bzw. des Rotorträgers 13 detektierbar ist. Auf Grund der Anordnung der Sensoreinheit 40 vollständig auf der dem Rotor 12 sowie den Trennkupplungen 31, 32 abgewandten Seite des Gehäuses 50 bzw. deren Gehäusewand 51 bestehen geringe Bauraumanforderungen auf der den Trennkupplungen 31, 32 zugewandten Seite der Gehäusewand 51, so dass die Trennkupplungen 31, 32 axial nebeneinander angeordnet werden können.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul sowie der damit ausgestatteten Antriebsanordnung lässt sich eine einfache Montage mit einem effizient genutztem Bauraum kombinieren.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Hybridmodul
- 2
- Abtriebsseite des Hybridmoduls
- 3
- Eingangsseite des Hybridmoduls
- 4
- Rotationsachse
- 10
- elektrische Rotationsmaschine
- 11
- Stator
- 12
- Rotor
- 13
- Rotorträger
- 20
- tragender Abschnitt des Rotorträgers
- 21
- radial verlaufender Abschnitt des Rotorträgers
- 22
- Stützabschnitt des Rotorträgers
- 23
- gekröpfter Bereich
- 24
- hohlzylinderförmiger Raum
- 25
- Verbindungsbereich des Rotorträgers
- 26
- radiale Außenseite des Stützabschnitts des Rotorträgers
- 27
- radiale Innenseite des tragenden Abschnitts des Rotorträgers
- 30
- Doppelkupplungsvorrichtung
- 31
- erste Teilkupplung
- 32
- zweite Teilkupplung
- 33
- Eingangsseite der ersten Teilkupplungen
- 34
- Eingangsseite der zweiten Teilkupplungen
- 35
- Ausgangsseite der ersten Teilkupplungen
- 36
- Ausgangsseite der zweiten Teilkupplungen
- 37
- Betätigungssystem
- 40
- Sensoreinheit
- 41
- Geberelement
- 42
- Detektorelement
- 50
- Gehäuse des Hybridmoduls
- 51
- Gehäusewand
- 52
- Aussparung
- 60
- Rotationslager
- 61
- radial äußere Seite des Rotationslagers
- 62
- radial innere Seite des Rotationslagers
- 70
- Schraubverbindung
- 71
- Trägerblech
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
