DE10246839A1 - Power transmission for hybrid road vehicle can operate as parallel or series hybrid and incorporates two electrical machines and double- plate automatic clutch - Google Patents

Power transmission for hybrid road vehicle can operate as parallel or series hybrid and incorporates two electrical machines and double- plate automatic clutch Download PDF

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Germany
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transmission
hybrid vehicle
shaft
clutch
drive train
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German (de)
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Wolf Dr. Boll
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DaimlerChrysler AG
LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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Abstract

The power transmission is used in a hybrid road vehicle. It can operate as parallel or series hybrid and incorporates an automatic clutch (13). With two dry plates (117a,b). A first electrical machine (41) is coaxial with the crankshaft of the internal combustion engine, with its rotor (42) permanently locked to the crankshaft. It can act as a generator or a motor. There is a torsion damper (46) between the engine side (40) of the clutch and the rotor of the electrical machine. The clutch gives a connection to a planetary output drive gear system (15). A second electrical machine (44) is connected to the output shaft and may act as a generator or motor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hybridfahrzeugantriebsstrang gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, dem Oberbegriff von Anspruch 2. Ferner betrifft die Erfindung einen Hybridfahrzeugantriebsstranggemäß dem einteiligen Anspruch 11.The invention relates to a hybrid vehicle drive train according to the generic term of claim 1, the preamble of claim 2 further relates the invention a hybrid vehicle powertrain according to the one-piece Claim 11.

Die nicht vorveröffentlichte DE 101 60 666.1-12 beinhaltet bereits einen Hybridfahrzeugantriebsstrang bei welchem zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe zwei Rotoren von elektrischen Maschinen axial benachbart und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die beiden Rotoren mittels einer Kupplung voneinander trennbar sind.The not pre-published DE 101 60 666.1-12 already includes a hybrid vehicle powertrain in which between two internal combustion engine and a gearbox two rotors of electric machines axially adjacent and coaxial with each other, wherein the two rotors are separable from each other by means of a clutch.

Aufgabe der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 ist es, einen auch unter höchsten Belastungen ausfallsicheren Antriebsstrang zu schaffen.Object of the invention according to claim 1 is one, even among the highest Loads fail-safe powertrain to create.

Ein Vorteil von Patentanspruch 1 ist der, dass die Kreiselmomente der dem Getriebe näher stehenden elektrischen Maschine von Lagern einer Durchgangswelle abgestützt werden. Solche Kreiselmomente entstehen, wenn sich der sehr schwere und damit massenträge Rotor der elektrischen Maschine schnell dreht und das Kraftfahrzeug mit hoher Winkelgeschwindigkeit um die Hochachse dreht, wie dies bei glatter Fahrbahn passieren kann. Weiterhin können diese hohen Kreiselmomente bei Stampfbewegungen des Motor-Getriebeverbandes während des Überfahrens von Bodenwellen auftreten. Dabei entstehen die besagten Kreiselkräfte als hohe Reaktionskräfte, die erfindungsgemäß sicher abgestützt werden. Die Lager der Durchgangswelle sind zum einen in einer Ausnehmung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und zum anderen an einem Gehäuseteil angeordnet, welches insbesondere als Lagerhals ausgestaltet sein kann. Dabei kann das innerhalb des Gehäuseteils angeordnete Lager besonders groß dimensioniert und radial innerhalb der dem Getriebe näher stehenden elektrischen Maschine angeordnet sein, so dass neben den hohen Kreiselmomenten das Eigengewicht und die technisch bedingte Unwucht des Rotors der elektrischen Maschine problemlos von diesem Lager aufgenommen werden können.An advantage of claim 1 is that the gyroscopic moments closer to the gearbox electric machine are supported by bearings of a through shaft. Such gyroscopic moments arise when the very heavy and thus mass sluggish Rotor of the electric machine turns fast and the motor vehicle rotates at high angular velocity about the vertical axis, as with slippery roads can happen. Furthermore, these high gyroscopic moments during ramming movements of the engine-gearbox while driving over from bumps occur. This creates the said centrifugal forces as high reaction forces, the invention safe be supported. The bearings of the through shaft are on the one hand in a recess the crankshaft of the internal combustion engine and on the other at one housing part arranged, which are designed in particular as a bearing neck can. In this case, the arranged within the housing part bearing especially large dimensions and radially within the closer to the transmission electrical Machine be arranged so that in addition to the high gyroscopic moments the dead weight and the technical imbalance of the rotor of electric machine can be easily absorbed by this camp.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Lagerhals, in dessen Ausnehmung das vorgenannte Lager aufgenommen wird, auch einen Ausrückkolben eines Zentralausrückers aufnehmen. Mit diesem ist dann die Kupplung ein und ausrückbar. Wie weiter unten näher erläutert, kann der Gehäuseteil, welcher den Lagerhals bildet, auch eine mechanisch und/oder elektrisch angetriebene Ölpumpe aufnehmen.In a particularly advantageous Embodiment of the invention, the bearing neck, in its recess the aforementioned bearing is received, also a release piston a central release take up. With this then the clutch is disengaged and. How closer below explained, can the housing part, which forms the bearing neck, also a mechanical and / or electrical driven oil pump take up.

Die konstruktive Ausgestaltung insbesondere gemäß Patentanspruch 10 ermöglicht es in vorteilhafter Weise den Hybridfahrzeugantriebsstrang als modulare Alternative zu einem hydrodynamischen Drehmomentwandler eines Automatikgetriebes herzustellen. Dadurch kann bei verschiedenen Fahrzeugtypen – d.h. solchen mit Wandlerautomatikgetriebe und solche mit Hybridantrieb – der gleiche Rohbau verwendet werden. Lediglich die Batterie für den Hybridfahrzeugantriebsstrang gilt es im besonderen Maße baulich zu beachten. Ansonsten können die üblichen Bauteile des Automatikgetriebes verwendet werden. Damit gehen Kostenvorteile einher.The structural design in particular according to claim 10 allows it advantageously the hybrid vehicle powertrain as modular Alternative to a hydrodynamic torque converter of an automatic transmission manufacture. This may result in different types of vehicles - i. such a with converter automatic transmission and those with hybrid drive - the same shell be used. Only the battery for the hybrid vehicle powertrain it applies in a special way structurally. Otherwise, the usual Components of the automatic transmission are used. There are cost advantages associated.

Aufgabe von Patenanspruch 2 ist es, einen möglichst kompakten Hybridfahrzeugantriebsstrang zu schaffen.The task of claim 2 is one possible to create compact hybrid vehicle powertrain.

Dabei erfolgt die Kupplungsbetätigung durch einen Steg hindurch, welcher den Rotor der dem Getriebe näher stehenden elektrischen Maschine trägt. Der Steg kann dabei in besonders vorteilhafter Weise als Stegscheibe ausgestaltet sein, wie dies im Patentanspruch 16 beansprucht ist.The clutch is actuated by a Bridge through which the rotor of the gear closer to the electric Machine carries. Of the Bridge can in a particularly advantageous manner as a bridge disc be configured as claimed in claim 16.

Der Hybridfahrzeugantriebsstrang hat generell einen Kraftstoffverbrauchsvorteil.The hybrid vehicle powertrain generally has a fuel economy advantage.

Der Hybridfahrzeugantriebsstrang kann bei besonders langsamen Fahrgeschwindigkeiten als serieller Hybrid betrieben werden. Dabei ist die Kupplung offen und die erste – bzw. getriebenahe – elektrische Maschine wird als Generator betrieben, dessen Spannung die als Motor betriebene zweite – bzw. motornahe – elektrische Maschine antreibt. Als Puffer ist dabei die Batterie zwischengeschaltet. Da langsame Geschwindigkeiten bewerkstelligt werden, kann die Kupplung besonders vorteilhaft als Reibtrockenkupplung ausgeführt sein, was mit Kostenvorteilen und Wirkungsgradvorteilen einhergeht, da kein spezieller Schmiermittelkreislauf notwendig ist. Im Normalfall wird die Kupplung bei Drehzahlgleichheit der beiden Kupplungshälften eingerückt, so dass keine, ausgeprägte Schlupfphase mit entsprechender Reibarbeit auftritt. Im Idealfall wird überhaupt keine Reibarbeit verrichtet.The hybrid vehicle powertrain can be used as serial at particularly slow speeds Hybrid operated. The coupling is open and the first - or geared - electrical Machine is operated as a generator whose voltage is the engine operated second - or close to the engine - electric Machine drives. As a buffer while the battery is interposed. Since slow speeds are accomplished, the clutch can be particularly advantageous designed as a dry rub clutch What goes along with cost advantages and efficiency advantages, since no special lubricant circuit is necessary. Normally will the clutch engaged with equal speed of the two coupling halves, so that no, pronounced Slip phase with appropriate friction work occurs. Ideally will ever does no friction work.

Aufgabe der Erfindung gemäß Patentanspruch 11 ist es, einen kostengünstigen und dennoch ausfallsicheren Hybridfahrzeugantriebsstrang zu schaffen.Object of the invention according to claim 11 is a cost-effective yet to provide fail-safe hybrid vehicle powertrain.

Bei dem Hybridfahrzeugantriebsstrang können in besonders vorteilhafter Weise zwei Ölpumpen zur Öldruckversorgung des Automatikgetriebes und – bei Bedarf zusätzlich – des großen Lagers vorhanden sein. Dabei kann die eine Ölpumpe als mechanische Ölpumpe ausgestaltet sein, wohingegen die andere Ölpumpe elektrisch betrieben ist. Die mechanisch betriebene Ölpumpe kann vorzugsweise eine von der Getriebeeingangswelle angetriebene Mondsichelpumpe sein, welche ebenfalls in dem Gehäuseteil untergebracht ist, welches den Lagerhals zur Aufnahme großen Lager und des Ausrückkolbens bildet. Bei der Verwen dung einer mechanischen und einer elektrischen Ölpumpe können beide über ein Rückschlagventil an eine Druckleitung des Automatikgetriebes angeschlossen sein.In the hybrid vehicle drive train two oil pumps for oil pressure supply of the automatic transmission and - if necessary in addition - the large bearing can be present in a particularly advantageous manner. In this case, the one oil pump can be configured as a mechanical oil pump, whereas the other oil pump is electrically operated. The mechanically operated oil pump may preferably be a crescent pump driven by the transmission input shaft, which is also accommodated in the housing part, which forms the bearing neck for receiving large bearings and the release piston. When using a mechanical and an electric oil pump, both can have a setback valve to be connected to a pressure line of the automatic transmission.

Alternativ zu einer mechanischen und einer getrennten elektrischen Ölpumpe kann auch eine einzige Ölpumpe vorgesehen sein, welche sowohl mechanisch als auch elektrisch antreibbar ist. Eine solche Ölpumpe könnte beispielsweise so aussehen, dass die Getriebeeingangswelle und der Elektromotor gemeinsam über ein Überlagerungsgetriebe bzw. Freiläufe die Ölpumpe antreiben, wobei der Elektromotor – falls stromlos geschaltet – gegen Rückwärtsdrehen durch einen Freilauf gesichert ist. Aber selbst bei Verwendung einer einzigen Ölpumpe ist für den Fall, dass diese nur elektrisch betrieben wird, der worst case – d.h. den maximal möglichen Belastungsfall – abzudecken. Dieser worst case tritt beispielsweise dann auf, wenn das Kraftfahrzeug quer zum Bordstein steht, die Kupplung zum seriellen Betrieb der beiden elektrischen Maschinen als Anfahrelement geöffnet ist und somit ein hohes Drehmoment von der einen getriebenahen elektrischen Maschine aufgebracht wird, obwohl das Fahrzeug steht. Dieses hohes Drehmoment wird in das Automatikgetriebe geleitet. Wenn dann das Öl im Getriebe infolge einer hohen Temperatur dünnflüssig ist und damit hohe Leckagen verursacht, kann der Getriebeölarbeitsdruck in Höhe von 25bar nur aufgebracht werden, wenn die elektrisch betriebene Ölpumpe einen Elektromotor mit einer hohen Leistung von über 1kW aufweist.Alternatively to a mechanical one and a separate electric oil pump may also provide a single oil pump be, which is both mechanically and electrically driven. Such an oil pump could For example, look like that the transmission input shaft and the Electric motor together over a superposition gearbox or freewheels the oil pump drive, wherein the electric motor - if de-energized - against reverse rotation secured by a freewheel. But even when using a single oil pump is for the case that this is operated only electrically, the worst case - i. the maximum possible Load case - cover. This worst case occurs, for example, when the motor vehicle is transverse to the curb, the clutch for serial operation of both electric machines is opened as a starting element and thus a high torque from the one driven electric Machine is applied even though the vehicle is stationary. This tall Torque is directed into the automatic transmission. If then the oil in the transmission is fluid due to a high temperature and thus causes high leakage, the transmission oil working pressure in Height of 25bar only be applied when the electrically operated oil pump a Electric motor with a high power of over 1kW.

In einer besonders kostengünstigen, kleinen und leichten Ausgestaltung der Erfindung wird ein auf den anspruchsvollen Normalfall dimensionierter – d.h. relativ kleiner – Elektromotor verwendet, der zudem den Vorteil hat, dass die Elektromotorkühlung geringer dimensioniert werden kann. Wenn bei einem solch gering dimensionierten Elektromotor der vorgenannte worst Gase eintritt, fällt der Getriebeölarbeitsdruck auf unter 25bar wobei je nach Höhe des Getriebeölarbeitsdrucks die Lammellenkupplungen/-bremsen des Automatikgetriebes schlup fen. Demzufolge wird die Getriebeeingangswelle von der als Elektromotor betriebenen getriebenahen elektrischen Maschine in Rotation versetzt, so dass der zusätzliche mechanische Antrieb den zusätzlichen Ölförderstrom liefert, um den Getriebeölarbeitsdruck auf über 25bar zu erhöhen. Im Falle einer einzigen Ölpumpe, welche sowohl mechanisch als auch elektrisch antreibbar ist, wird der Gesamtförderstrom der Ölpumpe erhöht. Im Falle einer mechanischen und einer von dieser getrennten elektrischen Ölpumpe ergeben beide Volumenströme zusammen den ausreichenden Gesamtförderstrom, um die Lammellenkupplungen/-bremsen des Automatikgetriebes zu versorgen.In a particularly inexpensive, small and light embodiment of the invention is a on the demanding normal case dimensioned - i. relatively small - electric motor used, which also has the advantage that the electric motor cooling is lower can be dimensioned. If at such a small size Electric motor of the aforementioned worst gases occurs, the falls Transmission fluid operating pressure on under 25bar depending on height the transmission oil working pressure the Lammellenkupplungen / brakes of the automatic transmission slip fen. Consequently, the transmission input shaft of the as an electric motor driven electric machine in rotation, so that the additional mechanical Drive supplies the additional oil flow, around the transmission oil working pressure on over 25bar increase. In the case of a single oil pump, which is both mechanically and electrically driven, is the total flow rate the oil pump elevated. In the case of a mechanical and a separate from this electric oil pump both volume flows together the sufficient total flow to the Lammellenkupplungen / brakes of the automatic transmission.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann der Öldruck an zumindest einer Lamellenkupplung im Getriebe gezielt abgesenkt werden, so dass es geringfügig zum Schlupf kommt, damit bei Fahrzeugstillstand der Elektromotor drehen kann, um eine Überlastung einzelner Wicklungen der zweiten Elektrischen Maschine zu verhindern.In a particularly advantageous Design, the oil pressure specifically lowered on at least one multi-plate clutch in the transmission be so minor slippage occurs so that when the vehicle is stationary, the electric motor can turn to overload individual windings of the second electric machine to prevent.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Elektromotors für die Ölpumpe, welcher auf den anspruchsvollen Normalfall – d.h., relativ klein – dimensioniert ist, ist eine besondere Steuerungseinrichtung vorgesehen. Diese Steuerungseinrichtung steuert bzw. regelt u.a. den das Drehmoment der dem Getriebe nahe stehenden elektrischen Maschine. Dabei verhindert die Steuerungseinrichtung, dass beim vorgenannten Schlupfen die Lammellenkupplungen/-bremsen überlastet werden. Dabei werden für die Lammellenkupplungen/-bremsen Lammellen verwendet, welche zwar ein langzeitiges Schlupfen nicht vertragen, jedoch kurzzeitiges Schlupfen von beispielsweise 1 Sekunde beliebig oft vertragen. Die besagte Steuerungseinrichtung überwacht dabei die Schlupfdauer der Lammellenkupplungen/-bremsen des Automatikgetriebes, wobei ein kurzzeitiges Schlupfen zugelassen wird. Wird ein Grenzwert der Schlupfdauer überschritten, so reduziert die Steuerungsseinrichtung das Drehmoment der zweiten elektrischen Maschine, so dass diese ein geringeres Drehmoment in die Getriebeeingangs welle einleitet. Dabei wird das Drehmoment so weit reduziert, bis die Lammellenkupplung/-bremse nicht mehr schlupft oder alternativ bis die Drehzahldifferenz an der schlupfenden Lammellenkupplung/-bremse so gering ist, dass keine thermische Schädigung der Lamellen eintritt. Eine Möglichkeit zur Ermittlung der Drehzahldifferenz an der Lammellenkupplung/-bremse ist der Vergleich der Getriebeeingangswellendrehzahl mit der Getriebeausgangswellendrehzahl, wobei der derzeit eingelegte Getriebegang berücksichtigt wird. Anstelle der Getriebeausgangswellendrehzahl kann auch die Drehzahl an den Antriebsrädern gemessen werden, wobei das Übersetzungsverhältnis des üblicherweise vorhandenen Differentials berücksichtigt wird. Ferner wird in der Berechnung der Getriebeausgangswellendrehzahl anhand der Drehzahl an den Antriebsrädern berücksichtigt, dass die zwei bzw. beim Allradantrieb vier Antriebsräder unterschiedliche Drehzahlen aufweisen. Bei dem Differential handelt es sich im Falle eines Vorderachsantriebes um eine Frontdifferential und im Falle eines Hinterachsantriebes um ein Hinterachsdifferential. Um das Drehmoment der elektrischen Maschine zu verringern, kann die Steuerungsseinrichtung über eine Wechselrichtereinheit bzw. eine Leistungsrichtereinheit der dem Getriebe nahe stehenden elektrischen Maschine verbunden sein. Dabei beeinflußt die Wechselrichtereinheit bzw. die Leistungsrichtereinheit das Drehmoment der besagten elektrischen Maschine, indem die Amplitude/Phase/Frequenz der Strangströme beeinflußt wird. Spannungsquelle der Wechselrichtereinheit ist zum einen die dem Verbrennungsmotor nahe stehende elektrische Maschine, welche als Generator betrieben wird. Ferner ist als Spannungsquelle bzw. als Puffer eine Batterie oder alternativ ein Superkondensator vorgesehen.In a particularly advantageous Design of the electric motor for the oil pump, which on the demanding Normal case - that is, relatively small - sized is, a special control device is provided. This Control device controls or regulates inter alia. the torque the electric machine close to the transmission. It prevents the control device that in the aforementioned slippage the Overhead clutches / brakes overloaded become. It will be for The Lammellenkupplungen / brakes Lammellen used, although can not tolerate long-term slippage, but short-term Slack of, for example, 1 second as often tolerated. The said Control device monitored while the slippage duration of the Lammellenkupplungen / brakes of the automatic transmission, whereby a brief slippage is allowed. Becomes a limit the slip time exceeded, Thus, the control device reduces the torque of the second electrical Machine, so that this lower torque in the transmission input shaft initiates. The torque is reduced so far until the Lammellenkupplung / brake no longer slips or alternatively until the speed difference the slipping Lammellenkupplung / brake is so low that no thermal damage the lamellae enters. A possibility for determining the speed difference at the Lammellenkupplung / brake is the comparison the transmission input shaft speed with the transmission output shaft speed, whereby the currently engaged gear is taken into account. Instead of Transmission output shaft speed can also be the speed measured at the drive wheels be, with the gear ratio of the usual considering the existing differential becomes. Further, in the calculation, the transmission output shaft speed Based on the speed at the drive wheels taken into account that the two or four-wheel drive four drive wheels different speeds respectively. The differential is in the case of a Vorderachsantriebes around a front differential and in the case of a Hinterachsantriebes around a rear axle differential. To the torque of the electric To reduce the machine, the control device can have an inverter unit or a power converter unit close to the transmission be connected electrical machine. The inverter unit influences this or the power converter unit, the torque of the said electrical Machine by influencing the amplitude / phase / frequency of the phase currents. Voltage source of the inverter unit is on the one hand the Combustion engine related electric machine, which as Generator is operated. Furthermore, as a voltage source or as Buffer a battery or alternatively a supercapacitor provided.

Im zuvor geschilderten worst case am Bordstein liegt also ein so hohes Drehmoment an der dem Getriebe nahe stehenden elektrischen Maschine an, dass die Fahrzeugräder sich in jedem Fall drehen müssen. Kurz danach liegt eine so hohe Fahrgeschwindigkeit vor, dass die Summenförderleistung der Ölpumpen ausreicht, um ein hinreichendes Drehmoment durch die Lammellenkupplungen/-bremsen des Automatikgetriebes zu leiten.In the previously described worst case on the curb is so high torque at the Gearbox related electric machine that the vehicle wheels must turn in any case. Shortly thereafter, there is such a high driving speed that the total output of the oil pumps is sufficient to conduct a sufficient torque through the Lichellenkupplungen / brakes of the automatic transmission.

Sollte bei der ausführlich geschilderten Verwendung einer relativ klein dimensionierten elektrischen Ölpumpe mit einem zusätzlichen mechanischen Antrieb oder einer zusätzlichen mechanischen Ölpumpe dennoch unter Last eine zu hohe Schlupfdauer im Getriebe auftreten, gibt es zwei Abregelmöglichkeiten. Zum einen kann die vorgenante Drehmomentreduktion der dem Getriebe nahe stehenden elektrischen Maschine durchgeführt werden. Zum anderen können im Automatikgetriebe durch dessen Getriebesteuerung Hochschaltungen verhindert werden. Infolgedessen bleibt die Getriebeeingangswelle auf einem relativ hohen Drehzahlniveau, so dass auch die Förderleistung der mechanischen Pumpe auf einem relativ hohen Niveau bleibt.Should be at the detailed Use of a relatively small-sized electric oil pump with an additional mechanical drive or an additional mechanical oil pump nevertheless under load a too long slip time in the transmission occur, there There are two Abregelmöglichkeiten. For one, the vorgenante torque reduction of the transmission be performed nearby electric machine. On the other hand, in the Automatic transmission through its transmission control upshifts be prevented. As a result, the transmission input shaft remains on a relatively high speed level, so that the capacity the mechanical pump remains at a relatively high level.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugantriebsstrangs, welcher mittels zwei elektrischem Maschinen und eine Kupplung sowohl als serieller, als auch als paralleler Hybrid betreibbar ist und 1 a schematic representation of a hybrid vehicle powertrain, which is operable by means of two electric machines and a clutch both as a serial, and as a parallel hybrid, and

2 ein Detail des Hybridfahrzeugantriebsstrangs welches im Bereich der beiden elektrischen Maschinen und der Kupplung aus 1 liegt. 2 a detail of the hybrid vehicle powertrain which in the range of the two electric machines and the clutch off 1 lies.

Gemäß 1 verfügt ein Hybridfahrzeugantriebsstrang 10 über einen Verbrennungsmotor 11, welcher über eine Kurbelwelle 12 mit einem motorseitigen Kupplungsteil 40 einer, mit Hilfe einer in 2 näher dargestellten Kupplungsbetätigungseinrichtung betätigbaren, automatisierten Kupplung 13 verbunden ist. Koaxial zur Kurbelwelle 12 ist eine erste elektrische Maschine 41 angeordnet, welche sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden kann. Ein antreibbarer Rotor 42 der ersten elektrischen Maschine 41 ist drehfest mit der Kurbelwelle 12 verbunden, so daß die erste elektrische Maschine 41 ein Drehmoment in die Kurbelwelle 12 einleiten kann und von der Kurbelwelle 12 angetrieben werden kann.According to 1 has a hybrid vehicle powertrain 10 via an internal combustion engine 11 , which has a crankshaft 12 with a motor-side coupling part 40 one, with the help of one in 2 closer illustrated clutch actuator actuated, automated clutch 13 connected is. Coaxial to the crankshaft 12 is a first electric machine 41 arranged, which can be operated both as a motor and as a generator. A drivable rotor 42 the first electric machine 41 is non-rotatable with the crankshaft 12 connected so that the first electric machine 41 a torque in the crankshaft 12 can initiate and from the crankshaft 12 can be driven.

Zwischen dem Rotor 42 der ersten elektrischen Maschine 41 dem motorseitigen Kupplungsteil 40 ist eine Torsionsdämpfer 46 angeordnet, welcher Drehzahlungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors kompensiert, so dass der im Kraftfluss nachfolgende Bereich des Hybridfahrzeugantriebsstrang 10 von diesen entlastet wird.Between the rotor 42 the first electric machine 41 the motor-side coupling part 40 is a torsion damper 46 arranged, which Drehzahluniformity of the internal combustion engine compensates, so that the following in the power flow region of the hybrid vehicle drive train 10 is relieved of these.

Die Kupplung 13 verfügt außerdem über ein getriebeseitiges Kupplungsteil 43, welches mit einer zweigeteilten Getriebeeingangswelle 14 eines Getriebes 15 drehfest verbunden ist. Das Getriebe 15 ist als ein Planetenautomatikgetriebe mit Schaltstufen von sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang ausgeführt, bei welchem die Gangwechsel mittels nicht dargestellter Lamellenkupplungen/-bremsen durchführbar sind. Koaxial zur Getriebeeingangswelle 14 ist eine zweite elektrische Maschine 44 angeordnet, welche sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden kann. Ein Rotor 45 der elektrischen Maschine 44 ist drehfest mit der zweigeteilten Getriebeeingangswelle 14 verbunden, so daß die elektrische Maschine 44 ein Drehmoment in die Getriebeeingangswelle 14 einleiten kann und von der Getriebeeingangswelle 14 angetrieben werden kann. Die beiden elektrischen Maschinen 41, 44 sind dabei als Drehstrommaschinen ausgeführt.The coupling 13 also has a transmission-side coupling part 43 , which with a two-part transmission input shaft 14 a gearbox 15 rotatably connected. The gear 15 is designed as a planetary automatic transmission with switching stages of six forward gears and one reverse gear, in which the gear changes by means not shown multi-plate clutches / brakes are feasible. Coaxial to the transmission input shaft 14 is a second electric machine 44 arranged, which can be operated both as a motor and as a generator. A rotor 45 the electric machine 44 is non-rotatable with the split transmission input shaft 14 connected so that the electric machine 44 a torque in the transmission input shaft 14 can initiate and from the transmission input shaft 14 can be driven. The two electric machines 41 . 44 are designed as three-phase machines.

Die Kurbelwelle 12 und die Getriebeeingangswelle 14 sind mittels des motorseitigen Kupplungsteils 40 und des getriebeseitigen Kupplungsteils 43 koppelbar und entkoppelbar. Die Kupplung 13 ist als eine Reibtrockenkupplung ausgeführt.The crankshaft 12 and the transmission input shaft 14 are by means of the motor-side coupling part 40 and the transmission-side coupling part 43 can be coupled and decoupled. The coupling 13 is designed as a dry rub clutch.

Das vom Getriebe 15 gewandelte Drehmoment und die Drehzahl werden über eine nicht dargestellte Ausgangswelle des Getriebes 15 mittels einer Antriebswelle 16 an ein Achsgetriebe 17 übertragen, welches in an sich bekannter Weise das Drehmoment in gleichen Anteilen über zwei Abtriebswellen 18, 19 an angetriebene Fahrzeugräder 20, 21 überträgt.That of the transmission 15 converted torque and the speed are transmitted via an unillustrated output shaft of the transmission 15 by means of a drive shaft 16 to a axle drive 17 transmitted, which in a conventional manner, the torque in equal proportions over two output shafts 18 . 19 to driven vehicle wheels 20 . 21 transfers.

Im normalen Fahrbetrieb kann der Antrieb des Kraftfahrzeugs damit durchIn normal driving, the Drive the motor vehicle with it

  • - den Verbrennungsmotor 11 alleine,- the internal combustion engine 11 alone,
  • – den Verbrennungsmotor 11 in Kombination mit der elektrischen Maschine 41,- the internal combustion engine 11 in combination with the electric machine 41 .
  • – den Verbrennungsmotor 11 in Kombination mit den elektrischen Maschinen 41 und 44,- the internal combustion engine 11 in combination with the electrical machines 41 and 44 .
  • – durch die elektrische Maschine 44 alleine erfolgen.- by the electric machine 44 done alone.

Außerdem kann der Verbrennungsmotor 11 mittels der elektrischen Maschine 41 gestartet werden. Dies erfolgt in vorteilhafter Weise bei geöffneter Kupplung 13. Im Sonderfall kann auch die andere elektrische Maschine 44 beim Motorstart mithelfen.In addition, the internal combustion engine 11 by means of the electric machine 41 to be started. This is done in an advantageous manner with the clutch open 13 , In special cases, the other electric machine 44 help with engine start.

Bei niedrigen Geschwindigkeiten erfolgt der Antrieb durch die elektrische Maschine 44. Dies ist vorteilhaft, da bei geschlossener Kupplung 13 sonst eine Drehzahl des Verbrennungsmotors 11 zu gering wäre, so daß die Kupplung 13 mit Schlupf betrieben werden müßte. Damit könnte eine Überhitzung der als Reibtrockenkupplung ausgeführten Kupplung 13 auftreten. Der Verbrennungsmotor 11 wird erst bei höheren Geschwindigkeiten mittels der Kupplung 13 zugeschaltet, nachdem er mit Hilfe der elektrischen Maschine 41 gestartet wurde. Dabei wird dann die Kupplung 13 vollständig geschlossen, so daß kein Schlupf auftritt.At low speeds, the drive is made by the electric machine 44 , This is advantageous because with the clutch closed 13 otherwise a speed of the internal combustion engine 11 would be too low, so that the clutch 13 should be operated with slippage. This could cause overheating of the clutch designed as a dry rub clutch 13 occur. The internal combustion engine 11 is only at higher speeds by means of the clutch 13 switched on after using the electric machine 41 was started. In this case, then the clutch 13 completely closed, so that no slippage occurs.

Es ist eine Steuerungseinrichtung 200 vorgesehen. Diese erfaßt als Parameter u.a.It is a control device 200 intended. These are recorded as parameters, among others

  • – die Drehzahl einer Getriebeeingangswelle 14 anhand eines ersten Drehzahlsensors 202,- The speed of a transmission input shaft 14 based on a first speed sensor 202 .
  • – die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 16 anhand eines zweiten Drehzahlsensors 201 und- The speed of the transmission output shaft 16 using a second speed sensor 201 and
  • – den aktuell im Getriebe 15 eingelegten Gang anhand des Getriebesteuergerätes 203.- currently in the transmission 15 engaged gear on the basis of the gearbox control unit 203 ,

Mittels der Steuerungseinrichtung 200 ist über einen Wechselrichter bzw. eine Leistungseinheit 204 u.a. das Drehmoment der zweiten elektrischen Maschine 44 einstellbar, wenn diese als Motor betrieben wird. Die Stromversorgung der zweiten elektrischen Maschine erfolgt über eine Batterie und die als Generator betriebene erste elektrische Maschine 41.By means of the control device 200 is via an inverter or a power unit 204 including the torque of the second electric machine 44 adjustable when operated as a motor. The power supply of the second electric machine via a battery and operated as a generator first electric machine 41 ,

Es ist eine mechanische Ölpumpe 205 vorgesehen, welche von der Getriebeeingangswelle 14 angetrieben wird. Ferner ist eine elektrische Ölpumpe 206 vorgesehen, welche von einem Elektromotor 207 angetrieben wird. Der Volumenstrom der beiden Ölpumpen 205, 206 wird über Leitungen zusammengeführt, welche zur Druckversorgung der besagten Lamellenkupplungen und – bremsen in das Getriebe 15 geführt sind. Dabei ist jeder der beiden Ölpumpen 205, 206 ein Rückschlagventil 208, 209 zugeordnet, welches die direkte Druckbeaufschlagung der einen Ölpumpe durch die jeweils andere verhindert.It is a mechanical oil pump 205 provided, which of the transmission input shaft 14 is driven. Further, an electric oil pump 206 which is provided by an electric motor 207 is driven. The volume flow of the two oil pumps 205 . 206 is brought together via lines which supply the compressed air for the multi - plate clutches and brakes in the transmission 15 are guided. Here is each of the two oil pumps 205 . 206 a check valve 208 . 209 assigned, which prevents the direct pressurization of an oil pump by the other.

Es wird ein auf den anspruchsvollen Normalfall dimensionierter – d.h. relativ kleiner – Elektromotor 207 verwendet, der zudem den Vorteil hat, dass die Elektromotorkühlung geringer dimensioniert werden kann. Bei einem solch gering dimensionierten Elektromotor kann folgender Fall auftreten:It is dimensioned to the demanding normal case - ie relatively small - electric motor 207 used, which also has the advantage that the electric motor cooling can be made smaller. In such a small-sized electric motor, the following case may occur:

Das Kraftfahrzeug steht am Bordstein und der Fahrzeugführer versucht beim Rangieren, dieses den Bordstein hoch zu fahren. Die Kupplung 13 ist geöffnet, so dass zum Rangieren die erste elektrische Maschine 41 als Generator und die zweite elektri sche Maschine 44 als Motor betrieben wird. Somit muß zum Erklimmen des Bordsteins ein hohes Drehmoment von der ersten elektrischen Maschine 44 aufgebracht werden, obwohl das Fahrzeug steht. Wenn dann das Öl im Getriebe infolge einer hohen Temperatur dünnflüssig ist und damit hohe Leckagen verursacht, kann der Getriebeölarbeitsdruck in Höhe von 25bar nicht alleinig von der Ölpumpe 205 bzw. dem relativ schwachen Elektromotor 207 aufgebracht werden.The motor vehicle stands at the curb and the driver tries to maneuver the curb while maneuvering. The coupling 13 is open, allowing for shunting the first electric machine 41 as a generator and the second electrical machine 44 is operated as a motor. Thus, to climb the curb, high torque must be applied to the first electric machine 44 be applied even though the vehicle is stationary. Then, when the oil in the transmission becomes thin due to a high temperature and thus causes high leakage, the transmission oil working pressure of 25 bar can not be solely from the oil pump 205 or the relatively weak electric motor 207 be applied.

Demzufolge fällt der Getriebeölarbeitsdruck auf unter 25bar wobei je nach Höhe des Getriebeölarbeitsdrucks die Lammellenkupplungen/-bremsen des Getriebes 15 schlupfen. Demzufolge wird die Getriebeeingangswelle 14 von der als Motor betriebenen getriebenahen elektrischen Maschine 44 in Rotation versetzt, so dass der zusätzliche mechanische Antrieb der Ölpumpe 205 den zusätzlichen Ölförderstrom liefert, um den Getriebeölarbeitsdruck auf über 25bar zu erhöhen. Die Volumenströme der beiden Ölpumpen 205, 206 versorgen dann gemeinsam die Lammellenkupplungen/-bremsen des Getriebes 15 mit Öl.As a result, the transmission oil working pressure drops below 25bar and, depending on the transmission oil working pressure level, the disc clutch / brakes of the transmission 15 slip. As a result, the transmission input shaft becomes 14 from the powered electric motor driven by the engine 44 set in rotation so that the additional mechanical drive of the oil pump 205 provides the additional oil flow to increase the transmission oil working pressure to over 25bar. The volume flows of the two oil pumps 205 . 206 then jointly provide the Lammellenkupplungen / brakes of the transmission 15 with oil.

Die Steuerungseinrichtung 200 steuert bzw. regelt u.a. das Drehmoment der dem Getriebe 15 nahe stehenden elektrischen Maschine 44. Dabei verhindert die Steuerungseinrichtung 200, dass beim vorgenannten Schlupfen die Lammellenkupplungen/-bremsen überlastet werden. Dabei werden für die Lammellenkupplungen/-bremsen Lammellen verwendet, welche zwar ein langzeitiges Schlupfen nicht vertragen, jedoch kurzzeitiges Schlupfen von beispielsweise 1 Sekunde beliebig oft vertragen. Die besagte Steuerungseinrichtung 200 überwacht dabei die Schlupfdauer der Lammellenkupplungen/-bremsen des Getriebes 15, wobei ein kurzzeitiges Schlupfen zugelassen wird. Wird ein Grenzwert der Schlupfdauer überschritten, so reduziert die Steuerungsseinrichtung 200 das Drehmoment der elektrischen Maschine 44, so dass diese ein geringeres Drehmoment in die Getriebeeingangswelle 14 einleitet. Dabei wird das Drehmoment so weit reduziert, bis die Lammellenkupplung/bremse nicht mehr schlupft oder alternativ bis die Drehzahl differenz an der schlupfenden Lammellenkupplung/-bremse so gering ist, dass keine thermische Schädigung der Lamellen eintritt. Das Drehmomentes wird hierbei nur so weit reduziert, dass das Fahrzeug noch immer anfahren kann. Der Schlupf bzw. die Drehzahldifferenz an den Lamellen der Lammellenkupplung/-bremse wird aus einem Vergleich der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 14 mit der Drehzahl der Getriebeausgangswelle 16 ermittelt, wobei der derzeit im Getriebe 15 eingelegte Gang berücksichtigt wird. Um das Drehmoment der elektrischen Maschine 44 zu verringern, steuert die Steuerungsseinrichtung 200 diese über die Wechselrichtereinheit 204. Dabei beeinflußt die Wechselrichtereinheit 204 das Drehmoment der besagten elektrischen Maschine 44, indem die Amplitude/Phase/Frequenz der Strangströme beeinflußt wird. Spannungsquelle der Wechselrichtereinheit 204 ist neben der als Generator betriebenen ersten elektrischen Maschine 41 eine Batterie, welche gleichzeitig als Puffer fungiert.The control device 200 controls or regulates, inter alia, the torque of the transmission 15 related electric machine 44 , The control device prevents this 200 in that in the aforementioned slippage the disk clutches / brakes are overloaded. In this case, Lammellen are used for the Lammellenkupplungen / brakes, which do not tolerate long-term slippage, however, tolerate indefinitely slipping of, for example, 1 second as often. The said control device 200 monitors the duration of slippage of the Lammellenkupplungen / brakes of the transmission 15 , allowing a brief slippage. If a limit value of the slip time is exceeded, the control device reduces 200 the torque of the electric machine 44 so that these have a lower torque in the transmission input shaft 14 initiates. The torque is reduced so far until the plate clutch / brake no longer slips or alternatively until the speed difference at the slipping Lammellenkupplung / brake is so low that no thermal damage to the slats occurs. The torque is reduced only so far that the vehicle can still start. The slip or the difference in rotational speed on the disks of the Lammellenkupplung / brake is from a comparison of the speed of the transmission input shaft 14 at the speed of the transmission output shaft 16 which is currently in gear 15 inlaid gear is taken into account. To the torque of the electric machine 44 reduce, controls the control device 200 these via the inverter unit 204 , The inverter unit influences this 204 the torque of said electric machine 44 by influencing the amplitude / phase / frequency of the phase currents. Voltage source of the inverter unit 204 is next to the first electric machine operated as a generator 41 a battery which acts as a buffer at the same time.

Zum Erklimmen des Bordsteins liegt ein so hohes Drehmoment an der elektrischen Maschine 44 an, dass die Fahrzeugräder 20, 21 sich in jedem Fall drehen müssen. Kurz danach liegt eine so hohe Fahrgeschwindigkeit vor, dass die Summenförderleistung der beiden Ölpumpen 205, 206 ausreicht, um ein hinreichendes Drehmoment durch die Lammellenkupplungen/-bremsen des Getriebes 15 zu leiten.To climb the curb is such a high torque on the electric machine 44 on that the vehicle wheels 20 . 21 have to turn in any case. Shortly thereafter, there is such a high driving speed that the sum flow rate of the two oil pumps 205 . 206 sufficient to a sufficient torque through the Lammellenkupplungen / brakes of the transmission 15 to lead.

Als Sicherheitsfunktion ist im Getriebe 15 vorgesehen, dass durch dessen Getriebesteuerung 203 Hochschaltungen verhindert werden. Infolgedessen bleibt die Getriebeeingangswelle 14 auf einem relativ hohen Drehzahlniveau, so dass auch die Förderleistung der mechanischen Ölpumpe 205 auf einem relativ hohen Niveau bleibt.As a safety feature is in gear 15 provided that by its transmission control 203 Upshifts are prevented. As a result, the transmission input shaft remains 14 at a relatively high speed level, so that also the capacity of the mechanical oil pump 205 remains at a relatively high level.

2 zeigt ein Detail des Hybridfahrzeugantriebsstrangs 10 aus 1. Zwischen dem Verbrennungsmotor 11 und dem Getriebe 15 sind koaxial zur zweigeteilten Getriebeeingangswelle 14 die beiden elektrischen Maschinen 41, 44 angeordnet. Radial innerhalb der ersten elektrischen Maschine 41 ist der Torsionsdämpfer 46 angeordnet. Radial innerhalb der zweiten elektrischen Maschine 44 sind

  • – die Kupplung 13,
  • – ein Ausrückgestänge 100 und
  • – ein ringkolbenförmiger Zentralausrücker 101
angeordnet. 2 shows a detail of the hybrid vehicle powertrain 10 out 1 , Between the combustion engine 11 and the transmission 15 are coaxial with the two-part transmission input shaft 14 the two electric machines 41 . 44 arranged. Radial in within the first electric machine 41 is the torsion damper 46 arranged. Radial inside the second electric machine 44 are
  • - the coupling 13 .
  • - a release linkage 100 and
  • - An annular piston-shaped central release 101
arranged.

Es folgt eine detaillierte Beschreibung.Here is a detailed description.

Am Ende der Kurbelwelle 12 weist diese einen Anschlussflansch 102 mit einer zentrischen Sacklochbohrung 103 auf. Innerhalb dieser Sacklochbohrung 103 ist ein zweireihiges Radialkugellager 104 aufgenommen, welches mit dessen Lagerinnenring ein Ende einer Durchgangswelle 14a aufnimmt, die einen ersten Wellenteil der Getriebeeingangswelle 14 bildet. Der Anschlussflansch 102 ist mittels einer Verschraubung 105 mit einem Topfboden 106 eines großen Blechtopfs 107 verschraubt, dessen Topfwandung 108 sich in Richtung auf das Getriebe 15 erstreckt. Radial außerhalb des Blechtopfes 107 ist der Rotor 42 der ersten elektrischen Maschine 41 bewegungsfest mit der Topfwandung 108 verstemmt. Radial außerhalb des Rotors 42 ist ein Stator 109 mit einer sich zwischen dem Verbrennungsmotor 11 und dem Getriebe 15 erstreckenden Kupplungsglocke 110 bewegungsfest verbunden.At the end of the crankshaft 12 this has a connection flange 102 with a centric blind hole 103 on. Within this blind hole 103 is a double row radial ball bearing 104 taken, which with the bearing inner ring one end of a through shaft 14a accommodates a first shaft part of the transmission input shaft 14 forms. The connection flange 102 is by means of a screw connection 105 with a pot bottom 106 a big tin pot 107 screwed, the pot wall 108 towards the transmission 15 extends. Radially outside the tin pot 107 is the rotor 42 the first electric machine 41 immovable with the pot wall 108 caulked. Radially outside the rotor 42 is a stator 109 with one in between the internal combustion engine 11 and the transmission 15 extending clutch bell 110 immovable connected.

Innerhalb des großen Blechtopfes 107 ist der zweireihige Torsionsdämpfer 46 angeordnet. Dieser Torsionsdämpfer 46 umfaßt einen kleinen Blechtopf 111, welcher an dessen Boden 112 mit der selben Verschraubung 105 mit dem großen Blechtopf 107 und dem Anschlussflansch 102 fest verschraubt ist. An einem radial nach innen gerichteten Steg 113 dieses kleinen Blechtopfes 111 stützen sich zwei axial benachbarte Bogenfederpakete 114a, 114b mit deren einen Bogenfederenden ab. Die anderen Bogenfederenden stützten sich an weiteren Blechstegen 115a, 115b ab, welche bewegungsfest mit einem Kupplungsscheibenträger 116 vernietet sind. Der Kupplungsscheibenträger 116 weist einen zylindrischen Hals mit einer Außenverzahnung auf, in welche Innenverzahnungen von zwei benachbarten, axialverschiebliche Kupplungsscheiben 117a, 117b eingreifen, so dass diese drehfest gegenüber dem Kupplungsscheibenträger 116 sind.Inside the big tin pot 107 is the double-row torsion damper 46 arranged. This torsion damper 46 includes a small tin pot 111 , which at the bottom 112 with the same screw connection 105 with the big tin pot 107 and the connection flange 102 is firmly screwed. At a radially inward web 113 this little tin pot 111 are based on two axially adjacent bow spring assemblies 114a . 114b with their one bow spring ends. The other bow spring ends were supported on additional sheet metal webs 115a . 115b which are resistant to movement with a coupling disk carrier 116 riveted. The clutch disc carrier 116 has a cylindrical neck with external teeth, in which internal gears of two adjacent axially displaceable clutch discs 117a . 117b engage, so that these rotatably against the clutch plate carrier 116 are.

Die Kupplungsscheiben 117a, 117b der Reibtrockenkupplung sind zwischen einer axialverschieblichen Druckplatte 99, einer Zwischendruckplatte 98 und einem Widerlager 97 reibschlüssig verspannbar. Vom Widerlager 97 aus gesehen, folgen in die auf das Getriebe weisende axiale Richtung aufeinanderThe clutch discs 117a . 117b the dry rub clutch are between an axially displaceable pressure plate 99 , an intermediate printing plate 98 and an abutment 97 frictionally clamped. From the abutment 97 seen from, follow each other in the direction pointing to the transmission axial direction

  • – die erste Kupplungsscheibe 117a,- the first clutch disc 117a .
  • – die Zwischendruckplatte 98,- the intermediate pressure plate 98 .
  • – die Druckplatte 99 und- the pressure plate 99 and
  • – das Betätigungsgestänge 100, mittels welchem eine axiale Kupplungseinrückkraft in die Kupplung 13 einleitbar ist.- the actuating linkage 100 by means of which an axial clutch engagement force into the clutch 13 can be introduced.

Die Zwischendruckplatte 98 ist drehfest gegenüber dem Widerlager 97. Dazu weist das Widerlager radial außen einen sich in die auf das Getriebe 15 weisende Richtung erstreckenden zylindrischen Träger 91 auf, welcher im Bereich der Kupplung 13 eine Innenverzahnung aufweist, in welche eine Außenverzahnung der Zwischendruckplatte 98 eingreift. Der zylindrische Träger 91 ist an dessen äußerer Mantelfläche fest mit dem Rotor 45 der zweiten elektrischen Maschine 44 verbunden. Dazu weist der Träger 91 einen Absatz auf, zwischen dem und einem mit dem Träger 91 verschraubten Blech der Rotor 45 axial verspannt ist. Nahezu mittig erstreckt sich vom Träger 91 ein scheibenförmiger Steg 90 radial nach innen, so daß sich ein T-förmiges Profil ergibt. Der scheibenförmige Steg 90 ist radial unten einteilig mit einer Nabe ausgeformt, welche mittels einer Welle-Nabe-Verbindung drehfest mit dem ersten Getriebewellenteil – d.h. der Durchgangswelle 14a – verbunden ist. Diese Nabe ist zwischen einem motorseitig angeordneten Innengewindering und getriebeseitig angeordneten Lagerinnenringen eines zweireihigen Schrägkugellagers 92 verspannt. Die Lagerinnenringe des Schrägkugellagers 92 nehmen ein getriebe seitiges Ende der Durchgangswelle 14a lagernd auf. Das zweireihige Schrägkugellager 92 ist in eine Ausnehmung eines Lagerhalses 93 eingesetzt, welcher als separates Teil bewegungsfest mit der Kupplungsglocke 110 verschraubt ist und sich vom Getriebe 15 in die auf den Verbrennungsmotor 11 weisende Richtung erstreckt. Ein Radialwellendichtring 94 ist am motorseitigen Ende in die Ausnehmung des Lagerhalses 93 eingesetzt. Dabei dichtet der Radialwellendichtring 94 die – zu Zwecken der Lagerschmierung – vom Getriebe 15 mit Schmiermittel versorgte Ausnehmung gegen den Raum innerhalb der Kupplungsglocke 110 ab. Auf einem zweiten Wellenteil 14b kann innerhalb des Getriebes 15 noch ein weiteres Lager vorgesehen sein.The intermediate printing plate 98 is rotationally fixed against the abutment 97 , For this purpose, the abutment radially outward into the gearbox 15 pointing direction extending cylindrical support 91 on which in the area of the clutch 13 has an internal toothing, in which an external toothing of the intermediate pressure plate 98 intervenes. The cylindrical carrier 91 is fixed to the outer surface of the rotor 45 the second electric machine 44 connected. For this purpose, the carrier 91 a paragraph on, between the one and the one with the carrier 91 bolted sheet the rotor 45 axially braced. Almost in the middle extends from the carrier 91 a disc-shaped bridge 90 radially inwards, so that there is a T-shaped profile. The disc-shaped bridge 90 is radially downwardly integrally formed with a hub, which by means of a shaft-hub connection against rotation with the first transmission shaft part - ie the through shaft 14a - connected is. This hub is between a motor-side arranged inner threaded ring and the transmission side arranged bearing inner rings of a double-row angular contact ball bearing 92 braced. The bearing inner rings of the angular contact ball bearing 92 take a gear-side end of the through shaft 14a stocked up. The double row angular contact ball bearing 92 is in a recess of a bearing neck 93 used, which as a separate part immobile with the clutch bell 110 is bolted and away from the gearbox 15 in the on the internal combustion engine 11 extending direction extends. A radial shaft seal 94 is at the motor end in the recess of the bearing neck 93 used. It seals the radial shaft seal 94 which - for purposes of bearing lubrication - from the gearbox 15 with lubricant supplied recess against the space inside the clutch bell 110 from. On a second wave part 14b can be within the transmission 15 be provided yet another camp.

Das Gehäuseteil 82, welches u.a. der Lagerhals 93 bildet, ist an dessen getriebeseitigen Fußbereich mit der Kupplungsglocke 110 fest verschraubt. Dabei ist den Boden dieses Gehäuseteils 82 eine Ausnehmung eingefräst, welche die mechanische Ölpumpe 205 aufnimmt, die als Mondsichelpumpe ausgestaltet ist. Diese Ölpumpe 205 wird von der Durchgangswelle 14a angetrieben. Dazu läuft die Durchgangswelle 14a am getriebeseitigen Ende mit Mitnahmezungen 87 aus, in welche ein angetriebener Teil der Ölpumpe 205 drehfest eingreift. An diesem Ende weist die Durchgangswelle 14a eine relativ große zentrale Sacklochbohrung 84 auf. Diese Sacklochbohrung 84 ist mit einer axialen Innerverzahnung 85 versehen. In diese Innerverzahnung 85 greift eine axiale Außenverzahnung 86 am Ende des zweiten Wellenteils 14b der Getriebeeingangswelle 14. Dieser zweite Wellenteil 14b ist identisch mit einer Getriebeeingangswelle eines konventionellen Automatikgetriebes, an welches ein Hydrodynamischer Drehmomentwandler anstatt der zwei Elektromotoren 41, 44 angeschlossen wird. Der zweite Wellenteil 14b der Getriebeeinganswelle 14 ist lediglich in die Sacklochbohrung 84 gesteckt, wobei ein Zentrierungspassung/-führung 83 und eine Axialbeweglichkeit des zweiten Wellenteils 14b gegenüber der Durchgangswelle 14a vorgesehen sind. Somit ist die alternative Ausrüstung des Getriebes 15 mit einem Hydro dynamischen Drehmomentwandler oder den beiden Elektromotoren 41, 44 möglich.The housing part 82 , which among other things the stock neck 93 forms is at the transmission side foot area with the clutch bell 110 firmly screwed. Here is the bottom of this housing part 82 a recess milled, which the mechanical oil pump 205 receives, which is designed as a crescent pump. This oil pump 205 is from the through shaft 14a driven. To do this, the through-shaft runs 14a at the transmission end with drive tongues 87 in which a driven part of the oil pump 205 rotatably engaged. At this end, the through shaft 14a a relatively large central blind hole 84 on. This blind hole 84 is with an axial internal toothing 85 Provided. Into this internal toothing 85 engages an axial external toothing 86 at the end of the second shaft part 14b the transmission input shaft 14 , This second wave part 14b is identical to a transmission input shaft of a conventional automatic transmission, to which a hydrodynamic torque converter instead of the two electric motor reindeer 41 . 44 is connected. The second wave part 14b the transmission input shaft 14 is only in the blind hole 84 inserted, with a Zentrierungspassung / -führung 83 and an axial mobility of the second shaft part 14b opposite the through shaft 14a are provided. Thus, the alternative equipment of the transmission 15 with a hydro-dynamic torque converter or the two electric motors 41 . 44 possible.

In den Lagerhals 93 ist radial außerhalb des zweireihigen Schrägkugellagers 92 eine ringförmige Axialnut eingefräst. In diese Axialnut ist ein Ringkolben 95 des Zentralausrückers 101 axialverschieblich angeordnet. Auf der dem Ausrückgestänge 100 zugewandten Seite weist der Zentralausrücker 101 ein Ausrücklager auf, wohingegen auf der anderen Seite des Zentralausrückers 101 eine Dichtung 96 den Druckraum innerhalb der Axialnut abdichtet, so dass eine Druckbeaufschlagung des Druckraumes über den Ringkolben und das Ausrückgestänge 100 die Kupplung 13 ausrückt.In the camp neck 93 is radially outside the double row angular contact ball bearing 92 milled an annular axial groove. In this axial groove is an annular piston 95 of the central release 101 arranged axially displaceable. On the release linkage 100 facing side, the Zentralausrücker 101 a release bearing, whereas on the other side of the central release 101 a seal 96 the pressure chamber within the axial groove seals, so that a pressurization of the pressure chamber via the annular piston and the Ausrückgestänge 100 the coupling 13 disengages.

Das Ausrückgestänge 100 ist prinzipiell ähnlich einer gedrückten Kupplung ausgestaltet. Eine Tellerfeder 89 ist dabei mittels eines Schwenklagers an einem Widerlager abgestützt, welches mit dem Träger 91 verschraubt ist und sich von diesem radial nach innen erstreckt. Radial innen bezüglich des Schwenklagers ist die Tellerfeder 89 am Ausrücklager des Zentralausrückers 101 abgestützt. Radial außen bezüglich des Schwenklagers ist die Tellerfeder 89 an einem mit axialen Zungen 88 versehenen Druckzylinder abgestützt, dessen Zungen 88 durch umfangsmäßig gleichmäßig verteiltet Ausnehmungen des scheibenförmigen Steges 90 greifen und sich an der Druckplatte 99 der Kupplung 13 abstützen.The release linkage 100 is designed in principle similar to a depressed clutch. A plate spring 89 is supported by means of a pivot bearing on an abutment, which with the carrier 91 is screwed and extends from this radially inward. Radially inward with respect to the pivot bearing is the diaphragm spring 89 at the release bearing of the central release 101 supported. Radially outward with respect to the pivot bearing is the diaphragm spring 89 at one with axial tongues 88 provided pressure cylinder supported, whose tongues 88 by circumferentially evenly distributed recesses of the disc-shaped web 90 grab and join the pressure plate 99 the clutch 13 support.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann auf das Gestänge zwischen dem Ausrückkolben und der axialverschieblichen Druckplatte der Reibtrockenkupplung verzichtet werden. Dabei stützt sich der Ausrückkolben mittels Zungen selbst durch die Ausnehmungen des Steges hindurch an der axialverschieblichen Druckplatte ab. Das Ausrücklager, welches die Relativdrehbarkeit zwischen der Druckplatte und dem Ausrückkolben herstellt, kann dabei sowohl motorseitig als auch getriebeseitig vom Steg des zweiten Rotors angeordnet sein. In diesem Fall sorgt eine Druckfeder innerhalb des Druckraumes des Zentralausrückers für das ständig notwendige Anliegen des Ausrückkolbens an der Druckplatte. Die Trockenkupplung ist in diesem Fall aktiv schließend anstatt aktiv öffnend.In an alternative embodiment The invention can be applied to the linkage between the release piston and the axially displaceable pressure plate of the rubbing dry clutch be waived. It is based the release piston by means of tongues themselves through the recesses of the web on the axially displaceable pressure plate. The release bearing, which the relative rotation between the pressure plate and the release piston manufactures, it can be both the motor side and the transmission side be arranged from the web of the second rotor. In this case, take care a compression spring within the pressure chamber of the Zentralausrückers for the ever-necessary concern the release piston on the pressure plate. The dry clutch is active in this case closing instead actively opening.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen der Außenverzahnung des zylindrischen Halses und der Durchgangswelle ein Lager vorgesehen sein. Radialbewegungen des zylindrischen Halses, welche infolge von Winkelbewegungen der Kurbelwelle im Betrieb entstehen, werden durch dieses Lager von den Kupplungsscheiben der Reibtrockenkupplung fern gehalten.In an alternative embodiment the invention can between the external toothing of the cylindrical Neck and the through shaft be provided a bearing. radial movements the cylindrical neck, which due to angular movements of the Crankshaft in operation arise, are caused by this camp of The clutch discs of the dry rub clutch away.

Bei der beschriebenen Ausgestaltungsform handelt es sich nur um eine beispielhafte Ausgestaltung. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.In the described embodiment is it is only an exemplary embodiment. A combination the described features for different embodiments is also possible. Further, in particular not described features of the invention belonging Device parts are the geometries shown in the drawings to remove the device parts.

Claims (18)

Hybridfahrzeugantriebsstrang (10), bei welchem zwischen einem Verbrennungsmotor (11) und einem Getriebe (15) zwei Rotoren (42, 45) von elektrischen Maschinen (41, 44) axial benachbart und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die beiden Rotoren (42, 45) mittels einer Kupplung (13) voneinander trennbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Getriebe (15) näher stehende Rotor (45) drehfest mit einer Durchgangswelle (14a) verbunden ist, welche – einerseits in einer Ausnehmung (103) eines Kurbelwellenflansches (102) des Verbrennungsmotors (11) und – andererseits innerhalb eines bewegungsfest zu einem Gehäuse des Getriebes (15) angeordnetem Gehäuseteil (82) gelagert ist.Hybrid vehicle powertrain ( 10 ), in which between an internal combustion engine ( 11 ) and a transmission ( 15 ) two rotors ( 42 . 45 ) of electrical machines ( 41 . 44 ) are axially adjacent and coaxial with each other, wherein the two rotors ( 42 . 45 ) by means of a coupling ( 13 ) are separable from each other, characterized in that the transmission ( 15 ) closer rotor ( 45 ) rotatably with a through-shaft ( 14a ), which - on the one hand in a recess ( 103 ) of a crankshaft flange ( 102 ) of the internal combustion engine ( 11 ) and - on the other hand within a motion-resistant to a housing of the transmission ( 15 ) arranged housing part ( 82 ) is stored. Hybridfahrzeugantriebsstrang (10), bei welchem zwischen einem Verbrennungsmotor (11) und einem Getriebe (15) zwei Rotoren (42, 45) von elektrischen Maschinen (41, 44) axial benachbart und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die beiden Rotoren (42, 45) mittels einer Kupplung (13) voneinander trennbar sind, welche mittels eines Ausrückmechanismus (Zentralausrücker 101) ausrückbar ist, welcher einen Ausrückkolben (Ringkolben 95) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Getriebe (15) näher stehende Rotor (45) mittels eines radial nach innen gerichteten Steges (90) drehfest mit einer Welle (Durchgangswelle 14) verbunden ist, wobei der Ausrückmechanismus (Zentralausrücker 101) durch Ausnehmungen des Steges greift.Hybrid vehicle powertrain ( 10 ), in which between an internal combustion engine ( 11 ) and a transmission ( 15 ) two rotors ( 42 . 45 ) of electrical machines ( 41 . 44 ) are axially adjacent and coaxial with each other, wherein the two rotors ( 42 . 45 ) by means of a coupling ( 13 ) are separable from each other, which by means of a release mechanism (Zentralausrücker 101 ) can be disengaged, which a release piston (ring piston 95 ), characterized in that the transmission ( 15 ) closer rotor ( 45 ) by means of a radially inwardly directed web ( 90 ) rotatably with a shaft (through shaft 14 ), wherein the release mechanism (Zentralausrücker 101 ) engages through recesses of the web. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (13) als eine Reibtrockenkupplung ausgeführt ist, welche eine oder mehrere axial benachbarte Kupplungsscheiben (117a, 117b) aufweist.Hybrid vehicle drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the clutch ( 13 ) is designed as a dry rub clutch, which one or more axially adjacent clutch discs ( 117a . 117b ) having. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibtrockenkupplung zumindest teilweise radial innerhalb des zweiten Rotors (45) angeordnet ist.Hybrid vehicle drive train according to claim 3, characterized in that the rubbing dry clutch at least partially radially within the second rotor ( 45 ) is arranged. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangswelle (14a) getriebeseitig mittels eines Wälzlagers (Schrägkugellager 92) in einer Ausnehmung eines Lagerhalses (93) gelagert ist, welche mit Schmiermittel versorgt wird und mittels einer Dichtung (Radialwellendichtring 94) gegenüber einem Raum abgedichtet ist, in welchem die Kupplung (13) und die beiden elektrischen Maschinen (41, 44) angeordnet sind.Hybrid vehicle drive train according to claim 1, characterized in that the through-shaft ( 14a ) on the transmission side by means of a rolling bearing (angular contact ball bearings 92 ) in a recess ei neck of the bearing ( 93 ) is stored, which is supplied with lubricant and by means of a seal (radial shaft seal 94 ) is sealed off from a space in which the coupling ( 13 ) and the two electrical machines ( 41 . 44 ) are arranged. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Torsionsdämpfer (46) zumindest teilweise radial innerhalb des ersten Rotors (42) angeordnet ist.Hybrid vehicle drive train according to one of the preceding claims, characterized in that a torsion damper ( 46 ) at least partially radially within the first rotor ( 42 ) is arranged. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerhals (93) einen Ausrückkolben (Ringkolben 95) eines Ausrückmechanismus (Zentralausrücker 101) aufnimmt, mit welchem die Kupplung (13) ausrückbar ist.Hybrid vehicle drive train according to claim 5, characterized in that the bearing neck ( 93 ) a release piston (ring piston 95 ) of a release mechanism (Zentralausrücker 101 ), with which the coupling ( 13 ) is disengageable. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausrückmechanismus (Zentralausrücker 101) eine Tellerfeder (89) umfaßt, welche mittels eines Schwenklagers gegenüber einem Träger (91) schwenkbar abgestützt ist und sich radial außen zumindest mittelbar an der Druckplatte (99) und radial innen an dem Ausrückkolben (Ringkolben 95) abstützt.Hybrid vehicle drive train according to claim 2, characterized in that the release mechanism (Zentralausrücker 101 ) a plate spring ( 89 ), which by means of a pivot bearing against a carrier ( 91 ) is pivotally supported and radially outward at least indirectly on the pressure plate ( 99 ) and radially inside of the release piston (ring piston 95 ) is supported. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangswelle (14a) drehfest mit einer Getriebeeingangswelle (Wellenteil 14b) koppelbar ist.Hybrid vehicle drive train according to claim 1, characterized in that the through-shaft ( 14a ) rotatably with a transmission input shaft (shaft part 14b ) can be coupled. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangswelle (14a) eine zentrale Ausnehmung (Sacklochbohrung 84) mit einer Innenverzahnung (85) aufweist, in welche die außenverzahnte Getriebeeingangswelle (Wellenteil 14b) steckbar ist.Hybrid vehicle drive train according to claim 9, characterized in that the through shaft ( 14a ) a central recess (blind hole 84 ) with an internal toothing ( 85 ), in which the externally toothed transmission input shaft (shaft part 14b ) is pluggable. Hybridfahrzeugantriebsstrang (10), bei welchem zwischen einem Verbrennungsmotor (11) und einem Getriebe (15) zwei Rotoren (42, 45) von elektrischen Maschinen (41, 44) axial benachbart und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die beiden Rotoren (41, 44) mittels einer Kupplung (13) voneinander trennbar sind, und wobei der ständig mit dem Getriebe (15) verbundenen Rotor (45) zumindest mittelbar mit einer mechanischen Ölpumpe (205) zur Druckversorgung des Getriebes (15) verbunden ist, und wobei zusätzlich ein elektrischer Ölpumpenantrieb (Elektromotor 207) vorgesehen ist.Hybrid vehicle powertrain ( 10 ), in which between an internal combustion engine ( 11 ) and a transmission ( 15 ) two rotors ( 42 . 45 ) of electrical machines ( 41 . 44 ) are axially adjacent and coaxial with each other, wherein the two rotors ( 41 . 44 ) by means of a coupling ( 13 ) are separable from each other, and wherein the constantly with the transmission ( 15 ) connected rotor ( 45 ) at least indirectly with a mechanical oil pump ( 205 ) for the pressure supply of the transmission ( 15 ), and wherein additionally an electric oil pump drive (electric motor 207 ) is provided. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Ölpumpe (206) mittels des elektrischen Ölpumpenantriebs (Elektromotor 207) antreibbar ist, deren Druckleitung zumindest mittelbar mit der Druckleitung der mechanischen Ölpumpe (205) zusammengeführt ist.Hybrid vehicle drive train according to claim 11, characterized in that a second oil pump ( 206 ) by means of the electric oil pump drive (electric motor 207 ) is driven, the pressure line at least indirectly with the pressure line of the mechanical oil pump ( 205 ) is merged. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Ölpumpe (205) von dem elektrischen Ölpumpenantrieb (Elektromotor 207) antreibbar ist.Hybrid vehicle drive train according to claim 11, characterized in that the mechanical oil pump ( 205 ) from the electric oil pump drive (electric motor 207 ) is drivable. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach einem der Patentansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (200) vorgesehen ist, welche das Drehmoment des ständig mit dem Getriebe (15) verbundenen Rotors (45) reduziert, sobald eine Schlupfdauer an zumindest einer Lamellenkupplung oder einer Lamellenbremsen des Getriebes (15) ermittelt wird, welche einen Grenzwert überschreitet.Hybrid vehicle drive train according to one of the claims 11 to 13, characterized in that a control device ( 200 ) is provided which the torque of the constantly with the transmission ( 15 ) connected rotor ( 45 ), as soon as a slip duration on at least one multi-plate clutch or a multi-disc brakes of the transmission ( 15 ), which exceeds a threshold. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach einem der Patentansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (15) ein Automatikgetriebe ist und eine Hochschaltung verhindert wird, sobald eine Schlupfdauer an zumindest einer Lamellenkupplungen oder einer Lamellenbremsen des Getriebes (15) ermittelt wird, welche einen Grenzwert überschreitet.Hybrid vehicle drive train according to one of the claims 11 to 13, characterized in that the transmission ( 15 ) is an automatic transmission and an upshift is prevented as soon as a slip period on at least one multi-plate clutches or a multi-disc brakes of the transmission ( 15 ), which exceeds a threshold. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausrückmechanismus (Zentralausrücker 101) kraftübertragende axiale Zungen (88) aufweist, welche den Steg (90), welcher scheibenförmig ausgebildet ist, durchdringen und auf dessen anderer Seite die Kupplung (13) beaufschlagen.Hybrid vehicle drive train according to claim 8, characterized in that the release mechanism (Zentralausrücker 101 ) force transmitting axial tongues ( 88 ), which the web ( 90 ), which is disc-shaped, penetrate and on the other side of the clutch ( 13 ). Hybridfahrzeugantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Außenverzahnung eines zylindrischen Halses, welcher die motorseitige Kupplungshälfte der Kupplung trägt, und der Durchgangswelle ein Lager vorgesehen ist, welches Winkelbewegungen der Kurbelwelle von der motorseitigen Kupplungshälfte fern hält.Hybrid vehicle powertrain according to one of the preceding claims, characterized in that between an outer toothing of a cylindrical Halses, which carries the motor-side coupling half of the clutch, and the passage shaft is provided a bearing which angular movements keeps the crankshaft away from the engine-side coupling half. Hybridfahrzeugantriebsstrang nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangswelle einstöckig mit einer Getriebeeingangswelle ausgeführt ist.Hybrid vehicle drive train according to claim 1, characterized in that the through-shaft integral with a transmission input shaft is executed.
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