DE112013006870T5

DE112013006870T5 - Antriebssystem für Zusatzeinheiten

Info

Publication number: DE112013006870T5
Application number: DE112013006870.2T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Hemphill
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-12-10
Also published as: US20140290406A1; US9447726B2; WO2014158230A1; US20160305513A1; US9903448B2

Abstract

Ein Antriebssystem für Zusatzeinheiten enthält: eine Kupplungsbaugruppe mit einer Antriebswelle; und mindestens eine mit der Antriebwelle verbundene Zusatzeinheit. In einer ersten Stellung der Kupplungsbaugruppe: ist die Kupplungsbaugruppe so angeordnet, dass sie ein erstes Drehmoment von einer Abtriebswelle eines Getriebes an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben, und die Drehung der Antriebswelle ist von der Drehung einer Anlassereinheit des Fahrzeugs unabhängig. In einer zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe: ist die Kupplungsbaugruppe so angeordnet, dass sie ein zweites Drehmoment von der Anlassereinheit an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben, und die Drehung der Antriebswelle ist von der Drehung der Abtriebswelle des Getriebes unabhängig.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Rechte nach 35 U.S.C. §119(e) der Provisorischen US-Patentanmeldung 61/805 356, eingereicht am 26. März 2013, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System zum Antreiben von Zusatzeinheiten für ein Fahrzeug, insbesondere ein System zum Antreiben der Zusatzeinheiten unter Verwendung einer Abtriebsseite einer Kurbelwelle, einer Getriebewelle oder einer elektrischen Maschine.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bekanntlich werden Zusatzeinheiten für ein Fahrzeug, beispielsweise eine Lichtmaschine, eine Wasserpumpe oder eine Ölpumpe, unter Verwendung von Riemen und Riemenscheiben angetrieben, die durch die Kurbelwelle des Fahrzeugmotors angetrieben werden. Somit stehen die Drehzahlen für die Zusatzeinheiten in festen Verhältnissen in Bezug auf die Drehzahl der Kurbelwelle. Die Zusatzeinheiten sind normalerweise so dimensioniert, dass sie bei der Leerlaufdrehzahl des Motors die volle Leistung abgeben, damit bei der Leerlaufdrehzahl die volle Funktionalität gewährleistet ist. Demzufolge laufen die Zusatzeinheiten im Normalbetrieb des Fahrzeugs, wenn die Drehzahlen der Kurbelwelle größer als die Leerlaufdrehzahl sind, viel schneller als erforderlich. Wenn der Motor abgeschaltet wird, kommen darüber hinaus auch die Zusatzeinheiten zum Stillstand, was bei Fahrzeugen mit Start-Stopp- und Hybridfunktion zu Problemen führt.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Antriebssystem für Zusatzeinheiten bereitgestellt, das enthält: eine Kupplungsbaugruppe mit einer Antriebswelle; und mindestens eine mit der Antriebswelle verbundene Zusatzeinheit. In einer ersten Stellung der Kupplungsbaugruppe: ist diese so angeordnet, dass sie ein erstes Drehmoment von einer Welle des Getriebes an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben, und die Drehung der Antriebswelle ist von der Drehung einer Kurbelwelle des Fahrzeugs unabhängig. In einer zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe: ist diese so angeordnet, dass sie ein zweites Drehmoment von der Kurbelwelle an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben, und die Drehung der Antriebswelle ist von der Drehung der Welle des Getriebes unabhängig.
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Antriebssystem für Zusatzeinheiten bereitgestellt, das enthält: eine elektrische Maschine; eine Kupplungsbaugruppe, die mit einer Welle des Getriebes und einer Kurbelwelle des Fahrzeugs verbindbar ist und eine Antriebswelle enthält; und mindestens eine mit der Antriebswelle verbundene Zusatzeinheit; und mindestens eine mit der Antriebswelle verbundene Zusatzeinheit. In einer ersten Stellung der Kupplungsbaugruppe ist diese so angeordnet, dass sie ein erstes Drehmoment von der Welle des Getriebes an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben. In einer zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe ist diese so angeordnet, dass sie ein zweites Drehmoment von der Kurbelwelle an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben. In einer dritten Stellung der Kupplungsbaugruppe ist die elektrische Maschine so angeordnet, dass sie die Antriebswelle in Drehung versetzt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben.
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Antriebssystem für Zusatzeinheiten bereitgestellt, das enthält: eine elektrische Maschine; und eine Kupplungsbaugruppe, die enthält: eine Antriebswelle; ein erstes Antriebselement, das mit einer Welle des Getriebes verbindbar ist; ein zweites Antriebselement, das mit einer Kurbelwelle des Fahrzeugs verbindbar ist; eine drehfest mit der Antriebswelle verbundene Antriebsnabe. Das Antriebssystem enthält mindestens eine mit der Antriebswelle verbundene Zusatzeinheit. In einer ersten Stellung der Kupplungsbaugruppe: ist das erste Antriebselement so angeordnet, dass es ein erstes Drehmoment von der Welle des Getriebes an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; und die Antriebswelle ist in Bezug auf das zweite Antriebselement drehbar. In einer zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe: ist das zweite Antriebselement so angeordnet, dass es ein zweites Drehmoment von der Kurbelwelle an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; und die Antriebswelle ist in Bezug auf das erste Antriebselement drehbar. In einer dritten Stellung der Kupplungsbaugruppe: ist die Antriebswelle in Bezug auf das erste und das zweite Antriebselement drehbar; und die elektrische Maschine ist so angeordnet, dass sie die Antriebswelle in Drehung versetzt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben.
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das enthält: einen Motor, eine mit dem Motor verbundene Kurbelwelle; einen Drehmomentwandler, der einen Deckel und eine Abtriebsseite enthält; ein Verbindungselement, das drehfest mit der Kurbelwelle und dem Deckel verbunden ist; ein Getriebe, das eine Abtriebswelle und eine Antriebswelle enthält, die drehfest mit der Abtriebsseite des Drehmomentwandlers verbunden ist; und mindestens eine Zusatzeinheit. In einem ersten Betriebsmodus des Fahrzeugs wird die mindestens eine Zusatzeinheit durch das Getriebe mit einer Drehzahl der Abtriebswelle angetrieben, und die Drehung der Antriebswelle ist von der Drehung der Kurbelwelle unabhängig. In einem zweiten Arbeitsmodus des Fahrzeugs wird die mindestens eine Zusatzeinheit durch den Motor mit einer Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben; und die Drehung der Antriebswelle ist von der Drehung der Abtriebswelle unabhängig.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene Ausführungsformen werden lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen offenbart, in denen bestimmte Bezugszeichen jeweils entsprechende Bauteile bezeichnen, wobei:
1A eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems ist, die die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht;
1B eine perspektivische Ansicht eines Objekts in dem Zylinderkoordinatensystem von 1A ist, die die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht; und
2 eine Querschnittsansicht eines Antriebssystems für Zusatzeinheiten ist;
3 eine detaillierte Ansicht des Bereichs 3 von 2 ist;
4 ein schematisches Blockschaubild eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem für Zusatzeinheiten ist;
5 ein schematisches Blockschaubild eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem für Zusatzeinheiten ist;
6 eine Querschnittsansicht einer Verbindung mit einer Antriebswelle eines Getriebes für ein Antriebssystem für Zusatzeinheiten ist; und
7 ein schematisches Blockschaubild eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem für Zusatzeinheiten ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Von vornherein sollte einsichtig sein, dass gleiche Zeichnungsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell gleichartige Strukturelemente der Offenbarung bezeichnen. Es sollte klar sein, dass die beanspruchte Offenbarung nicht auf die offenbarten Aspekte beschränkt ist.
Außerdem ist klar, dass diese Offenbarung nicht auf die im Einzelnen beschriebenen Verfahrensweisen, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Es ist auch klar, dass die hierin verwendeten Begriffe nur zum Beschreiben einzelner Aspekte dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränken sollen.
Sofern nicht anderweitig definiert weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung auf, wie sie einem Fachmann geläufig sind, an den sich diese Offenbarung richtet. Es sollte klar sein, dass zum praktischen Umsetzen oder Testen der Offenbarung beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien verwendet werden können, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind.
1A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, die als Bezugspunkt für die folgenden räumlichen und Richtungsbegriffe dient. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 steht) beziehungsweise zum Umfang 83. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen. Zum Verdeutlichen der Lage der verschiedenen Ebenen dienen die Objekte 84, 85 und 86. Die Fläche 87 des Objekts 84 bildet eine axiale Ebene. Das heißt, die Achse 81 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene. Das heißt, der Radius 82 bildet eine Linie entlang der Fläche.
Die Fläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsfläche. Das heißt, der Umfang 83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Ein weiteres Beispiel besagt, dass eine axiale Bewegung oder Verschiebung parallel zur Achse 81, eine radiale Bewegung oder Verschiebung parallel zum Radius 82 und eine Umfangsbewegung oder -verschiebung parallel zum Umfang 83 erfolgt. Eine Drehung erfolgt in Bezug auf die Achse 81.
Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs” beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 beziehungsweise zum Umfang 83. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen.
1B ist eine perspektivische Ansicht eines Objekts 90 in dem Zylinderkoordinatensystem 80 von 1A, die die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht. Das zylindrische Objekt 90 ist für ein zylindrisches Objekt in einem Zylinderkoordinatensystem repräsentativ und soll die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken. Das Objekt 90 enthält eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92 und eine Umfangsfläche 93. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche 93 ist eine Umfangsfläche.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Antriebssystems 100 für Zusatzeinheiten eines Getriebes.
3 ist eine Detaildarstellung des Bereichs 3 von 2.
4 ist ein schematisches Blockschaubild eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem 100 für Getriebezusatzeinheiten eines Getriebes. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 2 bis 4 zu sehen. Gemäß einer Ausführungsform enthält ein Fahrzeug 101 einen Motor 103, eine Kurbelwelle 105 und ein Getriebe 115 mit einer Antriebswelle 117, einer Abtriebswelle 121 zum Antreiben von Rädern 123 und wahlweise Zwischenwellen, Vorgelegewellen oder konzentrische Wellen. Unter einem „Getriebe” ist eine Einheit zum Übertragen eines Drehmoments mit einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle und Zahnrädern zu verstehen, die dazu dient, eine Drehzahl der Antriebswelle in eine andere Drehzahl der Abtriebswelle umzusetzen. Bei dem Getriebe 115 kann es sich zum Beispiel um ein Automatik-Planetengetriebe mit mehreren Gängen, um ein Schaltgetriebe mit mehreren Gängen oder ein stufenloses Getriebe handeln. Das Fahrzeug 101 enthält mindestens eine Zusatzeinheit 106. In einem ersten Betriebsmodus des Fahrzeugs wird die mindestens eine Zusatzeinheit durch den Motor mit einer Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben. In einem zweiten Betriebsmodus wird die mindestens eine Zusatzeinheit durch das Getriebe mit einer Drehzahl einer der Wellen des Getriebes 115 angetrieben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Fahrzeug ein Antriebssystem 100 für Zusatzeinheiten, das mit der Kurbelwelle 105 und einer der Wellen des Getriebes verbunden ist, darunter die Antriebswelle 104. Die mindestens eine Zusatzeinheit 106 ist mit der Antriebswelle verbunden. Im ersten Betriebsmodus des Fahrzeugs ist das Antriebssystem für Zusatzeinheiten so angeordnet, dass es ein erstes Drehmoment von einer der Wellen des Getriebes an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben, wobei die Drehung der Antriebswelle von der Drehung einer Kurbelwelle unabhängig ist. Im zweiten Betriebsmodus ist das Antriebssystem für Zusatzeinheiten so angeordnet, dass es ein zweites Drehmoment von der Kurbelwelle 105 an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben, wobei die Drehung der Antriebswelle von der Drehung der Welle des Getriebes unabhängig ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Fahrzeug 101 eine Anlassereinheit 107 und ein Verbindungselement 109, das den Motor 103 und den Deckel 111 der Anlassereinheit drehfest miteinander verbindet. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Anlassereinheit 107 um eine Nass- oder Trockenanlasserkupplung oder -doppelkupplung. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Anlassereinheit 107 um einen Drehmomentwandler. Die folgende Erörterung betrifft einen Drehmomentwandler 107; es sollte jedoch klar sein, dass die Erörterung allgemein auf eine Anlassereinheit anwendbar ist. Das Verbindungselement 109 kann eine Mitnehmerscheibe enthalten. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der Deckel 111 drehfest mit der Pumpe 113 des Drehmomentwandlers verbunden. Die Antriebswelle 117 ist drehfest mit der Eingangsseite des Drehmomentwandlers, zum Beispiel mit dem Deckel 111, verbunden, und die Abtriebswelle 121 treibt die Räder 123 an. In einem ersten Betriebsmodus des Fahrzeugs wird die mindestens eine Zusatzeinheit durch den Motor mit einer Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben. In einem zweiten Betriebsmodus des Fahrzeugs wird die mindestens eine Zusatzeinheit durch das Getriebe mit einer Drehzahl der Abtriebswelle 121 oder einer Zwischenwelle, Vorgelegewelle beziehungsweise einer konzentrischen Welle des Getriebes angetrieben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Fahrzeug ein Antriebssystem 100 für Zusatzeinheiten, das mit dem Deckel und der Abtriebswelle 121 verbunden ist und eine Antriebswelle 104 enthält. Die mindestens eine Zusatzeinheit 106 ist mit der Antriebswelle verbunden. Im ersten Betriebsmodus des Fahrzeugs ist das Antriebssystem für Zusatzeinheiten so angeordnet, dass es ein erstes Drehmoment von der Abtriebswelle 121 an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben. Im zweiten Betriebsmodus ist das Antriebssystem für Zusatzeinheiten so angeordnet, dass es ein zweites Drehmoment vom Deckel 111 an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben. Im Allgemeinen dreht sich der mit dem System 100 verbundene Teil der Anlassereinheit mit derselben Drehzahl wie die Kurbelwelle.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Antriebssystem für Zusatzeinheiten 100 eine Kupplungsbaugruppe 102. Im Folgenden wird näher beschrieben, dass die Kupplungsbaugruppe in einer ersten Stellung der Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie ein Drehmoment von der Abtriebswelle 121 des Getriebes 115 an die Abtriebswelle überträgt, um die Zusatzeinheit(en) anzutreiben. Im Folgenden wird näher beschrieben, dass die Kupplungsbaugruppe in einer zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie ein Drehmoment vom Deckel 111 des Drehmomentwandlers 107, zum Beispiel von der Pumpennabe 110 des Drehmomentwandlers, an die Antriebswelle überträgt, um die Zusatzeinheit(en) anzutreiben. Die Pumpennabe ist drehfest mit der Pumpe 113 verbunden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Baugruppe 100 eine elektrische Maschine 112. In einer dritten Stellung der Kupplungsbaugruppe ist die Antriebswelle in Bezug auf die Welle 121 und den Deckel 111 drehbar, und die elektrische Maschine versetzt die Antriebswelle in Drehung, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben. Unter einer „elektrischen Maschine” ist eine elektrische Einheit zu verstehen, die in der Lage ist, einen elektrischen Strom zu erzeugen, zum Beispiel um einen Akku aufzuladen, und/oder in der Lage ist, ein Drehmoment zu erzeugen, zum Beispiel ein Elektromotor.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Kupplungsbaugruppe ein Antriebselement 114, das zum Übertragen eines Drehmoments von der Abtriebswelle dient. Das Antriebselement 114 ist zum Beispiel durch eine Kette oder einen Riemen 119 mit der Abtriebswelle verbindbar. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Kupplungsbaugruppe ein Antriebselement 116, das zum Übertragen eines Drehmoments vom Deckel 111 dient. Das Antriebselement 116 ist zum Beispiel durch eine Kette oder einen Riemen 125 mit dem Deckel 111 verbindbar. In der ersten Stellung ist das Antriebselement 114 so angeordnet, dass es ein Drehmoment von der Abtriebswelle an die Antriebswelle überträgt. In der zweiten Stellung ist das Antriebselement 116 so angeordnet, dass es ein Drehmoment von der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers an die Antriebswelle überträgt.
Die Kupplungsbaugruppe enthält eine Freilauffunktionalität (zum Beispiel die im Folgenden beschriebene Kupplung 168) und eine bidirektionale Kupplungsfunktionalität (zum Beispiel die im Folgenden beschriebenen Kupplung 170). Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind in der ersten Stellung die Kupplungsbaugruppe und das Antriebselement 114 so angeordnet, dass sie eine Drehung der Antriebswelle in der Richtung RD1 und der Richtung RD2 verhindern, die der Richtung RD1 entgegengesetzt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Antriebswelle in der zweiten Stellung in der Richtung RD1 drehbar, und die Kupplungsbaugruppe und das Antriebselement 116 sind so angeordnet, dass sie eine Drehung der Antriebswelle in einer Richtung RD2 verhindern. Dabei ist zu beachten, dass die in den Figuren gezeigten Richtungen RD1 und RD2 umgekehrt sein können.
Im Allgemeinen treibt zu einem bestimmten Zeitpunkt nur ein erstes oder ein zweites der Antriebselemente oder die elektrische Maschine die Antriebswelle an. Zum Beispiel überträgt in der ersten Stellung das Antriebselement 114 ein Drehmoment an die Antriebswelle, wobei die Antriebswelle in Bezug auf das Antriebselement 116 drehbar ist und die elektrische Maschine durch die Antriebswelle angetrieben wird. Zum Beispiel überträgt in der zweiten Stellung das Antriebselement 116 ein Drehmoment an die Antriebswelle, wobei die Antriebswelle in Bezug auf das Antriebselement 114 drehbar ist und die elektrische Maschine durch die Antriebswelle angetrieben wird. Zum Beispiel ist die Antriebswelle in der dritten Stellung sowohl in Bezug auf das Antriebselement 114 als auch das Antriebselement 116 drehbar und wird durch die elektrische Maschine angetrieben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Kupplungsbaugruppe eine Nabe 118, Keilplattenpaare 122 und 124 und ein Einkuppelsystem 125. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält das System 125 Nasen 126 und 128 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Kupplungsbaugruppe ein Betätigungselement 130, das eine Magnetspule 132, ein Auswahlelement 134 und eine Feder 136 enthält. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Feder und Teile des Auswahlelements radial innerhalb der Antriebswelle angeordnet. Das Keilplattenpaar 122 enthält Keilplatten 122A und 122B mit jeweils einem Außenumfang 138A beziehungsweise 138B, die in das Antriebselement 114 eingreifen. Die Umfänge 138A und 138B sind zum Beispiel in einer Nut 142 angeordnet, um die Keilplatten 122A und 122B in einer axialen Richtung zu fixieren und wie unten beschrieben gleichzeitig ein Mindestmaß an radialer Bewegung zuzulassen. Das Keilplattenpaar 124 enthält Keilplatten 124A und 124B mit jeweils einem Außenumfang 140A beziehungsweise 140B, die in das Antriebselement 116 eingreifen. Die Umfänge 140A und 140B sind zum Beispiel in einer Nut 144 angeordnet, um die Keilplatten 124A und 124B in einer axialen Richtung zu fixieren und wie unten beschrieben ein Mindestmaß an radialer Bewegung zuzulassen.
In den 2 und 3 befindet sich die Kupplungsbaugruppe in der ersten Kupplungsstellung. Das Auswahlelement verschiebt die Nasen in Bezug auf die Nabe radial nach außen, sodass die Keilplattenpaare 122 und 124 drehbar mit der Nabe verbunden sind. Demzufolge sind die Keilplattenpaare in Bezug auf die Antriebselemente drehbar, und die Antriebswelle ist in Bezug auf die Antriebselemente drehbar. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Nabe 118 eine äußere Umfangsfläche mit einer Vielzahl auf dem Umfang voneinander beabstandeter Rampen, und die Keilplattenpaare 122 und 124 enthalten entsprechende innere Umfangsflächen mit entsprechenden Vielzahlen auf dem Umfang voneinander beabstandeter Rampen, die in die Rampen der Nabe 118 eingreifen können. Wenn sich die Keilplattenpaare 122 und 124 nicht in Bezug auf die Antriebsnabe drehen, drehen sich die Rampen der Nabe 118 und die entsprechenden Rampen der Keilplattenpaare 122 und 124 nicht in Bezug zueinander, und die Rampen der Nabe 118 greifen nicht in die entsprechenden Rampen der Keilplattenpaare 122 und 124 ein, um die Keilplattenpaare radial nach außen auszuweiten. Somit drehen sich die Keilplattenpaare 122 und 124 in Bezug auf die Antriebselemente 114 beziehungsweise 116.
Zum Erreichen der ersten Kupplungsstellung wird das Auswahlelement in der Richtung D1 verschoben, sodass die Nase 126 vom Keilplattenpaar 122 getrennt wird und das Keilplattenpaar 122 durch den Kontakt zwischen dem Antriebselement 112 und dem Keilplattenpaar 122 in Bezug auf die Nabe in Drehung versetzt wird, um das Antriebselement 112 drehfest mit der Nabe zu verbinden. Das heißt, die Rampen der Nabe 118 und des Keilplattenpaars 122 gleiten aneinander vorbei und drücken das Keilplattenpaar 122 radial nach außen, um dieses drehfest mit dem Antriebselement 114 zu verbinden. Die Nase 128 verbindet die Keilplatte 124 und die Nabe drehfest miteinander, sodass die Antriebswelle in Bezug auf das Antriebselement 116 drehbar ist. Das heißt, dass sich wie oben beschrieben die Rampen der Nabe 118 und des Keilplattenpaars 124 in Bezug zueinander nicht drehen und das Keilplattenpaar 124 nicht radial nach außen verschoben wird.
Zum Erreichen der zweiten Kupplungsstellung wird das Auswahlelement in der Richtung D2 verschoben, sodass die Nase 128 von dem Keilplattenpaar 124 getrennt wird und das Keilplattenpaar 124 durch den Kontakt zwischen dem Antriebselement 114 und der Keilplattenpaar 124 in Bezug auf die Nabe in Drehung versetzt wird, um das Antriebselement 114 drehfest mit der Nabe zu verriegeln. Das heißt, die Rampen der Nabe 118 und des Keilplattenpaars 124 gleiten aneinander vorbei und drücken das Keilplattenpaar 124 radial nach außen, um dieses drehfest mit dem Antriebselement 116 zu verbinden. Die Nase 126 verbindet die Keilplatte 122 und die Nabe drehfest miteinander, sodass die Antriebswelle in Bezug auf das Antriebselement 114 drehbar ist. Das heißt, dass sich wie oben beschrieben die Rampen der Nabe 118 und des Keilplattenpaars 122 in Bezug zueinander nicht drehen und das Keilplattenpaar 122 nicht radial nach außen verschoben wird.
Es sollte klar sein, dass die Kupplungsbaugruppe insbesondere in Bezug auf die Freilauffunktionalität nicht auf die einzelnen oben beschriebenen Komponenten beschränkt ist. Zum Beispiel können zum Umsetzen der Freilauffunktionalität Komponenten verwendet werden, die von den oben beschriebenen Antriebselementen, Nasen, Keilplattenpaaren und dem Nasenbetätigungselement verschieden sind.
Die Stellung der Kupplungsbaugruppe kann so ausgewählt werden, dass sie eine gewünschte Antriebsanordnung für die Zusatzeinheiten bereitstellt. Zum Beispiel wird für die Antriebswelle eine bestimmte Drehzahl gewünscht. Die gewünschte Drehzahl könnte auf einen geringstmöglichen Leistungsbedarf oder einen höchstmöglichen Wirkungsgrad der Zusatzeinheiten ausgerichtet sein. Die Antriebselemente 114 und 116 drehen sich mit unterschiedlichen Drehzahlen. Das Antriebssystem 100 ist so konfiguriert, dass die erste oder die zweite Stellung der Kupplungsbaugruppe danach ausgewählt wird, welche Stellung den Bedingungen für die gewünschte Drehzahl der Antriebswelle am besten entspricht. Zum Beispiel kommt die Drehzahl des Antriebselements 114 der gewünschten Drehzahl näher als die Drehzahl des Antriebselements 116, sodass die erste Kupplungsstellung ausgewählt wird, oder die Drehzahl des Antriebselements 116 kommt der gewünschten Drehzahl näher als die Drehzahl des Antriebselements 114, sodass die zweite Kupplungsstellung ausgewählt wird.
Gemäß einem anderen Beispiel ist die Drehzahl des Antriebselements 114 niedriger als die gewünschte Drehzahl und die Drehzahl des Antriebselements 116 höher als die gewünschte Drehzahl, sodass die zweite Kupplungsstellung ausgewählt wird, oder die Drehzahl des Antriebselements 116 ist niedriger als die gewünschte Drehzahl und die Drehzahl des Antriebselements 114 höher als die gewünschte Drehzahl, sodass die erste Kupplungsstellung gewählt wird. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die der niedrigeren Drehzahl der Antriebselemente 114 oder 116 entsprechende Kupplungsstellung ausgewählt werden. Wenn zum Beispiel die Drehzahl des Elements 114 niedriger als die Drehzahl des Elements 116 ist, wird die erste Kupplungsstellung ausgewählt. Dabei ist zu beachten, dass zum Auswählen der ersten und der zweiten Kupplungsstellung auch andere Kriterien herangezogen werden können.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Antriebselement 114 um ein bidirektionales Antriebselement. Zum Beispiel kann ein Drehmoment vom Antriebselement 114 an die Antriebswelle übertragen werden, wenn das Fahrzeug im konstanten Fahrbetrieb läuft (zum Beispiel beim Fahren mit Reisegeschwindigkeit und ohne Beschleunigen und Verzögern) oder in einem Verzögerungsmodus (zum Beispiel, wenn die Räder ein Drehmoment an das Getriebe übertragen). Unter bestimmten Betriebsbedingungen (zum Beispiel beim Anfahren an einer Verkehrsampel oder beim Ziehen eines Anhängers bergauf) kann ein Drehmoment von der elektrischen Maschine von der Antriebswelle an das Antriebselement 114 übertragen werden, um das Fahrzeug zusätzlich anzutreiben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Drehmomentwandler eine Turbine, eine Pumpe und eine Pumpennabe, die drehfest mit der (nicht gezeigten) Pumpe verbunden ist, und die Ausgangsseite des Drehmomentwandlers enthält die Pumpennabe.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die mindestens eine Zusatzeinheit eine Vielzahl von Zusatzeinheiten. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die mindestens eine Zusatzeinheit eine Kraftstoffpumpe 148, eine Motorölpumpe 150, eine Unterdruckpumpe 152, einen den Kompressor einer Klimaanlage 154, eine Wasserpumpe 156 und/oder eine Getriebeölpumpe 158.
Die folgende Beschreibung liefert weitere Einzelheiten zu dem System 100. Das System 100 enthält eine Freilaufkupplungsbaugruppe 102 mit drei auswählbaren Stellungen, die zum Beispiel die Nabe einer Wandlerkupplung und die Abtriebswelle eines Getriebes mit Zusatzeinheiten 106 verbindet. Die Kupplungsbaugruppe enthält zum Beispiel eine Freilaufkupplungsfunktionalität für die Drehmomentübertragung von der Pumpennabe und von der Abtriebswelle. Somit werden die Zusatzeinheiten in der ersten Kupplungsstellung mit der Drehzahl des (durch die Kurbelwelle 105 und die Verbindung 109 mit dem Drehmomentwandler verbundenen) Motors 103 durch den Deckel 111 und in der zweiten Kupplungsstellung durch die Abtriebswelle 121 angetrieben, zum Beispiel, wenn das Fahrzeug abgebremst wird oder wenn das Gehäusesystem des Fahrzeugs mit Reisegeschwindigkeit fährt. In der dritten Kupplungsstellung sind die Zusatzeinheiten von der Antriebswelle getrennt und werden durch die elektrische Maschine angetrieben, zum Beispiel, wenn das Fahrzeug beschleunigt wird oder wenn der Motor abgeschaltet ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Wandlerkupplung 166 mit dem Deckel 111 verbunden. Das Antriebselement 114, das Keilplattenpaar 122, die Nase 126 und die Nabe 118 bilden eine Freilaufkupplung 168. Das Antriebselement 116, das Keilplattenpaar 124, die Nase 128 und die Nabe 118 bilden eine Freilaufkupplung 170. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Riemenscheibe 172 drehfest mit der Antriebswelle 104 verbunden, um Zusatzeinheiten 106 anzutreiben. Zum Beispiel treibt die Riemenscheibe 172 eine der Einheiten 106 mittels des Riemens 174 an. In 4 sind Riemen 174A bis G gezeigt. Alternativ kann die Riemenscheibe 172 zwei oder mehr Einheiten 106 mittels eines in der Technik bekannten Zahnriemens antreiben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist das Antriebselement 114 mit der Abtriebswelle des Getriebes durch eine Kette oder einen Riemen 119 verbunden, wodurch ein Übersetzungsverhältnis von 0,65 erzeugt wird. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist das Antriebselement 116 mit dem Deckel 111 durch eine Kette oder einen Riemen 125 verbunden, wodurch ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 erzeugt wird. Es sollte klar sein, dass andere Übersetzungsverhältnisse möglich sind.
5 ist ein schematisches Blockschaubild eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem 200 für Zusatzeinheiten.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Fahrzeug 202 ein Antriebssystem 200 für Zusatzeinheiten, einen Motor 204, einen Anlasser 206, eine Kurbelwelle 208, ein Getriebe 210 und ein Differential/Räder 212. Das System 200 enthält Kupplungen 214, 216 und 218, mindestens eine Zusatzeinheit 220, eine elektrische Maschine 222 und eine Antriebswelle 224. Bei der Kupplung 218 handelt es sich um eine Reibungskupplung. Bei den Kupplungen 214 und 216 kann es sich um Klauenkupplungen, Reibungskupplungen oder schaltbare Freilaufkupplungen handeln. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Beschreibungen der Kupplungen 168 und 170 auf die Kupplungen 216 und 214 anwendbar, wenn es sich bei den Kupplungen 216 und 214 um schaltbare Freilaufkupplungen handelt. Die Erörterung zu den Einheiten 106 ist auf die Einheit(en) 220 anwendbar. Gezeigt werden beispielhafte Übersetzungsverhältnisse von 2,5:1 und 1:2 zwischen der elektrischen Maschine und der Antriebswelle 224 beziehungsweise zwischen der Kupplung 214 und der Antriebswelle 224; es sollte jedoch klar sein, dass auch andere Übersetzungsverhältnisse möglich sind.
Die Erörterung zum Fahrzeug 101 und zum System 100 ist allgemein auf das Fahrzeug 202 und das System 200 anwendbar. Zum Beispiel wird die mindestens eine Zusatzeinheit im ersten Betriebsmodus des Fahrzeugs durch den Motor bei einer Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben. In einem zweiten Betriebsmodus des Fahrzeugs wird die mindestens eine Zusatzeinheit durch das Getriebe bei einer Drehzahl einer der Wellen des Getriebes 210 angetrieben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist das Antriebssystem 200 für Zusatzeinheiten mit der Kurbelwelle 208 und einer der Wellen des Getriebes verbunden, beispielsweise mit der Antriebswelle 226, der Abtriebswelle 228 oder einer Zwischenwelle, Vorgelegewelle oder einer konzentrischen Welle 230 innerhalb des Getriebes. Die mindestens eine Zusatzeinheit 220 ist mit der Antriebswelle verbunden. Im ersten Betriebsmodus des Fahrzeug ist das Antriebssystem für Zusatzeinheiten so angeordnet, dass es ein erstes Drehmoment von einer der Wellen des Getriebes an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben, wobei die Drehung der Antriebswelle von der Drehung einer Kurbelwelle unabhängig ist. Im zweiten Betriebsmodus ist das Antriebssystem für Zusatzeinheiten so angeordnet, dass es ein zweites Drehmoment von der Kurbelwelle 208 an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben, wobei die Drehung der Antriebswelle von der Drehung der Welle des Getriebes unabhängig ist.
6 ist eine Querschnittsansicht einer Verbindung mit einer Antriebswelle eines Getriebes für ein Antriebssystem für Zusatzeinheiten.
7 ist ein schematisches Blockschaubild eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem 300 für Zusatzeinheiten. Die 6 und 7 veranschaulichen eine Anordnung zum Bereitstellen eines Drehmoments von der Antriebswelle 301 eines Getriebes. In 6 ist eine Kette oder ein Riemen 125 mit der Pumpennabe 302 eines (nur teilweise dargestellten) Drehmomentwandlers 304 verbunden. Die Kette oder der Riemen 125 ist von einem Gehäuse 306 umgeben. Bei den Leitungen 308 und 310 handelt es sich um Hydraulikleitungen zur Druckerhöhung und -minderung zum Betätigen des Drehmomentwandlers. Die Kette oder der Riemen 119 ist mit einem Zahnkranz auf der Antriebswelle 300 verbunden. Das Gehäuse 312 haltert ein Lager 314, das wiederum Zahnräder in dem (nicht gezeigten) Getriebe haltert.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Fahrzeug 316 ein Antriebssystem für Zusatzeinheiten 318, einen Motor 320, einen Anlasser 322, eine Kurbelwelle 324, ein Getriebe 326 und ein Differenzial/Räder 328. Das System 300 enthält Kupplungen 330, 332 und 334, mindestens eine Zusatzeinheit 336, eine elektrische Maschine 338 und eine Antriebswelle 340. Bei der Kupplung 334 handelt es sich um eine Reibungskupplung. Bei den Kupplungen 330 und 332 kann es sich um Klauenkupplungen, Reibungskupplungen oder schaltbare Freilaufkupplungen handeln. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Beschreibungen der Kupplungen 168 und 170 auf die Kupplungen 332 und 330 anwendbar, wenn es sich bei den Kupplungen 332 und 330 um schaltbare Freilaufkupplungen handelt. Die Erörterung zu den Einheiten 106 ist auf die Einheit(en) 336 anwendbar.
Wenn das Fahrzeug bis zum Anhalten ausrollt, können unter Verwendung der Kette oder des Riemens 119 und der Verbindung mit der Antriebswelle des Getriebes alle Drehzahlen des Getriebes zum Antreiben der Zusatzeinheiten verwendet werden. Zum Beispiel besteht zwischen dem Differenzial und den Rädern 328 und der Abtriebswelle 342 ein festes Übersetzungsverhältnis. Beim Ausrollen unterschreitet die Drehzahl der Abtriebswelle sehr schnell die Mindestdrehzahl für den Antrieb der Zusatzeinheiten, während die Räder langsamer werden, sodass die Zusatzeinheiten 336 nicht durch die Abtriebswelle angetrieben werden können. Beim Ausrollen dreht sich die Antriebswelle 344 jedoch mit einer Drehzahl, die durch die im Getriebe 326 im Eingriff stehenden Zahnräder bestimmt ist. Daher stehen zum Steuern der Drehzahl der Antriebswelle alle Übersetzungsverhältnisse im Getriebe 326 zur Verfügung. Wenn sich die Abtriebswelle beim Ausrollen zu langsam dreht, kann somit das Getriebe geschaltet werden, um die Drehzahl der Antriebswelle zu erhöhen, sodass die Drehzahl der Antriebswelle zum Antreiben der Zusatzeinheiten ausreicht.
Gemäß einer (nicht gezeigten) beispielhaften Ausführungsform liegt zwischen einer Turbine des Drehmomentwandlers 304 und der Antriebswelle 344 eine Freilaufkupplung. Durch die Freilaufkupplung kann die Turbine das Fahrzeug im Freilauf antreiben, ohne den Motor abzubremsen. Dadurch kann die gesamte kinetische Energie den Zusatzeinheiten zugute kommen.
Die folgende Beschreibung stellt weitere Einzelheiten zu den Fahrzeugen 101/202/302 und den Systemen 100/200/300 bereit. Die folgende Erörterung betrifft zwar das Fahrzeug 101 und das System 100, jedoch sollte klar sein, dass die Erörterung gleichermaßen auf das Fahrzeug 202/302 und das System 200/300 anwendbar ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform befinden sich die vom Betrieb des Motors abhängigen Zusatzeinheiten, beispielsweise die Wasserpumpe und der Kompressor der Klimaanlage, in einem Motorraum. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform befinden sich die vom Betrieb des Motors abhängigen Zusatzeinheit, beispielsweise die Wasserpumpe und der Kompressor der Klimaanlage, am oder im Getriebe.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Ölpumpe 158 des Getriebes axial seitenversetzt, sodass sie zum Beispiel nicht direkt durch eine Pumpennabe des Drehmomentwandlers angetrieben wird, und wird durch die Kupplungsbaugruppe zugeschaltet, sodass vorteilhaft eine kleinere Pumpe verwendet werden kann, die beim Rollen mit Reisegeschwindigkeit bei abgeschaltetem Motor den kompletten Getriebedruck liefert. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Ölpumpe 150 des Motors mit dem System 100 verbunden, um den Druck in einem Ölsystem des Fahrzeugs bei abgeschaltetem Motor vorteilhaft aufrecht zu erhalten, zum Beispiel zum Einstellen eines Nockenwellensteuerungssystems (VCT) vom Flügelradtyp zum Neustart.
Durch das System 100 wird ermöglicht, dass Zusatzeinheiten bei geringeren Drehzahlen im normalen Fahrzeugbetrieb und bei abgeschaltetem Motor angetrieben werden können. Außerdem wird durch das System 100 ermöglicht, dass Zusatzeinheiten durch die elektrische Maschine angetrieben werden können, wenn der Motor abgeschaltet ist oder wenn das Fahrzeug beschleunigt wird. Durch das System 100 wird auch der Betrieb des eines Fahrzeugs im Hybridmodus ermöglicht, indem in einem herkömmlichen Fahrzeug eine elektrische Maschine und ein Akkusystem mit einer höheren Kapazität verwendet werden. Somit werden durch das System 100 mehrere Hybridstufen ermöglicht, indem die elektrische Maschine und der Akku größer dimensioniert werden. Demgemäß wird durch das System 100 eine modulare Hybridstrategie mit einem Hauptantriebsstrang ermöglicht.
Das System 100 bietet für Antriebsstränge moderner Fahrzeuge mehrere Vorteile. Durch das System werden Start-Stopp-Strategien ermöglicht, bei denen zum Beispiel beim Heranfahren oder Warten an einer Verkehrsampel der Motor abgeschaltet wird. Da das System 100 ermöglicht, die Zusatzeinheiten bei abgeschaltetem Motor (d. h. in der dritten Kupplungsstellung) durch die elektrische Maschine anzutreiben, bleiben die Bedingungen in der Fahrgastzelle angenehm, weil die Klimaanlage noch arbeitet, ferner kann die Ölpumpe des Motors den Druck der Nockenwellensteuerung für einen optimalen Neustart aufrechterhalten, und der Motor läuft schneller an, da das Trägheitsmoment der Zusatzeinheit entfällt.
Durch das System werden auch Probleme im Zusammenhang mit dem Abschalten des Motors bei Reisegeschwindigkeit gelöst. Durch eine von der Ölpumpe des Getriebes angetriebene Abtriebswelle (d. h. in der ersten Kupplungsstellung) wird eine komplette hydraulische Kupplungssteuerung im Getriebe ermöglicht, darunter die Gangwechsel, und eine angetriebene Unterdruckpumpe stellt sicher, dass Unterdruckbremsen zur Sicherheit funktionsfähig bleiben. Außerdem wird durch Verringerung der Drehzahl der Zusatzeinheiten durch verschiedene Ketten- oder Riemenübersetzungsverhältnisse und/oder eine Verbindung mit der Abtriebswelle des Getriebes ein Abbremsen des Antriebsstrangs verringert. Durch dieselbe Verbindung mit der Abtriebswelle ist es möglich, beim Abbremsen kinetische Energie zum Aufladen des Akkus zurückzugewinnen und die oben erwähnten Zusatzeinheiten anzutreiben, ohne Energie des Motors oder des Akkus zu verbrauchen.
Das System enthält auch eine Freilaufkupplungsfunktionalität, wenn der Motor die Zusatzeinheiten antreibt (d. h. in der zweiten Kupplungsstellung). Die Freilaufkupplung entkoppelt die Zusatzeinheiten von den Schwingungen des Motors, da das Motordrehmoment durch die Freilaufkupplungsfunktion nur in einer Drehrichtung übertragen wird. Somit wird die Verlangsamung der Kurbelwelle zwischen den Zündungen der Zylinder, die zu Schwingungen und geringerer Leistungsausbeute führen kann, nicht an die Antriebswelle übertragen. Zum Beispiel dreht das Antriebselement 116 als Reaktion auf die Verlangsamung frei durch und überträgt kein Drehmoment an die Antriebswelle.
Es ist einsichtig, dass verschiedene der oben offenbarten sowie andere Merkmale und Funktionen oder deren Alternativen auf wünschenswerte Weise zu vielen anderen verschiedenen Systemen und Anwendungen kombiniert werden können. Durch Fachleute können später verschiedene derzeit unvorhersehbare oder unerwartete Alternativen, Modifikationen, Varianten oder Verbesserungen daran vorgenommen werden, die auch durch die folgenden Ansprüche erfasst werden sollen.

Claims

Antriebssystem für Zusatzeinheiten eines Fahrzeugs, wobei das Antriebssystem umfasst: eine Kupplungsbaugruppe, die eine Antriebswelle enthält; und mindestens eine mit der Antriebswelle verbundene Zusatzeinheit, wobei: in einer ersten Stellung der Kupplungsbaugruppe: die Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie ein erstes Drehmoment von einer Welle eines Getriebes an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; und die Drehung der Antriebswelle von der Drehung einer Kurbelwelle des Fahrzeugs unabhängig ist; und in einer zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe: die Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie ein zweites Drehmoment von der Kurbelwelle an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; und die Drehung der Antriebswelle von der Drehung der Welle des Getriebes unabhängig ist.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 1, wobei das Antriebssystem ferner eine elektrische Maschine umfasst und in einer dritten Stellung der Kupplungsbaugruppe: die Antriebswelle in Bezug auf die Welle des Getriebes und der Anlassereinheit drehbar ist; und die elektrische Maschine so angeordnet ist, dass sie die mindestens eine Zusatzeinheit antreibt.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 1, wobei: die Kupplungsbaugruppe enthält: ein erstes Antriebselement, das mit der Welle des Getriebes verbindbar ist; und ein zweites Antriebselement, das mit der Kurbelwelle verbindbar ist; in der ersten Stellung das erste Antriebselement so angeordnet ist, dass es das erste Drehmoment von der Welle des Getriebes an die Antriebswelle überträgt; und in der zweiten Stellung: das zweite Antriebselement so angeordnet ist, dass es das zweite Drehmoment von der Kurbelwelle an die Antriebswelle überträgt.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 3, wobei das Antriebssystem eine elektrische Maschine umfasst und wobei in einer dritten Stellung: die Antriebswelle in Bezug auf das erste und das zweite Antriebselement drehbar ist; und die elektrische Maschine so angeordnet ist, dass sie die Antriebswelle in Drehung versetzt.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 3, wobei die erste oder die zweite Stellung entsprechend einer gewünschten Drehzahl für die Antriebswelle auswählbar ist.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 3, wobei: sich die Welle des Getriebes oder die Kurbelwelle mit einer Drehzahl dreht, die einer gewünschten Drehzahl für die Antriebswelle näher kommt als die Drehzahl der Kurbelwelle beziehungsweise der Welle des Getriebes; und die Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie in der ersten oder der zweiten Kupplungsstellung arbeitet, die jeweils der Welle des Getriebes oder der Kurbelwelle entspricht.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 3, wobei die Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass: ein drittes Drehmoment von dem ersten Antriebselement an die Antriebswelle übertragbar ist; und ein viertes Drehmoment von der Antriebswelle an das erste Antriebselement übertragbar ist.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 3, wobei: die Kupplungsbaugruppe enthält: eine drehfest mit der Antriebswelle verbundene Antriebsnabe; mindestens eine erste Keilplatte mit einem Außenumfang, der in das erste Antriebselement eingreift; mindestens eine zweite Keilplatte mit einem Außenumfang, der in das zweite Antriebselement eingreift; und ein Einkuppelsystem; das Einkuppelsystem zum Erreichen der ersten Stellung dient, sodass: sich die mindestens eine erste Keilplatte in Bezug auf die Antriebsnabe dreht, um das erste Antriebselement und die Antriebsnabe drehfest miteinander zu verbinden; und die mindestens eine zweite Keilplatte in Bezug auf das zweite Element drehbar ist; und das Einkuppelsystem zum Erreichen der zweiten Stellung dient, sodass: sich die mindestens eine zweite Keilplatte in Bezug auf die Antriebsnabe dreht, um das zweite Antriebselement und die Antriebsnabe drehfest miteinander zu verbinden; und die mindestens eine erste Keilplatte in Bezug auf das erste Element drehbar ist.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 8, wobei: das Einkuppelsystem enthält: eine erste Nase, die in die mindestens eine erste Keilplatte und die Antriebsnabe einkuppelbar ist; und eine zweite Nase, die in die mindestens eine zweite Keilplatte und die Antriebsnabe einkuppelbar ist, wobei Antriebssystem ferner umfasst: ein Betätigungselement, das enthält: ein Auswahlelement, das in die erste und die zweite Nase einkuppelbar ist; eine in das Auswahlelement eingreifende Feder, die das Auswahlelement in eine erste axiale Richtung drückt; und eine Magnetspule, die so angeordnet ist, dass sie das Auswahlelement in eine zweite axiale Richtung verschiebt, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 9, wobei die Feder und mindestens ein Teil des Auswahlelements innerhalb eines Innenraums der Antriebswelle angeordnet sind.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 9, wobei die Magnetspule und die Feder so angeordnet sind, dass sie das Auswahlelement axial derart verschieben, dass: die erste und die zweite Nase drehfest mit der mindestens einen ersten und zweiten Keilplatte verbunden sind und die mindestens eine erste und zweite Keilplatte in Bezug auf das erste beziehungsweise zweite Antriebselement drehbar sind; die erste Nase drehfest mit der mindestens einen ersten Keilplatte verbunden ist, die mindestens eine erste Keilplatte in Bezug auf das erste Antriebselement drehbar ist und die mindestens eine zweite Keilplatte drehfest mit dem zweiten Antriebselement und der Antriebswelle verbunden ist; und die zweite Nase drehfest mit der mindestens einen zweiten Keilplatte verbunden ist, die mindestens eine zweite Keilplatte in Bezug auf das zweite Antriebselement drehbar ist und die mindestens eine erste Keilplatte drehfest mit dem ersten Antriebselement und der Antriebswelle verbunden ist.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 11, wobei die Magnetspule und die Feder so angeordnet sind, dass sie das Auswahlelement derart verschieben, dass: die erste und die zweite Nase radial nach außen verschoben werden, um eine drehfeste Verbindung mit der mindestens einen ersten und zweiten Keilplatte herzustellen; die erste Nase radial nach außen verschoben wird, um eine drehfeste Verbindung mit der mindestens einen ersten Keilplatte herzustellen; und die zweite Nase radial nach außen verschoben wird, um eine drehfeste Verbindung mit der mindestens einen zweiten Keilplatte herzustellen.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 1, wobei: die Kurbelwelle drehfest mit einer Anlassereinheit derart verbunden ist, dass in der zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe: die Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie ein zweites Drehmoment von der Anlassereinheit an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; und die Drehung der Antriebswelle von der Drehung der Welle des Getriebes unabhängig ist.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 13, wobei: die Anlassereinheit einen Drehmomentwandler mit einem Deckel, einer Turbine und einer drehfest mit dem Deckel verbundenen Pumpe enthält; in der ersten Stellung der Kupplungsbaugruppe die Drehung der Antriebswelle von der Drehung des Deckels unabhängig ist; und in der zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe diese so angeordnet ist, dass sie das zweite Drehmoment von dem Deckel an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Zusatzeinheit aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Kraftstoffpumpe, einer Motorölpumpe, einer Unterdruckpumpe, einem Kompressor einer Klimaanlage, einer Lenkhilfepumpe, einer Wasserpumpe und einer Getriebeölpumpe besteht.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Zusatzeinheit eine Vielzahl von Zusatzeinheiten beinhaltet.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 1, wobei die Welle des Getriebes aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Antriebswelle, einer Zwischenwelle, einer Abtriebswelle, einer konzentrischen Welle und einer Vorgelegewelle besteht.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten nach Anspruch 1, wobei: das erste Antriebselement durch eine Kette oder einen Riemen mit der Welle des Getriebes verbunden ist, sodass ein Übersetzungsverhältnis von 0,65 erzeugt wird; oder das zweite Antriebselement durch eine Kette oder einen Riemen mit der Kurbelwelle verbunden ist, sodass ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 erzeugt wird.
Antriebssystem für Getriebezusatzeinheiten für ein Fahrzeug, wobei das Antriebssystem umfasst: eine elektrische Maschine; eine Kupplungsbaugruppe, die mit einer Welle des Getriebes und einer Kurbelwelle verbindbar ist und eine Antriebswelle enthält; und mindestens eine mit der Antriebswelle verbundene Zusatzeinheit, wobei: die Kupplungsbaugruppe in einer ersten Stellung der Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie ein erstes Drehmoment von der Welle des Getriebes an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; die Kupplungsbaugruppe in einer zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie ein zweites Drehmoment von der Kurbelwelle an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; und die elektrische Maschine in einer dritten Stellung der Kupplungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie die mindestens eine Zusatzeinheit antreibt.
Antriebssystem für Zusatzeinheiten für ein Fahrzeug, wobei das Antriebssystem umfasst: eine elektrische Maschine; eine Kupplungsbaugruppe, die enthält: eine Antriebswelle; ein erstes Antriebselement, das mit einer Welle des Getriebes verbindbar ist; ein zweites Antriebselement, das mit einer Kurbelwelle verbindbar ist; und eine Antriebsnabe, die drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist; und mindestens eine mit der Antriebswelle verbundene Zusatzeinheit, wobei: in einer ersten Stellung der Kupplungsbaugruppe: das erste Antriebselement so angeordnet ist, dass es ein erstes Drehmoment von der Welle des Getriebes an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; und die Antriebswelle in Bezug auf das zweite Antriebselement drehbar ist; in einer zweiten Stellung der Kupplungsbaugruppe: das zweite Antriebselement so angeordnet ist, dass es ein zweites Drehmoment von der Kurbelwelle an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; und die Antriebswelle in Bezug auf das erste Antriebselement drehbar ist; und in einer dritten Stellung der Kupplungsbaugruppe: die Antriebswelle in Bezug auf das erste und das zweite Antriebselement drehbar ist; und die elektrische Maschine so angeordnet ist, dass sie die mindestens eine Zusatzeinheit antreibt.
Fahrzeug, das umfasst: einen Motor; eine mit dem Motor verbundene Kurbelwelle; einen Drehmomentwandler, der einen Deckel und eine Abtriebsseite enthält; ein Verbindungselement, das die Kurbelwelle und den Deckel drehfest miteinander verbindet; ein Getriebe, das eine Abtriebswelle und eine drehfest mit der Abtriebsseite des Drehmomentwandlers verbundene Antriebswelle enthält; und mindestens eine Zusatzeinheit, wobei: in einem ersten Betriebsmodus des Fahrzeugs: die mindestens eine Zusatzeinheit durch das Getriebe mit einer Drehzahl der Abtriebswelle angetrieben wird; und die Drehung der Antriebswelle von der Drehung der Kurbelwelle unabhängig ist; und in einem zweiten Betriebsmodus des Fahrzeugs: die mindestens eine Zusatzeinheit durch den Motor mit einer Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben wird; und die Drehung der Antriebswelle von der Drehung der Abtriebswelle unabhängig ist.
Fahrzeug nach Anspruch 21, das ferner umfasst: ein Antriebssystem für Zusatzeinheiten: das mit dem Deckel und der Abtriebswelle verbunden ist; und eine Antriebswelle enthält, wobei: die mindestens eine Zusatzeinheit mit der Antriebswelle verbunden ist; das Antriebssystem für Zusatzeinheiten in dem ersten Betriebsmodus so angeordnet ist, dass es ein erstes Drehmoment von der Abtriebswelle an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben; und das Antriebssystem für Zusatzeinheiten in dem zweiten Betriebsmodus so angeordnet ist, dass es ein zweites Drehmoment von dem Deckel an die Antriebswelle überträgt, um die mindestens eine Zusatzeinheit anzutreiben.