DE69803484T2

DE69803484T2 - Hybridantrieb für fahrzeuge

Info

Publication number: DE69803484T2
Application number: DE69803484T
Authority: DE
Inventors: Dario Caenazzo; Marco Garabello; Domenico Mesiti
Original assignee: Magneti Marelli Powertrain SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2018-11-03
Also published as: IT1295948B1; WO1999022955A1; CN1116183C; AR014013A1; BR9816078A; CN1283156A; PL194431B1; ITTO970967A1; EP1027224A1; DE69803484D1; JP2001522012A; JP4130060B2; PL340306A1; EP1027224B1; ITTO970967A0; ES2168802T3

Description

Diese Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug. Im Besonderen betrifft sie ein System, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 festgelegt ist.
Der größte Teil von Kraftfahrzeugen, die derzeit mit Verbrennungsmotoren erzeugt werden, besitzt einen elektrischen Anlassermotor sowie ein Lichtmaschine (typisch einen Wechselstromgenerator), die von getrennten elektrischen Maschinen gebildet werden.
Um eine Anzahl von Nachteilen zu überwinden, die bei diesen herkömmlichen Aufbauten auftreten, wurde eine einzige reversible, rotierende elektrische Maschine dem Verbrennungsmotor zugeordnet, wobei diese elektrische Maschine sowohl als Anlassermotor als auch als Lichtmaschine arbeitet.
Bei einem bekannten derartigen Aufbau ist die rotierende elektrische Maschine so angeordnet, dass ihre Welle parallel zur Welle des Verbrennungsmotors liegt, wobei diese Wellen über ein Übersetzungssystem mit einem Riemen oder einer Kette einschließlich eines Übersetzungsgetriebes ins Langsame verbunden sind, beispielsweise eines Planetengetriebes. Dieses Übersetzungsgetriebe ins Langsame vermindert die Drehzahl zwischen der Welle der elektrischen Maschine und der Welle des Verbrennungsmotors, wenn die elektrische Maschine beim Anlassen des Verbrennungsmotors als Anlassermotor arbeitet.
Dieser bekannte Aufbau ist deshalb von Vorteil, weil er keine besonderen Modifizierungen oder Adaptierungen bei einem herkömmlichen Aufbau des Verbrennungsmotors benötigt. Das Übersetzungssystem zwischen der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor stellt jedoch einen kritischen Gesichtspunkt dieses Aufbaus dar.
DE-A-33 20 950 offenbart ein System, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 festgelegt ist. Bei diesem früheren System ist die Motorwelle mit keinem Schwungrad versehen, das an ihr befestigt ist. Ein getrenntes Schwungradelement ist am Rotor der elektrischen Maschine dauernd angebracht, wobei es wahlweise über eine von zwei Kupplungen mit der Motorwelle gekuppelt werden kann. Der Rotor ist auf der Motorwelle drehbar gelagert.
Gegenstand dieser Erfindung ist es, ein Antriebssystem, wie es oben beschrieben wurde, herzustellen, mit dem die Nachteile von bekannten Aufbauten überwunden werden können, wobei es eine Anzahl von zusätzlichen Funktionen ausführen kann, beispielsweise die Rückgewinnung von kinetischer Energie des Kraftfahrzeugs, die Möglichkeit, dass das Kraftfahrzeug nur unter Verwendung einer elektrischen Traktion bewegt wird, sowie das Implementieren von "Stop-and-Go"-Strategien, um den Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen herabzusetzen.
Diese sowie andere Gegenstände werden gemäß der Erfindung mit einem Antriebssystem erreicht, das jene Merkmale besitzt, die im Anspruch 1 festgelegt sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung eines nichteinschränkenden Beispiels sowie im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigt:
Fig. 1 den Axialschnitt durch eine Teilansicht von einer ersten Ausführungsform eines Antriebssystems gemäß der Erfindung;
Fig. 2 den Schnitt durch eine Teilansicht von einer unterschiedlichen Ausführungsform des Systems gemäß der Erfindung; und
Fig. 3 den Schnitt durch eine Teilansicht einer Ausführungsform, die nicht mit dem Anspruch 1 übereinstimmt.
In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1 allgemein ein Antriebssystem gemäß der Erfindung bezeichnet.
Dieses Antriebssystem weist einen Körper oder ein Kurbelgehäuse 3 auf, in dem die Motorwelle 4 drehbar gelagert ist.
Das Antriebssystem 1 weist weiters eine Übersetzung 5 auf, die beispielsweise ein Getriebe mit einer Antriebswelle 6 enthält, die koaxial zur Welle 4 des Verbrennungsmotors 2 liegt.
Eine Baugruppe 7 liegt zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und der Übersetzung 5, wobei diese Gruppe, wie später ausführlich beschrieben wird, eine reversible elektrische Maschine, vorzugsweise eine Drehstrommaschine, sowie ein Paar von Reibungskupplungen aufweist.
Die Baugruppe 7 enthält ein Gehäuse, das bei der gezeigten Ausführungsform von zwei Körpern oder Halbschalen 8 und 9 gebildet wird, die miteinander verbunden sind.
Der Körper oder die Halbschale 8, die von der Übersetzung weg gerichtet ist, besitzt eine Öffnung 10, in der die Antriebswelle 6 der Übersetzung drehbar gelagert ist, wobei die Antriebswelle in den Körper 8 verläuft.
Der Körper oder die Halbschale 9 weist eine im Wesentlichen zylindrische, periphere Buchse 9a auf, in der der Stator 11 einer reversiblen elektrischen Maschine befestigt ist, der eine Vielzahl von Wicklungen 12 trägt. Ein Schwungrad 13 ist mit jenem Ende der Motorwelle 4 verschweißt, das der Zwischenbaugruppe 7 gegenüber liegt, wobei sich das Schwungrad in einen Raum erstreckt, der zwischen dem Körper oder der Halbschale 9 der Baugruppe 7 und dem Körper oder dem Kurbelgehäuse 3 des Motors 2 verläuft. Ein Wellenteil 14, der Koaxial zur Motorwelle 4 liegt, geht vom Mittelteil des Schwungrads 13 aus. Der Endteil 14a der Welle 14 ist mit einer Vielzahl von peripheren Lähgskanälen versehen. Auf ähnliche Weise besitzt der Endteil 6a der Antriebswelle der Übersetzung 5 periphere Längskanäle.
Die Halbschale 9 der Zwischenbaugruppe 7 besitzt eine im Wesentlichen quer verlaufende Wand 9b, deren Umfang mit der Buchse 9a verbunden ist. Diese Wand 9b bildet in ihrer Mitte eine rohrförmige Nabe 9c, in die die Welle 14 verläuft. An der Rückseite der Wand 9b des Körpers 9 ist ein Tragkörper 15 befestigt, wobei dieser Körper 15 ebenfalls eine Nabe 15a bildet, die die Welle 14 umgibt und koaxial zur Nabe 9c sowie in dieser verläuft. Auf der Nabe 9c sind außen Lager 16 angebracht.
Ein Rotor, der allgemein die Bezugsziffer 17 trägt, ist im Stator 11 drehbar gelagert. Bei der gezeigten Ausführungsform weist dieser Rotor einen äußeren Ringkörper 18 mit. C-förmigem Querschnitt auf, der an einem inneren Körper 19 befestigt ist. Dieser innere Körper 19 besitzt eine äußere Ringbuchse 19a, einen radial dazwischen liegenden Teil 19b sowie einen radial ganz innen liegenden Rohrteil 19c, der die Form einer Nabe besitzt und auf den Lagern 16 drehbar gelagert ist.
Die Baugruppe 7 weist zwei Reibungskupplungen auf, die in Fig. 1 allgemein die Bezugsziffern 20 und 21 tragen. Wie später ausführlich gezeigt wird, steuert die Kupplung 20 den Kupplungsvorgang zwischen dem Rotor 17 der elektrischen Maschine und der Antriebswelle 6 der Übersetzung, während die andere Kupplung 21 den Kupplungsvorgang zwischen diesem Rotor und der Welle 4 des Verbrennungsmotors steuert.
Die Kupplung 20 weist eine Scheibe 22 auf, die über eine flexible Kupplung 23 mit einer Nabe 24 verbunden ist, die mit einer kannelierten Kupplung am Ende 6a der Antriebswelle 6 der Übersetzung 5 so sitzt, dass sie sich fest mit dieser Welle dreht, wobei sie jedoch axial dazu ausgelenkt werden kann.
Die Scheibe 22 ist an zwei Flächen mit Reibungsbelägen 25 bzw. 26 versehen, wobei der erste Belag einem Druckring 27 und der zweite Belag einem Ringelement 28 gegenüber liegt, das sich fest mit dem Rotor 17 der elektrischen Maschine dreht.
Eine Tellerfeder 29 ist dem Druckring 27 zugeordnet, wobei die Feder innerhalb der Antriebswelle 6 der Übersetzung liegt, wobei mit der Tellerfeder 29 eine Steuerbuchse 30 auf bekannte Weise zusammenwirkt, die auf einer Buchse 30a verschiebbar angebracht ist, die koaxial zur Welle liegt.
Die axiale Stellung der Steuerbuchse 30 wird vom Fahrer des Kraftfahrzeugs gesteuert, beispielsweise mit Hilfe eines Pedals und einem zugeordneten mechanischen oder hydraulischen Übersetzungssystem.
Die Reibungskupplung 20 ist vorzugsweise so aufgebaut, dass sie normalerweise eingerückt ist.
Die Reibungskupplung 21 weist eine Scheibe 31 auf, die über eine flexible Kupplung 33 mit bekanntem Aufbau mit einer Buchse 32 verbunden ist. Zugeordnete Reibungsbeläge 34 und 35 sind auf den beiden Flächen der Scheibe 31 aufgebracht, wobei ein Belag dem Ring 28 und der andere Belag einem Druckring 36 gegenüber liegen, der sich fest mit dem Rotor 17 der elektrischen Maschine dreht.
Die Buchse 32 ist am Ende 14a der Welle 14 mit einer kannelierten Kupplung befestigt und dreht sich dadurch mit der Welle 4 des Verbrennungsmotors, wobei sie jedoch dazu axial verschiebbar ist.
Dem Druckring 36 ist eine Tellerfeder 37 zugeordnet, die um die Welle 14 angeordnet ist und am Körper 19 des Rotors 17 von geeigneten Zapfen 38 gehalten wird. Diese Feder versucht, den Druckring 36 mit dem Reibungsbelag 35 der Scheibe 31 in Eingriff zu drücken.
Mit der Bezugsziffer 39 ist ein Axiallager bezeichnet, das koaxial auf der Welle 14 sitzt und auf einer Buchse 30c, die darauf angebracht ist, innerhalb der Nabe 9c des Körpers 9 gegenüber dem Druckring 36 in Bezug auf die Feder 37 verschoben werden kann.
Das Drucklager 39 liegt zwischen dem radial ganz innen liegenden Teil der Feder 37 und einem Ringkolben 40, der so angebracht ist, dass er in einem Ringsitz oder einer Kammer 41 abgedichtet verschöben werden kann, die koaxial zur Welle 14 verläuft.
Ein im Wesentlichen radial verlaufender Kanal 42 ist im Körper 9 ausgebildet, wobei sich der Kanal hinter dem Kolben 40 in die Kammer 41 öffnet. Ein Rohr 43 ist mit dem Kanal 42 verbunden und ermöglicht die Zufuhr eines Hydraulikfluids, durch das der Kolben 40 zur Feder 37 gleiten kann, um die Reibungskupplung 21 mit Hilfe dieser Feder zu öffnen.
Die Zufuhr des Druckfluids zum Rohr 43 wird mit einem Hydraulikkreis gesteuert, der über eine Elektronikstufe gesteuert wird, die nicht dargestellt ist.
Im Betrieb werden die Reibungskupplungen 20 und 21 unabhängig voneinander gesteuert.
Durch die Steuerung dieser Reibungskupplungen kann eine Vielzahl von Funktionen ausgeführt werden, von denen die wichtigsten nunmehr beschrieben werden sollen.

Anlassen des Verbrennungsmotors

Das Anlassen des Motors 2 erfolgt dadurch, dass die elektrische Maschine 11, 17 als Anlassermotor verwendet wird. Dazu sind beide Reibungskupplungen 20 und 21 ausgerückt, oder die Kupplung 21 ist ausgerückt und das Getriebe befindet sich im Leerlauf. Unter diesen Bedingungen ist der Rotor 17 der elektrischen Maschine sowohl von den Rädern des Motors als auch der Welle 4 des Motors 2 entkuppelt. Die elektrische Maschine kann dann mit einer Stromquelle (der Batterie an Bord des Kraftfahrzeugs und dem zugeordneten Wechselrichter) verbunden werden und als Elektromotor arbeiten. Wenn der Rotor 15 einmal eine bestimmte Drehzahl (einen Zustand, der mit bekannten Fühlern abgetastet wird) erreicht, verursacht die Steuerstufe eine Freigabe jenes Drucks, der dem Rohr 43 zugeführt wird, so dass die Reibungskupplung 21 durch die Feder 37 eingerückt wird. Dadurch wird der Rotor 17 mit der Welle 4 des Verbrennungsmotors gekuppelt, um diesen anzulassen.
Wenn der Verbrennungsmotor einmal angelassen wurde, wird die Stromzufuhr zur elektrischen Maschine 11, 17 beendet und der Fahrer kann die Reibungskupplung 20 schließen, um die Übersetzung 5 mit der Welle 4 des Verbrennungsmotors über den Rotor 17 zu kuppeln, so dass sich das Kraftfahrzeug in Bewegung setzt.

Erzeugen von elektrischer Energie

Wenn das Kraftfahrzeug fährt, wird der Rotor 17 von der Welle 4 des Verbrennungsmotors 2 in Drehung versetzt. Die elektrische Maschine arbeitet jetzt als Generator, um die verschiedenen elektrischen/elektronischen Systeme an Bord anzuspeisen und die Aufrechterhaltung eines entsprechenden Ladungszustands der Batterie an Bord sicher zu stellen.

Rückgewinnung der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs

Die dem Antriebssystem zugeordnete Elektronikstufe kann so angeordnet werden, dass bei einer Bremsung des Kraftfahrzeugs die Reibungskupplung 21 ausgerückt wird, während die Reibungskupplung 20 eingerückt ist. In diesem Zustand wird der Rotor 17 der elektrischen Maschine von der Welle 6 der Übersetzung 5 in Drehung versetzt. Unter diesen Bedingungen arbeitet der Elektromotor als Bremse und erzeugt elektrische Energie, wodurch ein Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs zurückgewonnen wird.

Fahren des Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer elektrischen Traktion

Mit dem Antriebssystem kann das Kraftfahrzeug unter Verwendung einer elektrischen Traktion in Bewegung gesetzt werden, um beispielsweise auf engstem Raum, im Kolonnenverkehr oder in Gebieten zu fahren, wo der Ausstoß von gasartigen Emissionen vermieden werden muss. Um ausschließlich mit Strom zu fahren, öffnet die dem Antriebssystem zugeordnete Steuerstufe die Reibungskupplung 21. Die elektrische Maschine kann mit Energie aus der Fahrzeugbatterie angespeist werden und arbeitet als Elektromotor, der über die eingerückte Reibungskupplung 20 mit der Übersetzung 5 gekuppelt ist.

"Stop-and-Go"-Funktion

Wenn das Fahrzeug langsamer wird oder angehalten hat, beispielsweise bei Verkehrsampeln, kann der Motor 2 abgestellt werden. Die Reibungskupplung 21 ist ausgerückt, während die Kupplung 20 üblicherweise eingerückt ist. Daraufhin wird der Verbrennungsmotor wieder angelassen, um weiter zu fahren, wie dies oben beschrieben wurde.

"Aktive Schwungrad"-Funktion

Wenn die Kupplung 21 eingerückt ist, dreht sich der Rotor 17 der elektrischen Maschine fest mit der Welle 4 des Verbrennungsmotors 2, wobei er tatsächlich ein zusätzliches Schwungrad bildet, das mit dieser Welle gekuppelt ist.
Im normalen Betrieb verändert die Welle 4 des Verbrennungsmotors 2 ihre Drehzahl, wobei diese Änderungen, die zur Karosserie des Kraftfahrzeugs über die Aufhängungen des Motors 2 übertragen werden, Anlass für Vibrationen sind.
Beim Antriebssystem gemäß der Erfindung können die Änderungen in der Drehzahl und im Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 sowie die dadurch entstehenden Vibrationen, die zum Aufbau des Kraftfahrzeugs übertragen werden, mit einer geeigneten Steuerung des Drehmoments des Elektromotors kompensiert werden, das mit dem Takt des Verbrennungsmotors geeignet in Phase liegt, so dass der Rotor 17, der hinsichtlich des Drehmoments mit der Motorwelle 4 gekuppelt ist, diese Welle abbremst, wenn sie beschleunigen möchte, und umgekehrt.
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des Antriebssystems gemäß der Erfindung. In dieser Zeichnung sind Teile und Bauelemente, die gleich oder äquivalent jenen sind, die bereits oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Ausführungsform von Fig. 2 ist funktionsgleich der Ausführungsform von Fig. 1, wobei sie sich im Wesentlichen hinsichtlich des Aufbaus wie folgt unterscheidet.
Wiederum ist ein Schwungrad 13 mit jenem Ende der Motorwelle 4 gekuppelt, das der Zwischenbaugruppe 7 gegenüber liegt, wobei dieses Schwungrad nicht mehr den Wellenteil 14 von Fig. 1 bildet.
Die Halbschale 9, die als Tragkörper der elektrischen Maschine dient, liegt mit ihrer Querwand der Übersetzung 5 gegenüber und bildet eine Nabe 9c, in der die Lager 16 angeordnet sind.
Der Rotor 17 weist weiters einen peripheren Ringkörper 18 auf, der einen C-förmigen Querschnitt besitzt und an einem inneren Körper 19 befestigt ist. Eine Welle 44, die koaxial zur Welle 4 des Verbrennungsmotors sowie zur Welle 6 der Übersetzung verläuft, ist am Mittelteil des inneren Körpers 19 angebracht. Das der Übersetzung 5 gegenüber liegende Ende der Welle 44 schließt an einen integrierten Scheibenteil 45 an, mit dem über die, flexible Kupplung 33 ein Ring 28 verbunden ist, der dem Reibungsbelag 26 der Scheibe 22 der Kupplung 20 gegenüber liegt. Diese Scheibe 22 ist direkt an der Buchse 24 befestigt, ohne dass eine flexible Kupplung dazwischen liegt.
Der Tragkörper 15, in dem der Kolben 40 so angebracht ist, dass er abgedichtet gleiten kann, ist direkt um die Welle 44 des Rotors angeordnet.
Der Teil 19 des Rotors besitzt ein Rohr oder eine Nabe 19c, die koaxial mit der Welle 44 liegt und zum Tragkörper 15 verläuft. Die Lager 16 liegen zwischen dieser Nabe 19c und der Nabe 9c des Tragkörpers 9 der elektrischen Maschine. Ein Axiallager 39 ist um die Welle 44 des Rotors verschiebbar angebracht, wobei es axial zwischen dem Kolben 40 und einer Vielzahl von Druckzapfen 46 liegt, die durch den Körper 19 des Rotors verlaufen und in den radial ganz innen liegenden Teil der Tellerfeder 37 der Reibungskupplung 21 eingreifen. Der Umfang dieser Feder 37 steht mit einem Ring 47 im Eingriff, der am Körper 19 des Rotors befestigt ist.
Innerhalb der Reibungskupplung 21 ist der Druckring 36 zwischen dem Ring 47 und dem Schwungrad 13 angeordnet. Dieser Druckring ist zum Ring 47 verschiebbar angebracht, in dem er mit einer kannelierten Kupplung befestigt ist. Die Reibungsbeläge 34 und 35 der Reibungskupplung 21 werden von einer Ringscheibe 31 getragen, die mit dem Umfang des Schwungrads 13 so verbunden ist, dass eine begrenzte Axialbewegung dazu ermöglicht wird.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Aufbau gemäß Fig. 2 und dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau besteht in der unterschiedlichen Verbindung des Rotors 17 der elektrischen Maschine mit der Welle 4 des Motors 2. Beim Aufbau gemäß Fig. 2 wird diese Verbindung ohne einer elastischen, flexiblen Kupplungsverbindungsstelle gebildet, wobei dadurch eine bessere Entwicklung eines Drehmoments mit sehr dynamischen Änderungen möglich ist. Dies kann beispielsweise besonders bei der "aktiven Schwungrad"-Funktion vorteilhaft sein, die oben beschrieben wurde.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Antriebssystems.
In Fig. 3 sind Teile und Bauelemente, die bereits im Zusammenhang mit den vorherigen Figur beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Im Vergleich zu den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau eine rohrförtige Nabe 48, in der Lager 16 angeordnet sind, an der Welle 4 des Verbrennungsmotors 2 angebracht. Ein Schwungrad 13 erstreckt sich von der Außenfläche der Nabe 48. Ein Formring 51 ist an jenem Ende der Nabe 48 befestigt, das der Übersetzung 5 gegenüber liegt.
Der Rotor 17 der elektrischen Maschine weist einen peripheren Ringkörper 18 mit C-förmigem Querschnitt auf, an dem ein innerer Körper 19 befestigt ist, der eine periphere Buchse 19a, einen Scheibenteil 19b sowie eine Welle 44 besitzt, die in die Nabe 48 der Welle 4 des Verbrennungsmotors eingreift, wobei dazwischen Lager 16 liegen. Die Welle 14 besitzt eine axiale Verlängerung 44a, die der Übersetzung 5 gegenüber liegt. Ein Ring 49 ist an dieser Verlängerung 44a der Welle 44 befestigt, wobei ein Lager 52 dazwischen liegt.
Der Ring 49 und der Scheibenteil 19b des, Körpers 19 des Rotors sind über eine Vielzahl von elastischen Elementen 50 so verbunden, dass sie ein Schwungrad mit zwei Massen bilden.
Der Ring 49 liegt dem Reibungsbelag 26 gegenüber, der auf der Scheibe 22 der Reibungskupplung 20 liegt. Die Scheibe 22 sitzt direkt auf der Buchse 24, ohne dass dazwischen flexible Kupplungen angeordnet sind.
Die Reibungskupplung 21, die den Kupplungsvorgang zwischen dem Rotor der elektrischen Maschine und der Welle 4 des Motors 2 steuert, weist eine Ringscheibe 31 auf, die sich fest mit dem Rotor dreht und auf gegenüber liegenden Seiten mit Reibungsbelägen 34 und 35 versehen ist.
Die Scheibe 31 liegt zwischen dem Schwungrad 13 und einem Druckring 36, der axial verschiebbar zwischen dem Schwungrad 13 und dem Körper 19 des Rotors 17 angeordnet ist. Eine Tellerfeder 37 ist dem Druckring 36 zugeordnet, wobei der radial ganz innen liegende Teil dieser Feder gegen das Ende von Bolzen 53 drückt, die axial verschiebbar in entsprechenden Öffnungen angeordnet sind, die im radial ganz innen liegenden Teil des Schwungrads 13 vorgesehen sind. Die anderen Enden der Bolzen 53 drücken gegen ein ringförmiges Formelement 54, auf das auf der gegenüber liegenden Seite eine Vielzahl von Kolben 40 wirkt. Diese Kolben sind innerhalb des Tragkörpers 15 angebracht, der an der Wand 9b der Halbschale 9 befestigt ist, die als Tragkörper für die elektrische Maschine dient.
Die Arbeitsweise und im Besonderen jene Funktionen, die man mit dem Antriebssystem von Fig. 3 erzielen kann, sind im Wesentlichen gleich jenen Funktionen, die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen von Fig. 1 und 2 beschrieben wurden, die erfindungsgemäß ausgeführt sind.
Das Antriebssystem gemäß der Erfindung besitzt eine Reihe von Vorteilen.
In erster Linie kann die Baugruppe 7, die zwischen dem Motor 2 und der Übersetzung 5 liegt, mit sehr begrenzten Abmessungenhergestellt werden.
Die elektrische Maschine kann vor ihrem Einbau zwischen dem Motor 2 und der Übersetzung 5 geprüft werden. Diese vorgefertigte Maschine kann eine Schnittstelle zu verschiedenen Arten von Verbrennungsmotoren und/oder verschiedenen Arten von Übersetzungen bilden.
Mit der Baugruppe 7 kann weiters eine Vielzahl von Funktionen ausgeführt werden, die im Allgemeinen eine Verbesserung des Wirkungsgrads sowie eine merkbare Herabsetzung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen ermöglichen.
Selbstverständlich bleibt die Grundlage der Erfindung gleich, wobei Ausführungsformen und Einzelheiten des Aufbaus gegenüber der Beschreibung und den Zeichnungen weit verändert werden können, ohne dadurch vom Bereich der Erfindung abzuweichen, die in den beiliegenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

1. Antriebssystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit

einem Verbrennungsmotor (2),

einer Übersetzung (5);

einer Kupplungsvorrichtung (20, 21) zwischen der Welle (4) des Verbrennungsmotors (2) und der Antriebswelle (6) der Übersetzung (5), und

einer drehbaren, reversiblen elektrischen Maschine (11, 17), die ein Traggehäuse (9), einen Stator (11) und einen Rotor (17) aufweist, der im Stator (11) angeordnet und so aufgebaut ist, dass er als elektrischer Anlassermotor für den Verbrennungsmotor (2) sowie als Lichtmaschine arbeitet;

wobei die elektrische Maschine (11, 17) zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und der Übersetzung (5) liegt und koaxial mit der Welle (4) des Motors (2) sowie der Antriebswelle (6) der Übersetzung (5) angeordnet ist;

wobei die Kupplungsvorrichtung aufweist

eine erste Kupplung (20), um den Kupplungsvorgang zwischen dem Rotor (17) der elektrischen Maschine und der Übertragung (5) zu steuern, und

eine zweite Kupplung (21), um den Kupplungsvorgang zwischen dem Rotor (17) der elektrischen Maschine und der Welle (4) des, Verbrennungsmotors (2) zu steuern;

wobei die erste und die zweite Kupplung (20, 21) wahlweise unabhängig voneinander gesteuert werden können;

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Schwungrad (13) dauernd an der Welle (4) des Motors (2) befestigt ist; und

der Rotor (17) der elektrischen Maschine (11, 17) im Gehäuse (9) der elektrischen Maschine (11, 17) drehbar gelagert ist.

2. Antriebssystem gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Kupplung (21) ein scheibenförmiges Kupplungselement (31) aufweist, das dauernd für eine Drehung mit dem Schwungrad (13) verbunden ist.

3. System gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (20, 21) Reibungskupplungen sind.

4. System gemäß einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (21) eine elektrohydraulisch gesteuerte Kupplung ist.

5. System gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kupplung (20; 21) eine zugeordnete Scheibe (22; 31) aufweist, die mit Belägen aus einem Reibungsmaterial (25, 26; 34, 35), einem zugeordneten axial verschiebbaren Druckring (27; 36) sowie einem zugeordneten Auflageelement (29, 49; 28, 47, 13) versehen ist, das an der gegenüber liegenden Seite des Druckrings hinsichtlich der Scheibe angeordnet ist und vom Rotor (17) der elektrischen Maschine in Drehung versetzt wird.

6. System gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (20, 21) ein einziges Auflageelement (28; Fig. 1) aufweisen, das mit der Scheibe (22, 31) der einen und der anderen Kupplung (20, 21) zusammenwirkt.

7. System gemäß Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (31) der zweiten Kupplung (21) am Schwungrad (13; Fig. 2) befestigt ist.

8. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (17) der elektrischen Maschine mit dem Schwungrad (13) über ein elastisches Bauelement (33) so gekuppelt werden kann, dass der Rotor (17) und das Schwungrad (13) miteinander ein Schwungrad mit zwei Massen (Fig. 1) bilden.

9. System gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (11, 17) eine dreiphasige Maschine ist.