EP4048923A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung, antriebsstrang und verfahren zum betrieb einer drehmomentübertragungseinrichtung - Google Patents

Drehmomentübertragungseinrichtung, antriebsstrang und verfahren zum betrieb einer drehmomentübertragungseinrichtung

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Publication number
EP4048923A1
EP4048923A1 EP20756755.3A EP20756755A EP4048923A1 EP 4048923 A1 EP4048923 A1 EP 4048923A1 EP 20756755 A EP20756755 A EP 20756755A EP 4048923 A1 EP4048923 A1 EP 4048923A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
input side
freewheel
torque transmission
operating state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20756755.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Vögtle
Stephan Maienschein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4048923A1 publication Critical patent/EP4048923A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H45/02—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H2045/0221—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type with damping means
    • F16H2045/0252—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type with damping means having a damper arranged on input side of the lock-up clutch
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • Torque transmission device drive train and method for operating a torque transmission device
  • the invention relates to a torque transmission device according to claim 1, a drive train according to claim 8 and a method for operating such a torque transmission device according to claim 10.
  • an improved torque transmission device has a first input side rotatably mounted about an axis of rotation, a second input side, an output side, a hydrodynamic converter and a bridging clutch.
  • the first input side can be torque-locked to an internal combustion engine and a first torque can be introduced into the first input side.
  • the second input side can be torque-locked to an electrical machine and a second torque can be introduced into the second input side.
  • the output side can be torque-locked to a translation device.
  • the lock-up clutch is arranged in parallel to the hydrodynamic converter.
  • the torque transmission device also has a freewheel.
  • the freewheel is the hydrodynamic converter and the The second input side is connected downstream of the freewheel in a torque flow of the first torque from the first input side to the output side.
  • the freewheel can be operated in a first freewheel operating state or in a second freewheel operating state.
  • the freewheel is designed to connect the hydrodynamic converter to the output side for transmitting the first torque from the first input side to the output side when the lock-up clutch is disengaged in the first freewheel operating state of the freewheel.
  • the freewheel is designed to decouple the hydrodynamic converter from the output side in the second freewheel operating state in order to at least partially prevent torque transmission of the second torque from the second input side into the hydrodynamic converter.
  • This refinement has the advantage that in converter operation the first torque is reliably transmitted from the first input side to the output side and an increase in torque can also be achieved through converter operation on the output side compared to the input side. Furthermore, it is prevented that when the second torque is introduced into the torque transmission device via the second input side, the turbine wheel acts against the pump wheel and unnecessary losses are thereby achieved in the hydrodynamic converter. Furthermore, wear of the converter is minimized because when pumping the turbine wheel, the pump wheel, in which the turbine wheel acts as a pump and the pump wheel as a turbine, may occur due to cavitation effects in a converter fluid of the hydrodynamic converter, the pump wheel and / or the turbine wheel is unnecessarily worn out.
  • the torque transmission device is particularly efficient and has a high degree of efficiency in all operating states. Furthermore, thermal overheating of the converter fluid can be prevented. Furthermore, the decoupling of the turbine wheel prevents only a small part of the second torque, which can be introduced into the torque transmission device via the second input side, from being provided on the output side.
  • the first input side can be driven at a first speed about the axis of rotation, the second input side being able to be driven at a second speed, wherein the first input side to the second input side have a speed difference to each other, the freewheel being designed to be operated in the second freewheel operating state at a predefined speed difference by the differential speed and in the first freewheel operating state when the predefined speed difference is exceeded by the differential speed .
  • the previously defined differential speed can be 0.
  • the freewheel is closed in the first freewheel operating state. As a result, free rotation of the turbine wheel relative to the pump wheel and / or the freewheel can be prevented, so that unnecessary bearing wear is prevented.
  • the freewheel is designed as a roller freewheel, sprag freewheel, wrap spring clutch or self-synchronizing clutch.
  • the hydrodynamic converter has the turbine wheel with a turbine flange, the freewheel having an inner part arranged radially on the inside, an outer part arranged radially on the outside of the inner part and at least one locking body.
  • the inner part and the outer part delimit an annular gap in the radial direction in which the locking body is at least partially arranged.
  • the locking body is formed.
  • the locking body is designed to release the outer part with respect to the inner part in the second freewheel operating state and to connect the inner part to the outer part in a torque-locking manner in the first freewheel operating state.
  • the inner part is connected to the second input side and the outer part is non-rotatably connected to the turbine flange. This configuration is particularly suitable for a particularly compact torque transmission with an integrated freewheel system.
  • the torque transmission device has a damping device.
  • the damping device is in the torque flow of the first Torque between the lock-up clutch and the second input side arranged and designed to at least partially eliminate a rotational irregularity of the first torque. The damping device is then active when the hydrodynamic converter is bridged and the lockup clutch is closed.
  • the damper device When the lock-up clutch is open, the damper device is essentially deactivated.
  • the damping device can, for example, be a torsion damper that is directly coupled into the torque flow.
  • the damper device can also have a centrifugal pendulum, in which case only a pendulum flange of the centrifugal pendulum, to which a pendulum mass is attached for commuting along a pendulum track, is coupled into the torque flow between the lock-up clutch and the second input side.
  • a torque transmission device which is particularly axially and radially compact can be provided if the freewheel has, at least in sections, a radial overlap with the absorber device.
  • the freewheel is preferably arranged radially on the inside of the absorber device.
  • the inner part is non-rotatably connected to a hub of the torque transmission device, the hub being designed to receive and provide a torque transmission to a transmission input shaft of a transmission device, the damping device having an input part, an output part and an energy storage element , wherein the input part can be rotated against the action of the energy storage element with respect to the output part, the output part being non-rotatably attached to the hub.
  • An improved drive train for a motor vehicle can be provided in that the drive train has the torque transmission device described above, an internal combustion engine and an electrical machine.
  • the internal combustion engine is connected to the first input side in a torque-wise manner.
  • the electrical machine is connected to the second input side in a torque-locking manner.
  • the internal combustion engine deactivated.
  • the electric machine provides the second torque on the second input side.
  • the lock-up clutch is open.
  • the freewheel is operated in the second freewheel operating state, so that a transmission of the second torque from the second input side into the hydrodynamic converter is essentially interrupted by the freewheel.
  • This embodiment has the advantage that in purely electrical operation of the drive train, that is, when only the electric machine is activated and the internal combustion engine is deactivated, pumping operation of the turbine wheel compared to the stationary pump wheel is prevented by the freewheel in the second freewheel operating state.
  • the electrical machine can be designed to be particularly small and inexpensive and at the same time a vehicle user can be provided with the convenience of a hydrodynamic converter when the internal combustion engine is in operation.
  • the internal combustion engine is activated and provides the first torque on the first input side.
  • the electric machine provides the second torque on the second input side or is switched to generator mode or is deactivated.
  • the freewheel is switched to the first freewheel operating state and connects the hydrodynamic converter with torque locking to the second input side, so that the torque is transmitted via the hydrodynamic converter and the freewheel in the direction of the second input side from the first input side.
  • the second torque is introduced into the torque transmission device via the second input side, the first input side being operated at a differential speed to the second input side, the lock-up clutch being open, the differential speed being less than one predefined speed, wherein the freewheel is operated in the second freewheel operating state and a torque transmission of the second torque from the second input side to the hydrodynamic converter at least partially interrupts, wherein the second torque is substantially transmitted to the output side.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive train of a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the drive train shown in FIG.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a drive train 10 of a motor vehicle.
  • the drive train 10 is designed, for example, as a flybridge drive train and has a torque transmission device 15, an internal combustion engine 20 designed as a first drive motor and an electrical machine 25 designed as a second drive motor.
  • the internal combustion engine 20 can be formed out as a reciprocating piston engine.
  • the drive train can have a transmission device 30.
  • the transmission device 30 can be designed as an automatic gearshift or as a CVT transmission.
  • the torque transmission device 15 has a first input side 35, a second input side 40 and an output side 45.
  • rotating masses are symbolically shown by means of rectangles about an axis of rotation 50 of the torque transmission device.
  • a (rigid) torque transmission, for example by means of shafts or flanges, is symbolically represented by means of solid lines.
  • the first input side 35 is, for example, non-rotatably connected to a crankshaft 51 of the internal combustion engine 20.
  • the first internal combustion engine 20 is designed provide a first torque M1 when activated.
  • the first internal combustion engine 20 is operated at a first speed n1.
  • the second input side 40 is rotatably connected to a rotor 55 of the electrical machine 25.
  • the rotor 55 is encompassed by a stator 60 which is arranged in a stationary manner in the drive train 15.
  • the electrical machine 25 can, for example, be designed as a brushless DC motor.
  • the stator 60 can have windings which, when activated, are energized in such a way that the rotor 55 provides a second torque M2.
  • the rotor 55 rotates at a second speed n2 during operation.
  • the torque transmission device 15 has a first torque transmission path 90 and a second torque transmission path 95.
  • the torque transmission device 15 also has a hydrodynamic converter 65, a converter lock-up clutch 70 and a freewheel 75.
  • the torque transmission device 15 can have a damping device 80, in particular a torsion damper 85.
  • the torque transmission of the first torque M1 branches off at a first junction 115 into the first torque transmission path 90 and the second torque transmission path 95 first torque transmission 110 (shown as a solid line in Figure 1) with the first input side 115 rotatably verbun the.
  • the first torque transmission path 90 and the second torque transmission path 95 run parallel from the first branch 110 and are combined at a second branch 120.
  • the second branch is non-rotatably connected to the second input side 40 by means of a second torque transmission 125.
  • the hydrodynamic converter 65 and the freewheel 75 are arranged in the first torque transmission path 90.
  • the lock-up clutch 70 and the damping device 80, 85 are arranged in the second torque transmission path 95.
  • the hydrodynamic converter 65 has at least one pump wheel 100 and one turbine wheel 105.
  • the pump wheel 100 is non-rotatably connected to a first branch 115 by means of a third torque transmission 130.
  • the turbine wheel 105 is connected to the freewheel 75 by means of a fourth torque transmission 135.
  • the freewheel 75 is non-rotatably connected to the second branch 120 by means of a fifth torque transmission 140.
  • the lock-up clutch 70 has a clutch input side 145 and a clutch output side 150, the clutch input side 145 being switchably connectable to the clutch output side 150. On the input side, the clutch input side 145 is connected to the first branch 115 by means of a sixth torque transmission 155.
  • the damping device 80 can be designed as a torsion damper 85.
  • the torsion damper has at least one energy storage element 160.
  • the energy storage element is shown schematically in Figure 1 as a bow spring.
  • the energy storage element 160 can also be designed differently and, for example, be designed as a compression spring.
  • the energy storage element 160 is connected on the input side to the clutch output side 150 in a rotationally fixed manner by means of an input part 165 of the torsion damper 85 shown in FIG. 2 by means of a seventh torque transmission 170.
  • the energy storage element 160 is provided by means of one shown in FIG Output part 175 of the torsional damper 85 and a subsequent eighth torque transmission 180 with the second branch 120 rotatest connected.
  • the second input side 40 is rotationally connected to the output side 45 by means of a ninth torque transmission 185.
  • the drive train 10 has several different operating states, which will be discussed below. Unless otherwise mentioned, the operating states relate only to forward travel of the motor vehicle, with which the motor vehicle is mainly moved in the direction of travel.
  • first operating state internal combustion engine 20 is activated and provides first torque M1 at first speed n1.
  • the first operating state is essentially carried out when the motor vehicle starts up.
  • the first torque M1 is introduced into the first input side 35 at the first speed n1.
  • the motor vehicle starts up and the lock-up clutch 70 is open.
  • the first torque M1 is transmitted to the first branch 115 via the first torque transmission 110. Due to the opened lock-up clutch 145, the first torque M1 in the first operating state is transmitted essentially via the first torque transmission path 90 to the second branch 120.
  • the first torque M1 is transmitted via the pump wheel 100 and the turbine wheel 105 by means of a converter fluid not shown in FIG. In this case, an excessive torque of the first torque M1 can occur at the turbine wheel 105, so that the turbine wheel 105 provides an excessive first torque M1 U at the second speed n2.
  • the first input side 35 to the second input side 40 has a speed difference An between the first speed n1 and the second speed n2.
  • the speed difference An is positive in the first operating state.
  • the freewheel 75 is designed in such a way that when the speed difference nv from the first freewheel operating state in which the freewheel 75 falls below a predefined rotational speed difference the fourth torque transmission 135 connects to the fifth torque transmission 140 and thus the turbine wheel 105 to the second input side 40, changes to a second free-wheeling operating state. In the second freewheeling operating state, the fourth torque transmission 135 is decoupled from the fifth torque transmission 140.
  • the predefined speed difference nv is not undershot, so that the freewheel 75 is designed to transmit torque and the turbine wheel 105 is non-rotatably connected to the fifth torque transmission 140 for transmitting the excessive first torque M1U.
  • the first torque M1 is transmitted from the second branch 120 via the second torque transmission 125 to the second input side 40 and from the second input side 40 via the ninth torque transmission 185 to the output side 45 for driving the transmission device 30.
  • the second input side 40 rotates at the second speed n2, which is lower than the first speed n1.
  • the electric machine 25 is deactivated and does not provide a second torque M2.
  • the electrical machine 25 is also not switched to the regenerative mode. In the ideal case, which is considered to be frictionless, the first excessive torque M1U is applied to the output side 45.
  • a second operating state of the drive train 10 in which the motor vehicle is operated purely electrically, the electric machine 25 is activated and sets the rotor 55 by energizing the stator 60 with electrical energy from an electrical energy store or an electrical supply network, for example a Overhead line, the second torque M2 ready.
  • the second input side 40 rotates at the second speed n2.
  • the speed difference Dh n1-n2 is negative and the predefined speed difference nv is not reached, so that the freewheel 75 is operated in the second freewheeling operating state.
  • the freewheel 75 decouples the turbine wheel 105 or the fourth torque transmission 135 from the fifth torque transmission 140 in the second freewheeling mode.
  • the hydrodynamic converter is essentially at a standstill, so that a drag torque for the electrical machine 25 is essentially greatly reduced. Furthermore, unnecessary heating of the converter fluid in the hydrodynamic converter 65 is prevented.
  • the second operating state is also suitable for reversing the motor vehicle, in particular if the transmission device 30 does not have a reverse gear.
  • the electric machine 25 can drive the output side 45 with a direction of rotation opposite to that of the first input side 35.
  • the translation device 30 can be particularly simple and inexpensive remplibil det.
  • the internal combustion engine 20 can be activated in the second operating state.
  • the internal combustion engine 20 drives the first input side 35 at the first speed n1.
  • the first speed n1 is lower than the second speed n2, so that the differential speed An is negative and the predefined speed difference nv has fallen below.
  • the freewheel 75 is operated in the first freewheel operating state and the freewheel 75 decouples the turbine wheel 105 from the fourth torque transmission and prevents part of the second torque M2 from being transmitted in the direction of the hydrodynamic converter 65 instead of to the output side 45.
  • the internal combustion engine 20 can drive additional units of the motor vehicle, for example an air conditioning system.
  • a third operating state of the drive train 10 the drive train 10 is operated in the bridged state.
  • the lock-up clutch 70 is closed, so that the clutch input side 145 is connected to the clutch output side 150 in a torque-locking manner, preferably non-rotatably.
  • the hydrodynamic converter 65 is deactivated, so that the pump wheel 100 has the same speed as the turbine wheel 105.
  • the internal combustion engine 20 is activated in the third operating state and provides the first torque M1 at the first speed n1.
  • the first torque M1 is transmitted to the second torque transmission path 95 via the first torque transmission 110 and the first branch 115. There is essentially no torque transmission via the first torque transmission path 90.
  • the first torque M1 is transmitted from the first branch 115 via the sixth torque transmission 155 to the clutch input side 145.
  • the closed lock-up clutch 70 transmits the first torque M1 to the seventh torque transmission 170.
  • the first torque M1 is introduced into the torsion damper 85, which uses the energy storage element 160 to eradicate rotational irregularities in the first torque M1.
  • the first torque M1 is smoother than on the input side of the torsional damper 85 and is transmitted to the second branch 120 via the eighth torque transmission 180. From the second branch 120, the first torque M1 is transmitted via the second torque transmission 125 to the second input side 40.
  • the electric machine 25 is deactivated, so that the second input side 40 rotates at the second speed n2, with the second speed n2 is equal to the first speed n1.
  • the first torque M1 is transmitted from the second input side 40 via the ninth torque transmission 185 to the output side 45.
  • the first torque M1 is introduced into the step-up device 30 from the output side 45.
  • the freewheel 75 is coupled so that the pump wheel 100 rotates at the speed of the turbine wheel 105. This avoids additional drag losses within the hydrodynamic converter 65 in the third operating state.
  • the speed difference Dh between the first speed n1 and the second speed n2 is therefore equal to zero. In this case, the speed difference Dh does not fall below the predefined speed nv, but rather equals the predefined speed nv.
  • the freewheel 75 could also be operated in the second freewheel operating state instead of in the first freewheel operating state as described above, so that the turbine wheel 105 is decoupled from the second input side 40. In this operating state, the turbine wheel 105 is dragged along by the pump wheel 100.
  • a fourth operating state of the drive train 10 the electric machine 25 is switched to generator mode. Otherwise, the fourth operating state corresponds to the third operating state, but the torque transmitted to the transmission device 30 on the output side 45 is reduced by the second torque M2 with which the electrical machine 25 electrical energy in generator mode.
  • the second torque M2 thus acts against the first torque M1 on the second input side 40.
  • the internal combustion engine 20 drives both the electrical machine 25 and the transmission device 30 with the first torque M1.
  • the electrical energy storage device can be charged by the generator operation.
  • FIG. 2 shows a half longitudinal section through the torque transmission device 15 shown in FIG. 1.
  • the torque transmission device 15 is formed in Figure 2 in an exemplary embodiment. Another embodiment of the torque transmission device 15 would also be conceivable.
  • the first input side 35 is shown on the left.
  • the first input side 35 is designed like a flange.
  • the first input side 35 can be connected to a crankshaft flange of a crankshaft of the internal combustion engine 20 by means of a form-fitting and / or force-fitting connection 190.
  • the torque transmission device 15 also has a housing 195.
  • the housing 195 is connected non-rotatably to the first input side 35 on the left.
  • the housing 195 delimits a housing interior 200, the housing interior 200 being at least partially filled with a converter fluid 205.
  • the housing interior 200 in addition to the hydrodynamic converter 65, the freewheel 75, the torsion damper 85 and the lock-up clutch 70 are also arranged.
  • the housing 195 connects the first input side 35 to the pump wheel 100 in a rotationally fixed manner.
  • the housing 195 forms both the first torque transmission 110 and the first branch 115 and the third torque transmission 130.
  • the pump wheel 100 is arranged in FIG. 2, for example, on an axial side facing away from the first input side 35.
  • the turbine wheel 105 is arranged opposite the pump wheel 100.
  • the turbine wheel 105 has a turbine flange 210.
  • a stator 215 is arranged, for example, radially on the inside.
  • the stator 215 is mounted on a housing connector 220 of the housing 195 and is supported on the housing connector 220.
  • a further freewheel 225 can be arranged between the housing connector 220 of the housing 195 and the stator 215.
  • the further freewheel 225 is supported radially on the inside on the housing connector 220, and the further freewheel 225 is connected to the stator 215 radially on the outside.
  • the pump wheel 100 is mounted on the stator 215 in the axial direction by means of a first bearing arrangement 226.
  • the freewheel 75 is arranged radially on the inside of the turbine wheel 105.
  • the freewheel 75 has an outer part 230 and at least one inner part 235, the inner part 235 being connected to a hub 239.
  • the hub 239 and the inner part 235 can be formed in one piece and of the same material.
  • the stator 215 is supported in the axial direction on the inner part 235 by means of a second bearing arrangement 245.
  • the outer part 230 and the inner part 235 delimit a radial gap.
  • At least one, preferably several, locking body 240 is arranged in the radial gap. It is particularly advantageous if the freewheel 75 is designed as a roller freewheel, sprag freewheel, loop spring clutch or self-synchronizing clutch.
  • the blocking bodies 240 are designed, for example, as clamping bodies.
  • the inner part 235 is connected, for example, to the output part 175 by means of a first rivet connection 250.
  • the output part 175 thus forms the eighth torque transmission 180, and the first rivet connection 250 forms the second branch 120.
  • the energy storage element 160 is arranged radially on the outside of the freewheel 75 and is designed, for example, to overlap the freewheel 75 radially.
  • a radial overlap is understood to mean that when two components, for example the energy storage element 160 and the freewheel 75, are projected in a radial direction into a projection plane in which the axis of rotation 50 runs, the two components, for example the freewheel 75 and cover the energy storage element 160 in the plane of projection.
  • the output part 175 and the input part 165 also take on a retainer function for fixing the energy storage element 160.
  • the input part 165 is guided from the radially outside to the radially inside and ends radially on the inside at approximately the level of the inner part 235 of the freewheel 75.
  • the input part 165 is connected to an inner lamella carrier 255 by means of a second rivet connection 259. Both the inner disc carrier 255 and the input part 165 together with the second rivet connection 259 form the seventh torque transmission 170. Furthermore, the inner disk carrier 255 forms the clutch output side 150.
  • the lock-up clutch 70 also has a friction set 260 and an outer disc carrier 265, the outer disc carrier 265 being arranged radially on the outside of the inner disc carrier 255.
  • the outer disk carrier 265 forms a further radial gap with the inner disk carrier 255, the friction set 260 being arranged in the further radial gap.
  • the outer disk carrier 265 forms the clutch input side 145 of the lock-up clutch 70 and is connected to the housing 195 on the front side, for example welded on.
  • the lock-up clutch 70 has a pressure chamber 270 and a pressure piston 275, the pressure chamber 270 being delimited on one side by the housing 195 and by the pressure piston 275 opposite to the housing 195.
  • the pressure chamber 270 is delimited radially on the outside by the outer disk carrier 265.
  • the pressure piston 275 is displaceable in the axial direction, the pressure piston 275 being able to rest against the friction set 260.
  • the torque transmission device 15 is designed as a three-channel converter, that is to say that a separate pressure channel 280 is provided for controlling the bridging clutch 70.
  • a pressurized fluid 285 can be pressurized into the pressure chamber 270 in order to introduce an actuating force FB into the friction pack 260 in order to generate a frictional connection in the friction pack 260 and to connect the outer disc carrier 265 to the inner disc carrier 255.
  • a gear input shaft 290 is arranged parallel to the axis of rotation 50 as a hollow shaft.
  • the transmission input shaft 290 forms the output side 45 on the right-hand side in FIG.
  • the transmission input shaft 290 forms the second and ninth torque transmissions 125, 185 explained in FIG. 1.
  • the rotor 55 of the electrical machine 25 is attached to the transmission input shaft 290 radially on the outside.
  • the electric machine 25 is arranged in the axial direction between tween the transmission device 30 and the torque transmission device 15.
  • the pressure channel 280 can be arranged in the transmission input shaft 290 in order to provide the pressure fluid 285 from the transmission device 30 for switching the lock-up clutch 70.
  • the transmission input shaft 290 engages positively in the hub 239 and is positively connected to the inner part 235 of the freewheel 75 via the hub 239 in a rotationally fixed manner.
  • the first operating state is shown symbolically by means of arrows.
  • the first torque M1 is introduced via the first input side 35 and transmitted from the first input side 35 to the housing 195.
  • the housing 195 drives the impeller 100 and the outer disk carrier 265.
  • the lock-up clutch 70 is open.
  • the pump wheel 100 drives the turbine wheel 105 via the converter fluid 205, the first torque M1 being supported on the turbine wheel 105 with the excessive first torque M1U.
  • the excessive first torque M1U is transmitted from the turbine wheel 105 on the turbine flange 210 via a third riveted connection 295 to the outer part 230.
  • the freewheel 75 In the first operating state, the freewheel 75 is in the first freewheel operating state, so that the freewheel 75 is coupled and transmits the first excessive torque M1 U from the outer part 230 via the locking body 240 to the inner part 235. As a result of the engagement of the hub 241 in the transmission input shaft 290, the excessive first torque M1U is transmitted to the transmission input shaft 290.
  • the second input shaft 290 can be introduced into the transmission input shaft 290 via the rotor 55 in the third to fifth operating state of the Torque transmission device 15, the pressure fluid 285 in the pressure chamber 270 is pressurized and presses against the pressure piston 275 to provide the actuation force FB.
  • the actuation force FB braces the friction set 260 with a counterforce FG acting against the actuation force FB, so that a frictional connection is formed in the friction set 260.
  • the first torque M1 is passed from the housing 195 to the outer disk carrier 265. From there, the first torque M1 is transmitted to the inner disk carrier 255 via the frictional engagement in the friction set 260.
  • the inner disk carrier 255 transmits the first torque M1 via the second rivet connection 259 to the input part 165.
  • the input part 165 is arranged such that it can rotate with respect to the output part 175 against the action of the energy storage element 160.
  • the energy storage element 160 which in the embodiment is designed as an arc spring, for example, is tensioned.
  • the torsion damper 85 at least partially eliminates the rotational irregularity in the first torque M1.
  • the first torque M1 is designed to be smoother at the output part 175 than at the input part 165.
  • the first torque M1 is introduced into the inner part 235 of the freewheel 75 through the internal coupling by means of the first rivet connection 250.
  • the first torque M1 is transmitted from the inner part 235 via the hub 241 to the transmission input shaft 290.
  • the second torque M2 acts against the first torque M1 and thereby reduces the effect of the first torque M1 on the output side 45. If the electric machine 25 is activated and it provides the second torque M2, which is in the same direction on the transmission input shaft 290 acts like the first torque M1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Drehmomentübertragungseinrichtung (15) und einen Antriebsstrang (10), wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (15) eine erste Eingangsseite (35), eine zweite Eingangsseite (40), eine Ausgangsseite (45), einen hydrodynamischen Wandler (65) und eine Überbrückungskupplung (70) aufweist, wobei die erste Eingangsseite (35) mit einer Brennkraftmaschine (20), drehmomentschlüssig verbindbar ist und ein erstes Drehmoment (M1) in die erste Eingangsseite (35) einleitbar ist, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (15) einen Freilauf (75) aufweist, wobei der Freilauf (75) dem hydrodynamischen Wandler (65) und die zweite Eingangsseite (40) dem Freilauf (75) in einem Drehmomentfluss des ersten Drehmoments (M1 ) von der ersten Eingangsseite (35) zu der Ausgangsseite (45) nachgeschaltet sind, wobei der Freilauf (75) ausgebildet ist, in einem ersten Freilauf-Betriebszustand den hydrodynamischen Wandler (65) drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite (45) zur Übertragung des ersten Drehmoments (M1 ) von der ersten Eingangsseite (35) an die Ausgangsseite (45) bei geöffneter Überbrückungskupplung (70) zu verbinden, wobei der Freilauf (75) ausgebildet ist, in einem zweiten Freilauf-Betriebszustand den hydrodynamischen Wandler (65) von der Ausgangsseite (45) zu entkoppeln, um eine Drehmomentübertragung des zweiten Drehmoments (M2) von der zweiten Eingangsseite (40) in den hydrodynamischen Wandler (65) zumindest teilweise zu unterbinden.

Description

Drehmomentübertraqunqseinrichtunq, Antriebsstranq und Verfahren zum Be- trieb einer Drehmomentübertraqunqseinrichtunq
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Patentan spruch 1 , einen Antriebstrang gemäß Patentanspruch 8 und ein Verfahren zum Be trieb solch einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Patentanspruch 10.
Aus DE 10 2008 026 426 A1 ist eine hydrodynamische Kopplungsvorrichtung für Hyb ridfahrzeuge bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Drehmomentübertragungsvorrichtung, einen verbesserten Antriebsstrang und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb solch einer Drehmomentübertragungsvorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß Pa tentanspruch 1 , eines Antriebsstrangs gemäß Patentanspruch 8 und einem Verfahren zum Betrieb solch einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen ange geben.
Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Drehmomentübertragungsvorrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung eine um eine Drehachse drehbar gelagerte erste Eingangsseite, eine zweite Ein gangsseite, eine Ausgangsseite, einen hydrodynamischen Wandler und eine Über brückungskupplung aufweist. Die erste Eingangsseite ist mit einer Brennkraftmaschi ne drehmomentschlüssig verbindbar und ein erstes Drehmoment ist in die erste Ein gangsseite einleitbar. Die zweite Eingangsseite ist mit einer elektrischen Maschine drehmomentschlüssig verbindbar und ein zweites Drehmoment ist in die zweite Ein gangsseite einleitbar. Die Ausgangsseite ist mit einer Übersetzungseinrichtung dreh momentschlüssig verbindbar. Die Überbrückungskupplung ist parallel zu dem hydro dynamischen Wandler angeordnet. Die Drehmomentübertragungseinrichtung weist ferner einen Freilauf auf. Der Freilauf ist dem hydrodynamischen Wandler und die zweite Eingangsseite ist dem Freilauf in einem Drehmomentfluss des ersten Dreh moments von der ersten Eingangsseite zu der Ausgangsseite nachgeschaltet. Der Freilauf ist in einem ersten Freilauf-Betriebszustand oder in einem zweiten Freilauf- Betriebszustand betreibbar. Der Freilauf ist ausgebildet, in dem ersten Freilauf- Betriebszustand des Freilaufs den hydrodynamischen Wandler drehmomentschlüssig mit der Ausgangsseite zur Übertragung des ersten Drehmoments von der ersten Ein gangsseite an die Ausgangsseite bei geöffneter Überbrückungskupplung zu verbin den. Ferner ist der Freilauf ausgebildet, in dem zweiten Freilauf-Betriebszustand den hydrodynamischen Wandler von der Ausgangsseite zu entkoppeln, um eine Drehmo mentübertragung des zweiten Drehmoments von der zweiten Eingangsseite in den hydrodynamischen Wandler zumindest teilweise zu unterbinden.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass in einem Wandlerbetrieb zuverlässig das erste Drehmoment von der ersten Eingangsseite an die Ausgangsseite übertragen wird und auch eine Momentenüberhöhung durch den Wandlerbetrieb an der Aus gangsseite gegenüber der Eingangsseite erzielbar ist. Ferner wird verhindert, dass wenn über die zweite Eingangsseite das zweite Drehmoment in die Drehmomentüber tragungseinrichtung eingeleitet wird, das Turbinenrad gegen das Pumpenrad wirkt und hierbei unnötige Verluste in dem hydrodynamischen Wandler erzielt werden. Ferner wird ein Verschleiß des Wandlers minimiert, da beim Pumpen des Turbinenrads ge gen das Pumpenrad, bei dem das Turbinenrad als Pumpe und das Pumpenrad als Turbine wirkt, durch möglicherweise auftretende Kavitationseffekte in einer Wandler flüssigkeit des hydrodynamischen Wandlers das Pumpenrad und/oder das Turbinen rad unnötig verschlissen wird. Die Drehmomentübertragungseinrichtung ist besonders effizient und weist in allen Betriebszuständen einen hohen Wirkungsgrad auf. Ferner kann eine thermische Überhitzung der Wandlerflüssigkeit verhindert werden. Des Wei teren wird durch das Abkoppeln des Turbinenrads verhindert, dass nur ein geringer Teil des zweiten Drehmoments, das über die zweite Eingangsseite in die Drehmomen tübertragungseinrichtung einleitbar ist, an der Ausgangsseite bereitgestellt wird.
Vorteilhafterweise ist die erste Eingangsseite mit einer ersten Drehzahl um die Dreh achse antreibbar, wobei die zweite Eingangsseite mit zweiten Drehzahl antreibbar ist, wobei die erste Eingangsseite zu der zweiten Eingangsseite eine Differenzdrehzahl zueinander aufweisen, wobei der Freilauf ausgebildet ist, bei einer vordefinierten Drehzahldifferenz durch die Differenzdrehzahl zu in dem zweiten Freilauf- Betriebszustand und bei Überschreiten der vordefinierten Drehzahldifferenz durch die Differenzdrehzahl in dem ersten Freilauf-Betriebszustand betrieben werden. Die vor definierte Differenzdrehzahl kann 0 sein.
Von besonderem Vorteil ist, wenn der Freilauf in dem ersten Freilauf-Betriebszustand geschlossen ist. Dadurch kann ein freies Drehen des Turbinenrads relativ zum Pum penrad und/oder dem Freilauf verhindert werden, sodass ein unnötiger Lagerver schleiß verhindert wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Freilauf als Rollen-Freilauf, Klemmkörper- Freilauf, Schlingfeder-Kupplung oder selbstsynchronisierende Schaltkupplungausge bildet.
In einerweiteren Ausführungsform weist der hydrodynamische Wandler das Turbinen rad mit einem Turbinenflansch auf, wobei der Freilauf ein radial innenseitig angeord netes Innenteil, ein radial außen zum Innenteil angeordnetes Außenteil und wenigs tens einen Sperrkörper aufweist. Das Innenteil und das Außenteil begrenzen in radia ler Richtung einen Ringspalt, in dem der Sperrkörper zumindest abschnittweise ange ordnet ist. Der Sperrkörper ist ausgebildet. Der Sperrkörper ist ausgebildet, in dem zweiten Freilauf-Betriebszustand das Außenteil gegenüber dem Innenteil freizugeben und in dem ersten Freilauf-Betriebszustand das Innenteil mit dem Außenteil drehmo mentschlüssig zu verbinden. Das Innenteil ist mit zweiten Eingangsseite und das Au ßenteil ist mit dem Turbinenflansch drehfest verbunden. Diese Ausgestaltung eignet sich besonders für eine besonders kompakte Drehmomentübertragung mit integrier tem Freilauf.
In einerweiteren Ausführungsform weist die Drehmomentübertragungseinrichtung ei ne Tilgereinrichtung auf. Die Tilgereinrichtung ist in dem Drehmomentfluss des ersten Drehmoments zwischen der Überbrückungskupplung und der zweiten Eingangsseite- angeordnet und ausgebildet, zumindest teilweise eine Drehungleichförmigkeit des ers ten Drehmoments zu tilgen. Die Tilgereinrichtung wird dann aktiv, wenn der hydrody namische Wandler überbrückt ist und die Überbrückungskupplung geschlossen ist.
Bei geöffneter Überbrückungskupplung ist die Tilgereinrichtung im Wesentlichen de aktiviert. Die Tilgereinrichtung kann beispielsweise ein Torsionsdämpfer sein, der di rekt in den Drehmomentfluss eingekoppelt ist. Auch kann die Tilgereinrichtung ein Fliehkraftpendel aufweisen, wobei in diesem Fall in den Drehmomentfluss zwischen der Überbrückungskupplung und der zweiten Eingangsseite nur ein Pendelflansch des Fliehkraftpendels, an dem eine Pendelmasse zum Pendeln entlang einer Pendelbahn befestigt ist, eingekoppelt ist.
Eine besonders axial und radial kompakte Drehmomentübertragungseinrichtung kann dann bereitgestellt werden, wenn der Freilauf zumindest abschnittsweise eine radiale Überdeckung mit der Tilgereinrichtung aufweist. Vorzugsweise ist der Freilauf radial innenseitig zu der Tilgereinrichtung angeordnet.
Ferner ist von Vorteil, wenn das Innenteil drehfest mit einer Nabe der Drehmomen- tübertagungseinrichtung verbunden ist, wobei die Nabe zur Aufnahme und Bereitstel lung einer Drehmomentübertragung zu einer Getriebeeingangswelle einer Überset zungseinrichtung ausgebildet, wobei die Tilgereinrichtung ein Eingangsteil, ein Aus gangsteil und ein Energiespeicherelement aufweist, wobei das Eingangsteil gegen die Wirkung des Energiespeicherelement gegenüber dem Ausgangsteil verdrehbar ist, wobei an der Nabe das Ausgangsteil drehfest befestigt ist.
Ein verbesserter Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug kann dadurch bereitgestellt wer den, dass der Antriebsstrang die oben beschriebene Drehmomentübertragungsein richtung, eine Brennkraftmaschine und eine elektrische Maschine aufweist. Die Brennkraftmaschine ist mit der ersten Eingangsseite drehmomentschlüssig verbun den. Die elektrische Maschine ist mit der zweiten Eingangsseite drehmomentschlüssig verbunden. In einem Betriebszustand des Antriebsstrangs die Brennkraftmaschine deaktiviert. Die elektrische Maschine stellt das zweite Drehmoment an der zweiten Eingangsseite bereit. Die Überbrückungskupplung ist geöffnet. Der Freilauf ist in den zweiten Freilauf-Betriebszustand betrieben, sodass eine Übertragung des zweiten Drehmoments von der zweiten Eingangsseite in den hydrodynamischen Wandler durch den Freilauf im Wesentlichen unterbrochen ist.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass im rein elektrischen Betrieb des Antriebs strangs, das heißt wenn nur ausschließlich die elektrische Maschine aktiviert ist und die Brennkraftmaschine deaktiviert ist, ein Pumpbetrieb des Turbinenrads gegenüber dem stillstehenden Pumpenrad durch den Freilauf im zweiten Freilauf-Betriebszustand verhindert wird. Dadurch kann die elektrische Maschine besonders klein und kosten günstig ausgebildet sein und gleichzeitig kann einem Fahrzeugnutzer der Komfort ei nes hydrodynamischen Wandlers im Betrieb der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden.
In einem weiteren Betriebsbetriebszustand des Antriebsstrangs ist die Brennkraftma schine aktiviert und stellt das erste Drehmoment an der ersten Eingangsseite bereit. Die elektrische Maschine stellt das zweite Drehmoment an der zweiten Eingangsseite bereit oder ist in einen generatorischen Betrieb geschalten oder ist deaktiviert. Der Freilauf ist in den ersten Freilauf-Betriebszustand geschalten und verbindet den hyd rodynamischen Wandler drehmomentschlüssigmit der zweiten Eingangsseite, sodass die Drehmomentübertragung über den hydrodynamischen Wandler und den Freilauf hin in Richtung der zweiten Eingangsseite von der ersten Eingangsseite her erfolgt.
In einem Verfahren zum Betrieb der oben beschriebenen Drehmomentübertragungs einrichtung wird das zweite Drehmoment über die zweite Eingangsseite in die Dreh momentübertragungseinrichtung eingeleitet, wobei die erste Eingangsseite mit einer Differenzdrehzahl zu der zweiten Eingangsseite betrieben wird, wobei die Überbrü ckungskupplung geöffnet ist, wobei die Differenzdrehzahl kleiner einer vordefinierten Drehzahl ist, wobei der Freilauf in dem zweiten Freilauf-Betriebszustand betrieben wird und eine Drehmomentübertragung des zweiten Drehmoments von der zweiten Eingangsseite an den hydrodynamischen Wandler zumindest teilweise unterbricht, wobei das zweite Drehmoment im Wesentlichen an die Ausgangsseite übertragen wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs; und
Figur 2 einen Flalblängsschnitt durch den in Figur 1 gezeigten Antriebsstrang.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs 10 eines Kraftfahr zeugs.
Der Antriebsstrang 10 ist beispielhaft als Flybridantriebsstrang ausgebildet und weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 15, eine als erster Antriebsmotor ausgebil dete Brennkraftmaschine 20 und eine als zweiten Antriebsmotor ausgebildete elektri sche Maschine 25 auf. Die Brennkraftmaschine 20 kann als Hubkolbenmotor ausge bildet sein. Ferner kann der Antriebsstrang eine Übersetzungseinrichtung 30 aufwei sen. Die Übersetzungseinrichtung 30 kann als Schaltautomat oder als CVT-Getriebe ausgebildet sein.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 15 weist eine erste Eingangsseite 35, eine zweite Eingangsseite 40 und eine Ausgangsseite 45 auf. In Figur 1 sind mittels Rechtecke um eine Drehachse 50 der Drehmomentübertragungseinrichtung 15 rotie rende Massen symbolisch dargestellt. Mittels durchgezogener Linien wird eine (steife) Drehmomentübertragung beispielsweise mittels Wellen oder Flansche symbolisch dargestellt.
Die erste Eingangsseite 35 ist beispielhaft drehfest mit einer Kurbelwelle 51 der Brennkraftmaschine 20 verbunden. Die erste Brennkraftmaschine 20 ist ausgebildet, bei Aktivierung ein erstes Drehmoment M1 bereitzustellen. Die erste Brennkraftma schine 20 wird mit einer ersten Drehzahl n1 betrieben.
Die zweite Eingangsseite 40 ist drehtest mit einem Rotor 55 der elektrischen Maschi ne 25 verbunden sein. Der Rotor 55 wird von einem Stator 60 umgriffen, der ortsfest in dem Antriebsstrang 15 angeordnet ist. Die elektrische Maschine 25 kann beispiels weise als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet sein. Der Stator 60 kann Wick lungen aufweisen, die bei Aktivierung derart bestromt werden, dass der Rotor 55 ein zweites Drehmoment M2 bereitstellt. Der Rotor 55 rotiert im Betrieb mit einer zweiten Drehzahl n2.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 15 weist eine ersten Drehmomentübertra gungspfad 90 und eine zweiten Drehmomentübertragungspfad 95 auf.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 15 weist ferner einen hydrodynamischen Wandler 65, eine Wandlerüberbrückungskupplung 70 und einen Freilauf 75 auf. Zu sätzlich kann die Drehmomentübertragungseinrichtung 15 eine Tilgereinrichtung 80, insbesondere einen Torsionsdämpfer 85 aufweisen.
In einem Drehmomentfluss des ersten Drehmoments M1 von der ersten Eingangssei te 35 hin zu der Ausgangsseite 45 verzweigt sich an einer ersten Verzweigung 115 die Drehmomentübertragung des ersten Drehmoments M1 in den ersten Drehmomen tübertragungspfad 90 und den zweiten Drehmomentübertragungspfad 95. Die erste Verzweigung 115 ist mittels einer ersten Drehmomentübertragung 110 (als durchge zogene Linie in Figur 1 dargestellt) mit der ersten Eingangsseite 115 drehfest verbun den.
Der erste Drehmomentübertragungspfad 90 und der zweite Drehmomentübertra gungspfad 95 verlaufen von der ersten Verzweigung 110 parallel und werden an einer zweiten Verzweigung 120 zusammengefasst. Die zweite Verzweigung ist mittels einer zweiten Drehmomentübertragung 125 mit der zweiten Eingangsseite 40 drehfest ver bunden. Beispielhaft sind in dem ersten Drehmomentübertragungspfad 90 der hydrodynami sche Wandler 65 und der Freilauf 75 angeordnet. In dem zweiten Drehmomentüber tragungspfad 95 sind die Überbrückungskupplung 70 und die Tilgereinrichtung 80, 85 angeordnet.
Der hydrodynamische Wandler 65 weist zumindest ein Pumpenrad 100 und ein Turbi nenrad 105 auf. Das Pumpenrad 100 ist mittels einer dritten Drehmomentübertragung 130 mit einer ersten Verzweigung 115 drehfest verbunden. Ausgangsseitig ist das Turbinenrad 105 mittels einer vierten Drehmomentübertragung 135 mit dem Freilauf 75 verbunden. Ausgangsseitig (bezogen auf die Drehmomentübertragung des ersten Drehmoments von der ersten Eingangsseite 35 zu der Ausgangsseite 45) ist der Frei lauf 75 mittels einer fünften Drehmomentübertragung 140 mit der zweiten Verzwei gung 120 drehfest verbunden.
Die Überbrückungskupplung 70 weist eine Kupplungseingangsseite 145 und eine Kupplungsausgangsseite 150 auf, wobei die Kupplungseingangsseite 145 schaltbar mit der Kupplungsausgangsseite 150 verbindbar ist. Eingangsseitig ist die Kupplungs eingangsseite 145 mittels einer sechsten Drehmomentübertragung 155 mit der ersten Verzweigung 115 verbunden.
Die Tilgereinrichtung 80 kann als Torsionsdämpfer 85 ausgebildet sein. Der Torsions dämpfer weist ein wenigstens ein Energiespeicherelement 160 auf. Das Energiespei cherelement ist in Figur 1 schematisch als Bogenfeder dargestellt. Auch kann das Energiespeicherelement 160 andersartig ausgebildet sein und beispielsweise als Druckfeder ausgebildet sein.
Das Energiespeicherelement 160 ist eingangsseitig mittels einem in Figur 2 darge stelltem Eingangsteil 165 des Torsionsdämpfers 85 mittels einer siebten Drehmomen tübertragung 170 mit der Kupplungsausgangsseite 150 drehfest verbunden. Aus gangsseitig ist das Energiespeicherelement 160 mittels einem in Figur 2 dargestelltem Ausgangsteil 175 des Torsionsdämpfers 85 und einer daran anschließenden achten Drehmomentübertragung 180 mit der zweiten Verzweigung 120 drehtest verbunden.
Die zweite Eingangsseite 40 ist mittels einer neunten Drehmomentübertragung 185 mit der Ausgangsseite 45 drehtest verbunden.
Der Antriebsstrang 10 weist mehrere unterschiedliche Betriebszustände auf, auf die im Folgenden eingegangen wird. Die Betriebszustände betreffen soweit nicht anders erwähnt nur eine Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs, mit der das Kraftfahrzeug in Fahrt richtung überwiegend bewegt wird.
In einem ersten Betriebszustand ist die Brennkraftmaschine 20 aktiviert und stellt das erste Drehmoment M1 mit der ersten Drehzahl n1 bereit. Der erste Betriebszustand wird im Wesentlichen beim Anfahren des Kraftfahrzeugs durchgeführt.
Das erste Drehmoment M1 wird mit der ersten Drehzahl n1 in die erste Eingangsseite 35 eingeleitet. Im ersten Betriebszustand fährt das Kraftfahrzeug an und die Überbrü ckungskupplung 70 ist geöffnet. Das erste Drehmoment M1 wird über die erste Dreh momentübertragung 110 an die erste Verzweigung 115 übertragen. Durch die geöff nete Überbrückungskupplung 145 wird das erste Drehmoment M1 im ersten Betriebs zustand im Wesentlichen über den ersten Drehmomentübertragungspfad 90 an die zweite Verzweigung 120 übertragen. Dabei wird das erste Drehmoment M1 über das Pumpenrad 100 und das Turbinenrad 105 mittels einer in Figur 1 nicht dargestellten Wandlerflüssigkeit übertragen. Dabei kann eine Momentenüberhöhung des ersten Drehmoments M1 an dem Turbinenrad 105 auftreten, sodass das Turbinenrad 105 ein überhöhtes erstes Drehmoment M1 U mit der zweiten Drehzahl n2 bereitstellt. Im ers ten Betriebszustand weist die erste Eingangsseite 35 zu der zweiten Eingangsseite 40 eine Drehzahldifferenz An zwischen der ersten Drehzahl n1 zu der zweiten Drehzahl n2 auf. Die Drehzahldifferenz An ist im ersten Betriebszustand positiv.
Der Freilauf 75 ist so ausgebildet, dass er bei Unterschreiten einer vordefinierten Drehzahldifferenz nv von dem ersten Freilauf-Betriebszustand, in dem der Freilauf 75 die vierte Drehmomentübertragung 135 mit der fünften Drehmomentübertragung 140 und somit das Turbinenrad 105 mit der zweiten Eingangsseite 40 verbindet, in einen zweiten Freilauf-Betriebszustand wechselt. Im zweiten Freilauf-Betriebszustand ist die vierte Drehmomentübertragung 135 von der fünften Drehmomentübertragung 140 entkoppelt. Die vordefinierte Drehzahldifferenz nv kann beispielsweise 0 sein oder ei nen negativen Wert in einem Bereich von 0 bis ausschließlich einer maximalen zwei ten Drehzahl n2. Im idealisierten (reibungsfrei betrachteten) Zustand des Freilaufs 75 die beispielsweide die vordefinierte Drehzahl nv = 0.
Bei einer positiven Drehzahldifferenz Dh ist die vordefinierte Drehzahldifferenz nv nicht unterschritten, sodass der Freilauf 75 drehmomentübertragend ausgebildet ist und das Turbinenrad 105 drehfest mit der fünften Drehmomentübertragung 140 zur Übertragung des überhöhten ersten Moments M1U verbunden ist.
Das erste Drehmoment M1 wird von der zweiten Verzweigung 120 über die zweite Drehmomentübertragung 125 an die zweite Eingangsseite 40 und von der zweiten Eingangsseite 40 über die neunte Drehmomentübertagung 185 an die Ausgangsseite 45 zum Antrieb der Übersetzungseinrichtung 30 übertragen. Die zweite Eingangsseite 40 rotiert dabei mit der zweiten Drehzahl n2, die geringer ist als die erste Drehzahl n1. Im ersten Betriebszustand ist die elektrische Maschine 25 deaktiviert und stellt kein zweites Drehmoment M2 bereit. Auch ist die elektrische Maschine 25 nicht in den ge neratorischen Betrieb geschaltet. An der Ausgangsseite 45 liegt im reibungsfrei be trachteten Idealfall das erste überhöhte Moment M1U an.
In einem zweiten Betriebszustand des Antriebsstrangs 10, bei dem das Kraftfahrzeug in rein elektrischer Fahrt betrieben wird, ist die elektrische Maschine 25 aktiviert und stellt am Rotor 55 durch die Bestromung des Stators 60 mittels elektrischer Energie aus einem elektrischen Energiespeicher oder einem elektrischen Versorgungsnetz, beispielsweise einer Oberleitung, das zweite Drehmoment M2 bereit. Die zweite Ein gangsseite 40 rotiert dabei mit der zweiten Drehzahl n2. In dem zweiten Betriebszu stand des Antriebsstrangs 10 kann das Kraftfahrzeug 10 angefahren werden, d.h. dass zu Beginn des zweiten Betriebszustands des Antriebsstrangs 10 die zweite Ein gangsseite 40 steht und die zweite Drehzahl n2=0 ist.
Ferner ist im zweiten Betriebszustand die Brennkraftmaschine 20 deaktiviert (n1 =0). Die Überbrückungskupplung 70 ist geöffnet. Bei Fahrt des Kraftfahrzeugs ist somit die zweite Drehzahl n2 an der zweiten Eingangsseite größer als die erste Drehzahl n1 .
Die Drehzahldifferenz Dh = n1- n2 ist negativ und die vordefinierte Drehzahldifferenz nv ist unterschritten, sodass der Freilauf 75 in dem zweiten Freilauf-Betriebszustand betrieben wird. Der Freilauf 75 entkoppelt im zweiten Freilauf-Betriebszustand das Turbinenrad 105 bzw. die vierte Drehmomentübertagung 135 von der fünften Dreh momentübertragung 140. Dadurch steht der hydrodynamische Wandler im Wesentli chen still, sodass ein Schleppmoment für die elektrische Maschine 25 im Wesentli chen stark reduziert ist. Ferner wird unnötige Erwärmung der Wandlerflüssigkeit im hydrodynamischen Wandler 65 verhindert.
Der zweite Betriebszustand eignet sich auch für eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahr zeugs, insbesondere wenn die Übersetzungseinrichtung 30 keinen Rückwärtsgang aufweist. Durch die Entkopplung des Turbinenrads 105 von der zweiten Eingangsseite kann dadurch die elektrische Maschine 25 die Ausgangsseite 45 mit einer umgekehr ten Drehrichtung zu der Drehrichtung der ersten Eingangsseite 35 antreiben. Dadurch kann die Übersetzungseinrichtung 30 besonders einfach und kostengünstig ausgebil det sein.
Ferner kann im zweiten Betriebszustand die Brennkraftmaschine 20 aktiviert sein. Die Brennkraftmaschine 20 treibt die erste Eingangsseite 35 mit der ersten Drehzahl n1 an. Die erste Drehzahl n1 ist dabei geringer als die zweite Drehzahl n2, sodass die Differenzdrehzahl An negativ ist und die vordefinierte Drehzahldifferenz nv unterschrit ten ist. Dadurch wird der Freilauf 75 im ersten Freilauf-Betriebszustand betrieben und der Freilauf 75 entkoppelt das Turbinenrad 105 von der vierten Drehmomentübertra gung und verhindert, dass ein Teil des zweiten Drehmoments M2 in Richtung des hyd rodynamischen Wandlers 65 anstatt an die Ausgangsseite 45 übertragen wird. In die- ser Betriebsart kann beispielsweise die Brennkraftmaschine 20 Zusatzaggregate des Kraftfahrzeugs, beispielweise eine Klimaanlage, antreiben.
In einem dritten Betriebszustand des Antriebsstrangs 10 wird der Antriebsstrang 10 überbrückten Zustand betrieben. Im überbrückten Zustand ist die Überbrückungs kupplung 70 geschlossen, sodass die Kupplungseingangsseite 145 mit der Kupp lungsausgangsseite 150 drehmomentschlüssig, vorzugsweise drehfest verbunden ist. Durch das Schließen der Überbrückungskupplung 70 ist der hydrodynamische Wand ler 65 deaktiviert, sodass das Pumpenrad 100 die gleiche Drehzahl aufweist wie das Turbinenrad 105. Ferner wird im dritten Betriebszustand der Verbrennungsmotor 20 aktiviert und stellt das erste Drehmoment M1 mit der ersten Drehzahl n1 bereit. Das erste Drehmoment M1 wird über die erste Drehmomentübertragung 110 und die erste Verzweigung 115 auf den zweiten Drehmomentübertragungspfad 95 übertragen. Eine Drehmomentübertragung über den ersten Drehmomentübertragungspfad 90 erfolgt im Wesentlichen nicht. Das erste Drehmoment M1 wird von der ersten Verzweigung 115 an über die sechste Drehmomentübertragung 155 an die Kupplungseingangsseite 145 übertragen. Die geschlossene Überbrückungskupplung 70 überträgt das erste Dreh moment M1 an die siebte Drehmomentübertragung 170. Das erste Drehmoment M1 wird in den Torsionsdämpfer 85 eingeleitet, der mittels des Energiespeicherelements 160 Drehungleichförmigkeiten im ersten Drehmoment M1 tilgt. Ausgangsseitig ist dadurch das erste Drehmoment M1 glatter als eingangsseitig des Torsionsdämpfers 85 und wird über die achte Drehmomentübertragung 180 an die zweite Verzweigung 120 übertragen. Von der zweiten Verzweigung 120 wird das erste Drehmoment M1 über die zweite Drehmomentübertragung 125 an die zweite Eingangsseite 40 übertra gen. Im dritten Betriebszustand des Antriebsstrangs 10 ist die elektrische Maschine 25 deaktiviert, sodass die zweite Eingangsseite 40 mit der zweiten Drehzahl n2 rotiert, wobei die zweite Drehzahl n2 gleich der ersten Drehzahl n1 ist. Das erste Drehmo ment M1 wird von der zweiten Eingangsseite 40 über die neunte Drehmomentübertra gung 185 an die Ausgangsseite 45 übertragen. Von der Ausgangsseite 45 wird das erste Drehmoment M1 in die Übersetzungseinrichtung 30 eingeleitet. Durch die Drehzahlgleichheit der ersten Eingangsseite 35 und der zweiten Eingangs seite 40 ist der Freilauf 75 eingekoppelt, sodass das Pumpenrad 100 mit der Drehzahl des Turbinenrads 105 rotiert. Dadurch werden zusätzliche Schleppverluste innerhalb des hydrodynamischen Wandlers 65 im dritten Betriebszustand vermieden. Im dritten Betriebszustand ist somit die Drehzahldifferenz Dh zwischen der ersten Drehzahl n1 und der zweiten Drehzahl n2 gleich Null. In diesem Fall ist die vordefinierte Drehzahl nv durch die Drehzahldifferenz Dh nicht unterschritten, sondern gleich der vordefinier ten Drehzahl nv.
Auch könnte der Freilauf 75 statt wie oben beschrieben im ersten Freilauf- Betriebszustand in dem zweiten Freilaufbetriebszustand betrieben werden, sodass das Turbinenrad 105 von der zweiten Eingangsseite 40 entkoppelt ist. In diesem Be triebszustand wird dann das Turbinenrad 105 durch das Pumpenrad 100 mitge schleppt.
In einem vierten Betriebszustand des Antriebsstrangs 10 ist die elektrische Maschine 25 in einen generatorischen Betrieb geschaltet. Ansonsten entspricht der vierte Be triebszustand dem dritten Betriebszustand, wobei jedoch das an der Ausgangsseite 45 anliegende an die Übersetzungseinrichtung 30 übertragene Drehmoment um das zweite Drehmoment M2 mit der die elektrische Maschine 25 elektrische Energie im generatorischen Betrieb reduziert ist. Das zweite Drehmoment M2 wirkt somit gegen das erste Drehmoment M1 an der zweiten Eingangsseite 40. In diesem Fall treibt die Brennkraftmaschine 20 mit dem ersten Drehmoment M1 sowohl die elektrische Ma schine 25 als auch die Übersetzungseinrichtung 30 an. Durch den generatorischen Betrieb kann der elektrische Energiespeicher geladen werden.
In einem fünften Betriebszustand, der im Wesentlichen dem dritten Betriebszustand entspricht, wird die Übersetzungseinrichtung 30 sowohl von der Brennkraftmaschine 20 als auch von der elektrischen Maschine 25 angetrieben, sodass (im Wesentlichen abzüglich Reibungsverlusten innerhalb der Drehmomentübertragungseinrichtung 15 beiden in gleicher Richtung wirkenden Drehmomenten M1 und M2 an der Ausgangs seite 45 anliegen. Figur 2 zeigt einen Halblängsschnitt durch die in Figur 1 gezeigte Drehmomentüber tragungseinrichtung 15.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 15 ist in Figur 2 in einer beispielhaften Aus gestaltung ausgebildet. Auch eine andere Ausgestaltung der Drehmomentübertra gungseinrichtung 15 wäre denkbar.
In Figur 2 ist linksseitig die erste Eingangsseite 35 dargestellt. Die erste Eingangsseite 35 ist flanschartig ausgebildet. Die erste Eingangsseite 35 kann mittels einer form schlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung 190 mit einem Kurbelwellenflansch einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 20 verbunden sein.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 15 weist ferner ein Gehäuse 195 auf. Das Gehäuse 195 ist linksseitig mit der ersten Eingangsseite 35 drehfest verbunden. Das Gehäuse 195 begrenzt einen Gehäuseinnenraum 200, wobei der Gehäuseinnenraum 200 zumindest teilweise mit einer Wandlerflüssigkeit 205 befüllt ist. In dem Gehäuse innenraum 200 sind neben dem hydrodynamischen Wandler 65 auch der Freilauf 75, der Torsionsdämpfer 85 sowie die Überbrückungskupplung 70 angeordnet.
Das Gehäuse 195 verbindet drehfest die erste Eingangsseite 35 mit dem Pumpenrad 100. Dabei bildet das Gehäuse 195 sowohl die erste Drehmomentübertragung 110 als auch die erste Verzweigung 115 und die dritte Drehmomentübertragung 130 aus.
Das Pumpenrad 100 ist in Figur 2 beispielhaft auf einer zur ersten Eingangsseite 35 abgewandten Axialseite angeordnet. In Axialrichtung bezogen auf die Drehachse 50 ist gegenüberliegend zum Pumpenrad 100 das Turbinenrad 105 angeordnet. Das Turbinenrad 105 weist einen Turbinenflansch 210 auf. Axial zwischen dem Pumpen rad 100 und dem Turbinenrad 105 ist radial innenseitig beispielhaft ein Leitrad 215 angeordnet. Das Leitrad 215 ist auf einem Gehäusestutzen 220 des Gehäuses 195 gelagert und stützt sich an dem Gehäusestutzen 220 ab. Zusätzlich kann zwischen dem Gehäusestutzen 220 des Gehäuses 195 und dem Leitrad 215 ein weiterer Freilauf 225 angeordnet sein. Der weitere Freilauf 225 stützt sich dabei radial innenseitig auf den Gehäusestutzen 220, und radial außenseitig ist der weitere Freilauf 225 mit dem Leitrad 215 verbunden. In Axialrichtung ist mittels ei ner ersten Lageranordnung 226 das Pumpenrad 100 an dem Leitrad 215 in Axialrich tung gelagert.
Der Freilauf 75 ist radial innenseitig zu dem Turbinenrad 105 angeordnet. Der Freilauf 75 weist ein Außenteil 230 und wenigstens ein Innenteil 235 auf, wobei das Innenteil 235 mit einer Nabe 239 verbunden ist. Die Nabe 239 und das Innenteil 235 können einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sein. An das Innenteil 235 stützt sich mittels einer zweiten Lageranordnung 245 das Leitrad 215 in Axialrichtung ab. Das Außenteil 230 und das Innenteil 235 begrenzen einen Radialspalt. In dem Radialspalt ist wenigstens ein, vorzugsweise mehrere, Sperrkörper 240 angeordnet. Von beson derem Vorteil ist es, wenn der Freilauf 75 als Rollen-Freilauf, Klemmkörper-Freilauf, Schlingenfederkupplung oder selbstsynchronisierende Schaltkupplung ausgebildet ist. In der Ausführungsform sind die Sperrkörper 240 beispielsweise als Klemmkörper ausgebildet.
Radial innenseitig zu dem Sperrkörper 240 ist das Innenteil 235 mittels einer ersten Nietverbindung 250 beispielhaft mit dem Ausgangsteil 175 verbunden. Das Ausgangs teil 175 bildet somit die achte Drehmomentübertragung 180 aus, und die erste Niet verbindung 250 bildet die zweite Verzweigung 120 aus.
Das Energiespeicherelement 160 ist radial außenseitig zu dem Freilauf 75 angeordnet und ist beispielhaft radial überlappend zu dem Freilauf 75 ausgebildet. Dabei wird un ter einer radialen Überlappung verstanden, dass bei einer Projektion zweier Kompo nenten, beispielsweise des Energiespeicherelements 160 und des Freilaufs 75 in ra dialer Richtung in eine Projektionsebene, in der die Drehachse 50 verläuft, sich die beiden Komponenten, beispielsweise der Freilauf 75 und das Energiespeicherelement 160 in der Projektionsebene überdecken. Das Ausgangsteil 175 und das Eingangsteil 165 übernehmen ferner eine Retainer- Funktion zur Fixierung des Energiespeicherelements 160. Das Eingangsteil 165 ist von radial außen nach radial innen geführt und endet radial innen etwa auf Flöhe des Innenteils 235 des Freilaufs 75.
Auf radialer Flöhe des Sperrkörpers 240 ist das Eingangsteil 165 mit einem Innenlam ellenträger 255 mittels einer zweiten Nietverbindung 259 verbunden. Sowohl der In nenlamellenträger 255 als auch das Eingangsteil 165 bilden zusammen mit der zwei ten Nietverbindung 259 die siebte Drehmomentübertragung 170 aus. Ferner bildet der Innenlamellenträger 255 die Kupplungsausgangsseite 150 aus.
Die Überbrückungskupplung 70 weist ferner ein Reibpaket 260 und einen Außenlam ellenträger 265 auf, wobei der Außenlamellenträger 265 radial außenseitig zu dem In nenlamellenträger 255 angeordnet ist. Der Außenlamellenträger 265 bildet mit dem Innenlamellenträger 255 einen weiteren Radialspalt aus, wobei in dem weiteren Radi alspalt das Reibpaket 260 angeordnet ist. Der Außenlamellenträger 265 bildet dabei die Kupplungseingangsseite 145 der Überbrückungskupplung 70 aus und ist stirnsei tig mit dem Gehäuse 195 verbunden, beispielsweise angeschweißt.
Zur Schaltung der Überbrückungskupplung 70 weist die Überbrückungskupplung 70 einen Druckraum 270 und einen Druckkolben 275 auf, wobei der Druckraum 270 auf einer Seite durch das Gehäuse 195 und durch den Druckkolben 275 gegenüberlie gend zum Gehäuse 195 begrenzt wird. Radial außenseitig wird der Druckraum 270 durch den Außenlamellenträger 265 begrenzt. Der Druckkolben 275 ist in axialer Rich tung verschiebbar, wobei der Druckkolben 275 an dem Reibpaket 260 anliegen kann. In der Ausführungsform ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 15 als Dreika nalwandler ausgebildet, das heißt, dass für die Ansteuerung der Überbrückungskupp lung 70 ein separater Druckkanal 280 vorgesehen ist. Über den Druckkanal 280 kann ein Druckfluid 285 druckbeaufschlagt in den Druckraum 270 geführt werden, um eine Betätigungskraft FB in das Reibpaket 260 einzuleiten, um einen Reibschluss in dem Reibpaket 260 zu erzeugen und den Außenlamellenträger 265 mit dem Innenlamel lenträger 255 zu verbinden. Radial innenseitig ist parallel zu der Drehachse 50 als Hohlwelle eine Getriebeein gangswelle 290 angeordnet. Die Getriebeeingangswelle 290 bildet in Figur 2 rechts seitig die Ausgangsseite 45 aus. Ferner bildet die Getriebeeingangswelle 290 die in Figur 1 erläuterte zweite und neunte Drehmomentübertragung 125, 185 aus. Radial außenseitig ist an der Getriebeeingangswelle 290 der Rotor 55 der elektrischen Ma schine 25 befestigt. Beispielhaft ist die elektrische Maschine 25 in Axialrichtung zwi schen der Übersetzungseinrichtung 30 und der Drehmomentübertragungseinrichtung 15 angeordnet. In der Getriebeeingangswelle 290 kann der Druckkanal 280 angeord net sein, um aus der Übersetzungseinrichtung 30 das Druckfluid 285 zur Schaltung der Überbrückungskupplung 70 bereitzustellen. Die Getriebeeingangswelle 290 greift formschlüssig in die Nabe 239 ein und ist über die Nabe 239 drehfest mit dem Innen teil 235 des Freilaufs 75 formschlüssig verbunden.
In Figur 2 ist mittels Pfeilen der erste Betriebszustand symbolisch dargestellt. Im ers ten Betriebszustand wird das erste Drehmoment M1 über die erste Eingangsseite 35 eingeleitet und von der ersten Eingangsseite 35 an das Gehäuse 195 übertragen. Das Gehäuse 195 treibt das Pumpenrad 100 und den Außenlamellenträger 265 an. Die Überbrückungskupplung 70 ist geöffnet. Das Pumpenrad 100 treibt das Turbinenrad 105 über die Wandlerflüssigkeit 205 an, wobei das erste Drehmoment M1 an dem Turbinenrad 105 sich mit dem überhöhten ersten Drehmoment M1U abstützt. Das überhöhte erste Drehmoment M1U wird von dem Turbinenrad 105 am Turbinen flansch 210 über eine dritte Nietverbindung 295 an das Außenteil 230 übertragen. Im ersten Betriebszustand befindet sich der Freilauf 75 im ersten Freilauf- Betriebszustand, sodass der Freilauf 75 eingekoppelt ist und das erste überhöhte Drehmoment M1 U von dem Außenteil 230 über den Sperrkörper 240 an das Innenteil 235 überträgt. Durch den Eingriff der Nabe 241 in die Getriebeeingangswelle 290 wird das überhöhte erste Drehmoment M1U an die Getriebeeingangswelle 290 übertragen.
Im dritten bis fünften Betriebszustand des Antriebsstrangs 10 kann über den Rotor 55 zusätzlich zum übertragenen ersten Drehmoment M1 das zweite in die Getriebeein gangswelle 290 eingeleitet werden in dem dritten bis fünften Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 15 ist das Druckfluid 285 im Druckraum 270 druckbeaufschlagt und drückt gegen den Druckkolben 275 zur Bereitstellung der Betä tigungskraft FB. Die Betätigungskraft FB verspannt das Reibpaket 260 mit einer gegen die Betätigungskraft FB wirkenden Gegenkraft FG, sodass sich ein Reibschluss in dem Reibpaket 260 ausbildet.
Im dritten bis fünften Betriebszustand wird das erste Drehmoment M1 von dem Ge häuse 195 auf den Außenlamellenträger 265 geleitet. Von dort aus wird über den Reibschluss im Reibpaket 260 das erste Drehmoment M1 an den Innenlamellenträger 255 übertragen. Der Innenlamellenträger 255 überträgt das erste Drehmoment M1 über die zweite Nietverbindung 259 an das Eingangsteil 165. Das Eingangsteil 165 ist gegenüber dem Ausgangsteil 175 gegen die Wirkung des Energiespeicherelements 160 verdrehbar angeordnet. Zur Drehmomentübertragung wird das Energiespei cherelement 160, das in der Ausführungsform beispielhaft als Bogenfeder ausgebildet ist, verspannt. Der Torsionsdämpfer 85 tilgt zumindest teilweise die Drehungleichför migkeit im ersten Drehmoment M1. Das erste Drehmoment M1 ist am Ausgangsteil 175 glatter ausgebildet ist als am Eingangsteil 165. Durch die innenseitige Kopplung mittels der ersten Nietverbindung 250 wird das erste Drehmoment M1 in das Innenteil 235 des Freilaufs 75 eingeleitet. Vom Innenteil 235 wird das erste Drehmoment M1 , über die Nabe 241 in die Getriebeeingangswelle 290 übertragen.
Im generatorischen Betrieb wirkt das zweite Drehmoment M2 gegen das erste Dreh moment M1 und reduziert dadurch das erste Drehmoment M1 in seiner Wirkung zu der Ausgangsseite 45. Ist die elektrische Maschine 25 aktiviert und stellt sie das zwei te Drehmoment M2 bereit, das in die gleiche Richtung an der Getriebeeingangswelle 290 wirkt wie das erste Drehmoment M1. Bezugszeichenliste Antriebsstrang Drehmomentübertragungseinrichtung Brennkraftmaschine elektrische Maschine Übersetzungseinrichtung erste Eingangsseite zweite Eingangsseite Ausgangsseite Drehachse Kurbelwelle Rotor Stator hydrodynamischer Wandler Überbrückungskupplung Freilauf Tilgereinrichtung Torsionsdämpfer erster Drehmomentübertragungspfad zweiter Drehmomentübertragungspfad Pumpenrad Turbinenrad erste Drehmomentübertragung erste Verzweigung zweite Verzweigung zweite Drehmomentübertragung dritte Drehmomentübertragung vierte Drehmomentübertragung fünfte Drehmomentübertragung Kupplungseingangsseite Kupplungsausgangsseite sechste Drehmomentübertagung Energiespeicherelement Eingangsteil siebte Drehmomentübertragung Ausgangsteil achte Drehmomentübertragung neunte Drehmomentübertragung Verbindung Gehäuse Gehäuseinnenraum Wandlerflüssigkeit Turbinenflansch Leitrad Gehäusestutzen weiterer Freilauf erste Lageranordnung Außenteil Innenteil Nabe Sperrkörper zweite Lageranordnung erste Nietverbindung Innenlamellenträger zweite Nietverbindung Reibpaket Außenlamellenträger Druckraum Druckkolben Druckkanal Druckfluid Getriebeeingangswelle 295 dritte Nietverbindung Dh Drehzahldifferenz
FB Betätigungskraft M1 erste Drehmomentübertragung M1 U überhöhtes erstes Drehmoment M2 zweite Drehmomentübertragung n1 erste Drehzahl n2 zweite Drehzahl nv vordefinierte Drehzahldifferenz

Claims

Patentansprüche
1. Drehmomentübertragungseinrichtung (15) für einen Antriebsstrang eines Kraft fahrzeugs,
- wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (15) eine um eine Drehach se (50) drehbar gelagerte erste Eingangsseite (35), eine zweite Eingangs seite (40), eine Ausgangsseite (45), einen hydrodynamischen Wandler (65) und eine Überbrückungskupplung (70) aufweist,
- wobei die erste Eingangsseite (35) mit einer Brennkraftmaschine (20), drehmomentschlüssig verbindbar ist und ein erstes Drehmoment (M1) in die erste Eingangsseite (35) einleitbar ist,
- wobei die zweite Eingangsseite (40) mit einer elektrischen Maschine (25) drehmomentschlüssig verbindbar ist und ein zweites Drehmoment (M2) in die zweite Eingangsseite (40) einleitbar ist,
- wobei die Ausgangsseite (45) mit einer Übersetzungseinrichtung (30) dreh momentschlüssig verbindbar ist,
- wobei die Überbrückungskupplung (70) parallel zu dem hydrodynamischen Wandler (65) angeordnet ist,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die Drehmomentübertragungseinrichtung (15) einen Freilauf (75) aufweist,
- wobei der Freilauf (75) dem hydrodynamischen Wandler (65) und die zweite Eingangsseite (40) dem Freilauf (75) in einem Drehmomentfluss des ersten Drehmoments (M1) von der ersten Eingangsseite (35) zu der Ausgangsseite (45) nachgeschaltet sind,
- wobei der Freilauf (75) in einem ersten Freilauf-Betriebszustand und einem zweiten Freilauf-Betriebszustand betreibbar ist,
- wobei der Freilauf (75) ausgebildet ist, in dem ersten Freilauf- Betriebszustand den hydrodynamischen Wandler (65) drehmomentschlüs- sig mit der Ausgangsseite (45) zur Übertragung des ersten Drehmoments (M1) von der ersten Eingangsseite (35) an die Ausgangsseite (45) bei ge öffneter Überbrückungskupplung (70) zu verbinden,
- wobei der Freilauf (75) ausgebildet ist, in dem zweiten Freilauf-
Betriebszustand den hydrodynamischen Wandler (65) von der Ausgangssei te (45) zu entkoppeln, um eine Drehmomentübertragung des zweiten Dreh moments (M2) von der zweiten Eingangsseite (40) in den hydrodynami schen Wandler (65) zumindest teilweise zu unterbinden.
2. Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach Anspruch 1 ,
- wobei die erste Eingangsseite (35) mit einer ersten Drehzahl (n1 ) um die Drehachse (50) rotierbar gelagert ist,
- wobei die zweite Eingangsseite (40) mit zweiten Drehzahl (n2) rotierbar ist,
- wobei die erste Eingangsseite (35) zu der zweiten Eingangsseite (40) eine Differenzdrehzahl (Dh=h1-h2) zueinander aufweisen,
- wobei der Freilauf (75) ausgebildet ist, bei Unterschreiten einer vordefinier ten Drehzahldifferenz (nv) durch die Differenzdrehzahl (Dh=h1-h2) in dem zweiten Freilauf-Betriebszustand und bei Überschreiten der vordefinierten Drehzahldifferenz (nv) durch die Differenzdrehzahl (Dh=h1-h2) in dem ers ten Freilauf-Betriebszustand betrieben zu werden.
3. Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach Anspruch 1 oder 2,
- wobei der Freilauf (75) als ein Rollen-Freilauf, ein Klemmkörper-Freilauf, ei ne Schlingfeder-Kupplung oder als eine selbstsynchronisierende Schalt kupplung ausgebildet ist.
4. Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach Anspruch 2 oder 3, - wobei der hydrodynamische Wandler (65) ein Turbinenrad (105) mit einem Turbinenflansch (210) aufweist,
- wobei der Freilauf (75) ein radial innenseitig angeordnetes Innenteil (235), ein radial außen zum Innenteil (235) angeordnetes Außenteil (230) und we nigstens einen Sperrkörper (240) aufweist,
- wobei das Innenteil (235) und das Außenteil (230) in radialer Richtung einen Ringspalt begrenzen, in dem der Sperrkörper (240) zumindest abschnittwei se angeordnet ist,
- wobei der Sperrkörper (240) ausgebildet ist, in dem zweiten Freilauf- Betriebszustand das Außenteil (230) gegenüber dem Innenteil (235) freizu geben und in dem ersten Freilauf-Betriebszustand das Innenteil (235) mit dem Außenteil (230) drehmomentschlüssig zu verbinden,
- wobei das Innenteil (235) mit der zweiten Eingangsseite (40) und das Au ßenteil (230) mit dem Turbinenflansch (210) drehfest verbunden sind.
5. Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- aufweisend wenigstens eine Tilgereinrichtung (80),
- wobei die Tilgereinrichtung (80) in dem Drehmomentfluss des ersten Dreh moments zwischen der Überbrückungskupplung (70) und der zweiten Ein gangsseite (40) angeordnet ist und ausgebildet ist, zumindest teilweise eine Drehungleichförmigkeit des ersten Drehmoments (M1) zu tilgen.
6. Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach Anspruch 4,
- wobei der Freilauf (75) zumindest abschnittweise eine radiale Überdeckung mit der Tilgereinrichtung (80) aufweist,
- wobei vorzugsweise der Freilauf (75) radial innenseitig zu der Tilgereinrich tung (80) angeordnet ist.
7. Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
- wobei das Innenteil (235) drehtest mit einer Nabe (239) der Drehmomen- tübertagungseinrichtung (15) verbunden ist,
- wobei die Nabe (239) zur Aufnahme und Bereitstellung einer Drehmomen tübertragung zu einer Getriebeeingangswelle (290) einer Übersetzungsein richtung (30) ausgebildet,
- wobei die Tilgereinrichtung (80) ein Eingangsteil (165), ein Ausgangsteil (175) und ein Energiespeicherelement (160) aufweist,
- wobei das Eingangsteil (165) gegen die Wirkung des Energiespeicherele ment (160) gegenüber dem Ausgangsteil (175) verdrehbar ist,
- wobei an der Nabe (239) das Ausgangsteil (175) drehtest befestigt ist.
8. Antriebsstrang (10) für ein Kraftfahrzeug,
- mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach einem der vorher gehenden Ansprüche, einer Brennkraftmaschine (20) und einer elektrischen Maschine (25),
- wobei die Brennkraftmaschine (20) mit der ersten Eingangsseite (35) dreh momentschlüssig verbunden ist,
- wobei die elektrische Maschine (25) mit der zweiten Eingangsseite (40) drehmomentschlüssig verbunden ist.
- wobei in einem Betriebszustand des Antriebsstrangs (10) die Brennkraftma schine (20) deaktiviert ist und die elektrische Maschine (25) das zweite Drehmoment (M2) an der zweiten Eingangsseite (40) bereitstellt,
- wobei die Überbrückungskupplung (70) geöffnet ist,
- wobei der Freilauf (75) in den zweiten Freilauf-Betriebszustand betrieben ist.
9. Antriebsstrang nach Anspruch 8,
- wobei in einem weiteren Betriebsbetriebszustand des Antriebsstrangs (10), die Brennkraftmaschine (20) aktiviert ist und das erste Drehmoment (M1) an der ersten Eingangsseite (35) bereitstellt,
- wobei die elektrische Maschine (25) das zweite Drehmoment (M2) an der zweiten Eingangsseite (40) bereitstellt oder in einen generatorischen Betrieb geschalten ist oder deaktiviert ist,
- wobei der Freilauf (75) in den ersten Freilauf-Betriebszustand betrieben wird und den hydrodynamischen Wandler (65) drehmomentschlüssig mit der zweiten Eingangsseite (40) verbindet.
10. Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
- wobei das zweite Drehmoment (M2) über die zweite Eingangsseite (40) in die Drehmomentübertragungseinrichtung (15) eingeleitet wird,
- wobei die erste Eingangsseite (35) mit einer Differenzdrehzahl (An) zu der zweiten Eingangsseite (40) betrieben wird,
- wobei die Differenzdrehzahl (An) kleiner als eine vordefinierte Differenz drehzahl (nv) zu,
- wobei die Überbrückungskupplung (70) geöffnet ist,
- wobei der Freilauf (75) in dem zweiten Freilauf-Betriebszustand betrieben wird und eine Drehmomentübertragung des zweiten Drehmoments (M2) von der zweiten Eingangsseite (40) an den hydrodynamischen Wandler (65) zumindest teilweise unterbricht,
- wobei das zweite Drehmoment (M2) im Wesentlichen an die Ausgangsseite (45) übertragen wird.
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