WO2010007123A1 - Rotorträger einer elektrischen maschine eines hybridantriebsstrangs eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Rotorträger einer elektrischen maschine eines hybridantriebsstrangs eines kraftfahrzeugs Download PDF

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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a rotor carrier of an electric machine of a hybrid drive train of a motor vehicle, the rotor of which is connected to the ring gear of a planetary gear serving as Summ istsgethebe, which is connected to the transmission input or detachably connectable.
  • hybrid vehicles comprising a hybrid transmission comprising a base transmission and a hybrid assembly, wherein the hybrid assembly generally replaces a hydrodynamic torque converter.
  • the hybrid assembly generally replaces a hydrodynamic torque converter.
  • they comprise at least one electric motor or one electrical machine, which can be operated by a motor or generator depending on the operating state.
  • a generator is driven by the internal combustion engine, with the generator supplying electric power to the electric motor driving the wheels.
  • parallel hybrid vehicles are known in which an addition of the torques of the internal combustion engine and at least one connectable to the internal combustion engine electric machine is preferably carried out by means of a Summ istsgethebes, for example by means of a planetary gear.
  • the at least one electric machine can be connected to the belt drive or to the crankshaft of the internal combustion engine.
  • the torques generated by the internal combustion engine and / or the at least one electric machine are transmitted to the driven axle via a downstream transmission.
  • Hybrid powertrains are known from the prior art, in which the transmission input shaft by means of a multi-plate clutch with the output of the electric machine or a summation of the hybrid assembly, in which the moments of the electric machine and the engine are summed, is detachably connectable.
  • hybrid powertrains are known in which the internal combustion engine can be decoupled by opening a multi-plate clutch from the electric machine and thus from the drive train, wherein the transmission input by means of another coupling with the output of the electric machine or a summation of the hybrid assembly, in which the moments of the electric machine and the internal combustion engine are summed, can be made releasably connectable.
  • a hybrid drive of a vehicle comprising an internal combustion engine and an electric machine with a rotor, which is connectable via a first clutch to the output shaft of the internal combustion engine and via a second clutch to the input shaft of a transmission, wherein the rotor is a component forms a connectable via the first clutch with the flywheel running internal combustion engine flywheel.
  • the rotor is mounted on a component of the flywheel-forming rigid carrier and a pivot bearing on the transmission input shaft.
  • the present invention has for its object to provide a rotor carrier of an electric machine of a hybrid powertrain of a motor vehicle whose rotor is connected to the ring gear of a planetary gear serving as summation gear, which is connected to the transmission input or releasably connectable, by the execution of a space-saving connection of the rotor can be realized with the planetary gear.
  • the magnetically active part of the rotor of the electric machine is mounted on the rotor carrier and guided by it, wherein the rotor carrier is provided with a toothing, which serves as a ring gear of the planetary gear.
  • the connection between the rotor and planetary gear is designed to save space;
  • the hybrid module can replace a hydrodynamic torque converter in a space-neutral manner.
  • the rotor carrier may be constructed in two parts, which z. B. can be done via a Sch spakomplettmaschine. This results in the advantage that the teeth can be produced inexpensively by the division by a broaching process.
  • Figure 1 A schematic view of an embodiment of a hybrid powertrain of a motor vehicle, in which the internal combustion engine by means of a multi-plate clutch of the electric machine and the drive train is decoupled, wherein the electric machine is connected via a planetary gear with the transmission; and
  • Figure 2 A schematic sectional view of the hybrid assembly of the embodiment of Figure 1 to illustrate the embodiment of the rotor carrier according to the invention.
  • the hybrid drive train shown in Figure 1 comprises a base gear 4, which is designed according to the prior art in planetary design and a gear 4 upstream hybrid assembly 3, which has an electric machine 14 with a stator 9 and a rotor 8.
  • the hybrid assembly 3 comprises a multi-plate clutch 6, which removably connects the drive shaft 1 connected to the internal combustion engine with the web of the planetary gear 7 and the transmission 4 serving as Sum istsgethebe for the moments of the internal combustion engine and the electric machine 14.
  • the rotor 8 of the electric machine 14 is constantly connected to the ring gear 15 of the planetary gear 7.
  • the output shaft of the transmission 4 is denoted by 2; it can be connected to the driven vehicle axle, for example by means of a propeller shaft.
  • a torsion damper 5 is arranged in the direction of force flow in front of the clutch 6.
  • a retarder is provided, which is provided in Figure 1 by the reference numeral 13.
  • the transmission input shaft of the transmission 4 can be detachably connectable to the output of the planetary gear of the hybrid assembly by means of a further multi-plate clutch.
  • the magnetically active part of the rotor 8 of the electric machine 14 is on the rotor carrier 10 attached and guided by him;
  • the rotor carrier 10 is provided with a toothing 1 1, which serves as a ring gear 15 of the planetary gear 7.
  • the rotor arm 10 is constructed in two parts, with 12 being the transition from one part to the other part.
  • the teeth 1 1 of the rotor carrier can be produced inexpensively by a clearing process in a simple manner.

Abstract

Es wird ein Rotorträger (10) einer elektrischen Maschine (14) eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, deren Rotor (8) mit dem Hohlrad (15) eines als Summierungsgetriebe dienenden Planetengetriebes (7) verbunden ist, welches mit dem Getriebeeingang verbunden oder lösbar verbindbar ist, bei dem der magnetisch aktive Teil des Rotors (8) der elektrischen Maschine (14) auf dem Rotorträger (10) befestigt und von ihm geführt ist, wobei der Rotorträger (10) mit einer Verzahnung (11) versehen ist, die als Hohlrad (15) des Planetengetriebes (7) dient.

Description

Rotorträqer einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstranqs eines
Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotorträger einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, deren Rotor mit dem Hohlrad eines als Summierungsgethebe dienenden Planetengetriebes verbunden ist, welches mit dem Getriebeeingang verbunden oder lösbar verbindbar ist.
Aus dem Stand der Technik sind Hybridfahrzeuge umfassend ein Hybridgetriebe enthaltend ein Basisgetriebe und eine Hybridbaugruppe bekannt, wobei die Hybridbaugruppe in der Regel einen hydrodynamischen Drehmomentwandler ersetzt. Sie umfassen zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor zumindest einen Elektromotor bzw. eine elektrische Maschine, welche je nach Betriebszustand motorisch oder generatorisch betrieben werden kann. Bei seriellen Hybridfahrzeugen wird ein Generator vom Verbrennungsmotor angetrieben, wobei der Generator den die Räder antreibenden Elektromotor mit elektrischer Energie versorgt.
Des weiteren sind parallele Hybridfahrzeuge bekannt, bei denen eine Addition der Drehmomente des Verbrennungsmotors und zumindest einer mit dem Verbrennungsmotor verbindbaren elektrischen Maschine vorzugsweise mittels eines Summierungsgethebes, beispielsweise mittels eines Planetengetriebes erfolgt. Hierbei ist die zumindest eine elektrische Maschine mit dem Riementrieb oder mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindbar. Die vom Verbrennungsmotor und/oder der zumindest einen elektrischen Maschine erzeugten Drehmomente werden über ein nachgeschaltetes Getriebe an die angetriebene Achse übertragen. Aus dem Stand der Technik sind Hybridantriebsstränge bekannt, bei denen die Getriebeeingangswelle mittels einer Lamellenkupplung mit dem Abtrieb der Elektromaschine bzw. eines Summierungsgetriebes der Hybridbaugruppe, in dem die Momente der Elektromaschine und des Verbrennungsmotors aufsummiert werden, lösbar verbindbar ist.
Ferner sind Hybridantriebsstränge bekannt, bei denen der Verbrennungsmotor durch Öffnen einer Lamellenkupplung von der elektrischen Maschine und somit vom Antriebsstrang abkoppelbar ist, wobei der Getriebeeingang mittels einer weiteren Kupplung mit dem Abtrieb der Elektromaschine bzw. eines Summierungsgetriebes der Hybridbaugruppe, in dem die Momente der Elektromaschine und des Verbrennungsmotors aufsummiert werden, lösbar verbindbar ausgeführt sein kann.
Aus der DE 3737192 A1 ist ein Hybridantrieb eines Fahrzeugs bekannt, enthaltend eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine mit einem Rotor, welcher über eine erste Kupplung mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und über eine zweite Kupplung mit der Eingangswelle eines Getriebes verbindbar ist, wobei der Rotor einen Bestandteil einer über die erste Kupplung mit der schwungradfrei ausgeführten Brennkraftmaschine verbindbaren Schwungmasse bildet. Bei dem bekannten Hybridantrieb ist der Rotor über einen Bestandteil der Schwungmasse bildenden starren Träger und ein Drehlager auf der Getriebeeingangswelle gelagert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotorträger einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, deren Rotor mit dem Hohlrad eines als Summierungsgetriebe dienenden Planetengetriebes verbunden ist, welches mit dem Getriebeeingang verbunden oder lösbar verbindbar ist anzugeben, durch dessen Ausführung eine bauraumsparende Verbindung des Rotors mit den Planetengetriebe realisiert werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, dass der magnetisch aktive Teil des Rotors der elektrischen Maschine auf dem Rotorträger befestigt und von ihm geführt ist, wobei der Rotorträger mit einer Verzahnung versehen ist, die als Hohlrad des Planetengetriebes dient.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption der Integration des Hohlrads des Planetengetriebes in den Rotorträger wird die Verbindung zwischen Rotor und Planetengetriebe bauraumsparend ausgeführt; dadurch kann die Hybridbaugruppe einen hydrodynamischen Drehmomentwandler in bauraumneutraler Weise ersetzen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Rotorträger zweiteilig aufgebaut sein, was z. B. über eine Schweißkomplettierung erfolgen kann. Dies resultiert in dem Vorteil, dass die Verzahnung durch die Teilung durch einen Räumprozess kostengünstig hergestellt werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : Eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei dem der Verbrennungsmotor mittels einer Lamellenkupplung von der elektrischen Maschine und vom Antriebsstrang abkoppelbar ist, wobei die elektrische Maschine über ein Planetengetriebe mit dem Getriebe verbunden ist; und Figur 2: Eine schematische Schnittansicht der Hybridbaugruppe der Ausführungsform nach Figur 1 zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Ausführung des Rotorträgers.
Der in Figur 1 gezeigte Hybridantriebsstrang umfasst ein Basisgetriebe 4, welches gemäß dem Stand der Technik in Planetenbauweise ausgeführt ist und eine dem Getriebe 4 vorgeschaltete Hybridbaugruppe 3, welche eine elektrische Maschine 14 mit einem Stator 9 und einem Rotor 8 aufweist.
Ferner umfasst die Hybridbaugruppe 3 eine Lamellenkupplung 6, welche die mit dem Verbrennungsmotor verbundene Antriebswelle 1 mit dem Steg des als Summierungsgethebe für die Momente des Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschine 14 dienenden Planetengetriebes 7 und dem Getriebe 4 lösbar verbindet.
Bei dem gezeigten Beispiel ist der Rotor 8 der elektrischen Maschine 14 ständig mit dem Hohlrad 15 des Planetengetriebes 7 verbunden. In Figur 1 ist die Abtriebswelle des Getriebes 4 mit 2 bezeichnet; sie kann mit der angetriebenen Fahrzeugachse beispielsweise mittels einer Kardanwelle verbunden sein. Auf der Antriebswelle 1 ist in Kraftflussrichtung vor der Kupplung 6 ein Torsionsdämpfer 5 angeordnet. Ferner ist ein Retarder vorgesehen, welcher in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 13 versehen ist.
Im Rahmen weiterer Ausführungsformen kann die Getriebeeingangswelle des Getriebes 4 mittels einer weiteren Lamellenkupplung mit dem Abtrieb des Planetengetriebes der Hybridbaugruppe lösbar verbindbar sein.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf Figur 2 ist der magnetisch aktive Teil des Rotors 8 der elektrischen Maschine 14 auf dem Rotorträger 10 befestigt und von ihm geführt; zudem ist der Rotorträger 10 mit einer Verzahnung 1 1 versehen, welche als Hohlrad 15 des Planetengetriebes 7 dient.
Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist der Rotorträger 10 zweiteilig aufgebaut, wobei mit 12 der Übergang vom einen Teil zum andern Teil bezeichnet ist. Durch diese Ausgestaltung kann die Verzahnung 1 1 des Rotorträgers durch einen Räumprozess auf einfache Weise kostengünstig hergestellt werden.
Bezuqszeichen
1 Antriebswelle
2 Abtriebswelle
3 Hybridbaugruppe
4 Basisgetriebe
5 Torsionsdämpfer
6 Lamellenkupplung
7 Planetengetriebe
8 Rotor
9 Stator
10 Rotorträger
1 1 Verzahnung
12 Übergang zwischen den Teilen des zweiteilig ausgeführten Rotorträgers
13 Retarder
14 elektrische Maschine
15 Hohlrad

Claims

Patentan sprü ch e
1. Rotorträger (10) einer elektrischen Maschine (14) eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, deren Rotor (8) mit dem Hohlrad (15) eines als Summierungsgethebe dienenden Planetengetriebes (7) verbunden ist, welches mit dem Getriebeeingang verbunden oder lösbar verbindbar ist, dadurch geken n zei ch n et, dass der magnetisch aktive Teil des Rotors (8) der elektrischen Maschine (14) auf dem Rotorträger (10) befestigt und von ihm geführt ist und dass der Rotorträger (10) mit einer Verzahnung (11) versehen ist, die als Hohlrad (15) des Planetengetriebes (7) dient.
2. Rotorträger (10) nach Anspruch 1 , dadurch geken n zei ch n et, dass der Rotorträger (10) zweiteilig aufgebaut ist.
3. Rotorträger (10) nach Anspruch 2, dadurch geken n zei ch n et, dass die Verzahnung (11) des Rotorträgers (10) durch einen Räumprozess herstellbar ist.
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