WO2017140535A1 - Kupplungsanordnung mit schwingungsdämpfer und fahrzeugantriebsstrang - Google Patents

Kupplungsanordnung mit schwingungsdämpfer und fahrzeugantriebsstrang Download PDF

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WO2017140535A1
WO2017140535A1 PCT/EP2017/052654 EP2017052654W WO2017140535A1 WO 2017140535 A1 WO2017140535 A1 WO 2017140535A1 EP 2017052654 W EP2017052654 W EP 2017052654W WO 2017140535 A1 WO2017140535 A1 WO 2017140535A1
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clutch
mass
coupling
spring
crankshaft
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PCT/EP2017/052654
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Armin Hollstein
Thomas Knorr
Stefan Lauer
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Continental Automotive Gmbh
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    • F16D2300/22—Vibration damping

Definitions

  • the clutch assembly described herein and the vehicle powertrain described herein provide for integration of elements of a vibration damper such as a dual mass flywheel within the clutch assembly.
  • the Kupp ⁇ lung arrangement has a first and a second clutch, which realize the usual function of couplings, particularly the controllability of mechanical connections, that torque-transmitting compounds. As a result, the transmitted torques or rotational movements can be controlled.
  • the clutch assembly comprises a spring (in particular a combination of a plurality of springs), which connects elements of the clutches together. This results in a vibration damper, in particular in the sense of a dual mass flywheel. It is the mass of the elements of the couplings used together with the spring to realize a vibration damping. By means of the spring within the clutch assembly, therefore, torsional vibrations can be reduced, which during operation of a
  • a spring combination is referred to as a spring, i. a combination of several spring elements.
  • the spring elements are connected in parallel. Each spring element connects a Einkopplungselement and Zvi ⁇ rule element (as illustrated hereinafter) or the first clutch to the second clutch.
  • a "spring” one or more spring elements are further referred to, in particular extend in the direction of rotation about an axis of rotation of the clutch assembly.
  • This spring or the spring elements can be configured as a spring or spring elements of a dual mass flywheel.
  • the spring is arranged in particular between the first and the second clutch.
  • the spring is arranged (in deviation to spring elements of a dual mass flywheel) between the crankshaft terminal and the output terminal of the Kupp ⁇ lung arrangement.
  • the spring is connected between the first and the second clutch of the clutch assembly (in particular a P2 clutch as explained in more detail below) connected. It is therefore described a clutch assembly with vibration damper.
  • This is intended for use in a drive train of a motor vehicle, in particular in a hybrid drive train, which has an electric drive unit and a drive unit with an internal combustion engine.
  • the clutch assembly is used in a parallel hybrid powertrain.
  • the clutch assembly has two clutches. These clutches are set up, the electric drive unit and the internal combustion engine Coupling drive unit in a parallel manner to an output (or to a transmission of an output).
  • Due to the two clutches can be in addition to a driving condition in which both drive units act on the output, a recuperation, a start state, and possibly other driving conditions such as a sail state, a VM driving state, an e-driving state or a park state.
  • a driving condition in which both drive units act on the output
  • a recuperation in which both drive units act on the output
  • a start state the electric drive unit to the combustion engine drive unit is connected and the drive is decoupled from ⁇ .
  • the output is decoupled and at least one of the drive units is inactive, in particular both drive units.
  • VW stands for "internal combustion engine”
  • the internal combustion engine drive unit is connected to the output, wherein the electric drive unit is inactive.
  • VW stands for "electric machine”
  • the electric An ⁇ drive unit connected to the output.
  • the verbrennungsmo ⁇ toric drive unit here is disconnected and in particular ⁇ sondere inactive.
  • the electric drive unit is in particular ⁇ a special starter generator (with no e-driving state is provided), but can also be realized by means of another electric machine.
  • the burn ⁇ planning engine and the electric drive are inactive.
  • the internal combustion engine Drive unit is realized by means of an internal combustion engine.
  • the terms “coupled”, “disconnected”, “separate”, “ver ⁇ tied” and the like refer to navmomentübertagende compounds unless otherwise indicated.
  • the clutch arrangement has a first clutch and a second clutch.
  • the couplings are connected in series.
  • the clutch assembly has two ports provided for connection to the output (or its transmission) and to the internal combustion engine drive unit (or internal combustion engine, i.e., its crankshaft).
  • a coupling element is provided, which can be considered as a connection in topological terms.
  • the two clutches are controllable, i. their connection state (disconnected / connected) can be adjusted by an external signal (such as a mechanical or electrical signal).
  • the first clutch therefore has a crankshaft connection. Furthermore, the first clutch has a coupling element. The first clutch is arranged to connect (or disconnect) the crankshaft connection controlled with the coupling element.
  • the second clutch has an output connection. Furthermore, the second clutch has an intermediate element. The second clutch is configured to connect the output terminal controlled with the intermediate element.
  • the clutch assembly is equipped with a vibration damper.
  • the vibration damper comprises a spring, which is realized in particular as a combination of several spring.
  • the spring is used for coupling and can be referred to as a coupling spring.
  • the spring connects or couples the intermediate element with the coupling element. In other words, the spring connects or couples the first clutch with the second clutch.
  • the spring connects the sides or elements of the couplings, which are opposite to the terminals. One of these pages is from represented the coupling element.
  • the coupling element is provided on that side of the first coupling to which the spring acts or on which the spring is connected to the second coupling (or its intermediate element).
  • the spring (or the intermediate element and / or bearing points of the intermediate element and / or the coupling element) is / are preferably physically integrated into the coupling arrangement.
  • portions of the inner Einkopplungselements within the outer portion of the Einkopplungselements are inte grated ⁇ . This applies in particular portions of the lung Einkopp ⁇ elements which have a clutch function.
  • portions having coupling functions such as friction pads or jaw portions are physically integrated into the clutch assembly.
  • Portions having coupling functions lie within a circumferential portion (of the coupling member) (ie, within an outer portion of the coupling member configured to receive torque of an electric machine.
  • the spring (in the axial direction of the clutch assembly) is located between the two clutches.
  • the spring may in a recess of the Einkopplungs ⁇ elements are in a recess of the intermediate element or domestic ner Halb both recesses.
  • the recess or the recesses preferably opens or opens in the axial direction.
  • the spring may be circumferentially enclosed by a (circumferential) portion of the coupling element. The spring is thus arranged (completely) within the coupling arrangement.
  • a (peripheral) outer portion of the coupling element in particular a belt running surface (R) or a portion which is part of a rotor of an electric machine, preferably completely (or at least for the most part) surrounds the first clutch and / or the second clutch.
  • a (circumferential) outer portion of the coupling element ⁇ in particular the belt running surface (R) or the Ab ⁇ cut, which is part of a rotor of an electric machine, preferably the intermediate element completely (or at least for the most part).
  • the (circumferential) outer portion of the coupling element in particular the belt running surface (R) or the portion which is part of a rotor of an electric machine, preferably also completely (or at least for the most part) surrounds bearing points of the coupling element and / or of the intermediate element within the coupling arrangement.
  • the spring and, if appropriate, also the intermediate element are located inside the coupling ⁇ arrangement.
  • the spring and further optionally also the intermediate element (fully or partially), and optionally also at least one of the bearing points are in particular reasonable within the flindlichen to ⁇ outer portion of the Einkopplungselelements assigns (ie, in the radial and in the axial direction seen).
  • At least one of these measures can achieve a high degree of physical integration. Furthermore, the said internal parts of the coupling arrangement are protected against external influences.
  • connection or linkage (in particular between the couplings) by means of the spring results in a vibration damper for torque transmission. If the first and second clutches are closed (ie, torque is transferred from the crankshaft connection to the output port), a torque coupled through the crankshaft port is transmitted through the spring.
  • the spring can be connected to the torque be adjusted to achieve a damping effect.
  • the masses of the elements or of the crankshaft terminal may be considered as (part of) the primary and seconding ⁇ därmassen here. These primary and secondary masses together with the spring connecting them form a dual-mass flywheel.
  • the primary mass results essentially from the mass of the crankshaft connection, if necessary including the mass of the crankshaft and the parts attached to it, or including the mass of the coupling element and possibly attached parts. If an additional mass or a part is attached to the crankshaft or to the crankshaft connection and / or to the coupling element of the coupling arrangement, then this is part of the primary mass. By an additional mass, the primary mass can be increased specifically.
  • the secondary mass results essentially from the mass of the intermediate element, including the mass of the output connection and, if necessary, the output. Is a part or an additional mass at the output port or the output or to the interim fixed ⁇ rule element, so this portion of the secondary mass. By an additional mass, the secondary mass can be increased specifically.
  • the crankshaft port or crankshaft may be equipped with an additional flywheel mass.
  • the flywheel mass wheel in particular forms an additional mass, as already mentioned.
  • the flywheel mass (the first clutch) is physically independent of the crankshaft connection or the crankshaft.
  • the flywheel mass wheel is rotatably connected to the crankshaft connection or with the crankshaft.
  • the crankshaft port (or crankshaft) has a portion having a
  • Flywheel mass forms.
  • This section is formed stronger than it requires a maximum load of the clutch assembly.
  • this section extends in radial Direction to achieve a higher moment of inertia than a shaft which is designed only for torque transmission.
  • the radial distance in which the section extends is preferably greater than the radial distance in which the section extends, preferably by at least a factor of 2, 3 or 4. This may also apply to the flywheel mass of the first clutch.
  • the measures referred to in this paragraph relate to a primary mass of a dual mass flywheel.
  • the intermediate member and / or the second clutch coupled thereto may be equipped with an additional flywheel mass.
  • This is in particular Schwungradmassenrad ⁇ sondere an additional mass, as already mentioned.
  • the flywheel mass wheel (on the second clutch) is physically independent of the output connection or of the output (or with respect to an output shaft).
  • the flywheel mass of the second clutch is rotatably connected to the output terminal or to the output or an output shaft.
  • this portion extends in the radial direction to achieve a higher moment of inertia than a shaft which is designed only for torque transmission.
  • the radial distance in which the section extends is preferably greater than the radial distance in which the section extends, preferably by at least a factor of 2, 3 or 4. This may also apply to the flywheel mass of the second clutch.
  • the measures referred to in this paragraph concern a secondary mass of a dual mass flywheel.
  • crankshaft connection or the crankshaft or the coupling element and / or the intermediate element or the Ab ⁇ drive connection or the output shaft are designed according to a maximum ⁇ or standard torque load, which in particular relates to the cross section and can also be an additional mass exhibit.
  • This additional mass is provided by a separate body or by a separate component that is or that is connected to the relevant component.
  • the additional mass is formed by an additional portion of the component in question, which reinforces this beyond the design.
  • the reinforcement ie the design with a larger cross-section, for example in the form of a thickening or a ticket ⁇ benabites, allows an increase in the moment of inertia.
  • the reinforcement is not primarily used to increase the torque capacity, this is just a side effect.
  • an inner portion of the crankshaft terminal or the crankshaft or Einkopplungselements and / or the interim ⁇ rule elements or the output terminal or the output shaft according to a maximum or standard torque load may be adapted during a subsequent thereto portion realizes the additional mass.
  • the additional mass is arranged at a greater radial distance from the axis of rotation of the respective component than the portion or that component which is designed for torque transmission in accordance with a maximum or standard torque load.
  • a base portion is thus designed according to a maximum or standard torque load, and an additional portion is designed according to the realization of a desired primary and secondary mass. The additional portion goes beyond the base (physical) designed according to a maximum or standard torque load.
  • the crankshaft connection, the crankshaft or the coupling element and / or the intermediate element or the output connection and / or the output shaft has an inertia which is at least 20%, 40%, 80% or at least 100%, 150%, 200 % or 300% is greater than the moment of inertia of a corre ⁇ sponding (imaginary) component, which is designed according to a maximum or standard torque load.
  • the crankshaft connection, the coupling element and / or possibly the crankshaft has an inertial moment which is at least 100%, 150%, 200%, 300% or 400% greater than the moment of inertia of a corresponding (imaginary) component, which corresponds to a maximum - or standard torque load is designed.
  • the above interpretation concerns in particular the radius, the Cross-sectional shape and / or the cross-sectional area of the Subject Author ⁇ fenden component.
  • the additional masses or flywheel mass wheels described here are preferably arranged in a coupling housing of the coupling arrangement. Further, the spring is completely within the clutch assembly or completely within one or more elements of the clutch assembly. As a result, the space requirement can be minimized, especially in the axial direction.
  • the spring may in particular be arranged together with the couplings in the same coupling housing.
  • the output terminal may be disposed outside of the coupling element, i.
  • the coupling element can not engage around the output connection, so that the output connection to the coupling element (in particular to the
  • Belt running surface or to the rotor of the electric machine is axially offset.
  • the coupling element may have a belt running surface. This is the case in particular if the coupling arrangement for connection (of the coupling-in element) is designed by means of a belt. For example, if a Rie ⁇ men-starter / generator used as the drive, then the Einkopp ⁇ tion element on a belt running surface or a pulley.
  • the coupling-in element can be set up to connect an integrated start / generator, in particular a belt generator.
  • the coupling element may comprise a portion which is part of a rotor of an electric machine or an electric drive. Is the Kupp ⁇ lung arrangement integrated with the electric drive, the rotor of the electric machine can be regarded as part of the coupling arrangement, since a part of the rotor forms a part of Einkopplungselements. Further, the management Einkopplungsele- can have a portion, which is connected to a fastening element ⁇ which is configured for connection to a rotor of an electrical machine.
  • the belt running surface or the portion which is part of a rotor of an electric machine can largely or completely surround the spring (in particular also the remaining coupling element and / or the intermediate element or bearing points of the coupling element and the intermediate element) embrace.
  • the remaining coupling element is the coupling element minus the belt running surface or minus the section of the rotor or minus the rotor itself.
  • the belt running surface or the portion which is part of a rotor of an electric machine encompasses in the axial direction the remaining coupling element, the spring, the first and / or the remaining second coupling, bearing points of the coupling element and the intermediate element and / or the intermediate element itself largely or completely umfhack ⁇ Lich.
  • the remaining second clutch is the second clutch minus the belt tread less the portion of the rotor or minus the rotor itself.
  • the first clutch and the second clutch may be friction clutches or dog clutches.
  • a control of the electric machine or the electric drive is preferably provided, which can reduce the speed difference within the clutch or clutches substantially to zero, before the clutch or clutches are closed. It is preferably such a synchronization or a synchronizing control connection between the Ansteu ⁇ tion of the electric machine and the control of
  • the first and second clutches may each comprise an actuator. Furthermore, properties of one of the actuators are mentioned, which apply to both actuators.
  • the position of the actuator can be changed.
  • the actuator has a "closed” position and an “open” position. In the “closed” position, the clutch associated with the actuator is closed. In the "open” position, that is the actuator assigned clutch open.
  • the actuator is slidable in an axial direction of the clutch assembly. The two positions are provided at different axial positions. The position of the actuator defines the operating state of the respective clutch.
  • the actuator has springs, in particular leaf springs. These are designed to exert a force in the "closed” position.
  • the actuator may be a mechanical, an electromechanical, a hydraulic or an electro-hydraulic actuator.
  • the actuator of the first clutch and the actuator of the second clutch can each be adjusted independently of the other actuator.
  • the clutch assembly is configured as described herein.
  • the internal combustion engine has a crankshaft. This is (directly) connected to the crankshaft connection of the internal combustion engine.
  • the electric drive is (directly) connected to the coupling element.
  • the output is connected to the output connection.
  • the output may have a transmission, in particular a manual transmission.
  • the crankshaft connection and / or the crankshaft can a
  • flywheel or other additional flywheel mass which is arranged or fixed thereto.
  • the output may have a flywheel or other additional flywheel.
  • the Schwungmassenrad, parts or sections thereof, or the other additional flywheel mass can be located within a lung couplings housing within which the assembly is Kupp ⁇ lung.
  • the internal combustion engine, the starter-generator and the output or its transmission are not arranged within the clutch housing.
  • the vehicle drive train may include a control device that is drivingly connected to the clutch assembly.
  • the control device may also be part of the clutch arrangement.
  • the control device is configured to set the clutch arrangement according to one of the following states of the control device: a start state in which the first clutch is closed and the second clutch is opened; and a driving state in which the first clutch is closed and the second clutch is closed.
  • the internal combustion engine is coupled to the output.
  • the control device may be further configured to adjust the clutch assembly according to one of the following states of the control device: a recuperation state in which the first clutch is opened and the second clutch is closed;
  • the control device can also be set up to set the clutch arrangement to the following state of the control device: a sailing state in which the first and the clutches are open.
  • a sailing state in which the first and the clutches are open.
  • a VM running state the Steue ⁇ approximately device is adapted to its adjustment, both clutches are ge ⁇ closed and the electric drive is inactive or operates as a generator while the engine is running.
  • the VM running state may be regarded as a sub-state of the driving state.
  • E-driving state the setting of which the control device is set up, the first clutch is open and the second clutch is closed.
  • the combustion engine is active or inactive.
  • the electric Drive may be a drive that drives the internal combustion engine (for its start) and / or is adapted to deliver power to the traction ⁇ output to drive the vehicle and / or is arranged to operate as a generator.
  • the electric drive may also be a drive which is directed only at the start of the internal combustion engine and for operating as a generator, a ⁇ . In this case, the electric drive corresponds to a starter generator.
  • the first clutch In an optional E-driving state, the setting of which the control device is set up, the first clutch is open and the second clutch is closed.
  • the internal combustion engine is inactive or active (for example, to generate a vacuum for a brake booster or for safety reasons), while the electric drive is active and generates traction power.
  • the E-driving state may be regarded as a sub-state of the driving state.
  • both clutches are closed and the combustion engine and the electric drive are inactive.
  • the electric drive may be a drive that drives the Ver ⁇ brennungsmotor (for its start) and / or is adapted to deliver power to the traction output for driving the vehicle and / or is arranged to operate as a generator.
  • the electric drive can also be a drive which is set up only to start the internal combustion engine and to operate as a generator. In this case, the electric drive corresponds to a starter generator.
  • Electric drive does not limit the component in question to components which are exclusively designed for driving, but designates one of a plurality of functions, namely that of the drive (ie generation of traction power), wherein the component is preferably also set up for operation as a generator.
  • the first and the second clutch may have damping springs that are seated approximately in friction lining disks of the clutches (designed as friction brakes). The damping springs can dampen the friction lining discs during the engagement process.
  • FIG. 1 serves to explain an exemplary, specific embodiment of the coupling arrangement.
  • FIG. 2 shows a schematic structure for explaining the clutch arrangement and the vehicle drive train.
  • FIG. 1 shows a coupling arrangement.
  • a crankshaft K is connected to a first clutch KO via a crankshaft connection K 'shown schematically.
  • the crankshaft connection K ' leads via a first actuator KOA to a coupling element EK of the first clutch.
  • a first leaf spring B0 (which belongs to the first clutch KO) pushes the crankshaft connection K 'to the coupling element EK.
  • the first leaf spring B0 thereby defines a basic position of the first clutch.
  • a Reibbelagin KOR of the first clutch KO is seen ⁇ between the coupling element EK and the crankshaft port K ' ⁇ .
  • a torque is transmitted via the friction lining KOR from the crankshaft connection K 'to the coupling element EK or not.
  • a damping spring DO is provided which damps the friction lining KOR when engaging.
  • a holder of the friction lining KOR sits on a short shaft, at the end of a rolling bearing at least one radial bearing (or an axial bearing) provides. This storage is initially referred to in topological view as La ⁇ gerstelle.
  • the Einkopplungselement EK has a disk-shaped From ⁇ to cut, to which the friction lining KOR exerts KO force closed the first clutch.
  • This section realizes a coupling function.
  • the crankshaft connection K ' has a disc-shaped section on which the friction lining disc KOR exerts force when the first clutch KO is closed.
  • this section realizes a coupling function. Together with the friction lining KOR these sections form the torque-transmitting components of the first clutch KO. ö
  • the coupling element EK also has a cylindrical portion which serves to connect an electrical machine. Shown is a cylindrical portion as ei ⁇ gen originates component which is fixedly connected to the disc-shaped portion of the coupling element EK.
  • the coupling element EK has a belt running surface R. This is located on an outer side of the cylindrical portion or of the coupling element EK.
  • the cylindrical portion and the disc-shaped portion may also be made in one piece.
  • Another rolling bearing supports an intermediate element Z on a projection of the coupling element EK.
  • the intermediate element Z and an output connection G ' are part of a second clutch K1.
  • This second clutch K1 also comprises a friction lining disk K1R which, together with portions of the intermediate element Z and the output connection G', form the coupling function of the second clutch or can transmit a torque.
  • the friction lining K1R has (as the friction lining KOR) to a damping spring Dl.
  • the Reibbelagassociation K1R is supported via a holder relative to one end of a short shaft of the second clutch.
  • the coupling element EK is supported by a support S (in particular a roller bearing) against the intermediate element Z.
  • This support S acts in particular in the axial direction of the Kupp ⁇ lung arrangement.
  • this has a cylindrical portion on. This cylindrical portion is surrounded by the cylindrical portion of the coupling element.
  • This rolling bearing or storage is initially referred to in topological view as a bearing.
  • the second clutch K1 has an actuator K1A which can be displaced axially and whose position defines whether the intermediate element Z (or its disk-shaped section) and the output connection G '(or its disk-shaped section) are coupled in a torque-transmitting manner via the friction lining disk K1R, or not.
  • an actuator K1A which can be displaced axially and whose position defines whether the intermediate element Z (or its disk-shaped section) and the output connection G '(or its disk-shaped section) are coupled in a torque-transmitting manner via the friction lining disk K1R, or not.
  • To the output terminal G 'an output shaft G' connects (which can be configured as a transmission shaft).
  • a spring KF which can also be referred to as a coupling spring, connects or couples the intermediate element Z to the injection element EK.
  • the spring KF may consist of several Fe ⁇ derettin, which are arranged circumferentially, which are connected between the intermediate element Z and the coupling element EK, and each
  • each recesses there are provided in the intermediate element Z and the coupling element EK each recesses. These recesses are facing each other.
  • the spring KF is located in the recesses or in the overall recess, which results from the recesses of the two components.
  • the overall recess has the shape of a torus.
  • the recesses each have the shape of a Halbtorus, ie a torus with a semicircle as a cross section.
  • the spring also extends along a torus.
  • the spring KF is used for vibration damping in the transmission of
  • crankshaft additional mass Ml is attached to the crankshaft connection K ', in particular to the crankshaft K. Functionally, the primary mass is part of
  • the primary mass is designed as a mass flywheel and is in particular disk-shaped.
  • the crank shaft ⁇ additional mass Ml (also functionally be as primary mass ⁇ records) has a recess into which a part of the actuator , 0
  • KOA is disposed the first clutch (and part of the crankshaft terminal K '.
  • the recess is open towards the first clutch.
  • the additional mass M20 is in the form of The ring has a rectangular cross-section and the secondary mass together with the intermediate element Z. If the mass or the moment of inertia of the intermediate element Z is sufficient, no additional mass M20 is required.
  • the spring KF forms a vibration damper.
  • the primary mass Ml constitutes a (primary) moment of inertia for the torque fluctuations of the engine ⁇ be delivered to the coupling device, the lena circuit via the crankshaft.
  • the spring KF damps these fluctuations in the sense of a low pass; the primary mass M1 also serves to damp vibrations in the sense of a notification of the torque.
  • the secondary mass in the form of the intermediate element Z and possibly the mass attached thereto further dampens the vibrations transmitted via the spring KF. The result is a low pass third order.
  • the masses or the moments of inertia in front of the spring KF can be considered as primary mass.
  • the masses and the moments of inertia of the spring KF (seen from the crank shaft ⁇ connection off) can be regarded as secondary mass.
  • FIG. 2 schematically shows a vehicle drive train with an internal combustion engine VM and a crankshaft K. Via the crankshaft K, the internal combustion engine VM is connected to a crankshaft connection K '. To the crankshaft connection K 'is a crankshaft additional mass Ml connected as Primary mass represents a moment of inertia. This acts on the crankshaft connection.
  • the crankshaft connection K ' is connected via a friction lining KOR to a coupling element EK.
  • the first clutch comprises the crankshaft connection K ', the friction lining KOR and the coupling element EK.
  • the crankshaft connection K ' is switchably connected to the coupling element EK, so that these components in addition to the function as a mechanical connection or for coupling also have the function of a coupling.
  • the coupling element EK has an input IN, which is used for connection to an electrical machine EM. In this case, a part of the rotor of the electric machine EM can operate as an input IN in that it is firmly connected to the coupling-in element EK.
  • the second clutch comprises an intermediate element Z, a friction lining disk K1R and an exhaust port G '.
  • the intermediate element Z can be connected via the friction lining disc ⁇ K1R to the output terminal G ', depending on the state of the second clutch.
  • the intermediate element Z may be connected to an (optional) additional flywheel mass wheel (M20).
  • first and second clutches are designed as a claw coupling
  • the reference symbols KOR, K1R designate first and second claw sets of the first and second clutches.
  • the output connection G ' is followed by an output G with a gear GT and wheels W.
  • a control device C controls the states of the first and the second clutch.
  • the coupling device includes in particular the components with the reference symbols K ', KOR, EK, IN, KF, Z, K1R and G';
  • control device C may belong to the coupling device.
  • the reference character IN generally designates an input which is specified in Figure 1 as a belt tread R (and which may also be realized as a part of a rotor or as a rotor attachment member).
  • the vehicle drive train includes, in addition to the components of the coupling device, the components with the reference symbols VM, K, EM, G, and optionally GT and / or W.
  • the vehicle drive train includes in particular the control device C.
  • control device C also controls the internal combustion engine VM and / or the electric machine EM, at least with regard to the rotational speed.
  • the spring KF forms the vibration damper; together with the moments of inertia of the masses Ml and possibly M20 or the components associated with it forms a dual mass flywheel.

Abstract

Es wird eine Kupplungsanordnung mit Schwingungsdämpfer beschrieben. Die Kupplungsanordnung weist eine erste Kupplung (K0) und eine zweite Kupplung (K1) auf. Die erste Kupplung (K0) hat einen Kurbelwellenanschluss (K') und ein Einkopplungselement (EK), die gesteuert miteinander verbunden werden können. Die zweite Kupplung (K1) hat einen Abtriebanschluss (G') und ein Zwischenelement (Z), die gesteuert miteinander verbunden werden können. Der Schwingungsdämpfer weist eine Feder (KF) auf, die das Zwischenelement (Z) und das Einkopplungselement (EK) miteinander verbindet. Ferner wird ein Fahrzeugantriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor, einem elektrischen Antrieb, einem Abtrieb und einer wie oben erwähnten Kupplungsanordnung beschrieben.

Description

Beschreibung
Kupplungsanordnung mit Schwingungsdämpfer und Fahrzeugantriebsstrang
Hintergrund der Erfindung
Es sind bei Hybridfahrzeugen Parallel-Hybrid-Konstellationen bekannt, bei denen eine elektrische Maschine und ein Ver- brennungsmotor gleichermaßen und getrennt voneinander auf einen Abtrieb wirken können.
Die Kombination dieser Antriebseinheiten hinsichtlich des Leistungsflusses erfordert zur Realisierung verschiedener Antriebszustände Kupplungen. Die Kupplungen sowie die Ver¬ bindungen zu den Antriebseinheiten nehmen jedoch Bauraum ein.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der Parallel-Hybridantriebe mit geringem Bauraumerfordernis realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Weiter Ausführungsformen, Eigenschaften und Merkmale ergeben sich mit der folgenden Beschreibung, den Figuren und den Gegenständen der abhängigen Ansprüche.
Die hier beschriebene Kupplungsanordnung und der hier beschriebene Fahrzeugantriebsstrang sehen eine Integration von Elementen eines Schwingungsdämpfers wie ein Zweimassen- Schwungrad innerhalb der Kupplungsanordnung vor. Die Kupp¬ lungsanordnung weist eine erste und eine zweite Kupplung auf, die die übliche Funktion von Kupplungen realisieren, insbesondere die Steuerbarkeit von mechanischen Verbindungen, d.h. drehmomentübertragende Verbindungen. Dadurch können die übertra- genen Drehmomente bzw. Drehbewegungen gesteuert werden. Ferner weist die Kupplungsanordnung eine Feder (insbesondere eine Kombination aus mehreren Federn) auf, die Elemente der Kupplungen miteinander verbindet. Dadurch ergibt sich ein Schwingungs- dämpfer, der insbesondere im Sinne eines Zweimassenschwungrads. Es wird die Masse der Elemente der Kupplungen zusammen mit der Feder genutzt, um eine Schwingungsdämpfung zu realisieren. Mittels der Feder innerhalb der Kupplungsanordnung können daher Drehschwingungen vermindert werden, die beim Betrieb eines
Verbrennungsmotors auftreten. Weitere Dämpfungsmaßnahmen, etwa ein Zweimassenschwungrad, das nur für den Zweck der Schwingungsdämpfung mit dem Verbrennungsmotor verbunden wird, sind daher nicht erforderlich oder können kleiner dimensioniert werden. Als Feder wird insbesondere eine Federkombination bezeichnet, d.h. eine Kombination mehrerer Federelemente.
Die Federelemente sind parallel zueinander angeschlossen. Jedes Federelement verbindet ein Einkopplungselement und ein Zwi¬ schenelement (wie im Weiteren dargestellt) bzw. die erste Kupplung mit der zweiten Kupplung. Als "Feder" werden ferner eine oder mehrere Federelemente bezeichnet, die sich insbesondere in Umlaufrichtung um eine Drehachse der Kupplungsanordnung erstrecken. Diese Feder bzw. die Federelemente können ausgestaltet sein wie eine Feder oder Federelemente eines Zweimassen- Schwungrads. Die Feder ist insbesondere zwischen der ersten und der zweiten Kupplung angeordnet. Die Feder ist (in Abweichung zu Federelementen eines Zweimassenschwungrads) zwischen dem Kurbelwellenanschluss und dem Abtriebanschluss der Kupp¬ lungsanordnung angeordnet. Zum anderen ist nicht nur die (geometrische Anordnung) bemerkenswert, sondern auch die An¬ schlussfolge: Die Feder ist zwischen der ersten und der zweiten Kupplung der Kupplungsanordnung (insbesondere eine P2-Kupplung wie im Weiteren näher erläutert) angeschlossen. Es wird daher eine Kupplungsanordnung mit Schwingungsdämpfer beschrieben. Die ist zum Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, insbesondere in einem Hyb- rid-Antriebsstrang, der eine elektrische Antriebseinheit und eine Antriebseinheit mit einem Verbrennungsmotor aufweist. Vorzugsweise wird die Kupplungsanordnung in einem Paral- lel-Hybridantriebsstrang eingesetzt. Die Kupplungsanordnung weist zwei Kupplungen auf. Diese Kupplungen sind eingerichtet, die elektrische Antriebseinheit und die verbrennungsmotorische Antriebseinheit in paralleler Weise an einen Abtrieb (bzw. an ein Getriebe eines Abtriebs) zu koppeln. "In paralleler Weise" bedeutet, dass die Kupplungsanordnung in der Lage ist, einerseits die elektrische Antriebseinheit mit dem Abtrieb zu verbinden, und andererseits zusätzlich die verbrennungsmotorische Antriebs¬ einheit mit dem Abtrieb. Die drehmomentübertragenden Verbindungen können daher parallel auf den Abtrieb wirken. Aufgrund der zwei Kupplungen wird diese Topologie als P2-Antriebsstrang bezeichnet, wobei "P" für parallel steht und "2" für die Anordnung einer elektrischen Maschine auf der Getriebeausgangswelle bzw. Abtriebwelle. Als elektrische Antriebseinheit werden nicht nur Einheiten verstanden, die ausgestaltet sind, Traktionsleistung an den Abtrieb abzugeben, sondern auch Antriebseinheiten, die einen Verbrennungsmotor beim Start antreiben und als Generator arbeiten können, etwa Starter/ Generatoren.
Aufgrund der zwei Kupplungen lassen sich neben einem Fahrzustand, bei dem beide Antriebseinheiten auf den Abtrieb wirken, ein Rekuperationsbetrieb, ein Startzustand, und gegebenenfalls weitere Fahrzustände wie ein Segelzustand, ein VM-Fahrzustand, ein E-Fahrzustand oder auch ein Park-Zustand einstellen. Im Startzustand ist die elektrische Antriebseinheit mit dem verbrennungsmotorische Antriebseinheit verbunden und der Ab¬ trieb ist abgekoppelt. Im Segelzustand ist der Abtrieb abge- koppelt und zumindest eine der Antriebseinheiten ist inaktiv, insbesondere beide Antriebseinheiten. Im VM-Fahrzustand ("VW" steht für "Verbrennungsmotor") ist die verbrennungsmotorische Antriebseinheit mit dem Abtrieb verbunden, wobei die elektrische Antriebseinheit inaktiv ist. Im optionalen E-Fahrzustand ("VW" steht für "elektrische Maschine") ist die elektrische An¬ triebseinheit mit dem Abtrieb verbunden. Die verbrennungsmo¬ torische Antriebseinheit ist hierbei abgekoppelt und insbe¬ sondere inaktiv. Die elektrische Antriebseinheit ist insbe¬ sondere ein Starter-Generator (wobei kein E-Fahrzustand vor- gesehen ist) , kann jedoch auch mittels einer anderen elektrischen Maschine realisiert sein. Im Park-Zustand sind der Verbren¬ nungsmotor sowie der elektrische Antrieb inaktiv. Der
Park-Zustand ist optional. Die verbrennungsmotorische An- triebseinheit wird mittels eines Verbrennungsmotors realisiert. Die Begriffe "angekoppelt", "abgekoppelt", "getrennt", "ver¬ bunden" und ähnliches beziehen sich auf drehmomentübertagende Verbindungen soweit nicht anders angegeben.
Die Kupplungsanordnung weist wie erwähnt eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung auf. Die Kupplungen sind in Reihe verbunden. Die Kupplungsanordnung weist zwei Anschlüsse auf, die zur Verbindung mit dem Abtrieb (bzw. dessen Getriebe) und mit der verbrennungsmotorischen Antriebseinheit (bzw. dem Verbrennungsmotor, d.h. dessen Kurbelwelle) vorgesehen sind. Zur Anbindung der elektrischen Antriebseinheit ist ein Einkopp- lungselement vorgesehen, das in topologischer Hinsicht als Anschluss betrachtet werden kann. Die zwei Kupplungen sind steuerbar, d.h. deren Verbindungszustand (getrennt / verbunden) kann durch ein äußeres Signal (etwa ein mechanisches oder elektrisches Signal) eingestellt werden.
Die erste Kupplung weist daher einen Kurbelwellenanschluss auf. Ferner weist die erste Kupplung ein Einkopplungselement auf. Die erste Kupplung ist eingerichtet, den Kurbelwellenanschluss gesteuert mit dem Einkopplungselement zu verbinden (oder zu trennen) . Die zweite Kupplung weist einen Abtriebanschluss auf. Ferner weist die zweite Kupplung ein Zwischenelement auf. Die zweite Kupplung ist eingerichtet, den Abtriebanschluss gesteuert mit dem Zwischenelement zu verbinden. Die Kupplungsanordnung ist mit einem Schwingungsdämpfer ausgestattet. Der Schwingungsdämpfer umfasst eine Feder, die insbesondere als eine Kombination mehrerer Feder realisiert ist. Die Feder dient zur Kopplung und kann als Koppelfeder bezeichnet werden. Die Feder verbindet bzw. koppelt das Zwischenelement mit dem Einkopplungselement. Mit anderen Worten verbindet bzw. koppelt die Feder die erste Kupplung mit der zweiten Kupplung. Die Feder verbindet die Seiten bzw. Elemente der Kupplungen, die den Anschlüssen entgegengesetzt sind. Eine dieser Seiten wird von dem Einkopplungselement dargestellt. Das Einkopplungselement ist an derjenigen Seite der ersten Kupplung vorgesehen, an die die Feder angreift bzw. an der die Feder mit der zweiten Kupplung (bzw. dessen Zwischenelement) verbunden ist.
Die Feder (bzw. das Zwischenelement und/oder Lagerstellen des Zwischenelements und/oder der Einkopplungselements ) ist/sind vorzugsweise in die Kupplungsanordnung körperlich integriert. Insbesondere sind innere Abschnitte des Einkopplungselements innerhalb des Außenabschnitts des Einkopplungselements inte¬ griert. Dies gilt insbesondere für Abschnitte des Einkopp¬ lungselements, die eine Kupplungsfunktion aufweisen . Ferner sind Abschnitte, die Kupplungsfunktionen aufweisen, etwa Reibbelagscheiben oder Klauenabschnitte, in die Kupplungsanordnung körperlich integriert. Abschnitte, die Kupplungsfunktionen aufweisen, liegen innerhalb eines umlaufenden Abschnitts (des Einkopplungselements) (d.h. innerhalb eines Außenabschnitts des Einkopplungselements, der eingerichtet ist, Drehmoment einer elektrischen Maschine aufzunehmen.
Vorzugsweise befindet sich die Feder (in axialer Richtung der Kupplungsanordnung) zwischen den beiden Kupplungen. Insbesondere kann die Feder in einer Ausnehmung des Einkopplungs¬ elements, in einer Ausnehmung des Zwischenelements oder in- nerhalb beider Ausnehmungen befinden. Die Ausnehmung bzw. die Ausnehmungen öffnet bzw. öffnen sich vorzugsweise in axialer Richtung. Die Feder kann umfänglich von einem (umlaufenden) Abschnitt des Einkopplungselements umschlossen sein. Die Feder ist somit (vollständig) innerhalb der Kupplungsanordnung an- geordnet. Zudem umgreift ein (umfänglicher) Außenabschnitt des Einkopplungselements, insbesondere eine Riemenlauffläche (R) oder ein Abschnitt, der Teil eines Rotors einer elektrischen Maschine ist, vorzugsweise die erste Kupplung und/oder die zweite Kupplung vollständig (oder zumindest größtenteils) . Ferner umgreift ein (umfänglicher) Außenabschnitt des Einkopplungs¬ elements, insbesondere die Riemenlauffläche (R) oder der Ab¬ schnitt, der Teil eines Rotors einer elektrischen Maschine ist, vorzugsweise das Zwischenelement vollständig (oder zumindest größtenteils) .
Der (umfängliche) Außenabschnitt des Einkopplungselements , insbesondere die Riemenlauffläche (R) oder der Abschnitt, der Teil eines Rotors einer elektrischen Maschine ist, umgreift vorzugsweise auch Lagerstellen des Einkopplungselements und/oder des Zwischenelements innerhalb der Kupplungsanordnung vollständig (oder zumindest größtenteils) .
Insbesondere die Feder und ferner gegebenenfalls auch das Zwischenelement (vollständig oder teilweise und gegebenenfalls auch zumindest eine der Lagerstellen sind in der Kupplungs¬ anordnung innenliegend unterbracht.
Die Feder und ferner gegebenenfalls auch das Zwischenelement (vollständig oder teilweise) und gegebenenfalls auch zumindest eine der Lagerstellen sind insbesondere innerhalb des um¬ fänglichen Außenabschnitts des Einkopplungselelements ange- ordnet (d.h. in radialer und in axialer Richtung gesehen) .
Auch in axialer Richtung gesehen kann der (umfängliche) Außenabschnitt des Einkopplungselements zumindest die Feder, das Zwischenelement und/oder zumindest eine der Lagerstellen vollständig oder zumindest größtenteils umgreifen.
Durch zumindest eine dieser Maßnahmen lässt sich ein hoher Grad an körperlicher Integration erreichen. Ferner sind die genannten innenliegenden Teile der Kupplungsanordnung gegenüber äußeren Einflüssen geschützt.
Die Verbindung bzw. Verknüpfung (insbesondere zwischen den Kupplungen) mittels der Feder ergibt sich ein Schwingungsdämpfer für die Drehmomentübertragung. Sind die erste und die zweite Kupplung geschlossen (d.h. wird Drehmoment vom Kurbelwellen- anschluss an den Abtriebanschluss übertragen) , wird ein über den Kurbelwellenanschluss eingekoppeltes Drehmoment über die Feder übertragen. Die Feder kann an das zu übertragene Drehmo- mentspektrum angepasst werden, um eine Dämpfungswirkung zu erreichen. Die Massen der Elemente bzw. des Kurbelwellenanschlusses können hierbei als (Teil von) Primär- und Sekun¬ därmassen berücksichtigt werden. Diese Primär- und Sekundär- massen ergeben zusammen mit der Feder, die diese verbindet, ein ZweimassenSchwungrad .
Die Primärmasse ergibt sich im Wesentlichen durch die Masse des Kurbelwellenanschlusses ggf. inklusive der Masse der Kurbelwelle und der daran befestigten Teile bzw. inklusive der Masse des Einkopplungselements und ggf. daran befestigter Teile. Ist eine Zusatzmasse oder ein Teil an der Kurbelwelle oder an dem Kurbelwellenanschluss und/oder an dem Einkopplungselement der Kupplungsanordnung befestigt , so ist diese Teil der Primärmasse. Durch eine Zusatzmasse kann die Primärmasse gezielt erhöht werden .
Die Sekundärmasse ergibt sich im Wesentlichen durch die Masse des Zwischenelements, inklusive der Masse des Abtriebanschlusses und ggf- inklusive des Abtriebs. Ist ein Teil oder eine Zusatzmasse an dem Abtriebanschluss oder an dem Abtrieb oder an das Zwi¬ schenelement befestigt, so ist diese Teil der Sekundärmasse. Durch eine Zusatzmasse kann die Sekundärmasse gezielt erhöht werden .
Der Kurbelwellenanschluss oder die Kurbelwelle (allgemeiner: die Kurbelwelle und/oder die damit gekoppelte erste Kupplung) kann mit einem zusätzlichen Schwungradmassenrad ausgestattet sein. Das Schwungradmassenrad bildet insbesondere eine Zusatzmasse, wie bereits erwähnt wurde. Das Schwungradmassenrad (der ersten Kupplung) ist gegenüber dem Kurbelwellenanschluss oder der Kurbelwelle körperlich eigenständig. Das Schwungradmassenrad ist mit dem Kurbelwellenanschluss bzw. mit der Kurbelwelle drehfest verbunden. Alternativ weist der Kurbelwellenanschluss (oder die Kurbelwelle) einen Abschnitt auf, der eine
Schwungradmasse bildet. Dieser Abschnitt stärker ausgebildet, als es eine Maximalbelastung der Kupplungsanordnung erfordert. Insbesondere erstreckt sich dieser Abschnitt in radialer Richtung, um ein höheres Trägheitsmoment als eine Welle zu erreichen, die nur zur Drehmomentübertragung ausgestaltet ist. Die Radialdistanz, in der sich der Abschnitt erstreckt, ist vorzugsweise größer als die Radialdistanz, in der sich der Abschnitt erstreckt, vorzugsweise um mindesten einen Faktor 2, 3 oder 4. Dies kann auch für das Schwungradmassenrad der ersten Kupplung gelten. Die in diesem Absatz erwähnten Maßnahmen betreffen eine Primärmasse eines Zweimassenschwungrads. Das Zwischenelement oder der Abtrieb bzw. eine Abtriebwelle
(allgemeiner: das Zwischenelement und/oder die damit gekoppelte zweite Kupplung) kann mit einem zusätzlichen Schwungradmassenrad ausgestattet sein. Dieses Schwungradmassenrad bildet insbe¬ sondere eine Zusatzmasse, wie bereits erwähnt wurde. Das Schwungradmassenrad (an der zweiten Kupplung) ist gegenüber dem Abtriebanschluss bzw. der der Abtrieb (oder gegenüber einer Abtriebwelle) körperlich eigenständig. Das Schwungradmassenrad der zweiten Kupplung ist mit dem Abtriebanschluss bzw. mit dem Abtrieb oder einer Abtriebwelle drehfest verbunden. Alternativ weist der Abtriebanschluss (oder der Abtrieb oder die Ab¬ triebwelle) einen Abschnitt auf, der eine Schwungradmasse (der zweiten Kupplung) bildet. Dieser Abschnitt stärker ausgebildet, als es eine Maximalbelastung der Kupplungsanordnung erfordert. Insbesondere erstreckt sich dieser Abschnitt in radialer Richtung, um ein höheres Trägheitsmoment als eine Welle zu erreichen, die nur zur Drehmomentübertragung ausgestaltet ist. Die Radialdistanz, in der sich der Abschnitt erstreckt, ist vorzugsweise größer als die Radialdistanz, in der sich der Abschnitt erstreckt, vorzugsweise um mindesten einen Faktor 2, 3 oder 4. Dies kann auch für das Schwungradmassenrad der zweiten Kupplung gelten. Die in diesem Absatz erwähnten Maßnahmen betreffen eine Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads.
Der Kurbelwellenanschluss bzw. die Kurbelwelle oder das Ein- kopplungselement und/oder das Zwischenelement bzw. der Ab¬ triebanschluss oder die Abtriebwelle sind gemäß einer Maximal¬ oder Normdrehmomentbelastung ausgelegt, wobei dies insbesondere den Querschnitt betrifft und können ferner eine Zusatzmasse aufweisen. Diese Zusatzmasse wird durch einen eigenen Körper bzw. durch ein eigenes Bauteil vorgesehen, der bzw. das mit der betreffenden Komponente verbunden ist. Alternativ wird die Zusatzmasse durch einen zusätzlichen Abschnitt der betreffenden Komponente gebildet, der diese über die Auslegung hinaus verstärkt. Die Verstärkung, d.h. die Auslegung mit größerem Querschnitt, etwa in Form einer Verdickung oder eines Schei¬ benabschnitts, erlaubt eine Erhöhung des Trägheitsmoments. Die Verstärkung dient nicht primär zur Erhöhung der Drehmoment- belastbarkeit , dies ist nur ein Nebeneffekt. Insbesondere kann ein innerer Abschnitt des Kurbelwellenanschlusses bzw. der Kurbelwelle oder des Einkopplungselements und/oder des Zwi¬ schenelements bzw. des Abtriebanschlusses oder der Abtriebwelle gemäß einer Maximal- oder Normdrehmomentbelastung ausgelegt sein, während ein daran anschließender Abschnitt die Zusatzmasse realisiert. Die Zusatzmasse ist in einer größeren radialen Distanz zu der Drehachse der betreffenden Komponente angeordnet als derjenige Abschnitt oder diejenige Komponente, welcher zur Drehmomentübertragung gemäß einer Maximal- oder Normdrehmo- mentbelastung ausgelegt ist. Ein Grundabschnitt ist somit gemäß einer Maximal- oder Normdrehmomentbelastung ausgelegt und ein zusätzlicher Abschnitt ist gemäß der Realisierung einer gewünschten Primär- und Sekundärmasse ausgelegt. Der zusätzliche Abschnitt geht über den Grundabschnitt (körperlich) hinaus, der gemäß einer Maximal- oder Normdrehmomentbelastung ausgelegt ist . Der Kurbelwellenanschluss , die Kurbelwelle oder das Einkopp- lungselement und/oder das Zwischenelement bzw. der Abtrieb- anschluss und/oder die Abtriebwelle weist ein Trägheitsmoment auf, das mindestens 20%, 40%, 80% oder mindestens 100%, 150%, 200% oder 300 % größer ist als das Trägheitsmoment einer entspre¬ chenden (gedachten) Komponente, die gemäß einer Maximal- oder Normdrehmomentbelastung ausgelegt ist. Insbesondere weist der Kurbelwellenanschluss, das Einkopplungselement und/oder ggf. die Kurbelwelle ein Trägheitsmoment auf, das mindestens 100%, 150%, 200%, 300% oder 400% größer ist als das Trägheitsmoment einer entsprechenden (gedachten) Komponente, die gemäß einer Maximal- oder Normdrehmomentbelastung ausgelegt ist. Die angesprochene Auslegung betrifft insbesondere den Radius, die Querschnittsform und/oder die Querschnittsfläche der betref¬ fenden Komponente .
Die hier beschriebenen Zusatzmassen bzw. Schwungmassenräder sind vorzugsweise in einem Kupplungsgehäuse der Kupplungsanordnung angeordnet. Ferner befindet sich die Feder vollständig innerhalb der Kupplungsanordnung bzw. vollständig innerhalb eines oder mehrerer Elemente der Kupplungsanordnung. Dadurch kann der Bauraumbedarf insbesondere in axialer Richtung minimiert werden. Die Feder kann insbesondere zusammen mit den Kupplungen im gleichen Kupplungsgehäuse angeordnet sein.
Ferner kann, der Abtriebanschluss außerhalb des Einkopp- lungselements angeordnet sein, d.h. das Einkopplungselement kann auch den Abtriebanschluss nicht umgreifen, so dass der Ab- triebanschluss zum Einkopplungselement (insbesondere zur
Riemenlauffläche oder zum Rotor der elektrischen Maschine) axial versetzt ist.
Das Einkopplungselement kann eine Riemenlauffläche aufweisen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Kupplungsanordnung zur Anbindung (des Einkopplungselements ) mittels eines Riemens ausgestaltet ist. Wird beispielsweise als Antrieb ein Rie¬ men-Starter/Generator verwendet, dann weist die das Einkopp¬ lungselement eine Riemenlauffläche oder ein Riemenrad auf.
Alternativ kann das Einkopplungselement zum Anschluss eines integrierten Start/Generators eingerichtet sein, insbesondere eines Riemengenerators. Das Einkopplungselement kann einen Abschnitt aufweisen, der Teil eines Rotors einer elektrischen Maschine bzw. eines elektrischen Antriebs. Ist die Kupp¬ lungsanordnung mit dem elektrischen Antrieb integriert, so kann der Rotor der elektrischen Maschine als Teil der Kupplungsanordnung angesehen werden, da ein Teil des Rotors einen Teil des Einkopplungselements bildet. Ferner kann das Einkopplungsele- ment einen Abschnitt aufweisen, der mit einem Befestigungs¬ element verbunden ist, welches zum Anschluss an einen Rotor einer elektrischen Maschine eingerichtet ist. Die Riemenlauffläche oder der Abschnitt, der Teil eines Rotors einer elektrischen Maschine ist, (oder auch der Rotor selbst) kann die Feder (insbesondere auch das restliche Einkopp- lungselement und/oder das Zwischenelement oder Lagerstellen des Einkopplungselements und des Zwischenelements) größtenteils oder vollständig umfänglich umgreifen. Das restliche Ein- kopplungselement ist das Einkopplungselement abzüglich der Riemenlauffläche bzw. abzüglich des Abschnitts des Rotors oder abzüglich des Rotors selbst.
Insbesondere umgreift die Riemenlauffläche oder der Abschnitt, der Teil eines Rotors einer elektrischen Maschine ist, in axialer Richtung gesehen das restliche Einkopplungselement, die Feder, die erste und/oder die restliche zweite Kupplung, Lagerstellen des Einkopplungselements und des Zwischenelements und/oder das Zwischenelement selbst größtenteils oder vollständig umfäng¬ lich. Die restliche zweite Kupplung ist die zweite Kupplung abzüglich der Riemenlauffläche bzw. abzüglich des Abschnitts des Rotors oder abzüglich des Rotors selbst.
Die erste Kupplung und die zweite Kupplung können Reibkupplungen oder Klauenkupplungen sein. Im Falle von Klauenkupplungen ist vorzugsweise eine Ansteuerung der elektrischen Maschine bzw. des elektrischen Antriebs vorgesehen, der die Drehzahldifferenz innerhalb der Kupplung oder Kupplungen im Wesentlichen auf null reduzieren kann, bevor die Kupplung oder Kupplungen geschlossen werden. Es ist vorzugsweise eine derartige Synchronisation oder eine synchronisierende Steuerverbindung zwischen der Ansteu¬ erung der elektrischen Maschine und der Ansteuerung der
Kupplungsanordnung vorgesehen.
Die erste und die zweite Kupplung können jeweils einen Aktuator aufweisen. Im Weiteren werden Eigenschaften eines der Aktuatoren erwähnt, die für beide Aktuatoren gelten. Die Stellung des Aktuators lässt sich ändern. Der Aktuator weist eine "ge- schlossen"-Stellung und eine "offen"-Stellung auf. In der "geschlossen"-Stellung ist die dem Aktuator zugeordnete Kupplung geschlossen. In der "offen"-Stellung ist die dem Aktuator zugeordnete Kupplung offen. Der Aktuator ist in einer axialen Richtung der Kupplungsanordnung verschiebbar. Die beiden Stellungen sind an unterschiedlichen axialen Stellungen vorgesehen. Die Stellung des Aktuators definiert den Betriebs- zustand der jeweiligen Kupplung. Der Aktuator weist Federn, insbesondere Blattfedern auf. Diese sind eingerichtet, eine Kraft in Richtung "geschlossen"-Stellung auszuüben. Der Aktuator kann ein mechanischer, ein elektromechanischer, ein hydraulischer oder ein elektrohydraulischer Aktuator sein. Der Ak- tuator der ersten Kupplung und der Aktuator der zweiten Kupplung lassen sich jeweils unabhängig vom anderen Aktuator einstellen.
Ferner wird ein Fahrzeugantriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor, einem elektrischen Antrieb, einem Abtrieb und einer Kupplungsanordnung beschrieben. Die Kupplungsanordnung ist wie hierin beschrieben ausgestaltet. Der Verbrennungsmotor weist eine Kurbelwelle auf. Diese ist (direkt) mit dem Kurbelwel- lenanschluss des Verbrennungsmotors verbunden. Der elektrische Antrieb ist (direkt) mit dem Einkopplungselement verbunden. Der Abtrieb ist mit dem Abtriebanschluss verbunden. Der Abtrieb kann ein Getriebe aufweisen, insbesondere ein Schaltgetriebe. Der Kurbelwellenanschluss und/oder die Kurbelwelle kann ein
Schwungmassenrad oder eine andere zusätzliche Schwungradmasse aufweisen, das bzw. die hierauf angeordnet oder befestigt ist. Auch der Abtrieb kann ein Schwungmassenrad oder eine andere zusätzliche Schwungmasse aufweisen.
Das Schwungmassenrad, Teile bzw. Abschnitte davon oder die andere zusätzliche Schwungradmasse kann sich innerhalb eines Kupp- lungsgehäuses befinden, innerhalb dessen sich auch die Kupp¬ lungsanordnung befindet. Der Verbrennungsmotor, der Starter-Generator und der Abtrieb bzw. dessen Getriebe sind nicht innerhalb des Kupplungsgehäuses angeordnet. Der Fahrzeugantriebsstrang kann eine Steuerungsvorrichtung aufweisen, die mit der der Kupplungsanordnung ansteuernd verbunden ist. Die Steuerungsvorrichtung kann auch Teil der Kupplungsanordnung sein. Die Steuerungsvorrichtung ist eingerichtet, die Kupplungsanordnung gemäß einem der folgenden Zustände der Steuerungsvorrichtung einzustellen: - einen Startzustand, in dem die erste Kupplung geschlossen ist und die zweite Kupplung geöffnet ist; und - einen Fahrzustand, in dem die erste Kupplung geschlossen ist und die zweite Kupplung geschlossen ist.
In dem Fahrzustand ist der Verbrennungsmotor mit dem Abtrieb gekoppelt .
Die Steuerungsvorrichtung kann ferner eingerichtet sein, die Kupplungsanordnung gemäß einem der folgenden Zustände der SteuerungsVorrichtung einzustellen: - einen Rekuperationszustand, in dem die erste Kupplung geöffnet ist und die zweite Kupplung geschlossen ist;
Die Steuerungsvorrichtung kann zudem eingerichtet sein, die Kupplungsanordnung den folgenden Zustand der Steuerungsvor- richtung einzustellen: einen Segelzustand, in dem die erste und die Kupplungen geöffnet sind . In einem VM-Fahrzustand, zu dessen Einstellung die Steue¬ rungsvorrichtung eingerichtet ist, sind beide Kupplungen ge¬ schlossen und der elektrische Antrieb ist inaktiv oder arbeitet als Generator, während der Verbrennungsmotor aktiv ist. Der VM-Fahrzustand kann als ein Unterzustand des Fahrzustands betrachtet werden. In einem optionalen E-Fahrzustand, zu dessen Einstellung die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, ist die erste Kupplung offen und die zweite Kupplung geschlossen. Der Verbrennungsmotor ist aktiv oder inaktiv. Der elektrische Antrieb kann ein Antrieb sein, der den Verbrennungsmotor (zu dessen Start) antreibt und/oder eingerichtet ist, Traktions¬ leistung an den Abtrieb abzugeben, um das Fahrzeug anzutreiben und/oder eingerichtet ist, als Generator zu arbeiten. Der elektrische Antrieb kann auch ein Antrieb sein, der nur zum Start des Verbrennungsmotors sowie zum Betrieb als Generator ein¬ gerichtet ist. In diesem Fall entspricht der elektrische Antrieb einem Starter-Generator. In einem optionalen E-Fahrzustand, zu dessen Einstellung die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, ist die erste Kupplung offen und die zweite Kupplung geschlossen. Der Verbrennungsmotor ist hierbei inaktiv oder aktiv (etwa zur Erzeugung eines Unterdrucks für einen Bremskraftverstärker oder aus Sicher- heitsgründen) , während der elektrische Antrieb aktiv ist und Traktionsleistung erzeugt. Der E-Fahrzustand kann als ein Unterzustand des Fahrzustands betrachtet werden.
In einem optionalen Park-Zustand sind beide Kupplungen ge- schlössen und der Verbrennungsmotor sowie der elektrische Antrieb sind inaktiv.
Der elektrische Antrieb kann ein Antrieb sein, der den Ver¬ brennungsmotor (zu dessen Start) antreibt und/oder eingerichtet ist, Traktionsleistung an den Abtrieb abzugeben, um das Fahrzeug anzutreiben und/oder eingerichtet ist, als Generator zu arbeiten. Der elektrische Antrieb kann auch ein Antrieb sein, der nur zum Start des Verbrennungsmotors sowie zum Betrieb als Generator eingerichtet ist. In diesem Fall entspricht der elektrische Antrieb einem Starter-Generator. Der Begriff
"elektrischer Antrieb" beschränkt die betreffende Komponente nicht auf Komponenten, die ausschließlich zum Antrieb ausgestaltet sind, sondern bezeichnet eine von mehreren Funktionen, nämlich die des Antriebs (d.h. Erzeugung von Traktionsleistung) , wobei die Komponente vorzugsweise auch zum Betrieb als Generator eingerichtet ist. Die erste und die zweite Kupplung können Dämpfungsfedern aufweisen, die etwa in Reibbelagscheiben der (als Reibbremsen ausgebildete) Kupplungen sitzen. Die Dämpfungsfedern können die Reibbelagscheiben während des Einkuppelvorgangs dämpfen.
Die Figur 1 dient zur Erläuterung einer beispielshaften, spezifischen Ausführungsform der Kupplungsanordnung.
Die Figur 2 zeigt einen schematischen Aufbau zur Erläuterung der Kupplungsanordnung und des Fahrzeugantriebsstrangs.
In der Figur 1 ist eine Kupplungsanordnung dargestellt. Eine Kurbelwelle K ist über einen schematisch dargestellten Kur- belwellenanschluss K' an eine erste Kupplung KO angeschlossen. Der Kurbelwellenanschluss K ' führt über einen ersten Aktuator KOA zu einem Einkopplungselement EK der ersten Kupplung. Die Stellung des Aktuators KOA der ersten Kupplung KO definiert, ob der Kurbelwellenanschluss K' mit dem Einkopplungselement EK ver¬ bunden ist, oder nicht.
Eine erste Blattfeder B0 (die zur ersten Kupplung KO gehört) drückt den Kurbelwellenanschluss K' an das Einkopplungselement EK. Die erste Blattfeder B0 definiert dadurch eine Grundstellung der ersten Kupplung.
Eine Reibbelagscheibe KOR der erste Kupplung KO ist zwischen dem Einkopplungselement EK und dem Kurbelwellenanschluss K' vor¬ gesehen. Abhängig von der Stellung des Aktuators KOA der ersten Kupplung KO wird ein Drehmoment über die Reibbelagscheibe KOR von dem Kurbelwellenanschluss K' an das Einkopplungselement EK übertragen, oder nicht. An der Reibbelagscheibe KOR ist eine Dämpfungsfeder DO vorgesehen, die die Reibbelagscheibe KOR beim Einkuppeln dämpft. Eine Halterung der Reibbelagscheibe KOR sitzt auf einer kurzen Welle, an deren Ende ein Wälzlager zumindest eine radiale Lagerung (bzw. auch eine axiale Lagerung) vorsieht. Diese Lagerung wird eingangs in topologischer Sichtweise als La¬ gerstelle bezeichnet. Das Einkopplungselement EK weist einen scheibenförmigen Ab¬ schnitt auf, auf den die Reibbelagscheibe KOR bei geschlossener erster Kupplung KO Kraft ausübt. Dieser Abschnitt realisiert eine Kupplungsfunktion. In gleicher Weise weist der Kurbelwellen- anschluss K' einen scheibenförmigen Abschnitt auf, auf den die Reibbelagscheibe KOR bei geschlossener erster Kupplung KO Kraft ausübt. Auch dieser Abschnitt realisiert eine Kupplungsfunktion. Zusammen mit der Reibbelagscheibe KOR bilden diese Abschnitte die drehmomentübertragenden Komponenten der ersten Kupplung KO . ö
Das Einkopplungselement EK weist zudem einen zylindrischen Abschnitt auf, der zur Anbindung einer elektrischen Maschine dient. Dargestellt ist ein zylindrischer Abschnitt als ei¬ genständiges Bauteil, das fest mit dem scheibenförmigen Ab- schnitt des Einkopplungselements EK verbunden ist. Das Ein- kopplungselements EK weist eine Riemenlauffläche R auf. Diese befindet sich an einer Außenseite des zylindrischen Abschnitts bzw. des Einkopplungselements EK. Der zylindrische Abschnitt und der scheibenförmige Abschnitt können auch einteilig ausgeführt sein.
Ein weiteres Wälzlager stützt ein Zwischenelement Z auf einem Vorsprung des Einkopplungselements EK ab. Das Zwischenelement Z und ein Abtriebanschluss G' sind Teil einer zweiten Kupplung Kl. Diese zweite Kupplung Kl umfasst ferner eine Reibbelagscheibe K1R, die zusammen mit Abschnitten des Zwischenelements Z und des Abtriebanschlusses G' die Kupplungsfunktion der zweiten Kupplung bilden bzw. ein Drehmoment übertragen können. Auch die Reibbelagscheibe K1R weist (wie die Reibbelagscheibe KOR) eine Dämpfungsfeder Dl auf. Die Reibbelagscheibe K1R wird über eine Halterung gegenüber eine Ende einer kurzen Welle der zweiten Kupplung abgestützt.
Das Einkopplungselements EK ist über eine Stütze S (insbesondere ein Wälzlager) gegen über dem Zwischenelement Z abgestützt . Diese Stütze S wirkt insbesondere in axialer Richtung der Kupp¬ lungsanordnung. Neben einem scheibenförmigen Abschnitt des Zwischenelements Z weist dieses einen zylindrischen Abschnitt auf. Dieser zylindrische Abschnitt ist von dem zylindrischen Abschnitt des Einkopplungselements umgeben. Dieses Wälzlager bzw. Lagerung wird eingangs in topologischer Sichtweise als Lagerstelle bezeichnet.
Die zweite Kupplung Kl hat einen Aktuator K1A, der sich axial verschieben lässt und dessen Stellung definiert, ob das Zwischenelement Z (bzw. dessen scheibenförmiger Abschnitt) und der Abtriebanschluss G' (bzw. dessen scheibenförmiger Abschnitt) über die Reibbelagscheibe K1R drehmomentübertragend gekoppelt sind, oder nicht. An den Abtriebanschluss G' schließt sich eine Abtriebwelle G' an (die als Getriebewelle ausgestaltet sein kann) . Eine Feder KF, die auch als Koppelfeder bezeichnet werden kann, verbindet bzw. koppelt das Zwischenelement Z mit dem Ein- kopplungselement EK. Die Feder KF kann aus mehreren Fe¬ derelementen bestehen, die umfänglich angeordnet sind, die zwischen dem Zwischenelement Z und dem Einkopplungselement EK angeschlossen sind, und die jeweils ein Kreissegment belegen. Es sind in dem Zwischenelement Z und dem Einkopplungselement EK jeweils Ausnehmungen vorgesehen. Diese Ausnehmungen sind zueinander gewandt. Die Feder KF befindet sich in den Ausnehmungen bzw. in der Gesamtausnehmung, die sich durch die Ausnehmungen der beiden Komponenten ergibt. Die Gesamtausnehmung hat die Form eines Torus . Die Ausnehmungen haben jeweils die Form eines Halbtorus, d.h. eines Torus mit einem Halbkreis als Querschnitt. Die Feder erstreckt sich ebenso entlang eines Torus. Die Feder KF dient zur Vibrationsdämpfung bei der Übertragung von
Drehmoment von einer Kupplung zur anderen.
Um eine Primärmasse vorzusehen, ist eine Kurbelwellenzusatzmasse Ml an dem Kurbelwellenanschluss K' befestigt, insbesondere an der Kurbelwelle K. Funktionell ist die Primärmasse Teil der
Kupplungsanordnung. Die Primärmasse ist als Massenschwungrad ausgebildet und ist insbesondere scheibenförmig. Die Kurbel¬ wellenzusatzmasse Ml (auch funktionell als Primärmasse be¬ zeichnet) weist eine Ausnehmung auf, in die ein Teil des Aktuators , 0
KOA der ersten Kupplung angeordnet ist (sowie ein Teil des Kurbelwellenanschlusses K'. Die Ausnehmung ist zur ersten Kupplung hin geöffnet. Um eine Sekundärmasse vorzusehen, ist eine (optionale) Zu¬ satzmasse M20 an dem Zwischenelement Z befestigt. Die Zusatzmasse M20 ist in Form eines Rings ausgebildet. Der Ring hat einen rechteckigen Querschnitt. Zusammen mit dem Zwischenelement Z die Sekundärmasse. Ist die Masse bzw. das Trägheitsmoment des Zwischenelements Z ausreichend, ist keine Zusatzmasse M20 erforderlich .
Die Feder KF bildet einen Schwingungsdämpfer. Die Primärmasse Ml bildet ein (primäres) Trägheitsmoment für die Drehmoment¬ schwankungen des Verbrennungsmotors, die über den Kurbelwel- lenanschluss zur Kupplungsvorrichtung abgegeben werden. Die Feder KF dämpft diese Schwankungen im Sinne eines Tiefpasses ab; die Primärmasse Ml dient ebenso zur Vibrationsdämpfung im Sinne einer Mitteilung des Drehmoments. Die Sekundärmasse in Form des Zwischenelements Z und ggf. der daran befestigten Masse dämpft weiterhin die über die Feder KF übertragenen Vibrationen. Es ergibt sich ein Tiefpass dritter Ordnung. Die Massen bzw. die Trägheitsmomente vor der Feder KF (von dem Kurbelwellenanschluss aus gesehen) können als Primärmasse angesehen werden. Die Massen bzw. die Trägheitsmomente nach der Feder KF (von dem Kurbel¬ wellenanschluss aus gesehen) können als Sekundärmasse angesehen werden. Die Resonanzfrequenz, die durch die
(Dreh-) Federsteifigkeit der Feder KF und den Trägheitsmomenten der Massen vor und nach der Feder (d.h. den Primär- und Sekundärmassen) definiert ist, liegt vorzugsweise deutlich unter der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors.
Die Figur 2 zeigt schematisch einen Fahrzeugantriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor VM und einer Kurbelwelle K. Über die Kurbelwelle K ist der Verbrennungsmotor VM an einen Kurbelwellenanschluss K' angeschlossen. An den Kurbelwellenanschluss K' ist eine Kurbelwellenzusatzmasse Ml angeschlossen, die als Primärmasse ein Trägheitsmoment repräsentiert. Dieses wirkt auf den Kurbelwellenanschluss .
Der Kurbelwellenanschluss K' ist über eine Reibbelagscheibe KOR an ein Einkopplungselement EK angeschlossen. Die erste Kupplung umfasst den Kurbelwellenanschluss K', die Reibbelagscheibe KOR sowie das Einkopplungselement EK. Der Kurbelwellenanschluss K' ist schaltbar mit dem Einkopplungselement EK verbunden, so dass diese Komponenten neben der Funktion als mechanischer Anschluss bzw. zur Einkopplung auch die Funktion einer Kupplung haben. Das Einkopplungselement EK weist einen Eingang IN auf, der zum Anschluss an eine elektrische Maschine EM dient. Hierbei kann ein Teil des Rotors der elektrische Maschine EM als Eingang IN arbeiten, indem dieser fest mit dem Einkopplungselement EK verbunden ist.
An das Einkopplungselement EK und somit an die erste Kupplung schließt sich eine Feder KF an. Über diese ist die erste Kupplung mit der zweiten Kupplung gekoppelt. Die zweite Kupplung umfasst ein Zwischenelement Z, eine Reibbelagscheibe K1R und ein Ab- triebanschluss G'. Das Zwischenelement Z kann über die Reib¬ belagscheibe K1R mit dem Abtriebanschluss G' verbunden werden, abhängig vom Zustand der zweiten Kupplung. Das Zwischenelement Z kann mit einem (optionalen) zusätzlichen Schwungradmassenrad (M20) verbunden sein.
Falls die erste und die zweite Kupplung als Klauenkupplung ausgebildet sind, so bezeichnen die Bezugszeichen KOR, K1R erste und zweite Klauensätze der ersten und zweiten Kupplung.
Auf den Abtriebanschluss G' folgt ein Abtrieb G mit einem Getriebe GT und Rädern W. Eine Steuerungsvorrichtung C steuert die Zustände der ersten und der zweiten Kupplung an. Zur Kupplungsvorrichtung gehören insbesondere die Komponenten mit den Bezugszeichen K', KOR, EK, IN, KF, Z, K1R und G ' ;
gegebenenfalls auch die Komponenten mit den Bezugszeichen Ml und M20. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung C zur Kupplungsvorrichtung gehören.
Das Bezugszeichen IN bezeichnet allgemein einen Eingang, der in Figur 1 als Riemenlauffläche R spezifiziert ist (und der auch als ein Teil eines Rotors oder als ein Rotorbefestigungselements realisiert sein kann) .
Zum Fahrzeugantriebsstrang gehören neben den Komponenten der Kupplungsvorrichtung die Komponenten mit den Bezugszeichen VM, K, EM, G, und gegebenenfalls GT und/oder W. Zum Fahrzeugantriebsstrang gehört insbesondere die Steuerungsvorrichtung C.
In einer Ausführungsform steuert die Steuerungsvorrichtung C auch die Verbrennungsmaschine VM und/oder die elektrische Maschine EM an, zumindest hinsichtlich der Drehzahl.
Die Feder KF bildet den Schwingungsdämpfer; zusammen mit den Trägheitsmomenten der Massen Ml und ggf. M20 bzw. der damit verbundenen Komponenten bildet diese ein Zweimassenschwungrad.

Claims

Kupplungsanordnung mit Schwingungsdämpfer, wobei die Kupplungsanordnung eine erste Kupplung (KO) und eine zweite Kupplung (Kl) aufweist;
die erste Kupplung (KO) einen Kurbelwellenanschluss (Κ') und ein Einkopplungselement (EK) aufweist, die gesteuert miteinander verbunden werden können;
die zweite Kupplung (Kl) einen Abtriebanschluss (G') und ein Zwischenelement (Z) aufweist, die gesteuert miteinander verbunden werden können;
wobei der Schwingungsdämpfer eine Feder (KF) aufweist, die das Zwischenelement (Z) und das Einkopplungselement (EK) miteinander verbindet.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Schwingungsdämpfer als Zweimassenschwungrad ausgebildet ist; der Kurbelwellenanschluss (Κ') mit einer Masse ausgestattet ist, die eine Primärmasse des Zweimassenschwungrads ist; das Zwischenelement (Z) mit einer Masse ausgestattet ist, die eine Sekundärmasse des Zweimassenschwungrads dar¬ stellt, und
die Feder (KF) ein Federelement des Zweimassenschwungrads ist, wobei das Federelement die Primärmasse mit der Se¬ kundärmasse verbindet.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kurbelwellenanschluss (Κ') mit einem zusätzlichen
Schwungradmassenrad (Ml) ausgestattet ist, das drehfest mit dem Kurbelwellenanschluss (Κ') verbunden ist, oder der Kurbelwellenanschluss einen Abschnitt aufweist, der eine Schwungradmasse aufweist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Zwischenelement (Z) mit einem zusätzlichen Schwungrad¬ massenrad (M20) ausgestattet ist, das drehfest mit dem Zwischenelement (Z) verbunden ist, oder der Abtrieban- schluss einen Abschnitt aufweist, der eine Schwungradmasse aufweist .
Kupplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Einkopplungselement (EK) eine Riemenlauffläche (R) aufweist oder einen Abschnitt aufweist, der Teil eines Rotors einer elektrischen Maschine ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, wobei die Riemenlauffläche (R) oder der Abschnitt, der Teil eines Rotors einer elektrischen Maschine ist, das restliche Einkopp¬ lungselement, die Feder und das Zwischenelement grö߬ tenteils oder vollständig umfänglich umgreift.
Kupplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Kupplung (KO) und die zweite Kupplung (Kl) Reibkupplungen oder Klauenkupplungen sind.
Kupplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Kupplung jeweils einen Aktuator aufweisen, der in einer axialen Richtung der Kupplungsanordnung verschiebbar ist, und dessen Stellung den Betriebszustand der jeweiligen Kupplung definiert.
Fahrzeugantriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor, einem elektrischen Antrieb, einem Abtrieb und einer Kupp¬ lungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle aufweist, die mit dem Kurbelwellenanschluss (Κ') des Verbrennungsmotors verbunden ist, der elektrische Antrieb mit dem Einkopp¬ lungselement (EK) verbunden ist, und der Abtrieb mit dem Abtriebanschluss (G') verbunden ist.
Fahrzeugantriebsstrang mit einer Steuerungsvorrichtung (C) , die mit der der Kupplungsanordnung ansteuernd verbunden ist, und die eingerichtet ist, die Kupplungsan¬ ordnung gemäß einem der folgenden Zustände der Steuerungsvorrichtung (C) einzustellen: einen Startzustand, in dem die erste Kupplung (KO) geschlossen ist und die zweite Kupplung (Kl) geöffnet ist ;
einen Rekuperationszustand, in dem die erste Kupplung (KO) geöffnet ist und die zweite Kupplung (Kl) ge¬ schlossen ist; und
einen Fahrzustand, in dem die erste Kupplung (KO) geschlossen ist und die zweite Kupplung (Kl) geschlossen ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11325456B2 (en) 2016-02-18 2022-05-10 Vitesco Technologies GmbH Clutch assembly with vibration dampers and vehicle drive train

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030079953A1 (en) * 2001-10-09 2003-05-01 Zf Sachs Ag Multi-clutch arrangement
EP1361102A2 (de) * 2002-05-08 2003-11-12 C.R.F. Società Consortile per Azioni Lagerung für eine Kupplungseinheit im Kraftfahrzeug
FR2895476A1 (fr) * 2005-12-22 2007-06-29 Valeo Embrayages Ensemble d'embrayage multiple notamment de vehicule automobile
EP1830095A1 (de) * 2006-03-02 2007-09-05 C.R.F. Societa' Consortile per Azioni Getriebe mit Doppelkupplung für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19934936B4 (de) * 1998-07-28 2011-06-22 Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 Antriebsstrang
KR100696743B1 (ko) * 1998-09-09 2007-03-19 루크 라멜렌 운트 쿠플룽스바우 베타일리궁스 카게 구동 트레인
DE102008054413B4 (de) * 2008-12-09 2021-01-14 Zf Friedrichshafen Ag Torsionsschwingungsdämpferanordnung
DE102011106399A1 (de) 2011-07-02 2013-01-03 Magna E-Car Systems Gmbh & Co Og Antriebsstrang
CN104742721B (zh) 2013-12-30 2017-12-22 联合汽车电子有限公司 一种采用双离合器的混合动力系统及其实现方法
KR101518900B1 (ko) 2014-02-17 2015-05-11 현대자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 모드 제어 장치 및 제어 방법
DE102015215153A1 (de) * 2015-08-07 2017-02-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridmodul für Handschalter- und automatisiertes Handschaltgetriebe eines Hybridfahrzeuges
DE102016202540B3 (de) 2016-02-18 2017-07-06 Continental Automotive Gmbh Fahrzeugantriebsstrang mit Kupplungsanordnung und Schwingungsdämpfer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030079953A1 (en) * 2001-10-09 2003-05-01 Zf Sachs Ag Multi-clutch arrangement
EP1361102A2 (de) * 2002-05-08 2003-11-12 C.R.F. Società Consortile per Azioni Lagerung für eine Kupplungseinheit im Kraftfahrzeug
FR2895476A1 (fr) * 2005-12-22 2007-06-29 Valeo Embrayages Ensemble d'embrayage multiple notamment de vehicule automobile
EP1830095A1 (de) * 2006-03-02 2007-09-05 C.R.F. Societa' Consortile per Azioni Getriebe mit Doppelkupplung für ein Kraftfahrzeug

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11325456B2 (en) 2016-02-18 2022-05-10 Vitesco Technologies GmbH Clutch assembly with vibration dampers and vehicle drive train

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