WO2021005110A1 - Antriebsstrang für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2021005110A1
WO2021005110A1 PCT/EP2020/069252 EP2020069252W WO2021005110A1 WO 2021005110 A1 WO2021005110 A1 WO 2021005110A1 EP 2020069252 W EP2020069252 W EP 2020069252W WO 2021005110 A1 WO2021005110 A1 WO 2021005110A1
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WO
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drive train
combustion engine
internal combustion
coupling
mass
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PCT/EP2020/069252
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French (fr)
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Thomas Riedisser
Martin Brehmer
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60K6/48—Parallel type
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    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/32—Modular design
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a drive train for a motor vehicle, comprising an internal combustion engine, an electrical machine, and at least one coupling device for releasably coupling the internal combustion engine to an input section of the drive train, the coupling device having a first coupling element, in particular an outer disk carrier, and a second coupling element ment, in particular an inner disc carrier, and is designed to couple the internal combustion engine to start the internal combustion engine to the drive train.
  • Such drive trains for motor vehicles are basically known from the prior art, for example in the form of drive trains for hybrid motor vehicles. It is also known that to start the internal combustion engine from a purely electric ferry operation, energy can be provided by the electrical machine to start the internal combustion engine, for example, the electric machine can apply a corresponding torque or angular momentum that the internal combustion engine to Example via the crankshaft, accelerated to starting speed when the internal combustion engine is coupled to the electric machine. For this purpose, the internal combustion engine can be coupled to the drive train via the coupling device and thus at least temporarily coupled to the electric machine.
  • the invention is based on the object of specifying an improved drive train for a motor vehicle, in particular to enable an improved starting of the internal combustion engine.
  • the invention is achieved by a drive train having the features of claim 1.
  • the subclaims relate to advantageous configurations.
  • the drive train has a coupling device which provides a first coupling element and a second coupling element in order to couple the internal combustion engine to the drive train for starting.
  • the coupling device can be designed, for example, as a multi-disc clutch, the coupling device having an outer disc carrier as the first coupling element, on which outer discs are arranged, which outer discs can be coupled to inner discs or can produce a frictional connection that corresponds to the second coupling element, namely an inner disc carrier , assigned.
  • the inner plate carrier can also be referred to as the first coupling element and the outer plate carrier as the second coupling element.
  • the invention is based on the knowledge that the coupling device has at least one starter device with at least one starter mass connected to the first or the second coupling element in a rotationally fixed manner, an activation of the internal combustion engine when the clutch device is closed can be at least partially supported by the movement of the starter mass.
  • a starting device is thus provided which can at least support or completely take over starting the combustion engine.
  • the starter device has at least one starter mass which is non-rotatably connected to the first or the second coupling element, that is to say, for example, either to the inner disc carrier or to the outer disc carrier.
  • the required angular momentum or the required torque can be provided by means of the starting mass in order to bring the internal combustion engine to the required speed.
  • the energy to be provided by the electrical machine can thus at least be reduced by the start-up device, or the start-up can only be taken over by the start-up device, so that the electric machine ultimately only has to hold a reduced power reserve or no more power reserve. This enables the electrical machine to be operated much more efficiently.
  • an additional coupling device can be provided which couples the feed device to the electrical machine or by means of which the feed device can be decoupled from the electrical machine.
  • different operating states can be achieved, depending on the current or expected driving situation.
  • the first clutch device that is to say the clutch device which couples the internal combustion engine to the drive train.
  • the second clutch device which couples the additional device to the electrical machine, can also be completely open.
  • the second clutch device can be at least partially closed, in particular to operate under slip, for example to place the clutch device on a defined contact, a so-called “touchpoint”.
  • the start-up device is set in motion, so that the internal combustion engine can ultimately be started via the inertial mass of the start-up mass of the start-up device.
  • the second coupling device can be fully opened so that the change in the speed of the starter device caused by the energy transfer to the internal combustion engine does not transfer to the rest of the drive train or the transmission.
  • the first clutch device which couples the auxiliary device to the internal combustion engine, is consequently completely closed in order to utilize the movement of the auxiliary device in order to start the internal combustion engine.
  • the starting device can for example be designed as a damping device or have a damping device, in particular a speed-adaptive damper.
  • the mass of the damping device can be used to provide a movement for starting the internal combustion engine as an initial mass.
  • the start-up of the internal combustion engine is brought about by the start-up device, which is designed as a damping device or has one, and a damping effect is also achieved by means of the start-up device.
  • the starter device can therefore take on two functions that advantageously contribute to the operation of the drive train.
  • the additional device can also have at least two additional masses.
  • the number of add-on masses can be selected as desired, or the amount of the add-on mass, that is to say the total mass of the add-on mass or the individual add-on masses of the add-on device, can be selected as desired.
  • a modular design can be achieved that allows the same starter device to be provided in different drive trains, whereby depending on the respective drive train, in particular the motor combination at hand, corresponding start weights can be provided. For example, an appropriate selection can be made depending on the internal combustion engine that is part of the drive train. It is thus possible to provide at least one initial mass of a defined total mass or at least two initial masses which together provide a defined total mass.
  • the at least two additional masses can, for example, be arranged next to one another in the axial direction and / or at least two additional masses can be separated from at least one separating element, in particular a sheet metal, in the axial direction. be separated from each other. Accordingly, it is basically possible that the at least two additional masses can be arranged one behind the other in the axial direction.
  • the individual additive compounds can be arranged directly next to one another or one behind the other or separated from one another by at least one separating element. It is thus possible, for example, to provide at least one separating element that separates the two additional masses from one another in the axial direction.
  • sheet metal sheets and additional masses can be arranged alternately in the axial direction in any order, so that the additional masses are separated from one another in the axial direction.
  • the axial direction denotes a direction running essentially parallel to an axis of rotation of the drive train. The axial direction thus extends, for example, from one side of the drive train on which the internal combustion engine is arranged to a side on which the drive train can be connected or connected to the transmission.
  • the additional mass itself as a sheet metal sheet and / or to design at least one additional mass as an effective mass of a damping device, in particular as a damper mass of a speed-adaptive damper.
  • a sheet metal part which extends at least in sections in the circumferential direction of the feeder device is referred to as a sheet metal sheet, which is usually used to specify movement paths for the effective masses of the damping device.
  • a sheet metal sheet can be used to define trajectories or contours in which the effective masses of the damping device are stored so that they describe the corresponding trajectory as a function of the movement of the damping device.
  • the damper masses of a speed-adaptive damper can be mirrored in the axial direction on a sheet metal track in order to provide a corresponding movement for starting the internal combustion engine as additional starting masses.
  • rotational irregularities and the like can be damped particularly advantageously by means of the increased damper mass.
  • several rows of additional masses can be arranged next to one another in the axial direction, an at least simply mirrored arrangement of additional masses in relation to a separating element being possible, i.e. that at least one additional mass is arranged on both sides of the separating element.
  • the individual additional masses can be connected to one another in the axial direction by riveting or welding, in particular several sheet metal sheets can be fastened to one another in the axial direction by riveting or welding. If effective masses of a damping device are used as initial mass, it must be ensured that they can move accordingly, depending on the design of the damping device, in order to achieve their damping effect.
  • the drive train according to the invention can be developed in such a way that the total mass of the at least one start-up mass of the start-up device is defined as a function of the internal combustion engine, in particular as a function of a variable required for starting the internal combustion engine.
  • the add-on device in a modular manner so that it can optionally be equipped with different, in particular several, add-on masses.
  • the drive train can be designed for different internal combustion engines, so that depending on the selected internal combustion engine, the at least one additional mass can be adapted accordingly or several additional mass can be provided.
  • the starter device can also have a connecting element that connects the at least one starter mass to the coupling element, i.e. the outer disk carrier or the inner disk carrier of the clutch device, the at least one starter mass with an inner edge outside or inside the radial position of the outer circumference of the coupling element, in particular the Au .lamellenmons, is arranged.
  • the connecting element it is thus possible to connect the starter device with the coupling device, for example with the first coupling device which is provided for the optional coupling of the internal combustion engine to the drive train. It is thus possible to couple the starter device directly to the coupling device, by means of which the internal combustion engine can be coupled or uncoupled.
  • the connec tion element for example, the radial position of the at least one additional mass at which the initial mass is arranged on the connecting element can be established.
  • the starter mass can be arranged with an inner edge in relation to an axis of rotation of the starter mass outside or inside the radial position of the outer circumference of the outer disk carrier.
  • an advantageous arrangement of the at least one starting mass can be achieved both with regard to a possible damping effect and the energy provided.
  • the available space in the area can be radially outside the clutch device, i.e. outside the outer circumference of the clutch elements can be used to advantage, since there is usually a certain amount of free space in this installation space.
  • the starter device can be arranged in an oil chamber of the drive train, for example.
  • the installation space usually available in this oil chamber can thus be used more efficiently, since the starter device can be arranged accordingly by the connecting element.
  • the connecting element can be shaped as desired, so that the additional mass of the additional device can be arranged in the desired position.
  • the clutch device is designed as a normally opened clutch device or as a normally closed clutch device, with at least one spring device being arranged in alignment with a disk set of the clutch device in the design as a normally closed clutch device.
  • the terms “normally open” and “normally closed” are used as usual in order to characterize the coupling device in terms of whether it is open or closed in an inactivated state. If the coupling device is open in the basic state, i.e. when it is not actuated, the coupling device is referred to as normally open coupling device and when the coupling device is closed in its basic state, i.e. when it is not actuated, the coupling device is normally closed Coupling device called. According to the embodiment, an actuating force or actuating pressure must therefore be applied in order to open or close the clutch device, that is to say to transfer it from its basic state to an actuated state.
  • a spring device can be arranged in alignment with a disk pack of the coupling device.
  • the spring device can be arranged on the same radial position as the disks of the clutch device and directly effect a force on the disk pack that keeps the clutch device closed in the basic state.
  • the force effect that is caused by the spring device can be canceled by an actuating force, so- that the coupling device can be opened from the basic state into the actuated state.
  • a positioning element is designed to position the at least one spring device, the positioning device having a sealing section which is designed to seal a pressure equalization chamber of the coupling device.
  • a dynamic pressure equalization of the coupling device can be brought about by the pressure equalization chamber or the fluid, for example oil, stored in the pressure equalization chamber.
  • the positioning element can be designed, for example, as a relatively thin retaining plate that can seal the pressure equalization chamber for dynamic pressure equalization.
  • the positioning element can therefore also be referred to as a cover plate for the spring package.
  • the positioning element can have a deep-drawn section which positions the spring device or on which the spring device can be arranged. Sealing sections, in particular sealing lips, can also be vulcanized onto the positioning element.
  • the dynamic pressure equalization can reliably ensure that actuating pressures caused by changes in speed do not lead to the clutch device opening or closing as a function of the speed.
  • the at least one starter device is mounted on a drive shaft of the drive train.
  • the electrical machine and the second coupling device which is provided for connecting the feeder device to the electrical machine, are arranged comparatively close to an end of the drive train facing a transmission device.
  • the electrical machine and the second coupling device (“KO”) can in particular be mounted on a drive shaft of the drive train. Forces can be transmitted to a bearing plate of the housing of the drive train via a transmission input shaft. It is thus possible for all rotating components to be arranged without offset to one another, thus resulting in an offset-free, over-determination-free storage concept.
  • the transmission input shaft also transmits the from the electrical machine and the internal combustion engine caused torques te to the transmission.
  • the invention relates to a motor vehicle with at least one drive train according to the invention.
  • the invention also relates to a method for operating a drive train for a motor vehicle, which drive train has at least one internal combustion engine, an electrical machine, and at least one coupling device for releasably connecting the internal combustion engine to the drive train, with one for starting the internal combustion engine via the at least one coupling device Coupling between the drive train and the internal combustion engine is established, a movement required for starting the internal combustion engine being provided at least partially by the moving auxiliary mass of at least one auxiliary starting device connected to a coupling element of the coupling device.
  • FIG. 1 shows a drive train according to the invention according to a first exemplary embodiment
  • Fig. 2 shows a drive train according to the invention according to a second exemplary embodiment from
  • Fig. 3 shows a drive train according to the invention according to a third exemplary embodiment Auss.
  • Fig. 1 shows a drive train 1 for a motor vehicle (not shown).
  • the drive train comprises an internal combustion engine 2, an electrical machine 3 and a first coupling device 4 ("KS") for releasably coupling the internal combustion engine 2 to an input section of the drive train 1.
  • the coupling device 4 can also be referred to as an auxiliary coupling.
  • the coupling device 4 has a first coupling element 5 and a second coupling element 6, which can be connected to one another for the releasable coupling of the internal combustion engine 1 to the drive train 2.
  • the first coupling device 4 is designed as a multi-disc clutch and therefore has a first coupling element 5, which is designed as an outer disk carrier and a two th coupling element 6, which is designed as an inner disk carrier.
  • the outer disc carrier carries outer discs and the inner disc carrier inner discs which can be detachably connected to one another in order to produce a frictional connection and thus to couple the internal combustion engine 2 to the drive train 1.
  • the drive train 1 also has a second clutch device 7 (“KO”), with which an auxiliary device 8 of the drive train 1 can be connected to the electrical machine 3 or a transmission side 9 of the drive train 1.
  • the starting device 8 has at least one starting mass 10, which is non-rotatably connected to the first coupling element 5, that is to say to the outer disk carrier of the first coupling device 4.
  • the first clutch device 4 can be closed, so that the internal combustion engine 2 can be started, i.e. accelerated to the starting speed, by the movement energy of the at least one starting mass 10.
  • Further additional masses 11, 12 that can be provided on the device 8 are shown in dotted lines.
  • further starting masses 11 can be arranged in the same radial position as starting masses 10.
  • the starting device 8 is designed as a damping device, the additional masses 10 (several additional masses distributed over the circumference) being designed as effective masses of the starting device 8.
  • the further additional masses 11 can be designed, for example, as sheet metal sheets, and a separation element 13, which is also designed as a sheet metal sheet, can be used to separate the additive compound 10 and the further additive mass 11. It is also possible to arrange additional additional masses 12 in a second radial position.
  • damping devices are assigned to the drive train 1, for example a dual-mass flywheel 14 and a torsion damper 15.
  • the first clutch device 4 and the second clutch device 7 can first be opened. If the motor vehicle is moved in a driving state in which a restart of the internal combustion engine 2 is possible or probable, the second clutch device 7 can be at least partially closed, i.e. operated with a defined slip or brought into contact (“touchpoint”) To set feed device 8 in motion. In particular, the second clutch device 7 can be completely closed in order to move the starter device 8 at the same speed as the rotor 16 of the electrical machine 3.
  • the first clutch device 4 can be closed and the second clutch device 7 can be opened.
  • the second clutch device 7 can be opened in order not to transmit the change in speed of the starting device 8 when the internal combustion engine 2 is started up to the transmission side 9 of the drive train 1. It can thus be prevented that the resulting change in the speed of the drive train 1 is transmitted to the transmission and could therefore be perceived negatively by a user of the motor vehicle.
  • the first clutch device 4 is closed, a connection is established between the internal combustion engine 2, in particular a crankshaft 17 and the starter device 8, so that the kinetic energy of the starter device 8 can be used to start the internal combustion engine 2.
  • the starter device 8 ie to select or respectively select the amount, the arrangement and the number of the individual start-up masses 10, 11, 12 accordingly . to set.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a drive train 1 according to the invention.
  • the basic structure of the drive train 1 according to FIG. 2 follows this Structure of the drive train 1 of FIG. 1.
  • the same reference symbols are therefore used for the same components.
  • the basic function of the drive train 1 in FIG. 2 is the same as that of the drive train 1 in FIG. 1.
  • the description of the basic function can therefore be transferred analogously.
  • the drive train 1 therefore also has a starter device 8, which is designed as a damping device, in addition to the effective starter mass 10 or the effective starter masses 10, which are distributed in the circumferential direction, further additional starter masses 18 are provided, which are also effective Masses are trained.
  • the additional additional masses 18 are also distributed in the circumferential direction on the connecting element 19, which defines the position, in particular the radial position, of the additional masses 10, 11, 18.
  • the separating element 13, which is designed, for example, as a sheet metal sheet, is arranged between the additive masses 10 and the additive masses 18. The initial masses 18 are therefore surrounded by the separation element 13 and a further sheet metal sheet 20 or are positi oned by these.
  • the additional masses 10, 18 are mounted on the connecting element 19 and the separating element 13 or on the separating element 13 and the sheet metal sheets 20 in such a way that they are dependent on the movement of the additional device 8, in particular depending on the movement of the first coupling element 5 be able to move a certain trajectory, in particular one initiated by the crank shaft 17 of the internal combustion engine 2 in the drive train 1 Dre can counteract uniformity.
  • the individual additional masses 13, 18 can be designed as individual masses or as multi-row masses arranged on one another. In principle, the number, the arrangement and the total mass of the additional masses 10, 11, 12 and 18 can be chosen as desired and in particular adapted to the respective internal combustion engine 2.
  • FIG. 3 shows a detailed schematic representation of a third exemplary embodiment of the drive train according to the invention, for example the drive train 1 from FIG. 2.
  • the first coupling device 4 is designed as a “normally closed” coupling device.
  • the drive train 1 in FIG. 3 is comparable to the drive train 1 from FIGS. 1 and 2 in terms of the basic structure. The same reference symbols are therefore used for the same components.
  • the drive train 1 in FIG. 3 also has a first clutch device 4 which, as described above, is designed as a normally closed clutch device. This has as the first Actuate transmission element 5 on an outer disk carrier that carries the outer disks 21 and as the second coupling element 6 an inner disk carrier that carries the inner disks 22.
  • the connecting element 19 of the starter device 8, to which the starter masses 10 are coupled, is in turn connected to the first coupling element 5.
  • the individual additional masses 10, 11, 12, 18 can be combined with one another as required, so that the number, arrangement and mass of the individual additional masses 10, 11, 12, 18 can be selected accordingly.
  • the clutch device 4 is assigned a spring pack 23 which is arranged in the same radial position as the disk pack formed from the inner disks 22 and the outer disks 21. This makes it possible, please include to exert a force directly on the disk pack and then to close the first clutch device 4 in the basic state or to keep it closed.
  • a hydraulic fluid is applied to it, in particular by applying Hydrau likfluid in a corresponding fluid space 24, the spring force exerted by the spring assembly 23 can be canceled or overcome so that the first coupling device 4 can be opened.
  • the first coupling device 4 also has a pressure compensation chamber 25 into which the hydraulic fluid can escape from the fluid space 24.
  • the spring assembly 23 is also assigned a positioning element 26 which, on the one hand, ensures the positioning of the spring assembly 23 through a deep-drawn section and, on the other hand, the pressure compensation chamber 25 is sealed by the positioning element 26.
  • the positioning element can Ment 26 have sealing elements (not shown), in particular vulcanized sealing lips, which contribute to the sealing of the pressure compensation chamber 25.
  • the individual exemplary embodiments can of course be combined with one another as required.
  • the individual aspects are interchangeable.
  • the method according to the invention can be carried out on the drive train according to the invention.
  • the drive train according to the invention can be part of a motor vehicle according to the invention.

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Abstract

Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor (2), eine elektrische Maschine (3), und wenigstens eine Kupplungseinrichtung (4) zur lösbaren Kopplung des Verbrennungsmotors (2) an einen Eingangsabschnitt des Antriebsstrangs (1), wobei die Kupplungseinrichtung (4) ein erstes Kupplungselement (5, 6), insbesondere einen Außenlamellenträger, und ein zweites Kupplungselement (5, 6), insbesondere einen Innenlamellenträger, aufweist und dazu ausgebildet ist, den Verbrennungsmotor (2) zum Zustarten des Verbrennungsmotors (2) an den Antriebsstrang (1) zu koppeln, wobei die Kupplungseinrichtung (4) wenigstens eine Zustarteinrichtung (8) mit wenigstens einer drehfest mit dem ersten oder dem zweiten Kupplungselement (5, 6) verbundenen Zustartmasse (10, 11, 12, 18) aufweist, wobei ein Zustarten des Verbrennungsmotors (2) bei einem Schließen der Kupplungseinrichtung (4) zumindest teilweise von der Bewegung der Zustartmasse (10, 11, 12, 18) unterstützbar ist.

Description

Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, und wenigstens eine Kupplungsein richtung zur lösbaren Kopplung des Verbrennungsmotors an einen Eingangsab schnitt des Antriebsstrangs, wobei die Kupplungseinrichtung ein erstes Kupplungs element, insbesondere einen Außenlamellenträger, und ein zweites Kupplungsele ment, insbesondere einen Innenlamellenträger, aufweist und dazu ausgebildet ist, den Verbrennungsmotor zum Zustarten des Verbrennungsmotors an den Antriebs strang zu koppeln.
Derartige Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise in Form von Antriebssträngen für Hybrid- Kraftfahrzeuge. Dabei ist ferner bekannt, dass zum Zustarten des Verbrennungsmo tors aus einem rein elektrischen Fährbetrieb entsprechend von der elektrischen Ma schine Energie zum Zustarten des Verbrennungsmotors bereitgestellt werden kann beispielsweise kann die elektrische Maschine dazu ein entsprechendes Drehmoment bzw. einen Drehimpuls aufbringen, der den Verbrennungsmotor, zum Beispiel über die Kurbelwelle, auf Startdrehzahl beschleunigt, wenn der Verbrennungsmotor mit der elektrischen Maschine gekoppelt wird. Dazu kann der Verbrennungsmotor über die Kupplungseinrichtung an den Antriebsstrang angekoppelt und somit zumindest zeitweise mit der elektrischen Maschine gekoppelt werden.
Dies führt jedoch dazu, dass die elektrische Maschine entsprechend ausgelegt wer den muss, um in verschiedenen Betriebssituationen, insbesondere über den gesam ten Betrieb der elektrischen Maschine hinweg, ausreichende Reserven bereitstellen zu können, sodass ein Zustarten des Verbrennungsmotors stets möglich ist. Dadurch kann die elektrische Maschine nicht optimal betrieben werden, da letztlich stets eine gewisse Leistungsreserve vorgehalten werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug anzugeben, insbesondere ein verbessertes Zustarten des Verbren nungsmotors zu ermöglichen. Die Erfindung wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Wie zuvor beschrieben, weist der Antriebsstrang eine Kupplungseinrichtung auf, die ein erstes Kupplungselement und ein zweites Kupplungselement bereitstellt, um den Verbrennungsmotor zum Zustarten an den Antriebsstrang zu koppeln. Die Kupp lungseinrichtung kann beispielsweise als Lamellenkupplung ausgebildet sein, wobei die Kupplungseinrichtung als erstes Kupplungselement einen Außenlamellenträger aufweist, an dem Außenlamellen angeordnet sind, welche Außenlamellen mit Innen lamellen gekoppelt werden können bzw. einen Reibschluss hersteilen können, die entsprechend dem zweiten Kupplungselement, nämlich einem Innenlamellenträger, zugeordnet sind. Mit anderen Worten ist somit möglich, über die Kupplungseinrich tung eine zumindest zeitweise Kopplung herzustellen, sodass der Verbrennungsmo tor zu gestartet werden kann. Selbstverständlich kann in diesem Fall auch der Innen lamellenträger als erstes Kupplungselement und der Außenlamellenträger als zwei tes Kupplungselement bezeichnet werden.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Kupplungseinrichtung wenigstens eine Zustarteinrichtung mit wenigstens einer drehfest mit dem ersten oder dem zwei ten Kupplungselement verbundenen Zustartmasse aufweist, wobei ein Zustarten des Verbrennungsmotors bei einem Schließen der Kupplungseinrichtung zumindest teil weise von der Bewegung der Zustartmasse unterstützbar ist. Erfindungsgemäß wird somit eine Zustarteinrichtung vorgesehen, die das Zustarten des Verbrennungsmo tors zumindest unterstützen bzw. vollständig übernehmen kann. Dazu weist die Zu starteinrichtung wenigstens eine Zustartmasse auf, die drehfest mit dem ersten oder dem zweiten Kupplungselement, also beispielsweise entweder mit dem Innenlamel lenträger oder dem Außenlamellenträger, verbunden ist. Zum Zustarten des Ver brennungsmotors, ist es möglich, die Zustartmasse zu beschleunigen bzw. die sich bereits in Bewegung befindende Zustartmasse auszunutzen, um die für das Zustar ten des Verbrennungsmotors benötigte Energie bereitzustellen. Somit kann mittels der Zustartmasse der benötigte Drehimpuls bzw. das benötigte Drehmoment bereit gestellt werden, um den Verbrennungsmotor auf die benötigte Drehzahl zu bringen. Dadurch entfällt das Erfordernis, dass die elektrische Maschine über den gesamten Betrieb hinweg dazu ausgebildet sein muss, die gesamte für das Zustarten des Ver brennungsmotors erforderliche Energie bereitzustellen. Die von der elektrischen Ma schine bereitzustellende Energie kann somit durch die Zustarteinrichtung zumindest reduziert werden, oder das Zustarten kann ausschließlich von der Zustarteinrichtung übernommen werden, sodass die elektrische Maschine letztlich nur noch eine redu zierte Leistungsreserve oder keine Leistungsreserve mehr Vorhalten muss. Dies er möglicht, dass die elektrische Maschine deutlich effizienter betrieben werden kann.
Ferner kann eine zusätzliche Kupplungseinrichtung vorgesehen sein, die die Zustar teinrichtung mit der elektrischen Maschine koppelt bzw. mittels der die Zustarteinrich tung von der elektrischen Maschine abgekoppelt werden kann. Dadurch lassen sich verschiedene Betriebszustände erreichen, je nach vorliegender oder zu erwartender Fahrsituation. Beispielsweise ist es möglich, falls der Verbrennungsmotor nicht benö tigt wird, die erste Kupplungseinrichtung, also die Kupplungseinrichtung, die den Verbrennungsmotor mit dem Antriebsstrang koppelt, vollständig zu öffnen. In diesem Fall kann die zweite Kupplungseinrichtung, die die Zustarteinrichtung mit der elektri schen Maschine koppelt ebenfalls vollständig geöffnet vorliegen. In Betriebszustän den, in denen eine Verwendung des Verbrennungsmotors möglich ist, kann die zwei te Kupplungseinrichtung zumindest teilweise geschlossen werden, insbesondere un ter Schlupf zu betreiben, beispielsweise die Kupplungseinrichtung auf einen definier ten Kontakt, einen sogenannten„Touchpoint“, zu stellen. Dadurch wird die Zustartei nrichtung in Bewegung versetzt, sodass über die träge Masse der Zustartmasse der Zustarteinrichtung letztlich ein Zustarten des Verbrennungsmotors möglich ist.
Soll der Verbrennungsmotor schließlich zugestartet werden, kann die zweite Kupp lungseinrichtung vollständig geöffnet werden, um die durch den Energieübertrag auf den Verbrennungsmotor bewirkte Veränderung der Drehzahl der Zustarteinrichtung nicht auf den Rest des Antriebsstrangs bzw. das Getriebe zu übertragen. In diesem Fall wird folglich die erste Kupplungseinrichtung, die die Zustarteinrichtung mit dem Verbrennungsmotor koppelt, vollständig geschlossen, um die Bewegung der Zustar teinrichtung auszunutzen, um den Verbrennungsmotor zu starten. Durch die erste und zweite Kupplungseinrichtung ist es sonach möglich, wahlweise den Verbren nungsmotor vom Antriebsstrang zu entkoppeln und die Zustarteinrichtung von der elektrischen Maschine zu entkoppeln.
Die Zustarteinrichtung kann beispielsweise als Dämpfungseinrichtung ausgebildet sein oder eine Dämpfungseinrichtung aufweisen, insbesondere einen drehzahladap tiven Tilger. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, dass zum einen die Masse der Dämpfungseinrichtung dazu verwendet werden kann, als Zustartmasse eine Bewe gung zum Zustarten des Verbrennungsmotors bereitzustellen. Zusätzlich ist es mög lich, beim Zustarten des Verbrennungsmotors die Dämpfungseinrichtung zum Dämp fen von Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors zu benutzen. Mit ande ren Worten wird das Zustarten des Verbrennungsmotors durch die Zustarteinrich tung, die als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist oder eine solche aufweist, bewirkt und zusätzlich wird eine Dämpfungswirkung mittels der Zustarteinrichtung erzielt. Die Zustarteinrichtung kann sonach zwei Funktionen übernehmen, die vorteilhaft zum Betrieb des Antriebsstrangs beitragen.
Die Zustarteinrichtung kann außerdem wenigstens zwei Zustartmassen aufweisen. Grundsätzlich ist die Anzahl der Zustartmassen beliebig wählbar bzw. ist der Betrag der Zustartmasse, also die Gesamtmasse der Zustartmasse bzw. der einzelnen Zu startmassen der Zustarteinrichtung beliebig wählbar. Insbesondere kann dadurch eine modulare Bauweise erreicht werden, die es erlaubt, die gleiche Zustarteinrich tung in verschiedenen Antriebssträngen vorzusehen, wobei in Abhängigkeit des je weiligen Antriebsstrangs, insbesondere der vorliegenden Motorkombination entspre chende Zustartmassen vorgesehen sein können. Beispielsweise kann dabei in Ab hängigkeit des Verbrennungsmotors, der Bestandteil des Antriebsstrangs ist, eine entsprechende Auswahl getroffen werden. Somit ist es möglich, wenigstens eine Zu startmasse einer definierten Gesamtmasse oder wenigstens zwei Zustartmassen, die zusammen eine definierte Gesamtmasse bereitstellen, vorzusehen.
Die wenigstens zwei Zustartmassen können beispielsweise in Axialrichtung aneinan der angeordnet sein und/oder wenigstens zwei Zustartmassen können in Axialrich tung von wenigstens einem Trennelement, insbesondere einem Bahnblech, vonei- nander getrennt sein. Demnach ist es grundsätzlich möglich, dass die wenigstens zwei Zustartmassen in Axialrichtung hintereinander angeordnet werden können. Die einzelnen Zustartmassen können dabei direkt nebeneinander bzw. hintereinander angeordnet werden oder durch wenigstens ein Trennelement voneinander getrennt werden. Somit ist es beispielsweise möglich, wenigstens ein Trennelement vorzuse hen, das die beiden Zustartmassen in Axialrichtung voneinander trennt. Selbstver ständlich können in beliebiger Reihenfolge abwechselnd Bahnbleche und Zustart massen in Axialrichtung angeordnet werden, sodass die Zustartmassen in Axialrich tung voneinander getrennt werden.
Dabei können auch Gruppen von Zustartmassen, beispielsweise jeweils zwei Zu startmassen bzw. mehrere Reihen von Zustartmassen direkt nebeneinander ange ordnet werden, welche wenigstens zwei Gruppen von Zustartmassen durch das we nigstens eine Trennelement voneinander getrennt werden. Als Axialrichtung im Rahmen dieser Anmeldung eine im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse des Antriebsstrangs verlaufende Richtung bezeichnet. Die Axialrichtung erstreckt sich somit beispielsweise von einer Seite des Antriebsstrangs an der der Verbrennungs motor angeordnet ist zu einer Seite an der der Antriebsstrang mit dem Getriebe ver bindbar oder verbunden ist.
Es ist ebenso möglich, die Zustartmasse selbst als Bahnblech auszuführen und/oder wenigstens eine Zustartmasse als wirksame Masse einer Dämpfungseinrichtung, insbesondere als Tilgermasse eines drehzahladaptiven Tilgers, auszubilden. Als Bahnblech wird im Rahmen dieser Anmeldung ein sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung der Zustarteinrichtung erstreckendes Blechteil bezeichnet, das übli cherweise dazu verwendet wird, Bewegungsbahnen für die wirksamen Massen der Dämpfungseinrichtung vorzugeben. Beispielsweise können mittels eines Bahnblechs Bewegungsbahnen bzw. Konturen, definiert werden, in denen die wirksamen Massen der Dämpfungseinrichtung gelagert sind, sodass diese in Abhängigkeit der Bewe gung der Dämpfungseinrichtung die entsprechende Bewegungsbahn beschreiben.
Demnach ist es möglich, wenigstens eine oder mehrere Zustartmassen als Bahnble che auszuführen und diese in Axialrichtung aneinander anzuordnen. Dabei kann der Betrag der Gesamtmasse und/oder die Anzahl der Zustartmassen davon abhängig gemacht werden, welcher Verbrennungsmotor zuzustarten ist. Ebenso ist es möglich, die wirksamen Massen der Dämpfungseinrichtung zum Zustarten des Verbren nungsmotors zu verwenden oder gegenüber herkömmlichen Dämpfungseinrichtun gen weitere wirksame Massen als Zustartmassen vorzusehen.
Beispielsweise können die Tilgermassen eines drehzahladaptiven Tilgers an einem Bahnblech in Axialrichtung gespiegelt vorgesehen werden, um als zusätzliche Zu startmassen eine entsprechende Bewegung zum Zustarten des Verbrennungsmotors bereitzustellen. Entsprechend ergibt sich, dass Drehungleichförmigkeiten und der gleichen mittels der erhöhten Tilgermasse besonders vorteilhaft bedämpft werden können. Mit anderen Worten können sonach mehrere Reihen von Zustartmassen in Axialrichtung aneinander angeordnet werden, wobei eine zumindest einfach gespie gelte Anordnung von Zustartmassen in Bezug auf ein Trennelement möglich ist, d.h. , dass zu beiden Seiten des Trennelements wenigstes eine Zustartmasse angeordnet ist. Die einzelnen Zustartmassen können in Axialrichtung aneinander durch Vernieten oder Verschweißen verbunden werden, insbesondere können mehrere Bahnbleche durch Vernieten oder Verschweißen in Axialrichtung aneinander befestigt werden. Werden wirksame Massen einer Dämpfungseinrichtung als Zustartmasse verwendet, ist sicherzustellen, dass diese sich in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Dämp fungseinrichtung entsprechend bewegen können, um ihre Dämpfungswirkung zu er reichen.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang kann dahingehend weitergebildet werden, dass die Gesamtmasse der wenigstens einen Zustartmasse der Zustarteinrichtung in Abhängigkeit des Verbrennungsmotors festgelegt ist, insbesondere in Abhängigkeit einer für ein Zustarten des Verbrennungsmotors erforderlichen Größe. Wie zuvor beschrieben, ist es möglich, die Zustarteinrichtung modular aufzubauen, sodass die se wahlweise mit verschiedenen, insbesondere mehreren Zustartmassen ausgestat tet werden kann. Demzufolge ist es möglich, in Abstimmung auf den mit dem An triebsstrang gekoppelten Verbrennungsmotor entsprechend mit der wenigstens einen Zustartmasse ein definiertes Drehmoment bzw. einen definierten Drehimpuls bereit zustellen, sodass durch die Zustartmasse bzw. deren Trägheit, ein Zustarten des Verbrennungsmotors erreicht werden kann. Dadurch ist es ebenso möglich, dass der Antriebsstrang für verschiedene Verbrennungsmotoren ausgelegt sein kann, sodass in Abhängigkeit des ausgewählten Verbrennungsmotors entsprechend die wenigs tens eine Zustartmasse angepasst werden kann oder mehrere Zustartmassen vorge sehen werden können.
Die Zustarteinrichtung kann ferner ein Verbindungselement aufweisen, das die we nigstens eine Zustartmasse mit dem Kupplungselement, also dem Außenlamellen träger oder dem Innenlamellenträger der Kupplungseinrichtung verbindet, wobei die wenigstens eine Zustartmasse mit einer Innenkante außerhalb oder innerhalb der Radialposition des Außenumfangs des Kupplungselements, insbesondere des Au ßenlamellenträgers, angeordnet ist. Mittels des Verbindungselements ist es somit möglich die Zustarteinrichtung mit der Kupplungseinrichtung zu verbinden, beispiels weise mit der ersten Kupplungseinrichtung, die zur wahlweisen Kopplung des Ver brennungsmotors an den Antriebsstrang vorgesehen ist. Somit ist es möglich, die Zustarteinrichtung direkt an die Kupplungseinrichtung anzukoppeln, mittels der der Verbrennungsmotor angekoppelt bzw. abgekoppelt werden kann. Durch das Verbin dungselement kann beispielsweise die Radialposition der wenigstens einen Zustart masse festgelegt werden, an der die Zustartmasse an das Verbindungselement an geordnet ist.
Durch die Wahl der Radialposition ist es ebenso möglich, die durch die Bewegung der Zustartmasse zum Zustarten bereitgestellte Energie anzupassen. Beispielsweise kann die Zustartmasse dabei mit einer Innenkante in Bezug auf eine Drehachse der Zustartmasse außerhalb oder innerhalb der Radialposition des Außenumfangs des Außenlamellenträgers angeordnet sein. Insbesondere bei einer Anordnung der Zu startmasse derart, dass eine Innenkante außerhalb des Außenumfangs des Außen lamellenträgers angeordnet ist, kann sowohl im Hinblick auf eine mögliche Dämp fungswirkung, als auch auf die bereitgestellte Energie eine vorteilhafte Anordnung der wenigstens einen Zustartmasse erreicht werden.
Des Weiteren kann der zur Verfügung stehende Bauraum im Bereich radial außer halb der Kupplungseinrichtung, also außerhalb des Außenumfangs des Kupplungs- elements vorteilhaft ausgenutzt werden, da in diesem Bauraum üblicherweise ein gewisser Freiraum besteht. Dabei kann die Zustarteinrichtung beispielsweise in ei nem Ölraum des Antriebsstrangs angeordnet sein. Der in diesem Ölraum üblicher weise zur Verfügung stehende Bauraum kann somit effizienter ausgenutzt werden, da die Zustarteinrichtung durch das Verbindungselement entsprechend angeordnet werden kann. Das Verbindungselement kann dabei beliebig geformt sein, sodass die Zustartmasse der Zustarteinrichtung in der gewünschten Position angeordnet werden kann.
Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang vorgesehen sein, dass die Kupplungseinrichtung als normally opened Kupplungseinrichtung oder als normally closed Kupplungseinrichtung ausgebildet ist, wobei in der Ausführung als normally closed Kupplungseinrichtung wenigstens eine Federeinrichtung fluchtend zu einem Lamellenpaket der Kupplungseinrichtung angeordnet ist. Die Begriffe„normally ope ned“ und„normally closed“ werden wie üblich verwendet, um die Kupplungseinrich tung dahingehend zu charakterisieren, ob diese in einem unbetätigten Zustand ge öffnet oder geschlossen vorliegt. Ist die Kupplungseinrichtung im Grundzustand, also wenn diese nicht betätigt ist, offen, wird die Kupplungseinrichtung als normally ope ned Kupplungseinrichtung bezeichnet und, wenn die Kupplungseinrichtung in ihrem Grundzustand, also wenn diese nicht betätigt ist, geschlossen ist, wird die Kupp lungseinrichtung als normally closed Kupplungseinrichtung bezeichnet. Entspre chend der Ausgestaltung muss sonach eine Betätigungskraft bzw. ein Betätigungs druck aufgebracht werden, um die Kupplungseinrichtung zu öffnen oder zu schlie ßen, diese also aus ihrem Grundzustand in einen betätigten Zustand zu überführen.
Ist die Kupplungseinrichtung als normally closed Kupplungseinrichtung ausgeführt, kann eine Federeinrichtung fluchtend zu einem Lamellenpaket der Kupplungseinrich tung angeordnet werden. Die Federeinrichtung kann dabei auf derselben Radialposi tion wie die Lamellen der Kupplungseinrichtung angeordnet sein und direkt eine Kraftwirkung auf das Lamellenpaket bewirken, die die Kupplungseinrichtung im Grundzustand geschlossen hält. Entsprechend kann durch eine Betätigungskraft die Kraftwirkung, die durch die Federeinrichtung bewirkt wird, aufgehoben werden, so- dass die Kupplungseinrichtung aus dem Grundzustand heraus in den betätigten Zu stand geöffnet werden kann.
Ferner kann dabei vorgesehen sein, dass ein Positionierelement dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Federeinrichtung zu positionieren, wobei die Positionierein richtung einen Dichtabschnitt aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine Druckaus gleichskammer der Kupplungseinrichtung abzudichten. Durch die Druckausgleichs kammer bzw. das in der Druckausgleichskammer gespeicherte Fluid, beispielsweise Öl, kann ein dynamischer Druckausgleich der Kupplungseinrichtung bewirkt werden. Das Positionierelement kann beispielsweise als relativ dünnes Halteblech ausgeführt werden, das die Druckausgleichskammer für den dynamischen Druckausgleich ab dichten kann. Das Positionierelement kann sonach auch als Deckblech für das Fe derpaket bezeichnet werden. Das Positionierelement kann dabei einen tiefgezoge- nen Abschnitt aufweisen, der die Federeinrichtung positioniert bzw. an dem die Fe dereinrichtung angeordnet sein kann. An dem Positionierelement können ferner Dichtungsabschnitte, insbesondere Dichtlippen, anvulkanisiert sein. Durch den dy namischen Druckausgleich kann sonach zuverlässig bewirkt werden, dass aufgrund von Drehzahlveränderungen bewirkte Betätigungsdrücke nicht dazu führen, dass in Abhängigkeit der Drehzahl ein Öffnen oder Schließen der Kupplungseinrichtung auf- tritt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Antriebsstrangs kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Zustarteinrichtung auf einer Antriebswelle des Antriebs strangs gelagert ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und die zweite Kupplungseinrichtung, die zum Anbinden der Zustarteinrich tung an die elektrische Maschine vorgesehen ist, vergleichsweise nahe an einem einer Getriebeeinrichtung zugewandten Ende des Antriebsstrangs angeordnet ist.
Die elektrische Maschine und die zweite Kupplungseinrichtung („KO“) können insbe sondere auf einer Antriebswelle des Antriebsstrangs gelagert sein. Dabei können über eine Getriebeeingangswelle auf ein Lagerschild des Gehäuses des Antriebs strangs Kräfte übertragen werden. Somit ist es möglich, dass alle rotierenden Bautei le versatzfrei zueinander angeordnet sind und sich somit ein versatzfreies überbe stimmungsfreies Lagerkonzept ergibt. Die Getriebeeingangswelle überträgt ferner die von der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor bewirkten Drehmomen te zum Getriebe.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem erfindungs gemäßen Antriebsstrang. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, welcher Antriebsstrang wenigstens einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, und wenigstens eine Kupplungsein richtung zur lösbaren Verbindung des Verbrennungsmotors mit dem Antriebsstrang aufweist, wobei zum Starten des Verbrennungsmotors über die wenigstens eine Kupplungseinrichtung eine Kopplung zwischen dem Antriebsstrang und dem Ver brennungsmotor hergestellt wird, wobei eine für das Zustarten des Verbrennungsmo tors erforderliche Bewegung zumindest teilweise von der bewegten Zustartmasse wenigstens einer mit einem Kupplungselement der Kupplungseinrichtung verbunde nen Zustarteinrichtung bereitgestellt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug nahme auf die Fig. näher erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel;
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel; und
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß einem dritten Ausfüh rungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt einen Antriebsstrang 1 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt). Der An triebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor 2, eine elektrische Maschine 3 und eine erste Kupplungseinrichtung 4 („KS“) zur lösbaren Kopplung des Verbrennungs motors 2 an einen Eingangsabschnitt des Antriebsstrangs 1. Die Kupplungseinrich tung 4 kann auch als Zustartkupplung bezeichnet werden. Die Kupplungseinrichtung 4 weist ein erstes Kupplungselement 5 und ein zweites Kupplungselement 6 auf, die zur lösbaren Kopplung des Verbrennungsmotors 1 an den Antriebsstrang 2 mitei nander verbunden werden können. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Kupp lungseinrichtung 4 als Lamellenkupplung ausgebildet und weist sonach ein erstes Kupplungselement 5 auf, das als Außenlamellenträger ausgebildet ist und ein zwei tes Kopplungselement 6, das als Innenlamellenträger ausgebildet ist. Entsprechend trägt der Außenlamellenträger Außenlamellen und der Innenlamellenträger Innenla mellen, die lösbar miteinander verbunden werden können, um einen Reibschluss herzustellen und sonach den Verbrennungsmotor 2 an den Antriebsstrang 1 zu kop peln.
Der Antriebsstrang 1 weist ferner eine zweite Kupplungseinrichtung 7 („KO“) auf, mit der eine Zustarteinrichtung 8 des Antriebsstrangs 1 mit der elektrischen Maschine 3 bzw. einer Getriebeseite 9 des Antriebsstrangs 1 verbunden werden kann. Die Zu starteinrichtung 8 weist wenigstens eine Zustartmasse 10 auf, die drehfest mit dem ersten Kopplungselement 5, also mit dem Außenlamellenträger der ersten Kupp lungseinrichtung 4 verbunden ist. Zum Zustarten des Verbrennungsmotors 2 kann die erste Kupplungseinrichtung 4 geschlossen werden, sodass durch die Bewe gungsenergie der wenigstens einen Zustartmasse 10 der Verbrennungsmotor 2 zu gestartet werden kann, d.h. auf Startdrehzahl beschleunigt werden kann.
Gepunktet dargestellt sind weitere Zusatzmassen 11 , 12, die an der Zustarteinrich tung 8 vorgesehen sein können. In diesem Ausführungsbeispiel können weitere Zu startmassen 11 auf derselben Radialposition wie die Zustartmassen 10 angeordnet werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Zustarteinrichtung 8 als Dämpfungs einrichtung ausgebildet, wobei die Zustartmassen 10 (mehrere Zustartmassen über den Umfang verteilt) als wirksame Massen der Zustarteinrichtung 8 ausgebildet sind. Die weiteren Zustartmassen 11 können beispielsweise als Bahnbleche ausgebildet sein, und durch ein Trennelement 13, das ebenfalls als Bahnblech ausgebildet ist, kann eine Abtrennung zwischen der Zustartmasse 10 und den weiteren Zustartmas sen 11 bewirkt werden. Ferner ist es möglich, weitere Zustartmassen 12 auf einer zweiten Radialposition anzuordnen. In diesem Ausführungsbeispiel sind dem Antriebsstrang 1 ferner weitere Dämp fungseinrichtungen (optional) zugeordnet, beispielsweise ein Zweimassenschwung rad 14 und ein Torsionsdämpfer 15. Zum Zustarten des Verbrennungsmotors 2 kön nen zunächst die erste Kupplungseinrichtung 4 und die zweite Kupplungseinrichtung 7 geöffnet sein. Wird das Kraftfahrzeug in einem Fahrzustand bewegt, in dem ein Zustarten des Verbrennungsmotors 2 möglich oder wahrscheinlich ist, kann die zwei te Kupplungseinrichtung 7 zumindest teilweise geschlossen werden, also unter defi niertem Schlupf betrieben oder auf Kontakt („Touchpoint“) gebracht werden, um die Zustarteinrichtung 8 in Bewegung zu versetzen. Insbesondere kann die zweite Kupp lungseinrichtung 7 vollständig geschlossen werden, um die Zustarteinrichtung 8 mit derselben Drehzahl zu bewegen wie den Rotor 16 der elektrischen Maschine 3.
Zum Zustarten des Verbrennungsmotors 2 kann die erste Kupplungseinrichtung 4 geschlossen und die zweite Kupplungseinrichtung 7 geöffnet werden. Die zweite Kupplungseinrichtung 7 kann geöffnet werden, um die Drehzahlveränderung der Zu starteinrichtung 8 beim Zustarten des Verbrennungsmotors 2 nicht auf die Getriebe seite 9 des Antriebsstrangs 1 zu übertragen. Somit kann verhindert werden, dass sich die daraus ergebende Veränderung in der Drehzahl des Antriebsstrangs 1 auf das Getriebe überträgt und sonach negativ von einem Benutzer des Kraftfahrzeugs wahrgenommen werden könnte. Beim Schließen der ersten Kupplungseinrichtung 4 wird daher eine Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor 2, insbesondere ei ner Kurbelwelle 17 und der Zustarteinrichtung 8, hergestellt, sodass die Bewegungs energie der Zustarteinrichtung 8 ausgenutzt werden kann, um den Verbrennungsmo tor 2 zuzustarten.
In Abhängigkeit des konkreten eingesetzten Verbrennungsmotors 2, insbesondere der für ein Zustarten des Verbrennungsmotors 2 erforderlichen Energie, ist es mög lich, die Zustarteinrichtung 8 anzupassen, d.h. den Betrag, die Anordnung und die Anzahl der einzelnen Zustartmassen 10, 1 1 , 12 entsprechend auszuwählen bzw. festzulegen.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebs strangs 1 . Der grundsätzliche Aufbau des Antriebsstrangs 1 gemäß Fig. 2 folgt dem Aufbau des Antriebsstrangs 1 von Fig. 1. Es werden daher dieselben Bezugszeichen für dieselben Bauteile verwendet. Die grundsätzliche Funktion des Antriebsstrangs 1 in Fig. 2 ist dieselbe wie die des Antriebsstrangs 1 in Fig. 1. Die Beschreibung der grundsätzlichen Funktion ist daher analog übertragbar. Der Antriebsstrang 1 weist sonach ebenfalls eine Zustarteinrichtung 8 auf, die als Dämpfungseinrichtung ausge bildet ist, wobei zusätzlich zu der wirksamen Zustartmasse 10 bzw. den wirksamen Zustartmassen 10, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind, weitere Zustart massen 18 vorgesehen sind, die ebenfalls als wirksame Massen ausgebildet sind.
Die zusätzlichen Zustartmassen 18 sind ebenfalls in Umfangsrichtung verteilt an dem Verbindungselement 19 angeordnet, das die Position, insbesondere die Radialpositi on der Zustartmassen 10, 11 , 18 festlegt. Zwischen den Zustartmassen 10 und den Zustartmassen 18 ist das Trennelement 13 angeordnet, das beispielsweise als Bahnblech ausgebildet ist. Die Zustartmassen 18 sind sonach von dem Trennele ment 13 und einem weiteren Bahnblech 20 umgeben bzw. werden von diesen positi oniert.
Die Zustartmassen 10, 18 sind an dem Verbindungselement 19 und dem Trennele ment 13 bzw. an dem Trennelement 13 und dem Bahnbleche 20 derart gelagert, dass sich diese in Abhängigkeit der Bewegung der Zustarteinrichtung 8, insbesonde re in Abhängigkeit der Bewegung des ersten Kupplungselements 5 auf einer be stimmten Bewegungsbahn bewegen können, insbesondere einer durch die Kurbel welle 17 von dem Verbrennungsmotor 2 in den Antriebsstrang 1 eingeleitete Dre hungleichförmigkeit entgegenwirken können. Selbstverständlich können die einzel nen Zusatzmassen 13, 18 als einzelne Massen oder als mehrreihige aneinander an geordnete Massen ausgebildet sein. Grundsätzlich kann die Anzahl, die Anordnung und die Gesamtmasse der Zustartmassen 10, 11 , 12 und 18 beliebig gewählt und insbesondere auf den jeweiligen Verbrennungsmotor 2 angepasst werden.
Fig. 3 zeigt eine detaillierte schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbei spiels des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs, beispielsweise des Antriebsstrangs 1 von Fig. 2. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Kupplungseinrichtung 4 als „normally closed“ Kupplungseinrichtung ausgebildet. Selbstverständlich ist eine an- derweitige Ausgestaltung der ersten Kupplungseinrichtung 4 ebenso möglich. Der Antriebsstrang 1 in Fig. 3 ist in Bezug auf den grundsätzlichen Aufbau zu dem An triebsstrang 1 aus Fig. 1 und 2 vergleichbar. Dieselben Bezugszeichen werden daher für dieselben Bauteile verwendet. Insbesondere weist der Antriebsstrang 1 in Fig. 3 ebenfalls eine erste Kupplungseinrichtung 4 auf, die wie zuvor beschrieben, als nor- mally closed Kupplungseinrichtung ausgebildet ist. Diese weist als erstes Betäti gungselement 5 einen Außenlamellenträger auf, der Außenlamellen 21 trägt und als zweites Kupplungselement 6 einen Innenlamellenträger, der Innenlamellen 22 trägt.
An das erste Kupplungselement 5 ist wiederum das Verbindungselement 19 der Zu starteinrichtung 8 angebunden, an das Zustartmassen 10 gekoppelt sind. Zusätzlich ist es möglich, wie zuvor beschrieben, weitere Zustartmassen 11 , 12, 18 vorzusehen. Ersichtlich können die einzelnen Zustartmassen 10, 11 , 12, 18 beliebig miteinander kombiniert werden, sodass die Anzahl, die Anordnung und die Masse der einzelnen Zustartmassen 10, 11 , 12, 18 entsprechend gewählt werden kann.
Der Kupplungseinrichtung 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Federpaket 23 zugeordnet, das auf derselben Radialposition wie das aus den Innenlamellen 22 und den Außenlamellen 21 gebildete Lamellenpaket angeordnet ist. Dadurch ist es mög lich, unmittelbar eine Kraft auf das Lamellenpaket auszuüben und die erste Kupp lungseinrichtung 4 sonach im Grundzustand zu schließen bzw. geschlossen zu hal ten. Bei einer Betätigung der ersten Kupplungseinrichtung 4, durch entsprechende Beaufschlagung mit einem Hydraulikfluid, insbesondere das Verbringen von Hydrau likfluid in einen entsprechenden Fluidraum 24 kann die von dem Federpaket 23 be wirkte Federkraft aufgehoben bzw. überwunden werden, sodass die erste Kupp lungseinrichtung 4 geöffnet werden kann.
Für einen dynamischen Druckausgleich weist die erste Kupplungseinrichtung 4 ferner eine Druckausgleichskammer 25 auf, in die das Hydraulikfluid aus dem Fluidraum 24 entweichen kann. Dem Federpaket 23 ist außerdem ein Positionierelement 26 zuge ordnet, das zum einen durch einen tiefgezogenen Abschnitt die Positionierung des Federpakets 23 sicherstellt, zum anderen wird durch das Positionierelement 26 die Druckausgleichskammer 25 abgedichtet. Zusätzlich dazu kann das Positionierele- ment 26 Dichtelemente (nicht dargestellt), insbesondere anvulkanisierte Dichtlippen, aufweisen, die zur Abdichtung der Druckausgleichskammer 25 beitragen.
Die einzelnen Ausführungsbeispiele sind selbstverständlich beliebig untereinander kombinierbar. Die einzelnen Aspekte sind insbesondere untereinander austauschbar. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang ausgeführt werden. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang kann Bestandteil eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sein.
Bezuqszeichen Antriebsstrang
Verbrennungsmotor
elektrische Maschine
erste Kupplungseinrichtung
erstes Kupplungselement
zweites Kupplungselement
zweite Kupplungseinrichtung
Zustarteinrichtung
Getriebeseite
- 12 Zustartmasse
Trennelement
Zweimassenschwungrad
Torsionsdämpfer
Rotor
Kurbelwelle
Zustartmasse
Verbindungselement
Bahnblech
Außenlamelle
Innenlamelle
Federeinrichtung
Fluidraum
Druckausgleichskammer
Positionierelement

Claims

Patentansprüche
1 . Antriebsstrang (1 ) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor (2), eine elektrische Maschine (3), und wenigstens eine Kupplungseinrichtung (4) zur lösbaren Kopplung des Verbrennungsmotors (2) an einen Eingangsabschnitt des Antriebsstrangs (1 ), wobei die Kupplungseinrichtung (4) ein erstes Kupplungsele ment (5, 6), insbesondere einen Außenlamellenträger, und ein zweites Kupp lungselement (5, 6), insbesondere einen Innenlamellenträger, aufweist und dazu ausgebildet ist, den Verbrennungsmotor (2) zum Zustarten des Verbrennungsmo tors (2) an den Antriebsstrang (1 ) zu koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (4) wenigstens eine Zustarteinrichtung (8) mit wenigstens einer drehfest mit dem ersten oder dem zweiten Kupplungselement (5, 6) verbun denen Zustartmasse (10, 1 1 , 12, 18) aufweist, wobei ein Zustarten des Verbren nungsmotors (2) bei einem Schließen der Kupplungseinrichtung (4) zumindest teilweise von der Bewegung der Zustartmasse (10, 1 1 , 12, 18) unterstützbar ist.
2. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zustartein richtung (8) als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist oder eine Dämpfungsein richtung, insbesondere einem drehzahladaptiven Tilger, aufweist.
3. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu starteinrichtung (8) wenigstens zwei Zustartmassen (10, 1 1 , 12, 18) aufweist.
4. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Zustartmassen (10, 1 1 , 12, 18) in Axialrichtung aneinander angeordnet sind und/oder wenigstens zwei Zustartmassen (10, 1 1 , 12, 18) in Axialrichtung von we nigstens einem Trennelement (13), insbesondere einem Bahnblech, voneinander getrennt sind.
5. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens eine Zustartmasse (10, 1 1 , 12, 18) als Bahnblech und/oder als wirksame Masse einer Dämpfungseinrichtung, insbesondere als Til germasse eines drehzahladaptiven Tilgers, ausgebildet ist.
6. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Gesamtmasse der wenigstens einen Zustartmasse (10, 11 , 12, 18) der Zustarteinrichtung (8) in Abhängigkeit des Verbrennungsmotors (2) festge legt ist, insbesondere in Abhängigkeit einer für ein Zustarten des Verbrennungs motors (2) erforderlichen Größe.
7. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zustarteinrichtung (8) ein Verbindungselement (19) aufweist, das die wenigstens eine Zustartmasse (10, 11 , 12, 18) mit dem Kupplungselement (5, 6), insbesondere mit dem Außenlamellenträger oder dem Innenlamellenträger der Kupplungseinrichtung (4), verbindet, wobei die wenigstens eine Zustartmasse (10, 11 , 12, 18) mit einer Innenkante außerhalb oder innerhalb der Radialposition des Außenumfangs des Außenlamellenträgers angeordnet ist.
8. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zustarteinrichtung (8) in einem Ölraum des Antriebsstrangs (1 ) angeordnet ist.
9. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (4) als normally opened Kupplungsein richtung (4) oder als normally closed Kupplungseinrichtung (4) ausgebildet ist, wo bei in der Ausführung als normally closed Kupplungseinrichtung (4) wenigstens ei ne Federeinrichtung (23) fluchtend zu einem Lamellenpaket der Kupplungseinrich tung (4) angeordnet ist.
10. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Positionierelement (26), das dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Federeinrichtung (23) zu posi tionieren, wobei die Positioniereinrichtung (26) einen Dichtabschnitt aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine Druckausgleichskammer (25) der Kupplungseinrichtung (4) abzudichten.
11. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die wenigstens eine Zustarteinrichtung (8) auf einer Antriebswelle des Antriebsstrangs (1 ) gelagert ist.
12. Kraftfahrzeug, umfassend einen Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorangehen den Ansprüche.
13. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1 ) für ein Kraftfahrzeug, welcher Antriebsstrang (1 ) wenigstens einen Verbrennungsmotor (2), eine elektrische Ma schine (3), und wenigstens eine Kupplungseinrichtung (4) zur lösbaren Verbin dung des Verbrennungsmotors (2) mit dem Antriebsstrang (1 ) aufweist, wobei zum Starten des Verbrennungsmotors (2) über die wenigstens eine Kupplungseinrich tung (4) eine Kopplung zwischen dem Antriebsstrang (1 ) und dem Verbrennungs motor (2) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine für das Zustarten des Verbrennungsmotors (2) erforderliche Bewegung zumindest teilweise von der bewegten Zustartmasse (10, 11 , 12, 18) wenigstens einer mit einem Kupplungs element (5, 6) der Kupplungseinrichtung (4) verbundenen Zustarteinrichtung (8) bereitgestellt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0857886A2 (de) * 1997-02-08 1998-08-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit integriertem Startergenerator
DE102017219476A1 (de) * 2017-06-20 2018-12-20 Zf Friedrichshafen Ag Drehmomentübertragungsanordnung
DE102017211264A1 (de) * 2017-07-03 2019-01-03 Zf Friedrichshafen Ag Torsionsdämpfungsanordnung sowie Kraftfahrzeug

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