WO2021254561A1 - Hybridmodul, antriebsanordnung und antriebsstrang für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Hybridmodul, antriebsanordnung und antriebsstrang für ein kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2021254561A1
WO2021254561A1 PCT/DE2021/100459 DE2021100459W WO2021254561A1 WO 2021254561 A1 WO2021254561 A1 WO 2021254561A1 DE 2021100459 W DE2021100459 W DE 2021100459W WO 2021254561 A1 WO2021254561 A1 WO 2021254561A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hybrid module
clutch
torsional vibration
vibration damper
input
Prior art date
Application number
PCT/DE2021/100459
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Dinger
Erik Ernst
David SCHNÄDELBACH
Benjamin Vögtle
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Publication of WO2021254561A1 publication Critical patent/WO2021254561A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/12—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted for accumulation of energy to absorb shocks or vibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/14—Clutches in which the members have interengaging parts with clutching members movable only axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D47/00—Systems of clutches, or clutches and couplings, comprising devices of types grouped under at least two of the preceding guide headings
    • F16D47/02—Systems of clutches, or clutches and couplings, comprising devices of types grouped under at least two of the preceding guide headings of which at least one is a coupling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/13121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by clutch arrangements, e.g. for activation; integrated with clutch members, e.g. pressure member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/0006—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings
    • F16H2057/0012—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings for reducing drive line oscillations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a hybrid module for a motor vehicle and a drive arrangement which comprises the hybrid module and a drive train of a motor vehicle which in turn comprises the drive arrangement.
  • These drive arrangements generally include an internal combustion engine, the hybrid module of the respective drive arrangement mostly being equipped with a clutch device and at least one electric rotary machine.
  • a motor vehicle equipped with a hybrid module can accordingly combine the operation of an internal combustion engine with an electric motor drive, so that the motor vehicle can be operated with significantly reduced fuel consumption and correspondingly fewer emissions.
  • the hybrid module eliminates the need for an extra starter and enables convenient start-stop operation as well as recuperation of electrical energy when braking.
  • the combination of both types of drive enables high acceleration values to be recorded.
  • the electric rotary machine can be operated in generator mode at the same time in order to charge an energy store. The separate operation of the electric rotary machine enables noise-reduced and emission-free driving.
  • a torsional vibration damper is used between an internal combustion engine as the drive unit and an output shaft, which can be a drive shaft of an axle of the relevant motor vehicle or a transmission input shaft, in order to dampen the oscillating rotary movements of the internal combustion engine and, accordingly, a vibration-damped torque of the respective to provide driven shaft.
  • the torsional vibration damper is set up for this purpose to dampen vibrations occurring in the drive unit, the torsional vibration damper, the electric rotary machine and the output shaft.
  • the torsional vibration damper has a corresponding, suitable damping characteristic.
  • the entire oscillation system is changed.
  • the electric rotary machine receives torque from the internal combustion engine.
  • the torsional vibration damper connected in between now no longer optimally dampens vibrations, but depending on the prevailing speed ratios, the now reduced system can even oscillate in an unfavorable manner.
  • the present invention is based on the object of providing a hybrid module for a motor vehicle and a drive arrangement with the hybrid module and a drive system with which a generator operation of an electric rotating machine can be implemented in a reliable and space-saving manner when decoupled from the drive train.
  • the invention relates to a hybrid module for a motor vehicle, which comprises a torsional vibration damper, an electric rotary machine and a clutch for transmitting torque from the torsional vibration damper to an output shaft to be connected.
  • a primary side of the torsional vibration damper is arranged on an input side of the hybrid module.
  • a secondary side of the torsional vibration damper is serially non-rotatably coupled to a clutch input of the coupling and is serially non-rotatably coupled or can be coupled to a rotor of the electric rotary machine.
  • the hybrid module also has a torque transmission device with which, when the clutch is opened, a torque transmission path bypassing at least the secondary side of the torsional vibration damper can be implemented between the input side of the hybrid module and the electric rotating machine.
  • the torque transmission path between the primary side of the torsional vibration damper and the electric rotary machine is established when the clutch is opened.
  • the clutch input of the clutch and the electric rotary machine are accordingly arranged parallel to one another and can both be driven by the secondary side of the torsional vibration damper.
  • the output shaft to be connected is, for example, a wheel shaft to be coupled to the hybrid module or also the input shaft of a transmission to be coupled to the hybrid module.
  • the term output shaft is to be understood as any element that transmits a torque, as well as a further coupling or its drive pin.
  • the primary side is also referred to as the input side of the torsional vibration damper, and the secondary side as the output side of the torsional vibration damper.
  • the clutch can be opened in particular when torque is to be passed from the internal combustion engine to the electric rotary machine in order to charge a battery.
  • torsional vibrations are introduced from the primary side of the torsional vibration damper damped by the torsional vibration damper before they are transmitted to the output shaft.
  • the torsional vibration damper is designed for damping the torsional vibrations in the system which comprises the drive machine, the torsional vibration damper itself, the electric rotary machine and the driven output shaft.
  • the system When the clutch is opened, the system no longer includes the driven output shaft, so that the vibration behavior of the system changes.
  • the torsional vibration damper or its vibration-damping elements are bridged or deactivated by the torque transmission path, so that the torsional vibration damper is no longer active in the reduced system.
  • Torsional vibrations introduced by the drive machine are now applied to the electric rotary machine in a substantially undamped manner, but this is not harmful in the charging mode by means of the electric rotary machine.
  • the torque transmission device ensures that torsional vibrations introduced from a primary side of the torsional vibration damper are essentially not transmitted changed by the torsional vibration damper to the rotary electric machine.
  • the torsional vibration damper does not affect the torsional vibrations transmitted from the input side of the hybrid module to the electric rotary machine, so that the system cannot oscillate in an unfavorable manner.
  • the hybrid module is designed in such a way that it is stiffened for the purpose of torque transmission from the connected drive machine to only the electric rotary machine or switches off the damping effect of the torsional vibration damper.
  • the torque transmission device is set up to transmit torque in a form-fitting manner.
  • the torque transmission device can have a toothing for realizing the form-fitting torque transmission, the toothing being non-rotatably connected to the clutch input.
  • a toothing of complementary shape on the primary side of the torsional vibration damper these can be formed in particular on or in its drive plate.
  • the drive plate can in particular be mounted or mountable on a primary flywheel of an internal combustion engine that is connected or to be connected.
  • the complementary toothing is formed on another component which is firmly connected to the drive plate and / or the primary flywheel.
  • the coupling input and the toothing can be integral components of a structural unit that can be displaced on its axis of rotation.
  • the coupling can be a claw coupling, the displaceable structural unit forming one side of the claw coupling.
  • the axial stroke of a sliding sleeve of the dog clutch leads to the meshing of the teeth.
  • the toothing of the displaceable structural unit can engage in complementary toothing on the primary side of the torsional vibration damper or in a complementary toothing attached to the input side of the hybrid module, which is firmly connected to the primary side of the torsional vibration damper.
  • the torque transmission device is a friction clutch. With the friction clutch, the Stiffen torsional vibration damper or reduce its vibration damping effect.
  • the friction clutch can include a plate spring which axially interacts or can interact with the input side of the hybrid module in an axially frictional manner and at least indirectly interacts with the clutch input in a frictional manner.
  • the plate spring can also interact with or rest against the primary side of the torsional vibration damper, which is fixedly arranged on the input side of the hybrid module.
  • a pressure element can be firmly connected axially to the clutch input and serves to apply force to the disc spring in the axial direction when the clutch is opened.
  • the axial stroke of the sliding sleeve of the claw coupling leads to the movement of the pressure element and thus to an increase in the contact pressure of the disc spring and consequently to a frictional engagement realized by the disc spring.
  • Another aspect of the present invention is a drive arrangement for a motor vehicle, which has a hybrid module as described and a drive machine with an output element, the output element being non-rotatably coupled to the primary side of the torsional vibration damper.
  • the drive machine is an internal combustion engine, in which case the output element is the crankshaft of the internal combustion engine.
  • the drive arrangement also includes a second electric rotary machine, which makes it possible to drive the motor vehicle with an electric motor when the electric rotary machine is decoupled from the output shaft.
  • the drive arrangement is used in such a way that, in particular at the same time when the clutch between the electric rotating machine and the second electric rotating machine is opened, the torsional vibration damper is stiffened or blocked by means of a form fit and thus shut down or made more rigid by means of a friction device.
  • a drive train for a motor vehicle is made available which has a drive arrangement as described and a transmission, the input shaft of which, as an output shaft, is coupled non-rotatably to a clutch output of the clutch of the hybrid module.
  • Figure 1 the hybrid module in a first embodiment in partial section with the clutch closed
  • FIG. 2 the hybrid module shown in FIG. 1 in partial section with the open
  • FIG. 3 the hybrid module in a second embodiment in partial section with the clutch engaged, and in FIG.
  • FIG. 4 the hybrid module shown in FIG. 3 in partial section with the open
  • FIG. 1 shows the hybrid module 10, which is connected to an output element 1, which can in particular be a crankshaft of a connected internal combustion engine.
  • FIGS. 1-4 also show a lateral delimitation of the connected internal combustion engine, here referred to as engine wall 2.
  • Engine wall 2 Housed in a housing 3 of the hybrid module 10, a are arranged on a common axis of rotation 4 Torsional vibration damper 20 and an electric rotary machine 30.
  • a primary side 21 of torsional vibration damper 20, which in the embodiment shown here is designed as a driver plate 23, is coupled in a rotationally fixed manner to an input side 11 of hybrid module 10.
  • a flywheel 22 is firmly connected to the drive plate 23.
  • a secondary side 25 of the torsional vibration damper 20 is non-rotatably connected to a damper hub 26.
  • a torque made available by the output element 1 or a speed made available which is subject to vibrations can be supplied to the damper hub 26 in a damped manner via the torsional vibration damper 20.
  • the torsional vibration damper 20 is optimized for this driving condition.
  • the damper hub 26 is supported in the housing 3 via one or more pivot bearings 27.
  • stator 33 of the electric rotary machine 30 is coupled in a rotationally fixed manner to the housing 3.
  • the rotor 31 of the rotary electric machine is arranged radially inward.
  • the rotor 31 is supported via a rotor arm 32, which in turn is connected non-rotatably to the secondary side 25 of the torsional vibration damper 20 and thus also to the damper hub 26.
  • torque made available by the output element can also additionally or alternatively be supplied to the damper hub 26 by means of the electric rotary machine 30 from the electric rotary machine 30.
  • the damper hub 26 is non-rotatably coupled to a displaceable structural unit 90. This displaceable structural unit 90 can be displaced along the axis of rotation 4.
  • the displaceable structural unit 90 forms the coupling input 43 of a coupling 40, with which the hybrid module 10 is or can be coupled to an output shaft 110.
  • This output shaft 110 can in particular be a transmission input shaft, or also a drive element of a wheel axle.
  • the output shaft 110 correspondingly forms the clutch output 44 of the clutch 40 or is connected to it.
  • the coupling 40 is designed here as a claw coupling which has claws 41 on the side of the coupling input 43 and thus on the output side of the hybrid module 12, which engage in correspondingly complementary elements on the coupling output 44 or on the output shaft 110.
  • the displaceable structural unit 90 is designed as a sliding sleeve 92.
  • the embodiment of the hybrid module 10 shown in FIGS. 1 and 2 comprises a torque transmission device 80 with which a torque transmission path 100 can be implemented from the output element 1 directly to the displaceable structural unit 90.
  • This torque transmission path as indicated in FIG.
  • a toothing 91 is arranged on the side of the displaceable structural unit 90 axially opposite the clutch input 43, which can engage in a complementary shaped toothing 24 on the primary side 21 of the torsional vibration damper 20 when the displaceable structural unit 90 is axially displaced.
  • this axial displacement of the displaceable structural unit 90 has not yet taken place, so that here the teeth 91, 24 have not yet engaged.
  • the present invention is not limited to the engagement of the toothing 91 on the primary side 21 of the torsional vibration damper 20, but the toothing 91 could also engage on another component that is rotationally fixedly coupled to the input side 11 of the hybrid module 10.
  • FIG. 3 shows the state of the closed clutch 40, in which the plate spring 60 is essentially unloaded. If the displaceable structural unit 90 is now axially displaced, the clutch 40 is opened, as shown in FIG.
  • the torque transmission path 100 indicated in FIG. 4 is closed in a frictionally locking manner when the clutch 40 is opened.
  • the torque transmission device 80 is thus designed as a friction clutch.
  • Both embodiments have in common that when the clutch 40 is opened, a torque transmission path 100 is closed which bypasses the torsional vibration damper 20 or its vibration-damping elements, so that torque from the output shaft 1, which can in particular be a crankshaft of a connected internal combustion engine, is transferred the torque transmission device 80, the displaceable structural unit 90, the damper hub 26 and the rotor arm 32 can be transmitted into the electric rotary machine 30.
  • the electric rotary machine 30 can be operated as a generator for charging an electric energy store.
  • the torsional vibration damper 20 is no longer involved in a damping manner in the transmission of the torque to the electric rotary machine 30, so that its damping behavior does not have to be endured by the reduced system that is now rotating.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug sowie eine Antriebsanordnung, die das Hybridmodul umfasst und einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, welcher wiederum die Antriebsanordnung umfasst. Das Hybridmodul (10) umfasst einen Drehschwingungsdämpfer (20), eine elektrische Rotationsmaschine (30) und eine Kupplung (40) zur Übertragung von Drehmoment vom Drehschwingungsdämpfer (20) auf eine anzuschließende Abtriebswelle (110), wobei an einer Eingangsseite (11 ) des Hybridmoduls (10) eine Primärseite (21 ) des Drehschwingungsdämpfers (20) angeordnet ist, eine Sekundärseite (25) des Drehschwingungsdämpfers (20) mit einem Kupplungseingang (43) der Kupplung (40) seriell drehfest gekoppelt ist sowie mit einem Rotor (31 ) der elektrischen Rotationsmaschine (30) seriell drehfest gekoppelt oder koppelbar ist, wobei das Hybridmodul (10) des Weiteren eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung (80) aufweist, mit der bei Öffnung der Kupplung (40) ein zumindest die Sekundärseite (25) des Drehschwingungsdämpfers (20) umgehender Drehmoment-Übertragungspfad (100) zwischen der Eingangsseite (11 ) des Hybridmoduls (10) und der elektrischen Rotationsmaschine (30) realisierbar ist. Mit dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul wird eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, mit welcher in bauraumsparender sowie zuverlässiger Weise ein Generator-Betrieb einer elektrischen Rotationsmaschine bei Abkopplung vom Antriebsstrang realisierbar ist.

Description

Hybridmodul, Antriebsanordnunq und Antriebsstranq für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug sowie eine Antriebsanordnung, die das Hybridmodul umfasst und einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, welcher wiederum die Antriebsanordnung umfasst.
Aus dem Stand der Technik sind Antriebsanordnungen für Kraftfahrzeuge bekannt, die unterschiedlichste Ausführungen an Hybridmodulen aufweisen.
Diese Antriebsanordnungen umfassen in der Regel eine Verbrennungskraftmaschine, wobei das Hybridmodul der jeweiligen Antriebsanordnung meist mit einer Kupplungseinrichtung und zumindest einer elektrischen Rotationsmaschine ausgestattet ist.
Ein mit einem Hybridmodul ausgestattetes Kraftfahrzeug kann entsprechend den Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem elektromotorischen Antrieb kombinieren, so dass das Kraftfahrzeug mit deutlich verringertem Kraftstoffverbrauch und entsprechend weniger Emission betreibbar ist. Zudem erübrigt das Hybridmodul die Anordnung eines extra Starters und ermöglicht einen komfortablen Start-Stopp- Betrieb sowie mittels Rekuperation die Rückgewinnung von elektrischer Energie beim Bremsen. Durch die Kombination beider Antriebsarten lassen sich hohe Beschleunigungswerte verzeichnen. Bei separatem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine lässt sich gleichzeitig die elektrische Rotationsmaschine im Generatorbetrieb betreiben, um einen Energiespeicher zu laden. Der separate Betrieb der elektrischen Rotationsmaschine ermöglicht geräuschgemindertes und emissionsfreies Fahren.
In einigen Antriebssystemen ist zwischen einer Verbrennungskraftmaschine als Antriebsaggregat, und einer Abtriebswelle, die eine Antriebswelle einer Achse des betreffenden Kraftfahrzeugs sein kann oder auch eine Getriebeeingangswelle sein kann, ein Drehschwingungsdämpfer eingesetzt, um die oszillierenden Drehbewegungen der Verbrennungskraftmaschine zu dämpfen und entsprechend ein schwingungsgedämpftes Drehmoment der jeweiligen angetriebenen Welle zur Verfügung zu stellen. Dabei ist der Drehschwingungsdämpfer dazu eingerichtet, die im das Antriebsaggregat, den Drehschwingungsdämpfer, die elektrische Rotationsmaschine sowie die Abtriebswelle umfassenden Schwing-System auftretenden Schwingungen zu dämpfen. Zu diesem Zweck weist der Drehschwingungsdämpfer eine entsprechende, geeignete Dämpfungscharakteristik auf.
Kommt es nun zwecks generativen Ladens zu einer Abkopplung der Abtriebswelle, ist somit das gesamte Schwing-System verändert. Zwecks generativem Betrieb der elektrischen Rotationsmaschine wird der elektrischen Rotationsmaschine Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine zugeleitet. Der dazwischen geschaltete Drehschwingungsdämpfer wirkt sich jedoch aufgrund seiner Dämpfungs- Charakteristik, die üblicherweise als zu weich bezeichnet wird, jetzt nicht mehr optimal schwingungsdämpfend aus, sondern es kann in Abhängigkeit der herrschenden Drehzahl-Verhältnisse sogar zu einem ungünstigen Aufschwingen des nunmehr verringerten Systems kommen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug sowie eine Antriebsanordnung mit dem Hybridmodul und ein Antriebssystem zur Verfügung zu stellen, mit welchen in bauraumsparender sowie zuverlässiger Weise ein Generator-Betrieb einer elektrischen Rotationsmaschine bei Abkopplung vom Antriebsstrang realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Hybridmodul gemäß Anspruch 1 sowie durch die Antriebsanordnung gemäß Anspruch 9 und den Antriebsstrang gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridmoduls sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben.
Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. Die Erfindung betrifft als ersten Aspekt ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug, welches einen Drehschwingungsdämpfer, eine elektrische Rotationsmaschine und eine Kupplung zur Übertragung von Drehmoment vom Drehschwingungsdämpfer auf eine anzuschließende Abtriebswelle umfasst. Dabei ist an einer Eingangsseite des Hybridmoduls eine Primärseite des Drehschwingungsdämpfers angeordnet. Eine Sekundärseite des Drehschwingungsdämpfers ist mit einem Kupplungseingang der Kupplung seriell drehfest gekoppelt sowie mit einem Rotor der elektrischen Rotationsmaschine seriell drehfest gekoppelt oder koppelbar.
Das Hybridmodul weist des Weiteren eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung auf, mit der bei Öffnung der Kupplung ein zumindest die Sekundärseite des Drehschwingungsdämpfers umgehender Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der Eingangsseite des Hybridmoduls und der elektrischen Rotationsmaschine realisierbar ist.
Aufgrund einer bevorzugten drehfesten Anordnung der Primärseite des Drehschwingungsdämpfers an der Eingangsseite des Hybridmoduls ist somit auch der Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der Primärseite des Drehschwingungsdämpfers und der elektrischen Rotationsmaschine bei Öffnung der Kupplung hergestellt.
Der Kupplungseingang der Kupplung und die elektrische Rotationsmaschine sind entsprechend parallel zueinander angeordnet, und sind beide durch die Sekundärseite des Drehschwingungsdämpfers antreibbar. Die anzuschließende Abtriebswelle ist beispielsweise eine mit dem Hybridmodul zu koppelnde Radwelle oder auch die Eingangswelle eines mit dem Hybridmodul zu koppelnden Getriebes. Dabei ist unter dem Begriff der Abtriebswelle ein jegliches, ein Drehmoment weiterleitendes Element wie auch eine weitere Kupplung bzw. deren Antriebszapfen zu verstehen. Die Primärseite wird auch als Eingangsseite des Drehschwingungsdämpfers bezeichnet, und die Sekundärseite als Ausgangsseite des Drehschwingungsdämpfers.
Die Kupplung kann insbesondere geöffnet werden, wenn zwecks Laden einer Batterie Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine auf die elektrische Rotationsmaschine zu leiten ist. Bei geschlossener Kupplung werden von der Primärseite des Drehschwingungsdämpfers eingetragene Drehschwingungen von dem Drehschwingungsdämpfer gedämpft, bevor sie auf die Abtriebswelle übertragen werden. Entsprechend ist der Drehschwingungsdämpfer für die Dämpfungen der Drehschwingungen in dem System ausgelegt, welches die Antriebsmaschine, den Drehschwingungsdämpfer selbst, die elektrische Rotationsmaschine sowie die angetriebene Abtriebswelle umfasst.
Bei geöffneter Kupplung wird über einen hergestellten Drehmoment-Übertragungspfad ein Drehmoment von der Eingangsseite des Hybridmoduls zur elektrischen Rotationsmaschine realisiert, um die elektrische Rotationsmaschine im Generatorbetrieb zu betreiben.
Bei Öffnung der Kupplung umfasst das System nicht mehr die angetriebene Abtriebswelle, so dass sich das Schwingverhalten des Systems ändert. Zu diesem Zweck wird der Drehschwingungsdämpfer bzw. dessen schwingungsdämpfenden Elemente durch den Drehmoment-Übertragungspfad überbrückt bzw. deaktiviert, so dass der Drehschwingungsdämpfer nicht mehr in dem reduzierten System aktiv ist. Zwar werden von der Antriebsmaschine eingebrachte Drehschwingungen nunmehr im Wesentlichen ungedämpft auf die elektrische Rotationsmaschine aufgebracht, jedoch ist dies im Ladebetrieb mittels der elektrischen Rotationsmaschine nicht schädlich.
Durch den die Sekundärseite des Drehschwingungsdämpfers umgehenden Drehmoment-Übertragungspfad sorgt also die Drehmoment-Übertragungseinrichtung dafür, dass von einer Primärseite des Drehschwingungsdämpfers eingetragene Drehschwingungen im Wesentlichen nicht von dem Drehschwingungsdämpfer geändert an die elektrische Rotationsmaschine übertragen werden. Entsprechend wirkt sich bei Schließung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung der Drehschwingungsdämpfer nicht auf die von der Eingangsseite des Hybridmoduls auf die elektrische Rotationsmaschine übertragenen Drehschwingungen aus, so dass es nicht zu einem ungünstigen Aufschwingen des Systems kommen kann.
Das Hybridmodul ist also derart ausgestaltet, dass es zwecks Drehmoment- Übertragung von der angeschlossenen Antriebsmaschine auf lediglich die elektrische Rotationsmaschine versteift ist bzw. die Dämpfungswirkung des Drehschwingungsdämpfers abschaltet. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls ist vorgesehen, dass die Drehmoment-Übertragungseinrichtung dazu eingerichtet ist, formschlüssig Drehmoment zu übertragen.
Insbesondere kann dabei die Drehmoment-Übertragungseinrichtung zur Realisierung der formschlüssigen Drehmomentübertragung eine Verzahnung aufweisen, wobei die Verzahnung drehfest mit dem Kupplungseingang verbunden ist. Bei Eingriff der Verzahnung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung in eine komplementär geformte Verzahnung an der Primärseite des Drehschwingungsdämpfers kann diese insbesondere an bzw. in dessen Mitnehmerscheibe ausgebildet sein. Die Mitnehmerscheibe kann dabei insbesondere an eine Primärschwungscheibe einer angeschlossenen oder anzuschließenden Verbrennungskraftmaschine montiert oder montierbar sein. Dabei soll allerdings nicht ausgeschlossen werden, dass die komplementäre Verzahnung an einem anderen Bauteil ausgebildet ist, welches fest mit der Mitnehmerscheibe und/ oder der Primärschwungscheibe verbunden ist.
Damit lässt sich eine Schwingbewegung des Drehschwingungsdämpfers blockieren und derart dessen Wirkung aufheben.
Der Kupplungseingang und die Verzahnung können integrale Bestandteile einer auf ihrer Drehachse verschiebbaren Baueinheit sein.
Insbesondere kann die Kupplung eine Klauenkupplung sein, wobei die verschiebbare Baueinheit eine Seite der Klauenkupplung ausbildet. Der Axialhub einer Schiebemuffe der Klauenkupplung führt zum Eingriff der Verzahnungen.
Die Verzahnung der verschiebbaren Baueinheit kann dabei in eine komplementär geformte Verzahnung an der Primärseite des Drehschwingungsdämpfers eingreifen oder in eine an der Eingangsseite des Hybridmoduls, die fest mit der Primärseite des Drehschwingungsdämpfers verbunden ist, angebrachte komplementäre Verzahnung eingreifen.
In einerweiteren Variante des Hybridmoduls ist vorgesehen, dass die Drehmoment- Übertragungseinrichtung eine Reibkupplung ist. Mit der Reibkupplung lässt sich der Drehschwingungsdämpfer versteifen bzw. dessen Schwingungstilgungswirkung mindern.
Die Reibkupplung kann dabei eine Tellerfeder umfassen, die axial einerseits reibschlüssig mit der Eingangsseite des Hybridmoduls zusammenwirkt oder Zusammenwirken kann, und andererseits reibschlüssig zumindest indirekt mit dem Kupplungseingang zusammenwirkt oder Zusammenwirken kann. Dabei kann die Tellerfeder auch reibschlüssig mit der fest an der Eingangsseite des Hybridmoduls angeordneten Primärseite des Drehschwingungsdämpfers Zusammenwirken bzw. an dieser anliegen.
Dabei kann mit dem Kupplungseingang axial fest ein Druckelement verbunden sein, das bei Öffnung der Kupplung zur Kraftbeaufschlagung der Tellerfeder in axialer Richtung dient.
Der Axialhub der Schiebemuffe der Klauenkupplung führt zur Bewegung des Druckelements und damit zur Vergrößerung der Anpresskraft der Tellerfeder und demzufolge zu einem von der Tellerfeder realisierten Reibschluss.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche ein beschriebenes Hybridmodul sowie eine Antriebsmaschine mit einem Abtriebselement aufweist, wobei das Abtriebselement drehfest mit der Primärseite des Drehschwingungsdämpfers gekoppelt ist.
Insbesondere ist die Antriebsmaschine eine Verbrennungskraftmaschine, wobei in diesem Fall das Abtriebselement die Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine ist.
In einer Ausführungsform der Antriebsanordnung umfasst diese des Weiteren auch eine zweite elektrische Rotationsmaschine, die es ermöglicht, bei von der Abtriebswelle abgekoppelter elektrischer Rotationsmaschine das Kraftfahrzeug elektromotorisch anzutreiben. Entsprechend wird die Antriebsanordnung derart genutzt, dass insbesondere gleichzeitig bei Öffnung der Kupplung zwischen der elektrischen Rotationsmaschine und der zweiten elektrischen Rotationsmaschine der Drehschwingungsdämpfer mittels Formschluss ausgesteift bzw. blockiert und damit stillgelegt wird bzw. mittels einer Reibeinrichtung steifer ausgestaltet wird. Ergänzend wird ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welcher eine beschriebene Antriebsanordnung sowie ein Getriebe aufweist, dessen Eingangswelle als Abtriebswelle drehfest mit einem Kupplungsausgang der Kupplung des Hybridmoduls gekoppelt ist.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
Figur 1 : das Hybridmodul in einer ersten Ausführungsform im Teilschnitt mit geschlossener Kupplung,
Figur 2: das in Figur 1 dargestellte Hybridmodul im Teilschnitt mit geöffneter
Kupplung und geschlossenem Drehmoment-Übertragungspfad,
Figur 3: das Hybridmodul in einer zweiten Ausführungsform im Teilschnitt mit geschlossener Kupplung, und in
Figur 4: das in Figur 3 dargestellte Hybridmodul im Teilschnitt mit geöffneter
Kupplung und geschlossenem Drehmoment-Übertragungspfad.
Zunächst wird der Aufbau des Hybridmoduls 10 anhand der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten unterschiedlichen Ausführungsformen erläutert.
Zunächst wird der Aufbau des Hybridmoduls 10, der beiden in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, anhand von Figur 1 erläutert. Figur 1 zeigt das Hybridmodul 10, welches an ein Abtriebselement 1, das insbesondere eine Kurbelwelle einer angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine sein kann, angeschlossen ist. In den Figuren 1-4 ist des Weiteren noch eine seitliche Begrenzung der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine gezeigt, hier als Motorwand 2 bezeichnet. In einem Gehäuse 3 des Hybridmoduls 10 untergebracht befinden sich auf einer gemeinsamen Rotationsachse 4 angeordnet ein Drehschwingungsdämpfer 20 sowie eine elektrische Rotationsmaschine 30. Eine Primärseite 21 des Drehschwingungsdämpfers 20, welche in der hier dargestellten Ausführungsform als Mitnehmerscheibe 23 ausgebildet ist, ist drehfest mit einer Eingangsseite 11 des Hybridmoduls 10 gekoppelt. Des Weiteren ist mit der Mitnehmerscheibe 23 eine Schwungmasse 22 fest verbunden. Eine Sekundärseite 25 des Drehschwingungsdämpfers 20 ist drehfest mit einer Dämpfernabe 26 verbunden. Entsprechend kann ein von dem Abtriebselement 1 zur Verfügung gestelltes Drehmoment bzw. eine zur Verfügung gestellte Drehzahl, die mit Schwingungen behaftet ist, über den Drehschwingungsdämpfer 20 gedämpft der Dämpfernabe 26 zugeführt werden. Für diesen Fahrzustand ist der Drehschwingungsdämpfer 20 optimiert. Die Dämpfernabe 26 ist dabei über ein oder mehrere Drehlager 27 im Gehäuse 3 gelagert.
Mit dem Gehäuse 3 ist zudem der Stator 33 der elektrischen Rotationsmaschine 30 drehfest gekoppelt. Bezüglich dem Stator 33 ist der Rotor 31 der elektrischen Rotationsmaschine radial innen angeordnet. Der Rotor 31 ist dabei über einen Rotorträger 32 abgestützt, der wiederum drehfest mit der Sekundärseite 25 des Drehschwingungsdämpfers 20 und damit auch mit der Dämpfernabe 26 verbunden ist. Entsprechend lässt sich auch zusätzlich oder alternativ vom Abtriebselement zur Verfügung gestellten Drehmoment mittels der elektrischen Rotationsmaschine 30 der Dämpfernabe 26 Drehmoment von der elektrischen Rotationsmaschine 30 zuführen. Die Dämpfernabe 26 ist drehfest mit einer verschiebbaren Baueinheit 90 gekoppelt. Diese verschiebbare Baueinheit 90 ist entlang der Rotationsachse 4 verschiebbar. An einem axialen Endbereich bildet die verschiebbare Baueinheit 90 den Kupplungseingang 43 einer Kupplung 40 aus, mit der das Hybridmodul 10 mit einer Abtriebswelle 110 gekoppelt ist oder koppelbar ist. Diese Abtriebswelle 110 kann insbesondere eine Getriebe-Eingangswelle sein, oder auch ein Antriebselement einer Rad-Achse. Die Abtriebswelle 110 bildet entsprechend den Kupplungsausgang 44 der Kupplung 40 aus oder ist mit diesem verbunden. Die Kupplung 40 ist hier als eine Klauenkupplung ausgeführt, die auf der Seite des Kupplungseingangs 43 und somit an der Ausgangsseite des Hybridmoduls 12 Klauen 41 hat, die in entsprechend komplementär ausgestaltete Elemente am Kupplungsausgang 44 bzw. an der Abtriebswelle 110 eingreifen. Zwecks Realisierung der axialen Verlagerung zur Öffnung oder Schließung der Kupplung 40 ist die verschiebbare Baueinheit 90 als eine Schiebemuffe 92 ausgestaltet.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsform des Hybridmoduls 10 umfasst eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 80, mit der ein Drehmoment- Übertragungspfad 100 von dem Abtriebselement 1 direkt auf die verschiebbare Baueinheit 90 realisierbar ist. Das bedeutet, dass dieser Drehmoment- Übertragungspfad, wie er in Figur 2 angedeutet ist, den Drehschwingungsdämpfer 20 umgeht und somit eine direkte Kopplung zwischen dem Abtriebselement 1 und der verschiebbaren Baueinheit 90 und demzufolge auch mit der Kupplung 40 ermöglicht. Zu diesem Zweck ist an der dem Kupplungseingang 43 axial gegenüberliegenden Seite der verschiebbaren Baueinheit 90 eine Verzahnung 91 angeordnet, die bei axialer Verlagerung der verschiebbaren Baueinheit 90 in eine komplementär geformte Verzahnung 24 an der Primärseite 21 des Drehschwingungsdämpfers 20 eingreifen kann. In Figur 1 ist diese axiale Verlagerung der verschiebbaren Baueinheit 90 noch nicht erfolgt, sodass hier noch kein Eingriff der Verzahnungen 91 ,24 stattgefunden hat.
Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Eingriff der Verzahnung 91 an der Primärseite 21 des Drehschwingungsdämpfers 20 eingeschränkt, sondern die Verzahnung 91 könnte auch an einem anderen, mit der Eingangsseite 11 des Hybridmoduls 10 drehfest gekoppelten Bauteil eingreifen.
In Figur 2 ist diese axiale Verlagerung der verschiebbaren Baueinheit 90 erfolgt, sodass die Verzahnung 91 der verschiebbaren Baueinheit 90 in die komplementär geformte Verzahnung 24 an der Primärseite 21 des Drehschwingungsdämpfers 20 eingreift. Die eigentlichen, schwingungsdämpfenden Elemente des Drehschwingungsdämpfers 20 sind jedoch nicht in den somit geschlossenen Drehmoment-Übertragungspfad 100 eingebunden, so dass Drehmoment unmittelbar formschlüssig von dem Abtriebselement 1 auf die verschiebbare Baueinheit 90 übertragen werden kann.
Die Dämpfernabe 26 sowie die verschiebbare Baueinheit 90 erlauben dabei eine axiale Relativbewegung zueinander. Die Figuren 3 und 4 zeigen ein Hybridmodul mit einer alternativen Ausführungsform der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 80. Hier ist eine an der Mitnehmerscheibe 23 des Drehschwingungsdämpfers 20 anliegende oder zur Anlage bringbare Tellerfeder 60 vorgesehen, welche sich axial gegenüberliegend an einem Druckelement 70 abstützt. Dieses Druckelement 70, welches auch als Kolbenblech bezeichnet wird, ist wiederum axial fest an der verschiebbaren Baueinheit 90 abgestützt. Figur 3 zeigt den Zustand der geschlossenen Kupplung 40, bei der die Tellerfeder 60 im Wesentlichen unbelastet vorliegt. Kommt es nun zu einer axialen Verlagerung der verschiebbaren Baueinheit 90, wird dadurch wie in Figur 4 gezeigt die Kupplung 40 geöffnet, und gleichzeitig das Druckelement 70 axial verlagert, sodass es die Tellerfeder 60 axial belastet. Dadurch stützt sich die Tellerfeder 60 axial an der Mitnehmerscheibe 23 ab. Entsprechend wird reibschlüssig der in Figur 4 angedeutete Drehmoment-Übertragungspfad 100 bei Öffnung der Kupplung 40 geschlossen. In der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist somit die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 80 als eine Reibkupplung ausgeführt. Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, dass gleichzeitig bei Öffnung der Kupplung 40 ein Drehmoment-Übertragungspfad 100 geschlossen wird, der den Drehschwingungsdämpfer 20 bzw. dessen schwingungsdämpfende Elemente umgeht, so dass Drehmoment von der Abtriebswelle 1 , die insbesondere eine Kurbelwelle einer angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine sein kann, über die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 80, die verschiebbare Baueinheit 90, die Dämpfernabe 26 und den Rotorträger 32 in die elektrische Rotationsmaschine 30 übertragen werden kann. Entsprechend kann bei geöffneter Kupplung 40 die elektrische Rotationsmaschine 30 als Generator betrieben werden, zum Laden eines elektrischen Energiespeichers. Der Drehschwingungsdämpfer 20 ist hier bei der Übertragung des Drehmomentes zur elektrischen Rotationsmaschine 30 nicht mehr dämpfend involviert, sodass auch sein Dämpfungsverhalten nicht von dem verkleinerten, nunmehr in Rotation befindlichen System ertragen werden muss.
Mit dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul sowie mit der Antriebsanordnung und dem Antriebssystem werden Einrichtungen zur Verfügung gestellt, mit welchen in bauraumsparender sowie zuverlässiger Weise ein Generator-Betrieb einer elektrischen Rotationsmaschine bei Abkopplung vom Antriebsstrang realisierbar ist.
Bezuqszeichenliste
1 Abtriebselement
2 Motorwand
3 Gehäuse
4 Rotationsachse
10 Hybridmodul
11 Eingangsseite
12 Ausgangsseite
20 Drehschwingungsdämpfer
21 Primärseite des Drehschwingungsdämpfers
22 Schwungmasse
23 Mitnehmerscheibe
24 komplementär geformte Verzahnung
25 Sekundärseite des Drehschwingungsdämpfers
26 Dämpfernabe
27 Drehlager
30 elektrische Rotationsmaschine
31 Rotor
32 Rotorträger
33 Stator
40 Kupplung
41 Klaue
43 Kupplungseingang
44 Kupplungsausgang
60 Tellerfeder
70 Druckelement
80 Drehmoment-Übertragungseinrichtung
90 verschiebbare Baueinheit
91 Verzahnung
92 Schiebemuffe
100 Drehmoment-Übertragungspfad
110 Abtriebswelle

Claims

Patentansprüche
1. Hybridmodul (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Drehschwingungsdämpfer (20), eine elektrische Rotationsmaschine (30) und eine Kupplung (40) zur Übertragung von Drehmoment vom Drehschwingungsdämpfer (20) auf eine anzuschließende Abtriebswelle (110), wobei an einer Eingangsseite (11) des Hybridmoduls (10) eine Primärseite (21) des Drehschwingungsdämpfers (20) angeordnet ist, eine Sekundärseite (25) des Drehschwingungsdämpfers (20) mit einem Kupplungseingang (43) der Kupplung (40) seriell drehfest gekoppelt ist sowie mit einem Rotor (31) der elektrischen Rotationsmaschine (30) seriell drehfest gekoppelt oder koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (10) des Weiteren eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung (80) aufweist, mit der bei Öffnung der Kupplung (40) ein zumindest die Sekundärseite (25) des Drehschwingungsdämpfers (20) umgehender Drehmoment-Übertragungspfad (100) zwischen der Eingangsseite (11 ) des Hybridmoduls (10) und der elektrischen Rotationsmaschine (30) realisierbar ist.
2. Hybridmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmoment- Übertragungseinrichtung (80) dazu eingerichtet ist, formschlüssig Drehmoment zu übertragen.
3. Hybridmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmoment- Übertragungseinrichtung (80) eine Verzahnung (91) aufweist zur Realisierung der formschlüssigen Drehmomentübertragung, wobei die Verzahnung (91) drehfest mit dem Kupplungseingang (43) verbunden ist.
4. Hybridmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungseingang (43) und die Verzahnung (91) integrale Bestandteile einer auf ihrer Drehachse verschiebbaren Baueinheit (90) sind.
5. Hybridmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (40) eine Klauenkupplung ist, und dass die verschiebbare Baueinheit (90) eine Seite der Klauenkupplung ausbildet.
6. Hybridmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmoment- Übertragungseinrichtung (80) eine Reibkupplung ist.
7. Hybridmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkupplung eine Tellerfeder (60) umfasst, die axial einerseits reibschlüssig mit der Eingangsseite (11 ) des Hybridmoduls (10) zusammenwirkt oder Zusammenwirken kann, und andererseits reibschlüssig zumindest indirekt mit dem Kupplungseingang (43) zusammenwirkt oder Zusammenwirken kann.
8. Hybridmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Kupplungseingang (43) axial fest ein Druckelement (70) verbunden ist, das bei Öffnung der Kupplung (40) zur Kraftbeaufschlagung der Tellerfeder (60) in axialer Richtung dient.
9. Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Hybridmodul (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie eine Antriebsmaschine mit einem Abtriebselement (1), wobei das Abtriebselement (1) drehfest mit der Primärseite (21) des Drehschwingungsdämpfers (20) gekoppelt ist.
10. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsanordnung gemäß Anspruch 9 sowie ein Getriebe, dessen Eingangswelle als Abtriebswelle (110) drehfest mit einem Kupplungsausgang (44) der Kupplung (40) des Hybridmoduls (10) gekoppelt ist.
PCT/DE2021/100459 2020-06-19 2021-05-27 Hybridmodul, antriebsanordnung und antriebsstrang für ein kraftfahrzeug WO2021254561A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020116232.4 2020-06-19
DE102020116232.4A DE102020116232A1 (de) 2020-06-19 2020-06-19 Hybridmodul, Antriebsanordnung und Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021254561A1 true WO2021254561A1 (de) 2021-12-23

Family

ID=76744565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2021/100459 WO2021254561A1 (de) 2020-06-19 2021-05-27 Hybridmodul, antriebsanordnung und antriebsstrang für ein kraftfahrzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020116232A1 (de)
WO (1) WO2021254561A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009019585A1 (de) * 2008-05-16 2009-11-19 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Antriebsstrang
DE102009043204A1 (de) * 2008-10-06 2010-05-06 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Hybridgetriebe mit Trennkupplung und Verfahren zum Starten einer Maschine unter Verwendung derselben
DE102018103064A1 (de) * 2018-02-12 2019-08-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinheit mit Torsionsschwingungsdämpfer als Kupplungsträger, Hybridmodul mit Kupplungseinheit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009019585A1 (de) * 2008-05-16 2009-11-19 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Antriebsstrang
DE102009043204A1 (de) * 2008-10-06 2010-05-06 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Hybridgetriebe mit Trennkupplung und Verfahren zum Starten einer Maschine unter Verwendung derselben
DE102018103064A1 (de) * 2018-02-12 2019-08-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinheit mit Torsionsschwingungsdämpfer als Kupplungsträger, Hybridmodul mit Kupplungseinheit

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020116232A1 (de) 2021-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2585327B1 (de) Antriebsstrang
DE19704786C1 (de) Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit integriertem Startergenerator
DE19837115B4 (de) Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug
EP2911903B1 (de) Hybridanordnung
EP1925486B1 (de) Hybridantriebssystem für ein Fahrzeug
DE102010017760A1 (de) Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Antriebssystem
AT512443B1 (de) Antriebstrang
WO2017101930A1 (de) Trennkupplung für ein kraftfahrzeug
DE102009006354A1 (de) Verriegelung für einen Start-Stopp-Betrieb eines Startergenerators
DE102008042636A1 (de) Drehmomentübertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug
WO2019242805A1 (de) Elektrische antriebseinrichtung, antriebseinheit und antriebsanordnung
DE102008023177B4 (de) Antriebseinrichtung für wenigstens eine Maschinenhilfseinheit mittels eines Riemens
WO2011124193A1 (de) Kurbelwellenriemenscheibe
WO2021254561A1 (de) Hybridmodul, antriebsanordnung und antriebsstrang für ein kraftfahrzeug
DE102017115612A1 (de) Schaltzugmitteleinheit mit einer Rotationsachse für eine Verbrennungskraftmaschine
EP3694737B1 (de) Antriebsanordnung
DE102020121200A1 (de) Drehmomentübertragungsvorrichtung und Hybridantriebsstrang
DE102015224058A1 (de) Antriebsstrang für ein Hybrid-Kraftfahrzeug
DE102017115218B4 (de) Schaltzugmitteleinheit mit einer Rotationsachse für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102013209291A1 (de) Kupplungsanordnung für einen Nebenaggregatetrieb und Verfahren zum Betrieb einer Kupplungsanordnung
DE102010048491A1 (de) Antriebseinheit mit zwei Brennkraftmaschinen
DE102009035083A1 (de) Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE102021120308A1 (de) Kupplungsanordnung und Hybridmodul
DE102020128401A1 (de) Kupplungsanordnung und Hybridmodul
DE102022122045A1 (de) Hybridübertragungsbaugruppe zum antreiben eines fahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21736958

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21736958

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1