DE102011050232A1 - Powertrain for hybrid vehicle, has blockable freewheel device provided with two series-connected freewheels between electromotor and combustion engine, where individual freewheels are arranged coaxial to each other - Google Patents

Powertrain for hybrid vehicle, has blockable freewheel device provided with two series-connected freewheels between electromotor and combustion engine, where individual freewheels are arranged coaxial to each other Download PDF

Info

Publication number
DE102011050232A1
DE102011050232A1 DE102011050232A DE102011050232A DE102011050232A1 DE 102011050232 A1 DE102011050232 A1 DE 102011050232A1 DE 102011050232 A DE102011050232 A DE 102011050232A DE 102011050232 A DE102011050232 A DE 102011050232A DE 102011050232 A1 DE102011050232 A1 DE 102011050232A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
freewheels
combustion engine
electric motor
internal combustion
freewheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102011050232A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011050232B4 (en
Inventor
Werner Schiek
Helmut Scherer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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 Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102011050232.7A priority Critical patent/DE102011050232B4/en
Publication of DE102011050232A1 publication Critical patent/DE102011050232A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011050232B4 publication Critical patent/DE102011050232B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

The powertrain (1) has an electromotor (3) for alternative or cumulative driving of a transmission input shaft (4). A blockable freewheel device (7) is provided with two series-connected freewheels (8, 9) between the electromotor and a combustion engine (2), where the individual freewheels are arranged coaxial to each other. A rotor (6) of the electromotor is connected with the transmission input shaft in a torque-proof manner. An output shaft (5) of the combustion engine is connected with the transmission input shaft over the freewheel device and the rotor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor zum alternativen oder kumulativen Antrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einem derartigen Antriebsstrang ausgestattetes Hybridfahrzeug. The present invention relates to a drive train with an internal combustion engine and an electric motor for alternative or cumulative drive according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a equipped with such a drive train hybrid vehicle.

Aus der DE 10 2006 030 040 A1 ist ein gattungsgemäßer Antriebsstrang bekannt, bei welchem zwischen der Brennkraftmaschine und dem Elektromotor und zwischen dem Elektromotor und einem Abtrieb jeweils eine Schaltelementeinrichtung mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit vorgesehen ist. Die Schaltelementeinrichtung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Elektromotor weist ein hydraulisches Koppelelement mit drehzahlabhängiger Kennung und ein reibschlüssiges Schaltelement auf, das in einem parallel zum hydraulischen Koppelelement verlaufenden Leistungszweig angeordnet ist. Das reibschlüssige Schaltelement ist dabei hinsichtlich dessen Übertragungsfähigkeit stufenlos einstellbar und mittels dem hydraulischen Koppelelement überbrückbar. Hierdurch soll ein Hybridfahrzeug realisiert werden, dessen Antriebsstrang in allen Betriebssituationen mit möglichst geringen Belastungen der Schaltelementeinrichtungen betrieben werden kann. From the DE 10 2006 030 040 A1 a generic drive train is known in which between the internal combustion engine and the electric motor and between the electric motor and an output each a switching element device is provided with infinitely variable transmission capacity. The switching element device between the internal combustion engine and the electric motor has a hydraulic coupling element with speed-dependent identifier and a frictional switching element, which is arranged in a parallel to the hydraulic coupling element extending power branch. The frictional engagement element is infinitely adjustable in terms of transfer capacity and bridged by means of the hydraulic coupling element. This is intended to realize a hybrid vehicle whose drive train can be operated in all operating situations with the lowest possible loads on the switching element devices.

Aus der DE 10 2007 050 822 A1 ist ein weiterer Antriebsstrang mit einem eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor umfassenden Hybridantrieb bekannt, wobei zwischen dem Hybridantrieb und einem Abtrieb ein Getriebe angeordnet ist. Zwischen der Brennkraftmaschine und dem Elektromotor ist zusätzlich eine Kupplung vorgesehen. Darüber hinaus umfasst der bekannte Antriebsstrang ein mindestens zwei Gänge aufweisendes Hilfsgetriebe, das zwischen der Brennkraftmaschine und zwischen der Kupplung positioniert ist, wobei mit Hilfe des Hilfsgetriebes beim Starten der Brennkraftmaschine über den Elektromotor ein Startmoment der Brennkraftmaschine reduziert werden kann. From the DE 10 2007 050 822 A1 is another powertrain with an internal combustion engine and an electric motor comprehensive hybrid drive known, wherein between the hybrid drive and an output gear is arranged. Between the internal combustion engine and the electric motor, a clutch is additionally provided. In addition, the known drive train comprises at least two gears having auxiliary transmission, which is positioned between the internal combustion engine and between the clutch, wherein with the aid of the auxiliary gear when starting the internal combustion engine via the electric motor, a starting torque of the internal combustion engine can be reduced.

Moderne Hybridfahrzeuge sollen zunehmend auch ein rein elektromotorisches Fahren in hohen Geschwindigkeitsbereichen ermöglichen, wobei die Drehzahl des Elektromotors in derartigen hohen Geschwindigkeitsbereichen üblicherweise deutlich größer ist, als eine für diese Geschwindigkeit erforderliche und vergleichbare Drehzahl der Brennkraftmaschine. Aus diesem Grund ergibt sich beim rein elektromotorischen Fahren in hohen Geschwindigkeitsbereichen das Problem, dass zwischen dem Elektromotor und der stillstehenden Brennkraftmaschine eine hohe Drehzahldifferenz auftritt, die über entsprechende Freiläufe kompensiert werden muss. Je höher die dabei zu kompensierende Drehzahldifferenz ist, umso größer bzw. stabiler muss jedoch der Freilauf ausgelegt werden, wodurch dieser wiederum konstruktiv aufwändig und teuer wird. Modern hybrid vehicles should increasingly enable a purely electric motor driving in high speed ranges, the speed of the electric motor in such high speed ranges is usually much greater than a required for this speed and comparable speed of the internal combustion engine. For this reason, the problem arises in purely electromotive driving in high speed ranges, that between the electric motor and the stationary internal combustion engine, a high speed difference occurs, which must be compensated via appropriate freewheels. However, the higher the speed difference to be compensated for, the larger or more stable the freewheel must be designed, as a result of which, in turn, it becomes structurally complicated and expensive.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Antriebsstrang der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die vom Freilauf zu kompensierende Drehzahldifferenz reduziert und dadurch diesen kostengünstiger macht. The present invention therefore deals with the problem of providing an improved or at least one alternative embodiment for a drive train of the generic type, which in particular reduces the speed difference to be compensated by the freewheel and thereby makes it less expensive.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem an sich bekannten Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor zum alternativen oder kumulativen Antrieb einer Getriebeeingangswelle, nicht wie bisher lediglich einen Freilauf vorzusehen, sondern erfindungsgemäß zwischen der Brennkraftmaschine und dem Elektromotor eine sperrbare Freilaufeinrichtung mit zumindest zwei in Reihe geschalteten Freiläufen, wodurch die einzelnen Freiläufe der Freilaufeinrichtung jeweils für sich genommen deutlich geringere Drehzahldifferenzen kompensieren müssen. Bei einer gesamten Drehzahldifferenz von beispielsweise 5000 Umdrehungen je Minute müssen von der erfindungsgemäßen Freilaufeinrichtung beispielsweise am ersten Freilauf 2500 Umdrehungen je Minute und am zweiten Freilauf ebenfalls 2500 Umdrehungen je Minute kompensiert werden, wodurch die einzelnen Freiläufe der Freilaufeinrichtung konstruktiv einfacher und dadurch kostengünstiger ausgebildet werden können, als ein einziger Freilauf der die gesamte Drehzahldifferenz von 5000 Umdrehungen je Minute kompensieren müsste. Selbstverständlich kann dabei die sperrbare Freilaufeinrichtung nicht nur zwei, sondern auch mehr einzelne und insbesondere individuell sperrbare Freiläufe aufweisen, wodurch die von einem jeweiligen Freilauf zu kompensierende Drehzahldifferenz weiter reduziert werden könnte. Mit der erfindungsgemäßen Freilaufeinrichtung sinkt somit die Belastung für den einzelnen Freilauf deutlich ab, wodurch vor allem höhere Drehzahldifferenzen aufgenommen und kompensiert werden können und an zweiter Stelle auch die einzelnen Freiläufe auch kostengünstiger ausgebildet werden können, da diese jeweils mit lediglich einem Teil der gesamten Drehzahldifferenz rotieren müssen. The present invention is based on the general idea, in a known powertrain with an internal combustion engine and an electric motor for alternative or cumulative drive a transmission input shaft, not previously provide only a freewheel, but according to the invention between the engine and the electric motor lockable freewheel device with at least two freewheels connected in series, whereby the individual freewheels of the freewheel device taken separately must compensate for significantly lower speed differences. At a total speed difference of for example 5000 revolutions per minute must be compensated by the freewheel device according to the invention, for example, the first freewheel 2500 revolutions per minute and the second freewheel also 2500 revolutions per minute, whereby the individual freewheels freewheel device can be structurally simpler and thus less expensive, as a single freewheel would have to compensate for the total speed difference of 5000 revolutions per minute. Of course, while the lockable freewheel device not only two, but also more individual and in particular individually lockable freewheels, whereby the speed difference to be compensated by a respective freewheel could be further reduced. With the freewheel device according to the invention thus reduces the load on the individual freewheel significantly, which especially higher speed differences can be absorbed and compensated and in the second place, the individual freewheels can also be designed more cost-effective, since they each rotate with only a portion of the total speed difference have to.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist die Brennkraftmaschine über die Freilaufeinrichtung und den Elektromotor mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Bei einem rein verbrennungsmotorischen Antrieb treibt somit die Brennkraftmaschine die Getriebeeingangswelle über den Elektromotor an, der in diesem Fall als Generator wirkt. Hierbei ist die Freilaufeinrichtung gesperrt und das Drehmoment der Brennkraftmaschine wird über den Rotor des Elektromotors auf die Getriebeeingangswelle übertragen. Je nach Betriebszustand kann somit ein (im Fahrzeug mitgeführter) elektrischer Energiespeicher über den sich im Generatorbetrieb befindlichen Elektromotor aufgeladen werden, wobei bei steigenden Leistungsanforderungen der Elektromotor zusätzlich als Antriebseinrichtung genutzt werden kann und dann über seinen Rotor ein Antriebsdrehmoment auf die Getriebeeingangswelle überträgt. Beim rein elektromotorischen Fahren hingegen ist die Freilaufeinrichtung nicht gesperrt, das heißt geöffnet, so dass die Brennkraftmaschine beispielsweise stillstehen kann und die Antriebsleistung an der Getriebeeingangswelle ausschließlich vom Elektromotor übertragen wird. Durch die erfindungsgemäße Freilaufeinrichtung ist es dabei möglich, selbst hohe Geschwindigkeiten von beispielsweise 200 km/h im rein elektromotorischen Antriebsmodus zu realisieren, wobei bei diesen hohen Geschwindigkeiten die Drehzahl des Elektromotors mehrere 1000 Umdrehungen je Minute, beispielsweise bis zu 5000 Umdrehungen je Minute aufweisen kann. Über die mehrstufige Freilaufeinrichtung mit zumindest zwei in Reihe geschalteten Freiläufen kann die dabei auftretende Drehzahldifferenz zwischen der Brennkraftmaschine und dem Elektromotor problemlos aufgenommen werden, da die einzelnen Freiläufe jeweils lediglich einen Teil der Gesamtdrehzahldifferenz zwischen dem Elektromotor und der Brennkraftmaschine kompensieren müssen. In an advantageous development of the solution according to the invention, the internal combustion engine is connected via the freewheel device and the electric motor to the transmission input shaft. In a purely internal combustion engine drive thus the internal combustion engine drives the transmission input shaft via the electric motor, in this case acts as a generator. Here, the freewheel device is locked and the torque of the internal combustion engine is transmitted via the rotor of the electric motor to the transmission input shaft. Depending on the operating state, an electric energy store (carried along in the vehicle) can thus be charged via the electric motor in generator operation, with the electric motor also being able to be used as drive device with increasing power requirements and then transmitting a drive torque to the transmission input shaft via its rotor. When purely electric motor driving, however, the freewheel device is not locked, that is open, so that the engine can stand, for example, and the drive power is transmitted to the transmission input shaft exclusively from the electric motor. The freewheel device according to the invention makes it possible to realize even high speeds of, for example, 200 km / h in the purely electromotive drive mode, wherein at these high speeds the speed of the electric motor may have several 1000 revolutions per minute, for example up to 5000 revolutions per minute. About the multi-stage freewheel device with at least two freewheels connected in series, the occurring speed difference between the engine and the electric motor can be easily absorbed, since the individual freewheels each have to compensate only part of the total speed difference between the electric motor and the engine.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch: In each case show schematically:

1 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang eines im Übrigen nicht gezeigten Hybridfahrzeugs, 1 a drive train according to the invention of a hybrid vehicle, not otherwise shown,

2 eine erste mögliche Ausführungsform einer Freilaufeinrichtung, 2 a first possible embodiment of a freewheel device,

3 eine Darstellung wie in 2, jedoch bei einer zweiten Ausführungsform. 3 a representation like in 2 but in a second embodiment.

Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 1 eines im Übrigen nicht gezeigten Hybridfahrzeugs eine Brennkraftmaschine 2 sowie einen Elektromotor 3 zum alternativen oder kumulativen Antrieb einer Getriebeeingangswelle 4 und damit des Hybridfahrzeugs auf. Der Elektromotor 3 bzw. dessen Rotor 6 ist dabei drehfest mit der Getriebeeingangswelle 4 verbunden. Zwischen der Brennkraftmaschine 2 und dem Elektromotor 3, das heißt genauer gesagt zwischen einer Motorausgangswelle 5 der Brennkraftmaschine 2 und einem Rotor 6 des Elektromotors 3 ist erfindungsgemäß eine sperrbare Freilaufeinrichtung 7 mit zumindest zwei in Reihe geschalteten Freiläufen 8 und 9 vorgesehen. Die erfindungsgemäße Freilaufeinrichtung 7 besitzt dabei einen ersten Freilauf 8, der eingangsseitig mit der Brennkraftmaschine 2 bzw. der Motorausgangswelle 5 der Brennkraftmaschine 2 und ausgangsseitig mit einem Zwischenelement 10 verbunden ist. Der zweite Freilauf 9 der Freilaufeinrichtung 7 ist eingangsseitig mit dem Zwischenelement 10 und ausgangsseitig mit dem Rotor 6 des Elektromotors 3 verbunden. According to the 1 has a drive train according to the invention 1 an otherwise not shown hybrid vehicle an internal combustion engine 2 as well as an electric motor 3 for the alternative or cumulative drive of a transmission input shaft 4 and thus the hybrid vehicle. The electric motor 3 or its rotor 6 is rotatably with the transmission input shaft 4 connected. Between the internal combustion engine 2 and the electric motor 3 that is, more specifically, between an engine output shaft 5 the internal combustion engine 2 and a rotor 6 of the electric motor 3 is according to the invention a lockable freewheel device 7 with at least two freewheels connected in series 8th and 9 intended. The freewheel device according to the invention 7 owns a first freewheel 8th , the input side with the internal combustion engine 2 or the motor output shaft 5 the internal combustion engine 2 and on the output side with an intermediate element 10 connected is. The second freewheel 9 the freewheel device 7 is input side with the intermediate element 10 and the output side with the rotor 6 of the electric motor 3 connected.

Mit der erfindungsgemäßen mehrstufigen Freilaufeinrichtung 7 ist auch ein rein elektromotorisches Fahren in hohen Geschwindigkeitsbereichen, beispielsweise bei ca. 200 km/h möglich, wobei die dabei zwischen dem Elektromotor 3 und der Brennkraftmaschine 2 auftretenden Drehzahldifferenzen über die Freilaufeinrichtung 7 einfach kompensiert werden können, da jeder Freilauf 8, 9 der Freilaufeinrichtung 7 lediglich einen Teil der Gesamtdrehzahldifferenz aufnehmen muss. Besteht somit in den hohen Geschwindigkeitsbereichen beispielsweise eine Gesamtdrehzahldifferenz von 5000 Umdrehungen je Minute zwischen dem Elektromotor 3 und der beispielsweise stillstehenden Brennkraftmaschine 2, so können von beiden Freiläufen 8, 9 jeweils beispielsweise 2500 Umdrehungen je Minute übernommen werden, was im Vergleich zu bisherigen einstufigen Freiläufen einen deutlichen Vorteil bietet. With the multi-stage freewheel device according to the invention 7 is also a purely electric motor driving in high speed ranges, for example, at about 200 km / h possible, while the case between the electric motor 3 and the internal combustion engine 2 occurring speed differences over the freewheel device 7 can be easily compensated, since each freewheel 8th . 9 the freewheel device 7 only a part of the total speed difference has to record. Thus, in the high speed ranges, for example, there is a total speed difference of 5000 revolutions per minute between the electric motor 3 and, for example, stationary internal combustion engine 2 so can of both freewheels 8th . 9 For example, each 2500 revolutions per minute are taken over, which offers a significant advantage compared to previous one-stage freewheels.

Denkbar ist selbstverständlich, dass die einzelnen Freiläufe 8, 9 separat sperrbar ausgebildet sein können und wie dies beispielsweise gemäß der 2 dargestellt ist, koaxial zueinander angeordnet sind. Es kann eine besonders kompakte Bauform mit geringer radialer Ausdehnung erreicht werden, indem die Freiläufe 8, 9 axial versetzt zueinander angeordnet sind. Betrachtet man dazu im Vergleich die 3, so kann man erkennen, dass in diesem Fall das Zwischenelement 10 am ersten Freilauf 8 eine Außenschale und am zweiten Freilauf 9 eine Innenschale bildet, wodurch die einzelnen Freiläufe 8, 9 axial versetzt zueinander angeordnet werden können. Selbstverständlich ist dabei die Anzahl der gezeigten Freiläufe 8, 9 nicht auf zwei begrenzt, sondern es sind auch Freilaufeinrichtungen 7 mit mehr als zwei Freiläufen 8, 9 denkbar, die dann beispielsweise entsprechend der 2 oder der 3 oder entsprechend einer anderen Anordnung zueinander angeordnet werden können. It is conceivable, of course, that the individual freewheels 8th . 9 can be formed separately lockable and as this example, according to the 2 is shown coaxially with each other. It can be achieved a particularly compact design with low radial extent by the freewheels 8th . 9 axially offset from one another. Looking at this in comparison the 3 , so you can see that in this case the intermediate element 10 at the first freewheel 8th an outer shell and the second freewheel 9 forming an inner shell, whereby the individual freewheels 8th . 9 axially offset from each other can be arranged. Of course, the number of shown freewheels 8th . 9 not limited to two, but it is also freewheeling devices 7 with more than two freewheels 8th . 9 conceivable, then then, for example, according to the 2 or the 3 or can be arranged according to another arrangement to each other.

Durch die Reihenschaltung der einzelnen Freiläufe 8, 9 kann eine gesamte Drehzahldifferenz zwischen dem Elektromotor 3 und der Brennkraftmaschine 2 auf einzelne Freiläufe 8, 9 aufgeteilt und dadurch reduziert werden. Das Zwischenelement 10 rotiert dabei mit einem Teil der Drehzahl mit, wodurch die Belastung für die einzelnen Freiläufe 8, 9 absinkt und höhere Drehzahldifferenzen realisiert bzw. kompensiert werden können. By the series connection of the individual freewheels 8th . 9 can be a total speed difference between the electric motor 3 and the internal combustion engine 2 on individual freewheels 8th . 9 divided and thereby reduced. The intermediate element 10 rotates with a part of the speed, whereby the load for the individual freewheels 8th . 9 decreases and higher speed differences can be realized or compensated.

Der Antriebsstrang 1 funktioniert dabei prinzipiell wie folgt:
Bei einem rein verbrennungsmotorischen Antrieb treibt die Brennkraftmaschine 2 über die Motorausgangswelle 5 und die gesperrte Freilaufeinrichtung 7 sowohl den Rotor 6 als auch die Getriebeeingangswelle 4 und damit das Hybridfahrzeug an. In diesem Zustand kann sich der Elektromotor 3 in einem Generatorbetrieb befinden und beispielsweise einen elektrischen Energiespeicher aufladen. Bei höherer Leistungsanforderung ist auch denkbar, dass sowohl die Brennkraftmaschine 2 als auch der Elektromotor 3 kumulativ ein Antriebsdrehmoment auf die Getriebeeingangswelle 4 übertragen. Soll nun ein rein elektromotorisches Fahren realisiert werden, so wird die Freilaufeinrichtung 7 geöffnet, wodurch die Brennkraftmaschine 2 im günstigsten Fall stillgelegt werden und das Antriebsmoment an der Getriebeeingangswelle 4 ausschließlich vom Elektromotor 3 aufgebracht wird. In diesem Zustand wird die zwischen dem Rotor 6 und der dann stillstehenden Motorausgangswelle 5 auftretende Gesamtdrehzahldifferenz über die Freilaufeinrichtung 7 aufgenommen. Durch die zumindest zwei Freiläufe 8, 9 in der Freilaufeinrichtung 7 ist dies selbst bei hohen Gesamtdrehzahldifferenzen problemlos möglich. The powertrain 1 works in principle as follows:
In a purely internal combustion engine drive drives the internal combustion engine 2 over the engine output shaft 5 and the locked freewheel device 7 both the rotor 6 as well as the transmission input shaft 4 and with it the hybrid vehicle. In this state, the electric motor can 3 are in a generator mode and charge, for example, an electrical energy storage. At higher power requirement is also conceivable that both the internal combustion engine 2 as well as the electric motor 3 cumulatively a drive torque to the transmission input shaft 4 transfer. If now a purely electric motor driving be realized, then the freewheel device 7 open, causing the internal combustion engine 2 be shut down in the best case and the drive torque to the transmission input shaft 4 exclusively from the electric motor 3 is applied. In this state, the between the rotor 6 and the then stationary motor output shaft 5 occurring total speed difference over the freewheel device 7 added. By the at least two freewheels 8th . 9 in the freewheel device 7 This is easily possible even at high total speed differences.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006030040 A1 [0002] DE 102006030040 A1 [0002]
  • DE 102007050822 A1 [0003] DE 102007050822 A1 [0003]

Claims (9)

Antriebsstrang (1) eines Hybridfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine (2) und einem Elektromotor (3) zum alternativen oder kumulativen Antrieb einer Getriebeeingangswelle (4) und damit des Hybridfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Brennkraftmaschine (2) und dem Elektromotor (3) eine sperrbare Freilaufeinrichtung (7) mit zumindest zwei in Reihe geschalteten Freiläufen (8, 9) vorgesehen ist. Powertrain ( 1 ) of a hybrid vehicle with an internal combustion engine ( 2 ) and an electric motor ( 3 ) for the alternative or cumulative drive of a transmission input shaft ( 4 ) and thus of the hybrid vehicle, characterized in that between the internal combustion engine ( 2 ) and the electric motor ( 3 ) a lockable freewheel device ( 7 ) with at least two freewheels connected in series ( 8th . 9 ) is provided. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (6) des Elektromotor (3) drehfest mit der Getriebeeingangswelle (4) verbunden ist. Drive train according to claim 1, characterized in that a rotor ( 6 ) of the electric motor ( 3 ) rotatably with the transmission input shaft ( 4 ) connected is. Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorausgangswelle (5) der Brennkraftmaschine (2) über die Freilaufeinrichtung (7) und den Rotor (6) des Elektromotors (3) mit der Getriebeeingangswelle (4) verbunden ist. Drive train according to claim 2, characterized in that an engine output shaft ( 5 ) of the internal combustion engine ( 2 ) via the freewheel device ( 7 ) and the rotor ( 6 ) of the electric motor ( 3 ) with the transmission input shaft ( 4 ) connected is. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinrichtung (7) zwei in Reihe geschaltete Freiläufe (8, 9) aufweist, wobei ein erster Freilauf (8) eingangsseitig mit der Brennkraftmaschine (5) und ausgangsseitig mit einem Zwischenelement (10) und ein zweiter Freilauf (9) eingangsseitig mit dem Zwischenelement (10) und ausgangsseitig mit dem Elektromotor (3) verbunden sind. Drive train according to one of claims 1 to 3, characterized in that the freewheel device ( 7 ) two freewheels connected in series ( 8th . 9 ), wherein a first freewheel ( 8th ) on the input side with the internal combustion engine ( 5 ) and on the output side with an intermediate element ( 10 ) and a second freewheel ( 9 ) on the input side with the intermediate element ( 10 ) and the output side with the electric motor ( 3 ) are connected. Antriebsstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffnetem ersten und zweitem Freilauf (8, 9) das Zwischenelement (10) ca. die halbe Drehzahl des Elektromotors (3) aufweist. Drive train according to claim 4, characterized in that when the first and second freewheels are open ( 8th . 9 ) the intermediate element ( 10 ) about half the speed of the electric motor ( 3 ) having. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Freiläufe (8, 9) separat sperrbar ausgebildet sind. Drive train according to one of claims 1 to 5, characterized in that the individual freewheels ( 8th . 9 ) are formed separately lockable. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Freiläufe (8, 9) koaxial zueinander angeordnet sind. Drive train according to one of claims 1 to 6, characterized in that the individual freewheels ( 8th . 9 ) are arranged coaxially with each other. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Freiläufe (8, 9) axial versetzt zueinander angeordnet sind. Drive train according to one of claims 1 to 7, characterized in that the individual freewheels ( 8th . 9 ) are axially offset from one another. Hybridfahrzeug mit einem Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. Hybrid vehicle with a drive train ( 1 ) according to one of claims 1 to 8.
DE102011050232.7A 2011-05-10 2011-05-10 powertrain and hybrid vehicle Active DE102011050232B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011050232.7A DE102011050232B4 (en) 2011-05-10 2011-05-10 powertrain and hybrid vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011050232.7A DE102011050232B4 (en) 2011-05-10 2011-05-10 powertrain and hybrid vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011050232A1 true DE102011050232A1 (en) 2012-11-15
DE102011050232B4 DE102011050232B4 (en) 2023-07-27

Family

ID=47070227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011050232.7A Active DE102011050232B4 (en) 2011-05-10 2011-05-10 powertrain and hybrid vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011050232B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107554276A (en) * 2017-09-20 2018-01-09 湖南猎豹汽车股份有限公司 A kind of plug-in hybrid speed changer and method for changing speed based on AMT

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5931271A (en) * 1997-09-19 1999-08-03 General Motors Corporation Hybrid drive with one-way drive connections
DE10160466C1 (en) * 2001-12-08 2003-06-05 Daimler Chrysler Ag Motor vehicle drive device, has two idlers with idler parts connected to drive shaft, coaxial hollow intermediate shaft through which drive shaft passes and rotor of electric motor
DE102007045032A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-17 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Pump e.g. oil pump, drive arrangement for use in hybrid vehicle drive train, has pump drive unit connected with drive device via freewheel device or with another drive device via another freewheel device
DE102006030040A1 (en) 2006-06-29 2008-05-15 Zf Friedrichshafen Ag Drive train apparatus and method of operating a powertrain device
DE102007050822A1 (en) 2007-10-24 2009-04-30 Zf Friedrichshafen Ag Drive train for motor vehicle, has hybrid drive with combustion engine and electric engine, and drive arranged gearbox, where clutch is arranged between combustion engine and electric engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5644200A (en) 1994-10-03 1997-07-01 Yang; Tai-Her Driving electrical machine speed controlled power combined system and device
DE19915926B4 (en) 1998-09-05 2004-05-13 Zf Sachs Ag Drive arrangement for a motor vehicle
US6843751B2 (en) 2001-10-19 2005-01-18 Tai-Her Yang Dynamo-electric drive unit controlled compound power system
JP4760510B2 (en) 2005-08-09 2011-08-31 日産自動車株式会社 Driving force transmission device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5931271A (en) * 1997-09-19 1999-08-03 General Motors Corporation Hybrid drive with one-way drive connections
DE10160466C1 (en) * 2001-12-08 2003-06-05 Daimler Chrysler Ag Motor vehicle drive device, has two idlers with idler parts connected to drive shaft, coaxial hollow intermediate shaft through which drive shaft passes and rotor of electric motor
DE102006030040A1 (en) 2006-06-29 2008-05-15 Zf Friedrichshafen Ag Drive train apparatus and method of operating a powertrain device
DE102007045032A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-17 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Pump e.g. oil pump, drive arrangement for use in hybrid vehicle drive train, has pump drive unit connected with drive device via freewheel device or with another drive device via another freewheel device
DE102007050822A1 (en) 2007-10-24 2009-04-30 Zf Friedrichshafen Ag Drive train for motor vehicle, has hybrid drive with combustion engine and electric engine, and drive arranged gearbox, where clutch is arranged between combustion engine and electric engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107554276A (en) * 2017-09-20 2018-01-09 湖南猎豹汽车股份有限公司 A kind of plug-in hybrid speed changer and method for changing speed based on AMT

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011050232B4 (en) 2023-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19841828C2 (en) Hybrid drive, especially for vehicles
EP2608977B1 (en) Hybrid drive system for a motor vehicle
AT513352B1 (en) Powertrain for a vehicle
EP1932741A2 (en) Hybrid drive train with double clutch
DE102011089711A1 (en) Hybrid drive for motor car, has planetary gear whose input element is connected with rotor of electric machine, where output element of gear is connected with input shaft and comprises lock clutch for coupling of pinion elements of gear
EP3762248B1 (en) Drive train having an electric machine
DE102013210012A1 (en) Drive train for a vehicle, vehicle with the drive train and method for operating the vehicle
DE19841829C2 (en) Hybrid drive, especially for vehicles
DE102018203207A1 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102017004898A1 (en) Transmission device for an electric drive
DE102014220377A1 (en) Hybrid coolant pump
WO2020160717A1 (en) Transmission unit having a sliding sleeve for implementing four shifting positions; drive train and motor vehicle
DE102016220511A1 (en) Hybrid drive system with two gears
DE102013214950A1 (en) Torque overlay device for hybrid drive
DE102011109538A1 (en) Multi-speed transmission for a motor vehicle
DE102018200879A1 (en) Motor vehicle transmission
DE102016220512A1 (en) Hybrid drive system for a means of transport, in particular for a motor vehicle
DE102009059935A1 (en) Gear arrangement and motor vehicle
DE102020109236A1 (en) Hybrid drive system with multiple gear mechanism; as well as motor vehicle
DE102012018206B4 (en) Drive device with intermediate gearbox for a motor vehicle
DE102009053961A1 (en) Vehicle transmission has multiple helical gear stages and planetary gear, reverse gear and two gears driven by planetary gear
DE102014222153A1 (en) Transmission for a motor vehicle
DE102011050232B4 (en) powertrain and hybrid vehicle
DE102017008564A1 (en) Transmission device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle
DE102017128427A1 (en) Drive arrangement for a hybrid vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division