WO2011157260A1 - Getriebestrang - Google Patents

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WO2011157260A1
WO2011157260A1 PCT/DE2011/001143 DE2011001143W WO2011157260A1 WO 2011157260 A1 WO2011157260 A1 WO 2011157260A1 DE 2011001143 W DE2011001143 W DE 2011001143W WO 2011157260 A1 WO2011157260 A1 WO 2011157260A1
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WO
WIPO (PCT)
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drive motor
sub
crank
transmission
train
Prior art date
Application number
PCT/DE2011/001143
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Lauinger
Anton Simonov
Bernhard Walter
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & 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 Gmbh & Co. Kg filed Critical Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2011157260A1 publication Critical patent/WO2011157260A1/de

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    • 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
    • F16H29/00—Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action
    • F16H29/02—Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action between one of the shafts and an oscillating or reciprocating intermediate member, not rotating with either of the shafts
    • F16H29/04—Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action between one of the shafts and an oscillating or reciprocating intermediate member, not rotating with either of the shafts in which the transmission ratio is changed by adjustment of a crank, an eccentric, a wobble-plate, or a cam, on one of the shafts
    • 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
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/065—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with a plurality of driving or driven shafts

Definitions

  • the invention relates to a gear train, with the aid of which, for example, a torque provided by an internal combustion engine can be converted in order to set a desired torque and / or a desired rotational speed in a drive wheel of a motor vehicle.
  • a typical transmission train for a motor vehicle includes an internal combustion engine that provides torque that may be introduced into a transmission for torque conversion.
  • the transmission is designed, for example, as a continuously variable transmission (CVT transmission) in order to be able to vary the torque and the speed substantially continuously in a defined range,
  • CVT transmission continuously variable transmission
  • the transmission line according to the invention for a motor vehicle has a first sub-train having a first crank CVT transmission for transmitting a power of a first drive motor and a second sub-line having a second crank-CVT transmission for transmitting a power of a second drive motor.
  • a power train connectable to the first sub-train and / or to the second sub-train for transmitting the power of the first drive motor and / or the power of the second drive motor to an output element, in particular drive wheel, is provided, wherein periodically occurring torque fluctuations of the first drive motor and periodically occurring Torque fluctuations of the second drive motor to each other out of phase with the output train are transferable.
  • phase shift of the torque fluctuations caused, for example, by engine combustion in a piston internal combustion engine avoids the fact that rotational nonuniformities are added up and lead to critical excessive acceleration values at the drive wheel of the motor vehicle due to resonance effects. Instead, torque fluctuations can be forwarded asynchronously to the output train.
  • rotational irregularities can be completely or partially canceled out and / or dampened, which reduces the extent of dynamic excitations. This leads to a reduction of tactile vibrations, whereby a high level of ride comfort is possible.
  • the phase shift is provided, at least in part, by the first crank CVT transmission and / or the second crank CVT transmission,
  • a CVT transmission is a uniform transmission that allows a substantially continuously variable transmission (CVT: "Continuously variable transmission").
  • the CVT transmission may have two pairs of conical disks, wherein the conical disks of a pair of conical disks are axially displaceable relative to one another
  • a crank-CVT transmission is used, as described, for example, in DE 10 2009 042 079 A1, the contents of which are hereby incorporated by reference as part of the invention.
  • the crank-CVT transmission can provide a transmission ratio between infinite (standstill) and over (overdrive) 2.
  • the first drive motor and / or second drive motor used is in particular an internal combustion engine, preferably a piston internal combustion engine one e of the second drive motor different rated power, so that depending on the current driving situation, only the first drive motor, only the second drive motor or both the first drive motor and the second drive motor can be coupled to the power output to the transmission line.
  • the first sub-string and the second sub-string can be connected, for example, via a summing gear to the output train, wherein it is particularly possible by suitable disconnect couplings, the first sub-string and / or. to couple or separate the second sub-line optionally with the output train.
  • the periodic torque fluctuations or speed fluctuations may be due to the type of power transmission by the respective crank CVT transmission and / or by the respective drive motor, in particular by a motorized combustion, caused.
  • the periodic torque fluctuations are easily detected by measurements at a constant rated speed or a constant rated torque or a constant rated power.
  • the period duration of the periodically occurring torque fluctuations can change in the power flow direction behind the respective crank CVT transmission, in particular in the output element, in accordance with the gradient of the desired power change. This situation, too, with a period duration of the torque fluctuations which changes as a function of the desired power to be achieved, is regarded as periodically occurring torque fluctuations.
  • a transferable maximum torque of the first sub-string between two subsequent transferable torque maxima of the second sub-string is provided with an error tolerance of about ⁇ 15 ° center between two subsequent transmissible torque maxima of the second sub-string.
  • the respective torque maximum corresponds to a point of the torque curve with the slope zero and a positive amount above zero.
  • the first crank-CVT transmission has a cranked first transmission shaft arranged in the power flow with at least one first offset and the second crank-CVT transmission has a cranked second transmission shaft arranged in the power flow with at least one second offset wherein the first gear shaft is arranged so relatively rotated in the circumferential direction to the second gear shaft, that a phase-shifted rotation of the first crank relative to the second cranking is executable.
  • the first gear shaft and the second gear shaft are similar in particular with regard to their cranks, in particular identical.
  • the first transmission shaft is designed substantially identical to the second transmission shaft.
  • the first transmission shaft has an appearance corresponding to the second transmission shaft when both transmission shafts are viewed in the axial direction.
  • the phase shift of the torque fluctuations corresponds in particular to the angular rotation of the first transmission shaft relative to the second transmission shaft with respect to a position with similarly projecting cranks in the radial direction.
  • the respective offset can be formed, for example, in the case of a crankshaft by a crankpin connected to the crankpin.
  • cranking may be centers engaging pinion are formed, so that the lever length of the offset is in particular infinitely variable, in particular by means of a servomotor.
  • first transmission shaft z has first cranks with m different first levers and the second transmission shaft z has second cranks with m different second levers, wherein the first gear shaft is rotated relative to the second transmission shaft in trainsnchtung by an angular amount ⁇ , wherein
  • the first gear shaft and the second gear shaft have the same number z of cranks which can be projected in different radial directions. The higher the number z of different cranks, the smaller the phase shift needs to be to compensate for torque fluctuations and to reduce resonance-related gains in speed variations.
  • more than one lever is provided for each crank to transmit the torque of the associated drive motor.
  • ⁇ 30 ° ⁇ 10 °
  • the first crank-CVT transmission and / or the second crank-CVT transmission three different circumferentially regularly distributed cranks, each with two levers on.
  • the respective cranks are multiple, in particular double, provided in order to allow a particularly uniform torque transmission.
  • a lever length of the first offset and / or the second offset is in each case adjustable by a pinion engaging within an eccentric.
  • the lever length of the crank can be varied substantially continuously, in particular with the aid of a servomotor.
  • the first sub-strand comprises a first vibration damper, in particular a dual-mass flywheel, and / or the second sub-strand a second vibration damper, in particular a dual-mass flywheel, wherein the first vibration damper and / or the second vibration damper in the power flow direction the respective associated crank-CVT transmission is arranged.
  • the respective vibration damper torque fluctuations and / or speed fluctuations can be eradicated and / or damped.
  • the damping takes place before the torque is introduced into the respective crank CVT transmission, so that the loads of the components of the respective crank CVT transmission are reduced.
  • the first sub-string and the second sub-string are connected via a summing gear to the output train, wherein the output line between the summing and the output member comprises a differential gear.
  • the differential gear may be part of the summation gear.
  • the invention further relates to a drive train for a motor vehicle, with a gear train, which can be trained and further developed as described above.
  • the drive train has a first drive motor which can be connected to the first sub-train and a second drive motor which can be connected to the second sub-train, wherein in particular the first drive motor and / or the second drive motor is designed as an internal combustion engine, in particular a piston internal combustion engine.
  • the gear train at least partially achieved phase shift occurring periodic torque fluctuations, the torque fluctuations can be at least damped, so that the ride comfort is improved.
  • a periodically repeating ignition timing of the first drive motor is phase-shifted to a periodically repeating spark timing of the second drive motor. Due to the asynchronous operation of the first drive motor and the second drive motor, torque peaks caused by the ignition of a fuel mixture in the respective drive motor can occur at different times, so that two or more torque peaks do not add up. This leads to a homogenization of the introduced into the drive train torque.
  • ⁇ + ⁇ 180 ° ⁇ 12 ° applies.
  • the drive train 10 shown in FIG. 1 has a gear train 12.
  • Transmission line 12 has a first sub-line 16 connected to a first drive motor 14, for example a 0.8L internal combustion engine, and a second sub-line 20 connected to a second drive motor 18, for example a 1, 2L internal combustion engine.
  • the first sub-string 16 and the second sub-string 20 are connected, for example via an unillustrated summing gear with a power take-off 22.
  • the output train 22 leads via a differential gear 24, the torque introduced to an output member 26 on, wherein the output member 26 is configured in the illustrated embodiment as a drive wheel of a motor vehicle.
  • the output element 26 may be connected via oscillatory systems 28 to the gear train 12 and / or to a motor vehicle mass 30, for example via shock absorbers or other components.
  • the first drive motor 14 is coupled via its flywheel with a first torsional vibration damper 32, in particular a dual-mass flywheel.
  • the torque introduced into the first torsional vibration damper 32 is translated into a first crank CVT.
  • Transmission 34 introduced, in particular a crank-CVT transmission with three different double cranks and two levers per crank.
  • the second drive motor 18 is coupled via its flywheel with a second torsional vibration damper 36, in particular a dual-mass flywheel.
  • the introduced into the second torsional vibration damper 36 torque is introduced into a second crank-CVT transmission 38, in particular a crank-CVT transmission with three different double cranks and two levers per crank.
  • a first acceleration profile 44 of the first sub-string 16 and a second acceleration profile 46 of the second sub-string 20 show a resonance-induced increase at a rated engine speed 42 at about 2500 rpm, which leads to a significant increase in a Radbeuggungsverlauf 48 of the drive wheel 26 when the torque of first sub-string 16 and the second sub-string 20 synchronously and not phase-shifted in the output line 22 is initiated.
  • Engine torque 54 of the first drive motor 14 and a second engine torque 56 of the second drive motor 18 have a torque peak at an ignition time 58.
  • the ignition times 58 occur periodically with an ignition frequency 60.
  • the firings of the first drive motor 14 and the second drive motor 18 are synchronized with the same Zündzeitticianen 58, wherein it is also possible to have the firing times 58 of the drive motors 14, 18 asynchronous and / or out of phase.
  • the illustrated case represents the particularly critical synchronization of the drive motors.

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Abstract

Ein Getriebestrang für ein Kraftfahrzeug weist einen ein erstes Kurbel-CVT-Getriebe aufweisenden ersten Teilstrang zur Übertragung einer Leistung eines ersten Antriebsmotors und einen ein zweites Kurbel-CVT-Getriebe aufweisenden zweiten Teilstrang zur Übertragung einer Leistung eines zweiten Antriebsmotors auf. Zusätzlich ist ein mit dem ersten Teilstrang und/oder mit dem zweiten Teilsstrang verbindbarer Abtriebsstrang zur Übertragung der Leistung des ersten Antriebsmotors und/oder der Leistung des zweiten Antriebsmotors an ein Abtriebselement, insbesondere Antriebsrad, vorgesehen, wobei periodisch auftretende Drehmomentschwankungen des ersten Antriebsmotors und periodisch auftretende Drehmomentschwankungen des zweiten Antriebsmotors zueinander phasenverschoben an den Abtriebsstrang übertragbar sind. Dadurch ist ein hoher Fahrkomfort ermöglicht.

Description

Getriebestrang
Die Erfindung betrifft einen Getriebestrang, mit dessen Hilfe ein beispielsweise von einer Brennkraftmaschine bereitgestelltes Drehmoment gewandelt werden kann, um bei einem Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs ein gewünschtes Drehmoment und/oder eine gewünschte Drehzahl einzustellen.
Ein typischer Getriebestrang für ein Kraftfahrzeug weist eine Brennkraftmaschine auf, die ein Drehmoment bereitstellt, das in ein Getriebe zur Drehmomentwandlung eingeleitet werden kann. Das Getriebe ist beispielsweise als stufenloses Getriebe (CVT-Getriebe) ausgestaltet, um in einem definierten Bereich das Drehmoment und die Drehzahl im Wesentlichen stufenlos variieren zu können,
Es besteht ein ständiges Bedürfnis einen Getriebestrang für ein Kraftfahrzeug derart auszulegen, dass ein hoher Fahrkomfort erreicht wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung einen Getriebestrang zu schaffen, mit dessen Hilfe ein hoher Fahrkomfort ermöglicht ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Getriebestrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Getriebestrang für ein Kraftfahrzeug weist einen ein erstes Kurbel- CVT-Getriebe aufweisenden ersten Teilstrang zur Übertragung einer Leistung eines ersten Antriebsmotors und einen ein zweites Kurbel-CVT-Getriebe aufweisenden zweiten Teilstrang zur Übertragung einer Leistung eines zweiten Antriebsmotors auf. Zusätzlich ist ein mit dem ersten Teilstrang und/oder mit dem zweiten Teilsstrang verbindbarer Abtriebsstrang zur Übertragung der Leistung des ersten Antriebsmotors und/oder der Leistung des zweiten Antriebsmotors an ein Abtriebselement, insbesondere Antriebsrad, vorgesehen, wobei periodisch auftretende Drehmomentschwankungen des ersten Antriebsmotors und periodisch auftretende Drehmomentschwankungen des zweiten Antriebsmotors zueinander phasenverschoben an den Abtriebsstrang übertragbar sind. Durch die Phasenverschiebung der beispielsweise durch eine motorische Verbrennung in einem Kolben-Verbrennungsmotor verursachten Drehmomentschwankungen, wird vermieden dass sich Drehzahlungleichförmigkeiten aufaddieren und durch Resonanzeffekte zu kritischen überhöhten Beschleunigungswerten am Antriebsrad des Kraftfahrzeugs führen. Stattdessen können Drehmomentschwankungen asynchron an den Abtriebsstrang weitergeleitet werden. Dadurch können sich durch eine geeignete Phasenverschiebung Drehzahlungleichförmigkeiten ganz oder teilweise tilgen und/oder dämpfen, wodurch sich das Ausmaß dynamischer Anregungen reduziert. Dies führt zu einer Reduktion von fühlbaren Schwingungen, wodurch ein hoher Fahrkomfort ermöglicht ist. Ferner werden Bauteile des Getriebestrangs und des übrigen Kraftfahrzeugs geringer belastet, wodurch sich die Lebensdauer der einzelnen Fahrzeugkomponenten erhöht, Darüber hinaus kann das Ausmaß an Geräuschemissionen, beispielsweise Getriebegeräusche oder Klappern von schwingungsfähigen Bauteilen, reduziert werden. Die Phasenverschiebung wird insbesondere zumindest anteilig, durch das erste Kurbel- CVT-Getriebe und/oder das zweite Kurbel-CVT-Getriebe bereitgestellt,
Ein CVT-Getriebe ist ein gleichförmiges Getriebe, das eine im Wesentlichen stufenlos einstellbare Übersetzung ermöglicht (CVT: „Continuously variable transmission"). Beispielsweise kann das CVT-Getriebe zwei Kegelscheibenpaare aufweisen, wobei die Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaares in axialer Richtung zueinander verschiebbar sind, um einen Zugmittelradius beispielsweise für eine Lamellenkette im Wesentlichen stufenlos zu variieren. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Kurbel-CVT-Getriebe verwendet, wie es beispielsweise in DE 10 2009 042 079 A1 beschrieben ist und auf dessen Inhalt hiermit als Teil der Erfindung Bezug genommen wird. Insbesondere kann das Kurbel-CVT-Getriebe ein Übersetzungsverhältnis zwischen unendlich (Stillstand) und über 2 (overdrive) bereitstellen. Als erster Antriebsmotor und/oder als zweiter Antriebsmotor wird insbesondere eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise ein Kolben-Verbrennungsmotor, verwendet. Vorzugsweise weist der erste Antriebsmotor eine von dem zweiten Antriebsmotor verschiedene Nennleistung auf, so dass je nach aktueller Fahrsituation nur der erste Antriebsmotor, nur der zweite Antriebsmotor oder sowohl der erste Antriebsmotor als auch der zweite Antriebsmotor zur Leistungsabgabe an den Getriebestrang angekoppelt sein kann. Der erste Teilstrang und der zweite Teilstrang können beispielsweise über ein Summiergetriebe mit dem Abtriebsstrang verbunden sein, wobei es insbesondere möglich ist durch geeignete Trennkupplungen den ersten Teilstrang und/oder. den zweiten Teilstrang wahlweise mit dem Abtriebsstrang zu kuppeln beziehungsweise zu trennen. Die periodischen Drehmomentschwankungen beziehungsweise Drehzahlschwankungen können durch die Art der Leistungsübertragung durch das jeweilige Kurbel- CVT-Getriebe und/oder durch den jeweiligen Antriebsmotor, insbesondere durch eine motori- sche Verbrennung, verursacht sein. Die periodischen Drehmomentschwankungen sind bei einer konstanten Nenndrehzahl beziehungsweise einem konstanten Nenndrehmoment beziehungsweise einer konstanten Nennleistung durch Messungen leicht zu erkennen. Bei einer gewünschten Leistungserhöhung beziehungsweise einer Leistungsverringerung, kann sich in Leistungsflussrichtung hinter dem jeweiligen Kurbel-CVT-Getriebe, insbesondere bei dem Abtriebselement, die Periodendauer der periodisch auftretenden Drehmomentschwankungen entsprechend dem Gradient der gewünschten Leistungsveränderung verändern. Auch diese Situation mit einer sich in Abhängigkeit von einer zu erreichenden gewünschten Leistung ändernden Periodendauer der Drehmomentschwankungen wird als periodisch auftretende Drehmomentschwankungen betrachtet.
Vorzugsweise liegt ein übertragbares Drehmomentmaximum des ersten Teilstrangs zwischen zwei nachfolgenden übertragbaren Drehmomentmaxima des zweiten Teilstrangs, wobei insbesondere das Drehmomentmaximum des ersten Teilstrangs mit einer Fehlertoleranz von etwa ± 15° mittig zwischen zwei nachfolgenden übertragbaren Drehmomentmaxima des zweiten Teilstrangs vorgesehen ist. Dadurch wird nicht nur eine resonanzbedingte Verstärkung der Drehmomentschwankungen reduziert sondern sogar eine Vergleichmäßigung des abgegebenen Drehmoments erreicht. Das jeweilige Drehmomentmaximum entspricht einem Punkt des Drehmomentverlaufs mit der Steigung Null und einem positiven Betrag über Null.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Kurbel-CVT-Getriebe eine im Leistungsfluss angeordnete gekröpfte erste Getriebewelle mit mindestens einer ersten Kröpfung aufweist und das zweite Kurbel-CVT-Getriebe eine im Leistungsfluss angeordnete gekröpfte zweite Getriebewelle mit mindestens einer zweiten Kröpfung aufweist, wobei die erste Getriebewelle zur zweiten Getriebewelle in Umfangsrichtung derart relativ verdreht angeordnet ist, dass eine phasenverschobene Rotation der ersten Kröpfung relativ zur zweiten Kröpfung ausführbar ist. Die erste Getriebewelle und die zweite Getriebewelle sind insbesondere hinsichtlich ihrer Kröpfungen gleichartig, insbesondere identisch ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die erste Getriebewelle im Wesentlichen identisch zur zweiten Getriebewelle ausgestaltet. Vorzugsweise weist die erste Getriebewelle ein der zweiten Getriebewelle entsprechendes Aussehen auf, wenn beide Getriebewellen in axialer Richtung betrachtet werden. Die Phasenverschiebung der Drehmomentschwankungen entspricht insbesondere der Winkelverdrehung der ersten Getriebewelle relativ zur zweiten Getriebewelle bezogen auf eine Lage mit gleichartig in radialer Richtung abstehenden Kröpfungen. Die jeweilige Kröpfung kann beispielsweise im Falle einer Kurbelwelle durch einen mit Kurbelwangen verbundenen Hubzapfen ausgebildet sein. Insbesondere kann die Kröpfung durch ein innerhalb eines Ex- zenters eingreifendes Ritzel ausgebildet werden, so dass die Hebellänge der Kröpfung insbesondere mit Hilfe eines Stellmotors im Wesentlichen stufenlos variierbar ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die erste Getriebewelle z erste Kröpfungen mit m verschiedenen ersten Hebeln aufweist und die zweite Getriebewelle z zweite Kröpfungen mit m verschiedenen zweiten Hebeln aufweist, wobei die erste Getriebewelle relativ zur zweiten Getriebewelle in Umfangsnchtung um einen Winkelbetrag Δα verdreht ist, wobei
Δα = 1807(z · m) ± 127(z■ m) gilt. Die erste Getriebewelle und die zweite Getriebewelle weisen insbesondere die gleiche Anzahl z von in verschiedene radiale Richtungen abstehbaren Kröpfungen auf. Je höher die Anzahl z der verschiedenen Kröpfungen ist, desto kleiner braucht die Phasenverschiebung gewählt sein, um Drehmomentschwankungen zu vergleichmäßigen und resonanzbedingte Verstärkungen der Drehzahlschwankungen zu reduzieren. Insbesondere ist für jede Kröpfung mehr als ein Hebel vorgesehen, um das Drehmoment des zugeordneten Antriebsmotors zu übertragen. Insbesondere sind zwei Hebel (m=2) vorgesehen, die an gegenüberliegenden Seiten einer Abtriebswelle angreifen, so dass die beiden Hebel im Wesentlichen um 180° in Umfangsnchtung zueinander versetzt an der Abtriebswelle angreifen.
Vorzugsweise ist die erste Getriebewelle relativ zur zweiten Getriebewelle in Umfangsnchtung um einen Winkelbetrag Δα =30° ± 10° verdreht. Ein derartiger Winkelbetrag lässt sich bei der Montage leicht vorsehen und optisch überprüfen. Insbesondere weist das erste Kurbel-CVT- Getriebe und/oder das zweite Kurbel-CVT-Getriebe drei unterschiedliche in Umfangsnchtung regelmäßig verteilte Kröpfungen mit jeweils zwei Hebeln auf. Vorzugsweise sind die jeweiligen Kröpfungen mehrfach, insbesondere doppelt, vorgesehen, um eine besonders gleichmäßige Drehmomentübertragung zu ermöglichen.
Besonders bevorzugt ist eine Hebellänge der ersten Kröpfung und/der der zweiten Kröpfung jeweils durch ein innerhalb eines Exzenters eingreifendes Ritzel einstellbar. Dadurch kann die Hebellänge der Kröpfung insbesondere mit Hilfe eines Stellmotors im Wesentlichen stufenlos variierbar sein.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der erste Teilstrang einen ersten Schwingungsdämpfer, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, und/oder der zweite Teilstrang einen zweiten Schwingungsdämpfer, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, aufweist, wobei der erste Schwingungsdämpfer und/oder der zweite Schwingungsdämpfer in Leistungsflussrichtung vor dem jeweiligen zugeordneten Kurbel-CVT-Getriebe angeordnet ist. Durch den jeweiligen Schwingungsdämpfer können Drehmomentschwankungen und/oder Drehzahlschwankungen getilgt und/oder gedämpft werden. Vorzugsweise erfolgt die Dämpfung bevor das Drehmoment in das jeweilige Kurbel-CVT-Getriebe eingeleitet wird, so dass die Belastungen der Bauelemente des jeweiligen Kurbel-CVT-Getriebes reduziert sind.
Vorzugsweise sind der erste Teilstrang und der zweite Teilstrang über ein Summiergetriebe mit dem Abtriebsstrang verbindbar, wobei der Abtriebsstrang zwischen dem Summiergetriebe und dem Abtriebselement ein Differenzialgetriebe aufweist. Dies ermöglicht es über nur eine Eingangswelle das Drehmoment des ersten Teilstrangs und des zweiten Teilstrangs in das Differentialgetriebe einzuleiten und von dort aus auf zwei verschiedene Antriebsräder des Kraftfahrzeugs aufzuteilen. Alternativ kann das Differentialgetriebe Teil des Summiergetriebes sein.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einem Getriebestrang, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Der Antriebsstrang weist einen mit dem ersten Teilstrang verbindbaren ersten Antriebsmotor und einen mit dem zweiten Teilstrang verbindbaren zweiten Antriebsmotor auf, wobei insbesondere der erste Antriebsmotor und/oder der zweite Antriebsmotor als Brennkraftmaschine, insbesondere Kolben- Verbrennungsmotor, ausgestaltet ist. Durch die mit Hilfe des Getriebestrangs zumindest anteilig erreichte Phasenverschiebung von auftretenden periodischen Drehmomentschwankungen können die Drehmomentschwankungen zumindest gedämpft werden, so dass der Fahrkomfort verbessert ist.
Insbesondere ist ein sich periodisch wiederholender Zündzeitpunkt des ersten Antriebsmotors zu einem sich periodisch wiederholender Zündzeitpunkt des zweiten Antriebsmotors phasenverschoben. Durch den asynchronen Betrieb des ersten Antriebsmotors und des zweiten Antriebsmotors können durch die Zündung eines Kraftstoffgemischs im jeweiligen Antriebsmotor verursachte Drehmomentspitzen zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgen, so dass sich zwei oder mehr Drehmomentspitzen nicht addieren. Dies führt zu einer Vergleichmäßigung des in den Abtriebsstrang eingeleiteten Drehmoments.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine erste Getriebewelle des ersten Kurbel-CVT- Getriebes relativ zu einer zweiten Getriebewelle des zweiten Kurbel-CVT-Getriebes in Um- fangsrichtung um einen Winkelbetrag Δα verdreht ist, wobei der Zündzeitpunkt des ersten An- triebsmotors um einen Phasenwinkel Δβ zum Zündzeitpunkt des zweiten Antriebsmotors phasenverschoben ist, wobei Δα + Δβ = 180°± 12° gilt. Besonders bevorzugt ist die gesamte Phasenverschiebung Δα + Δβ derart eingestellt, dass ein übertragbares Drehmomentmaximum des ersten Teilstrangs zwischen zwei nachfolgenden übertragbaren Drehmomentmaxima des zweiten Teilstrangs liegt, wobei insbesondere das Drehmomentmaximum des ersten Teilstrangs mit einer Fehlertoleranz von ± 15° mittig zwischen zwei nachfolgenden übertragbaren Drehmomentmaxima des zweiten Teilstrangs vorgesehen ist.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen;
Fig. 1 : eine schematische Konzeptdarstellung eines Antriebstrangs,
Fig. 2: ein schematisches Diagramm einer Vergleichsmessung für eine Radbeschleunigung,
Fig. 3: ein schematisches Diagramm eines Drehmomentverlaufs und
Fig. 4: ein schematisches Diagramm mit Verlaufen verschiedener Radbeschleunigungen.
Der in Fig. 1 dargestellte Antriebsstrang 10 weist einen Getriebestrang 12 auf. Der
Getriebestrang 12 weist einen mit einem ersten Antriebsmotor 14, beispielsweise ein 0,8L- Verbrennungsmotor, verbundenen ersten Teilstrang 16 und einen mit einem zweiten Antriebsmotor 18, beispielsweise ein 1 ,2L-Verbrennungsmotor, verbundenen zweiten Teilstrang 20 auf. Der erste Teilstrang 16 und der zweite Teilstrang 20 sind beispielsweise über ein nicht dargestelltes Summiergetriebe mit einem Abtriebsstrang 22 verbunden. Der Abtriebsstrang 22 leitet über ein Differentialgetriebe 24 das eingeleitete Drehmoment an ein Abtriebselement 26 weiter, wobei das Abtriebselement 26 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist. Das Abtriebselement 26 kann über schwingungsfähige Systeme 28 an dem Getriebestrang 12 und/oder an einer Kraftfahrzeugmasse 30 angebunden sein, beispielsweise über Stoßdämpfer oder andere Bauteile. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Antriebsmotor 14 über sein Schwungrad mit einem ersten Drehschwingungsdämpfer 32, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, gekoppelt. Das in den ersten Drehschwingungsdämpfer 32 eingeleitete Drehmoment wird in ein erstes Kurbel-CVT- Getriebe 34 eingeleitet, insbesondere ein Kurbel-CVT-Getriebe mit drei verschiedenen doppelten Kröpfungen und jeweils zwei Hebeln pro Kröpfung. Entsprechend ist der zweite Antriebsmotor 18 über sein Schwungrad mit einem zweiten Drehschwingungsdämpfer 36, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, gekoppelt. Das in den zweiten Drehschwingungsdämpfer 36 eingeleitete Drehmoment wird in ein zweites Kurbel-CVT-Getriebe 38 eingeleitet, insbesondere ein Kurbel-CVT-Getriebe mit drei verschiedenen doppelten Kröpfungen und jeweils zwei Hebeln pro Kröpfung.
In Fig. 2 ist die Beschleunigung erster Ordnung 40 in rad/s2 für das Antriebsrad 36 des in Fig. 1 dargestellten Antriebstrangs 10 in Abhängigkeit der Nennmotordrehzahl 42 in U/min bei einem Übersetzungsverhältnis der Kurbel-CVT-Getriebe 34, 38 von i = 2,3 dargestellt. Hierbei wurde ein gesamtes Massenträgheitsmoment von J = 0,2 kg m2 und eine Dämpfungskonstante von c = 6 Nm/° angenommen. Ein erster Beschleunigungsverlauf 44 des ersten Teilstrangs 16 und ein zweiter Beschleunigungsverlauf 46 des zweiten Teilstrangs 20 zeigen eine resonanzbedingte Erhöhung bei einer Nennmotordrehzahl 42 bei ca. 2500 U/min, die zu einer deutlichen Erhöhung eines Radbeschleunigungsverlauf 48 des Antriebrads 26 führt, wenn das Drehmoment des ersten Teilstrangs 16 und des zweiten Teilstrangs 20 synchron und nicht phasenverschoben in den Abtriebsstrang 22 eingeleitet wird.
In Fig. 3 ist ein Drehmoment 50 in Nm über der Zeit 52 in s aufgetragen. Ein erstes
Motormoment 54 des ersten Antriebsmotors 14 und ein zweites Motormoment 56 des zweiten Antriebsmotors 18 weisen zu einem Zündzeitpunkt 58 eine Drehmomentspitze auf. Die Zündzeitpunkte 58 treten mit einer Zündfrequenz 60 periodisch auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgen die Zündungen des ersten Antriebsmotors 14 und des zweiten Antriebsmotors 18 synchron zu gleichen Zündzeitpunkten 58, wobei es auch möglich ist die Zündzeitpunkte 58 der Antriebsmotoren 14, 18 asynchron und/oder phasenverschoben stattfinden zu lassen. Der dargestellte Fall stellt den besonders kritischen Gleichlauf der Antriebsmotoren dar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein erster Drehmomentverlauf 62 des ersten Kur- bel-CVT-Getriebes 34 zu einem zweiten Drehmomentverlauf 64 des zweiten Kurbel-CVT- Getriebes 38 um eine Phasenverschiebung 66 von 30° phasenverschoben. Wie in Fig. 4 dargestellt führt dies im Vergleich zu dem auch in Fig. 2 dargestellten Radbeschleunigungsverlauf 48 zu einem um ca. 20% gedämpften Radbeschleunigungsverlauf 68, der insbesondere in einem Resonanzbereich 70 bei ca. 2500 bis 2700 U/min gedämpft ist und unterhalb einer kritischen Beschleunigung 72 von ca. 180 rad/s2 liegt. Bezugszeichenliste Antriebsstrang
Getriebestrang
erster Antriebsmotor
erster Teilstrang
zweiter Antriebsmotor
zweiter Teilstrang
Abtriebsstrang
Differentialgetriebe
Abtriebselement
schwingungsfähiges System
Kraftfahrzeugmasse
erster Drehschwingungsdämpfer
erstes Kurbel-CVT-Getriebe
zweiter Drehschwingungsdämpfer
zweites Kurbel-CVT-Getriebe
Beschleunigung erster Ordnung
Nennmotordrehzahl
erster Beschleunigungsverlauf
zweiter Beschleunigungsverlauf
Radbeschleunigungsverlauf
Drehmoment
Zeit
erstes Motormoment
zweites Motormoment
Zündzeitpunkt
Zündfrequenz
erster Drehmomentverlauf
zweiter Drehmomentverlauf
Phasenverschiebung
gedämpfter Radbeschleunigungsverlauf
Resonanzbereich
kritische Beschleunigung

Claims

Patentansprüche
1. Getriebestrang für ein Kraftfahrzeug, mit einem ein erstes Kurbel-CVT-Getriebe (34) aufweisenden ersten Teilstrang (16) zur Übertragung einer Leistung eines ersten Antriebsmotors (14), einem ein zweites Kurbel-CVT-Getriebe (38) aufweisenden zweiten Teilstrang (20) zur Übertragung einer Leistung eines zweiten Antriebsmotors (18), einem mit dem ersten Teilstrang (16) und/oder mit dem zweiten Teilsstrang (18) verbindbaren Abtriebsstrang (22) zur Übertragung der Leistung des ersten Antriebsmotors (14) und/oder der Leistung des zweiten Antriebsmotors (18) an ein Abtriebselement (26), insbesondere Antriebsrad, wobei periodisch auftretende Drehmomentschwankungen des ersten Antriebsmotors (14) und periodisch auftretende Drehmomentschwankungen des zweiten Antriebsmotors (18) zueinander phasenverschoben an den Abtriebsstrang (22) übertragbar sind.
2. Getriebestrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein übertragbares Drehmomentmaximum des ersten Teilstrangs (16) zwischen zwei nachfolgenden übertragbaren Drehmomentmaxima des zweiten Teilstrangs (20) liegt, wobei insbesondere das Drehmomentmaximum des ersten Teilstrangs (16) mit einer Fehlertoleranz von
± 15° mittig zwischen zwei nachfolgenden übertragbaren Drehmomentmaxima des zweiten Teilstrangs (20) vorgesehen ist.
3. Getriebestrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kurbel-CVT-Getriebe (34) eine im Leistungsfluss angeordnete gekröpfte erste Getriebewelle mit mindestens einer ersten Kröpfung aufweist und das zweite Kurbel-CVT- Getriebe (38) eine im Leistungsfluss angeordnete gekröpfte zweite Getriebewelle mit mindestens einer zweiten Kröpfung aufweist, wobei die erste Getriebewelle zur zweiten Getriebewelle in Umfangsrichtung derart relativ verdreht angeordnet ist, dass eine phasenverschobene Rotation der ersten Kröpfung relativ zur zweiten Kröpfung ausführbar ist.
4. Getriebestrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebewelle z erste Kröpfungen mit m verschiedenen ersten Hebeln aufweist und die zweite Getriebewelle z zweite Kröpfungen mit m verschiedenen zweiten Hebeln aufweist, wobei die erste Getriebewelle relativ zur zweiten Getriebewelle in Urrifangsrichtung um einen Winkelbetrag Δα verdreht ist, wobei Δα = 180c/(z · m) ± 12°/(z · m) gilt.
5. Getriebestrang nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebewelle relativ zur zweiten Getriebewelle in Umfangsrichtung um einen Winkelbetrag Δα =30° ± 10° verdreht ist,
6. Getriebestrang nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hebellänge der ersten Kröpfung und/der der zweiten Kröpfung jeweils durch ein innerhalb eines Exzenters eingreifendes Ritzel einstellbar ist.
7. Getriebestrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilstrang (16) einen ersten Schwingungsdämpfer (32), insbesondere ein Zweimassenschwungrad, und/oder der zweite Teilstrang (20) einen zweiten Schwingungsdämpfer (36), insbesondere ein Zweimassenschwungrad, aufweist, wobei der erste Schwingungsdämpfer (32) und/oder der zweite Schwingungsdämpfer (36) in Leistungsflussrichtung vor dem jeweiligen zugeordneten Kurbel-CVT-Getriebe (34, 38) angeordnet ist.
8. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einem Getriebestrang (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, einem mit dem ersten Teilstrang (16) verbindbaren ersten Antriebsmotor (14) und einem mit dem zweiten Teilstrang (20) verbindbaren zweiten Antriebsmotor (20), wobei der erste Antriebsmotor (14) und/oder der zweite Antriebsmotor (20) als Brennkraftmaschine, insbesondere Kolben-Verbrennungsmotor, ausgestaltet ist.
9. Antriebsstrang nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich periodisch wiederholender Zündzeitpunkt (58) des ersten Antriebsmotors (14) zu einem sich periodisch wiederholender Zündzeitpunkt (58) des zweiten Antriebsmotors (20) phasenverschoben ist. Antriebsstrang nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Getriebewelle des ersten Kurbel-CVT-Getriebes (34) relativ zu einer zweiten Getriebewelle des zweiten Kurbel-CVT-Getriebes (38) in Umfangsrichtung um einen Winkelbetrag Δα verdreht ist, wobei der Zündzeitpunkt (58) des ersten Antriebsmotors (14) um einen Phasenwinkel Δβ zum Zündzeitpunkt (58) des zweiten Antriebsmotors (18) phasenverschoben ist, wobei Δα + Δβ = 180°± 12° gilt.
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