WO2015086000A1 - Powertrain for a vehicle and vehicle - Google Patents

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WO2015086000A1
WO2015086000A1 PCT/DE2014/200573 DE2014200573W WO2015086000A1 WO 2015086000 A1 WO2015086000 A1 WO 2015086000A1 DE 2014200573 W DE2014200573 W DE 2014200573W WO 2015086000 A1 WO2015086000 A1 WO 2015086000A1
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WO
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torque
interface
transmission
drive
drive train
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PCT/DE2014/200573
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Mehlis
Andreas Kinigadner
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • B60K6/383—One-way clutches or freewheel devices
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a drive train for a vehicle having the features of the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a vehicle with the drive train.
  • Drive trains on vehicles are used to transmit torques from the engine of the vehicle to the driven wheels of the vehicle. While in previous generations of vehicles the engines were limited to internal combustion engines or electric motors only, hybrid vehicles are currently being offered which have both an electric motor and an internal combustion engine in order to combine the advantages of the two types of engine in a vehicle.
  • the document DE 10 2010 033 074 A1 which probably forms the closest prior art, discloses a motor vehicle transmission for a hybrid vehicle with a first input shaft for connection to an internal combustion engine and with a second input shaft for connection to an electric motor and with an output shaft for power transmission a drive element.
  • the motor vehicle transmission has a number of switching devices, so that the torques of the internal combustion engine and the electric motor can be used alternatively or jointly and can be translated in different ways.
  • the invention has for its object to propose a drive train for a vehicle, which offers functional advantages. This object is achieved by a drive train with the features of claim 1 and by a vehicle with the drive train with the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.
  • a drive train which is suitable and / or designed for a vehicle, in particular for a hybrid vehicle.
  • the vehicle is in particular a passenger car, a bus, a truck or the like.
  • the drive train is in particular designed to provide a main drive torque for the vehicle, which makes it possible to accelerate the vehicle to a speed greater than 30 km / h, preferably greater than 50 km / h.
  • the drive train includes a first drive interface, which is designed for coupling by an internal combustion engine.
  • the powertrain includes the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine preferably has a maximum power of more than 10 kW.
  • the first drive interface is designed or designed for coupling this maximum power.
  • the drive train comprises a second drive interface which is suitable and / or designed for coupling an electric motor.
  • the powertrain includes the electric motor.
  • the electric motor has a maximum power of more than 10 kW.
  • the second drive interface is designed or designed for coupling this maximum power.
  • the powertrain further includes an output interface for outputting torque, wherein the torque of the Combustion engine and / or originate from the electric motor.
  • the torque can be generated only by the internal combustion engine, exclusively by the electric motor and / or collectively by the internal combustion engine and the electric motor.
  • the output interface is coupled, for example, or can be coupled to a differential device.
  • the powertrain includes the differential device.
  • the differential device serves to distribute the torque to a front axle and a rear axle and / or to distribute the torque to two wheels of an axle.
  • At least one main torque path is provided for guiding a main torque from the first drive interface to the output interface. That is, in at least one operating state of the powertrain, torque is fed from the first drive interface to the output interface along the main torque path.
  • the interfaces can be designed in particular as mounting interfaces or as interface areas in waves.
  • the powertrain forms a starting torque path for guiding a starting torque to the output interface.
  • the starting torque path is used in an operating state of the drive train and / or the vehicle in which the vehicle is stationary and should be accelerated.
  • the output interface is brought from a standstill to a non-zero speed. This mode is necessary, for example, to bring the vehicle to a driving speed after stopping.
  • the starting torque path extends from the first drive interface to the output interface, wherein a starting portion of the Anfahrwindmomentpfads parallel, in particular kinematically guided parallel to the main torque path.
  • both the main torque path and the starting torque path start from the first input interface and both terminate at the output interface but at least partially take a different path.
  • a non-positive, in particular non-positive coupling device is arranged.
  • the invention is based on the consideration that it is an advantage of an electric motor that it can generate torque from standstill. This is not possible for a combustion engine. During operation, the internal combustion engine must operate at an idling speed, so that its torque must be slipping or slipping coupled to start the vehicle. Thus, it is in principle advantageous that the starting torque of a vehicle are provided by the electric motor, as can be dispensed with a corresponding coupling. However, in such a design is not taken into account that in unfavorable operating conditions of the vehicle, a power supply for the electric motor could not be available. Thus, it is conceivable that an energy store is exhausted or that the electrical energy for the electric motor should be provided by a fuel cell and this has not yet started.
  • a starting torque path can be guided from the first drive interface to the output interface, wherein a starting torque of the internal combustion engine is guided via the first drive interface and the starting section to the output interface.
  • a non-positively acting coupling device is arranged in the An108eilabsacrificing.
  • positively acting coupling devices allow it non-positive coupling devices to achieve a rotationally fixed connection, starting from an uncoupled state with a steadily growing torque flux. It is thus an advantage of the invention that it allows the drive train to provide a starting torque for the vehicle by the internal combustion engine and independently of the electric motor and coupled in easily via the non-positive coupling device.
  • the non-positive coupling device could be designed as a friction clutch device.
  • the coupling device is designed as a fluid coupling.
  • the coupling device is realized as a magnetorheological coupling device.
  • the coupling partners are coupled or coupled to each other via a magnetorheological fluid, wherein the coupling strength changes depending on an applied magnetic or electric field. Due to the magnetorheological coupling device a particularly smooth engagement is achieved due to a high control quality.
  • a translation arrangement is arranged in the Anfahrteilabsacrificing, which is divided into a first translation section in the torque flow before the coupling device and in a second translation section in the torque flow behind the coupling device.
  • Each of the translation sections has a translation with abs (i) not equal to 1.
  • the first transmission section in front of the clutch device has a transmission ratio abs (iK1) smaller than 1 and the second transmission section has a transmission ratio abs (iK2) greater than 1 after the clutch device.
  • This sequence of translations has the advantage that initially the speed is increased, starting from the first drive interface through the first translation section, so that at the same time transmitted torque is reduced and thus the coupling device can be made smaller. Subsequently, however, the translation is chosen by the second translation section so that a speed reduction takes place, since just when starting the vehicle, a low speed is required.
  • the translation arrangement has a total ratio with abs (iK) greater than 1.
  • the ratio i is defined as the quotient input speed / output speed, "abs" means the magnitude function.
  • a freewheel device is arranged in the An108eilabsacrificing after the coupling device and more preferably after the second translation section.
  • a freewheel device in general - also called overrunning clutch - and especially this freewheel device allows a rotationally fixed coupling between two coupling partners in a relative rotation of the two rotation partners in a circumferential direction and a release of the two coupling partners in a relative rotation in the opposite direction.
  • a switching device for coupling and uncoupling of the first drive interface and thus of the internal combustion engine is arranged in the main torque path.
  • the switching device is designed as a form-locking switching device, in particular as a jaw clutch. Due to the decoupling of the internal combustion engine by the switching device is achieved that in a transmission of the starting torque of the first drive interface, only the Starting torque path, but not the main torque path is used.
  • the switching device may be formed as a separate switching device or integrated into a further freewheel device.
  • the freewheel device has the same possibilities for training as the freewheel device described above.
  • the drive train has one or the further freewheel device, wherein the further freewheel device is arranged in the main torque path in a partial section parallel to the starting section section. It can be provided that the side of the further freewheel device facing away from the internal combustion engine is accelerated or held at rotational speed by the electric motor such that the freewheel device opens and thereby decouples the first drive interface from the main torque path.
  • the drive train comprises a transmission input shaft and a transmission output shaft. Transmission input shaft and transmission output shaft are particularly preferably aligned parallel to each other.
  • the transmission input shaft is rotatably connected to the first drive interface and / or connected.
  • the transmission output shaft is rotatably connected to the output interface and / or connected. It is particularly preferred that an output of the Anfahrteilabitess with the transmission output shaft rotatably connected and / or is connected.
  • the starting torque can be transferred via the Anfahrteilabsacrificing on the transmission output shaft and thus on the output interface.
  • the transmission input shaft and the transmission output shaft are coupled to one another in a releasable manner via at least two different gear stages.
  • the drive train can be operated either with a first of the two gear stages or with a second of the two gear stages, wherein the two gear stages in the Different translation, so that a two- or multi-speed transmission is shown.
  • the drive train on a Einkoppelgetriebeeck which is designed for coupling the torque of the electric motor.
  • the Einkoppelgetriebeeck is optionally coupled with one of the two gear stages and / or with the transmission input shaft in particular releasably geared technology.
  • Another object is a vehicle with the drive train as described above.
  • the powertrain is settable for start-up to an operating condition wherein the starting torque is conducted from the internal combustion engine via the starting torque path to the output interface or to the differential device, the main torque path being e.g. is decoupled by the switching device.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a vehicle with a drive train as an embodiment of the invention.
  • the drive train 1 shows a highly schematic representation of a drive train 1 of a vehicle 2 as an embodiment of the invention.
  • the vehicle 2 is designed, for example, as a passenger car.
  • the drive train 1 can also be referred to as a motor vehicle transmission.
  • the drive train 1 has a first drive interface 3 for coupling an internal combustion engine 4.
  • the drive train 1 has a second drive interface 5 for coupling an electric motor 6.
  • An output interface 7 serves to output a torque, which optionally exclusively from the internal combustion engine 4, exclusively from the electric motor 5 and / or jointly from the internal combustion engine 4 and the electric motor 6 comes.
  • the output interface 7 is coupled in a transmission technology with a Differenzialeinnchtcht 8, which distributes the torque to two wheels 9 of the vehicle 2 a common axis 10.
  • the common axis 10 is the only driven axle of the vehicle 2, wherein the Differenzialeinnchtung 8 is formed as a transverse differential device.
  • the differential device 8 may also distribute the torque to the axle 10 and a further axle 11 of the vehicle 2, and thus be configured as a longitudinal differential device.
  • the drive train 1 has a transmission input shaft 12 and a transmission output shaft 13, which are arranged parallel to each other.
  • the transmission output shaft 13 is rotatably coupled via the output transmission interface 7 with an input of Differenzialeinnachtung 8.
  • the transmission input shaft 12 is coupled to the first drive interface 3 via a freewheel device 14.
  • the freewheel device 14 makes it possible to couple a torque from the internal combustion engine 4 into the transmission input shaft 12 as long as the rotational speed of the drive interface 3 is greater than or equal to the rotational speed of the transmission input shaft 12.
  • the transmission input shaft 12 and drive interface 3 are decoupled from one another by the freewheel device 14.
  • the transmission input shaft 12 and the transmission output shaft 13 can be coupled to one another via two gear stages 15a, 15b, wherein the two gear stages 15a, b respectively convert a different ratio, so that a two-speed transmission is represented by the selective actuation of the gear stages 15a, b.
  • the first gear 15a has a drive wheel 16 and a driven gear 17, wherein the driven gear 17 is rotatably mounted on the transmission output shaft 13.
  • the output gear 16, however, is to be detachably connected to the transmission input shaft 12 via a coupling device K1 not shown in detail.
  • the second gear 15b has a driven gear 18 and a drive wheel 19, wherein the output gear 18 via a second coupling device K2 with the transmission input shaft 12 is detachably coupled and the drive wheel 19 by a third coupling device K3 with the transmission output shaft 13 is detachably coupled.
  • the second drive interface 5 is connected to an input gear 20, which meshes with the output gear 18, so that the input gear 20 forms a Einkoppelgetriebewel for the electric motor 6.
  • the coupling device K1 In a second operating state, the coupling device K1 is closed and the coupling devices K2 and K3 are opened so that a torque is conducted via a second main torque path H2 via the first gear stage 15a from the first drive interface 3 to the output interface 7. If, in addition, the coupling device K2 is closed, a supplementary torque can be applied to the transmission input shaft 12 by the electric motor 6 and increase the torque at the output interface 7. Alternatively, the Coupling K2 open and the Koppeleinnchtcht K3 be closed, the torque fluxes are brought together only in the range of the transmission output shaft 13.
  • the coupling device K2 For purely electric motor driving, it is possible, on the one hand, for the coupling device K2 to be opened and the coupling device K3 to be closed, so that only one torque is passed from the electric motor 6 to the output interface 7.
  • the internal combustion engine 4 is then decoupled via the freewheel device 14.
  • the coupling device K2 and the coupling device K1 be closed and the coupling device K3 are opened, so that a torque from the electric motor 6 via the transmission input shaft 12 and the first gear stage 15a and subsequently the transmission output shaft 13 is passed to the output interface 7.
  • the coupling devices K1, K2 and K3 are each designed as a positive coupling device, which does not allow a slipping or friction coupling of torque.
  • the electric motor 6 is not ready, for example, because the power supply is not present, the vehicle 2 can not be started.
  • the powertrain 1 has a starting torque path A which includes a starting portion AT guided in parallel to the main torque path H1 or H2.
  • the An108eilabites AT begins after the first drive interface 3 and before the freewheel device 14 and leads via the Anfahrteilab bainites AT to the transmission output shaft thirteenth
  • a Intermediate gear 22 rotatably mounted, which meshes with an intermediate drive wheel 23.
  • Bacabriossrad 22 and insectsrad 23 together form a first translation portion 25a of An108eilabsacrificings AT, which realize a translation with an amount of iK1 ⁇ 1.
  • the insectsal coupling device 24 forms an input in a frictional coupling device 24, which is designed as a magnetorheological coupling device.
  • the output of the coupling device 24 runs on a two-stage, second transmission section 25b, which implements a transmission ratio iK2> 1.
  • the second translation section 25b has a first gear stage 26 and a second gear stage 27.
  • the output of the second transmission portion 25b or the Anfahrteilabites AT total is connected to the transmission output shaft 13.
  • the coupling devices K1 and K2 are open, so that the transmission input shaft 12 idles.
  • a further switching device (not shown) may be arranged, which completely decouples the intermediate shaft 21 from the transmission input shaft 12.
  • a further freewheel device 28 may be arranged, for example, decouples the Anfahrteilabsacrificing AT from the transmission output shaft 13 when driving.

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Abstract

A powertrain (1) for a vehicle (2) is proposed having a first drive interface (3) for an internal combustion engine (4), a second drive interface (5) for an electric engine (6), a drive interface (7) for outputting a torque from the internal combustion engine (4) and/or from the electric engine (6), a primary torque path (H1, H2) for guiding a primary torque from the first drive interface (3) to the drive interface (7), and a starting torque path (A) for guiding a starting torque to the drive interface (7), wherein the starting torque path (A) runs from the first drive interface (3) to the drive interface (7), wherein a starting segment (AT) of the starting torque path (A) is guided parallel to the primary torque path (H1, H2), and wherein a force locking coupling device (24) is arranged in the starting segment (AT).

Description

Bezeichnung der Erfindung  Name of the invention
Antriebsstrang für ein Fahrzeug und Fahrzeug Powertrain for a vehicle and vehicle
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang. The invention relates to a drive train for a vehicle having the features of the preamble of claim 1. The invention further relates to a vehicle with the drive train.
Antriebsstränge bei Fahrzeugen dienen zur Übertragung von Drehmomenten von dem Motor des Fahrzeugs zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs. Während bei früheren Fahrzeuggenerationen die Motoren ausschließlich auf Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren beschränkt waren, werden aktuell vermehrt Hybridfahrzeuge angeboten, welche sowohl einen Elektromotor als auch einen Verbrennungsmotor aufweisen, um die Vorteile der beiden Motorarten in einem Fahrzeug zu vereinigen. Drive trains on vehicles are used to transmit torques from the engine of the vehicle to the driven wheels of the vehicle. While in previous generations of vehicles the engines were limited to internal combustion engines or electric motors only, hybrid vehicles are currently being offered which have both an electric motor and an internal combustion engine in order to combine the advantages of the two types of engine in a vehicle.
Die Druckschrift DE 10 2010 033 074 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart ein Kraftfahrzeuggetriebe für ein Hybridfahrzeug mit einer ersten Eingangswelle zur Verbindung mit einer Brennkraftmaschine und mit einer zweiten Eingangswelle zur Verbindung mit einem Elektromotor sowie mit einer Ausgangswelle zur Kraftübertragung an ein Antriebselement. Das Kraftfahrzeuggetriebe weist etliche Schalteinrichtungen auf, sodass die Drehmomente der Brennkraftmaschine und des Elektromotors alternativ oder gemeinsam genutzt werden können und in unterschiedlicher Weise übersetzt werden können. The document DE 10 2010 033 074 A1, which probably forms the closest prior art, discloses a motor vehicle transmission for a hybrid vehicle with a first input shaft for connection to an internal combustion engine and with a second input shaft for connection to an electric motor and with an output shaft for power transmission a drive element. The motor vehicle transmission has a number of switching devices, so that the torques of the internal combustion engine and the electric motor can be used alternatively or jointly and can be translated in different ways.
Gebiet der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welcher funktionale Vorteile bietet. Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. Field of the invention The invention has for its object to propose a drive train for a vehicle, which offers functional advantages. This object is achieved by a drive train with the features of claim 1 and by a vehicle with the drive train with the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.
Erfindungsgemäß wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, welcher für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, einen Bus, einen Lastkraftwagen oder ähnliches. Der Antriebsstrang ist insbesondere ausgebildet, ein Hauptantriebsmoment für das Fahrzeug bereitzustellen, welches es ermöglicht, das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit größer als 30 km/h, vorzugsweise größer als 50 km/h zu beschleunigen. According to the invention, a drive train is proposed which is suitable and / or designed for a vehicle, in particular for a hybrid vehicle. The vehicle is in particular a passenger car, a bus, a truck or the like. The drive train is in particular designed to provide a main drive torque for the vehicle, which makes it possible to accelerate the vehicle to a speed greater than 30 km / h, preferably greater than 50 km / h.
Der Antriebsstrang umfasst eine erste Antriebsschnittstelle, welche zur Ankopplung von einem Verbrennungskraftmotor ausgebildet ist. Optional umfasst der Antriebsstrang den Verbrennungskraftmotor. Der Verbrennungskraftmotor weist vorzugsweise eine Maximalleistung von mehr als 10 kW auf. Die erste Antriebsschnittstelle ist zur Einkopplung dieser Maximalleistung ausgelegt oder ausgebildet. Ferner umfasst der Antriebsstrang eine zweite Antriebsschnittstelle, welche zur Ankopplung eines Elektromotors geeignet und/oder ausgebildet ist. Optional umfasst der Antriebsstrang den Elektromotor. Der Elektromotor weist eine Maximalleistung von mehr als 10 kW auf. Die zweite Antriebsschnittstelle ist zur Einkopplung dieser Maximalleistung ausgelegt oder ausgebildet. The drive train includes a first drive interface, which is designed for coupling by an internal combustion engine. Optionally, the powertrain includes the internal combustion engine. The internal combustion engine preferably has a maximum power of more than 10 kW. The first drive interface is designed or designed for coupling this maximum power. Furthermore, the drive train comprises a second drive interface which is suitable and / or designed for coupling an electric motor. Optionally, the powertrain includes the electric motor. The electric motor has a maximum power of more than 10 kW. The second drive interface is designed or designed for coupling this maximum power.
Der Antriebsstrang umfasst ferner eine Abtriebsschnittstelle zur Ausgabe eines Drehmoments, wobei das Drehmoment von dem Verbrennungskraftmotor und/oder von dem Elektromotor stammen kann. Somit kann das Drehmoment ausschließlich von dem Verbrennungskraftmotor, ausschließlich von dem Elektromotor und/oder gemeinsam von dem Verbrennungskraftmotor und dem Elektromotor erzeugt werden. Die Abtriebsschnittstelle ist beispielsweise gekoppelt oder koppelbar mit einer Differenzialeinrichtung. Optional umfasst der Antriebsstrang die Differenzialeinrichtung. Die Differenzialeinrichtung dient dazu, das Drehmoment auf eine Vorderachse und eine Hinterachse zu verteilen und/oder das Drehmoment auf zwei Räder einer Achse zu verteilen. The powertrain further includes an output interface for outputting torque, wherein the torque of the Combustion engine and / or originate from the electric motor. Thus, the torque can be generated only by the internal combustion engine, exclusively by the electric motor and / or collectively by the internal combustion engine and the electric motor. The output interface is coupled, for example, or can be coupled to a differential device. Optionally, the powertrain includes the differential device. The differential device serves to distribute the torque to a front axle and a rear axle and / or to distribute the torque to two wheels of an axle.
Betrachtet man den Drehmomentfluss zu der Abtriebsschnittstelle, so ist mindestens ein Hauptdrehmomentpfad zur Führung eines Hauptdrehmoments von der ersten Antriebsschnittstelle zu der Abtriebsschnittstelle vorgesehen. Das heißt, in mindestens einem Betriebszustand des Antriebsstrangs wird ein Drehmoment von der ersten Antriebsschnittstelle zu der Abtriebsschnittstelle entlang des Hauptdrehmomentpfads geführt. Die Schnittstellen können insbesondere als Montageschnittstellen oder als Schnittstellenbereiche in Wellen ausgebildet sein. Considering the torque flow to the output interface, at least one main torque path is provided for guiding a main torque from the first drive interface to the output interface. That is, in at least one operating state of the powertrain, torque is fed from the first drive interface to the output interface along the main torque path. The interfaces can be designed in particular as mounting interfaces or as interface areas in waves.
Ferner bildet der Antriebsstrang einen Anfahrdrehmomentpfad zur Führung eines Anfahrdrehmoments zu der Abtriebsschnittstelle aus. Insbesondere wird der Anfahrdrehmomentpfad in einen Betriebszustand des Antriebsstrangs und/oder des Fahrzeugs genutzt, bei dem das Fahrzeug stillsteht und beschleunigt werden soll. Somit wird in dieser Betriebsart die Abtriebsschnittstelle von einem Stillstand auf eine Drehzahl ungleich Null gebracht. Diese Betriebsart ist zum Beispiel notwendig, um das Fahrzeug nach einem Abstellen wieder auf eine Fahrgeschwindigkeit zu bringen. Further, the powertrain forms a starting torque path for guiding a starting torque to the output interface. In particular, the starting torque path is used in an operating state of the drive train and / or the vehicle in which the vehicle is stationary and should be accelerated. Thus, in this mode, the output interface is brought from a standstill to a non-zero speed. This mode is necessary, for example, to bring the vehicle to a driving speed after stopping.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Anfahrdrehmomentpfad von der ersten Antriebsschnittstelle zu der Abtriebsschnittstelle verläuft, wobei ein Anfahrteilabschnitt des Anfahrdrehmomentpfads parallel, insbesondere kinematisch parallel zu dem Hauptdrehmomentpfad geführt ist. Somit starten sowohl der Hauptdrehmomentpfad und der Anfahrdrehmomentpfad von der ersten Eingangsschnittstelle und enden beide an der Abtriebsschnittstelle, nehmen jedoch mindestens abschnittsweise einen anderen Pfad. Ferner wird beansprucht, dass in dem Anfahrteilabschnitt eine kraftschlüssige, insbesondere nicht-formschlüssige Kupplungseinrichtung angeordnet ist. In the context of the invention it is proposed that the starting torque path extends from the first drive interface to the output interface, wherein a starting portion of the Anfahrdrehmomentpfads parallel, in particular kinematically guided parallel to the main torque path. Thus, both the main torque path and the starting torque path start from the first input interface and both terminate at the output interface but at least partially take a different path. It is further claimed that in the Anfahrteilabschnitt a non-positive, in particular non-positive coupling device is arranged.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass es ein Vorteil eines Elektromotors ist, dass dieser aus dem Stillstand Drehmoment erzeugen kann. Dies ist einem Verbrennungskraftmotor nicht möglich. Im Betrieb muss der Verbrennungskraftmotor mit einer Leerlaufdrehzahl arbeiten, sodass dessen Drehmoment zum Anfahren des Fahrzeugs schlupfend oder rutschend eingekoppelt werden muss. Somit ist es prinzipiell vorteilhaft, dass das Anfahrdrehmoment eines Fahrzeugs von dem Elektromotor bereitgestellt werden, da auf eine entsprechende Kupplung verzichtet werden kann. Allerdings ist bei einer derartigen Auslegung nicht berücksichtigt, dass bei ungünstigen Betriebszuständen des Fahrzeugs eine Energieversorgung für den Elektromotor nicht verfügbar sein könnte. So ist es denkbar, dass ein Energiespeicher erschöpft ist oder dass die elektrische Energie für den Elektromotor durch eine Brennstoffzelle bereitgestellt werden soll und diese noch nicht gestartet ist. In den genannten ungünstigen Betriebszuständen ist es somit nicht möglich, das Anfahrdrehmoment durch den Elektromotor mangels Energieversorgung bereitzustellen. Hier greift die Erfindung ein und schlägt vor, dass von der ersten Antriebsschnittstelle zu der Abtriebsschnittstelle ein Anfahrdrehmomentpfad führbar ist, wobei ein Anfahrdrehmoment des Verbrennungskraftmotors über die erste Antriebsschnittstelle und den Anfahrteilabschnitt zu der Abtriebsschnittstelle geführt ist. Um eine schlupfende, reibende und/oder rutschende Einkopplung des Anfahrdrehmoments zu ermöglichen, ist in dem Anfahrteilabschnitt eine kraftschlüssig wirkende Kupplungseinrichtung angeordnet. Im Gegensatz zu formschlüssig wirkenden Kupplungseinrichtungen ermöglichen es kraftschlüssige Kupplungseinrichtungen, eine drehfeste Verbindung ausgehend von einem ungekoppelten Zustand mit einem stetig wachsenden Drehmomentfluss zu erreichen. Es ist somit ein Vorteil der Erfindung, dass es der Antriebsstrang erlaubt, ein Anfahrdrehmoment für das Fahrzeug durch den Verbrennungskraftmotor und unabhängig von dem Elektromotor bereitzustellen und über die kraftschlüssige Kupplungseinrichtung komfortabel einzukoppeln. The invention is based on the consideration that it is an advantage of an electric motor that it can generate torque from standstill. This is not possible for a combustion engine. During operation, the internal combustion engine must operate at an idling speed, so that its torque must be slipping or slipping coupled to start the vehicle. Thus, it is in principle advantageous that the starting torque of a vehicle are provided by the electric motor, as can be dispensed with a corresponding coupling. However, in such a design is not taken into account that in unfavorable operating conditions of the vehicle, a power supply for the electric motor could not be available. Thus, it is conceivable that an energy store is exhausted or that the electrical energy for the electric motor should be provided by a fuel cell and this has not yet started. In the aforementioned unfavorable operating conditions, it is thus not possible to provide the starting torque by the electric motor for lack of energy supply. This is where the invention intervenes and proposes that a starting torque path can be guided from the first drive interface to the output interface, wherein a starting torque of the internal combustion engine is guided via the first drive interface and the starting section to the output interface. In order to enable a slipping, rubbing and / or sliding coupling of the starting torque, a non-positively acting coupling device is arranged in the Anfahrteilabschnitt. In contrast to positively acting coupling devices allow it non-positive coupling devices to achieve a rotationally fixed connection, starting from an uncoupled state with a steadily growing torque flux. It is thus an advantage of the invention that it allows the drive train to provide a starting torque for the vehicle by the internal combustion engine and independently of the electric motor and coupled in easily via the non-positive coupling device.
Prinzipiell könnte die kraftschlüssige Kupplungseinrichtung als eine Reibkupplungseinrichtung ausgebildet sein. Es ist jedoch bevorzugt, insbesondere um eine verschleißfreie Kupplungseinrichtung zu erhalten, dass die Kupplungseinrichtung als eine Fluidkupplung ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist die Kupplungseinrichtung als eine magnetorheologische Kupplungseinrichtung realisiert. Bei derartigen magnetorheologischen Kupplungseinrichtungen sind die Kupplungspartner über eine magnetorheologische Flüssigkeit miteinander gekoppelt oder koppelbar, wobei sich die Kupplungsstärke in Abhängigkeit eines angelegten magnetischen oder elektrischen Feldes ändert. Durch die magnetorheologische Kupplungseinrichtung wird aufgrund einer hohen Regelgüte ein besonders sanftes Einkuppeln erreicht. In principle, the non-positive coupling device could be designed as a friction clutch device. However, it is preferred, in particular in order to obtain a wear-free coupling device, that the coupling device is designed as a fluid coupling. Particularly preferably, the coupling device is realized as a magnetorheological coupling device. In such magnetorheological coupling devices, the coupling partners are coupled or coupled to each other via a magnetorheological fluid, wherein the coupling strength changes depending on an applied magnetic or electric field. Due to the magnetorheological coupling device a particularly smooth engagement is achieved due to a high control quality.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Anfahrteilabschnitt eine Übersetzungsanordnung angeordnet, welche sich in einen ersten Übersetzungsabschnitt im Drehmomentfluss vor der Kupplungseinrichtung und in einen zweiten Übersetzungsabschnitt im Drehmomentfluss hinter der Kupplungseinrichtung aufteilt. Jeder der Übersetzungsabschnitte weist eine Übersetzung mit abs(i) ungleich 1 auf. Es ist besonders bevorzugt, dass der erste Übersetzungsabschnitt vor der Kupplungseinrichtung eine Übersetzung abs(iK1 ) kleiner 1 und der zweite Übersetzungsabschnitt nach der Kupplungseinrichtung eine Übersetzung abs(iK2) größer 1 aufweist. Diese Folge der Übersetzungen hat den Vorteil, dass zunächst die Drehzahl ausgehend von der ersten Antriebsschnittstelle durch den ersten Übersetzungsabschnitt erhöht wird, sodass zugleich das übertragene Drehmoment verringert wird und somit die Kupplungseinrichtung kleiner dimensioniert werden kann. Nachfolgend wird durch den zweiten Übersetzungsabschnitt jedoch die Übersetzung so gewählt, dass eine Drehzahlreduzierung erfolgt, da gerade beim Anfahren des Fahrzeugs eine geringe Drehzahl benötigt wird. In a preferred embodiment of the invention, a translation arrangement is arranged in the Anfahrteilabschnitt, which is divided into a first translation section in the torque flow before the coupling device and in a second translation section in the torque flow behind the coupling device. Each of the translation sections has a translation with abs (i) not equal to 1. It is particularly preferred that the first transmission section in front of the clutch device has a transmission ratio abs (iK1) smaller than 1 and the second transmission section has a transmission ratio abs (iK2) greater than 1 after the clutch device. This sequence of translations has the advantage that initially the speed is increased, starting from the first drive interface through the first translation section, so that at the same time transmitted torque is reduced and thus the coupling device can be made smaller. Subsequently, however, the translation is chosen by the second translation section so that a speed reduction takes place, since just when starting the vehicle, a low speed is required.
Insgesamt ist es bevorzugt, dass die Übersetzungsanordnung eine Gesamtübersetzung mit abs(iK) größer 1 aufweist. Die Übersetzung i ist dabei als der Quotient Eingangsdrehzahl/Ausgangsdrehzahl definiert, "abs" bedeutet die Betragsfunktion. Overall, it is preferred that the translation arrangement has a total ratio with abs (iK) greater than 1. The ratio i is defined as the quotient input speed / output speed, "abs" means the magnitude function.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist in dem Anfahrteilabschnitt nach der Kupplungseinrichtung und besonders bevorzugt nach dem zweiten Übersetzungsabschnitt eine Freilaufeinrichtung angeordnet. Eine Freilaufeinrichtung allgemein - auch Überholkupplung genannt - und speziell diese Freilaufeinrichtung ermöglicht eine drehfeste Kopplung zwischen zwei Kopplungspartnern bei einer Relativrotation der beiden Rotationspartner in eine Umlaufrichtung und eine Freigabe der beiden Kopplungspartner bei einer Relativrotation in die Gegenrichtung. Mit der Freilaufeinrichtung wird erreicht, dass die Komponenten des Anfahrteilabschnitts, insbesondere der zweite Übersetzungsabschnitt, bei einer Rotation der Abtriebsschnittstelle in einem normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs nicht mitgeführt wird, sodass die bewegten Massen und somit auch die Reibung in dem Antriebsstrang reduziert ist. In a preferred embodiment of the invention, a freewheel device is arranged in the Anfahrteilabschnitt after the coupling device and more preferably after the second translation section. A freewheel device in general - also called overrunning clutch - and especially this freewheel device allows a rotationally fixed coupling between two coupling partners in a relative rotation of the two rotation partners in a circumferential direction and a release of the two coupling partners in a relative rotation in the opposite direction. With the freewheel device is achieved that the components of the Anfahrteilabschnitts, in particular the second translation portion is not carried in a rotation of the output interface in a normal driving operation of the vehicle, so that the moving masses and thus the friction in the drive train is reduced.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist in dem Hauptdrehmomentpfad eine Schalteinrichtung zur An- und Abkopplung der ersten Antriebsschnittstelle und damit des Verbrennungskraftmotors angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Schalteinrichtung als eine formschlüssige Schalteinrichtung, insbesondere als eine Klauenkupplung ausgebildet. Durch die Abkopplung des Verbrennungskraftmotors durch die Schalteinrichtung wird erreicht, dass bei einer Übertragung des Anfahrdrehmoments von der ersten Antriebsschnittstelle nur der Anfahrdrehmonnentpfad, nicht jedoch der Hauptdrehmonnentpfad benutzt wird. Die Schalteinrichtung kann als eine separate Schalteinrichtung ausgebildet oder in eine weitere Freilaufeinrichtung integriert sein. Die Freilaufeinrichtung hat die gleichen Möglichkeiten zur Ausbildung wie die zuvor beschriebene Freilaufeinrichtung. Bei einer anderen konstruktiven Ausgestaltung weist der Antriebsstrang eine oder die weitere Freilaufeinrichtung auf, wobei die weitere Freilaufeinrichtung in dem Hauptdrehmomentpfad in einem zu dem Anfahrteilabschnitt parallelen Teilabschnitt angeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass durch den Elektromotor die von dem Verbrennungsmotor abgewandte Seite der weiteren Freilaufeinrichtung derart auf Drehzahl beschleunigt oder gehalten wird, dass die Freilaufeinrichtung öffnet und dadurch die erste Antriebsschnittstelle von dem Hauptdrehmomentpfad entkoppelt. Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Antriebsstrang eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle. Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle sind besonders bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet. Die Getriebeeingangswelle ist mit der ersten Antriebsschnittstelle drehfest verbindbar und/oder verbunden. Die Getriebeausgangswelle ist mit der Abtriebsschnittstelle drehfest verbindbar und/oder verbunden. Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass ein Ausgang des Anfahrteilabschnitts mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbindbar und/oder verbunden ist. Somit kann über den Anfahrteilabschnitt auf die Getriebeausgangswelle und damit auf die Abtriebsschnittstelle das Anfahrdrehmoment übergeleitet werden. In a preferred embodiment of the invention, a switching device for coupling and uncoupling of the first drive interface and thus of the internal combustion engine is arranged in the main torque path. Particularly preferably, the switching device is designed as a form-locking switching device, in particular as a jaw clutch. Due to the decoupling of the internal combustion engine by the switching device is achieved that in a transmission of the starting torque of the first drive interface, only the Starting torque path, but not the main torque path is used. The switching device may be formed as a separate switching device or integrated into a further freewheel device. The freewheel device has the same possibilities for training as the freewheel device described above. In another constructive embodiment, the drive train has one or the further freewheel device, wherein the further freewheel device is arranged in the main torque path in a partial section parallel to the starting section section. It can be provided that the side of the further freewheel device facing away from the internal combustion engine is accelerated or held at rotational speed by the electric motor such that the freewheel device opens and thereby decouples the first drive interface from the main torque path. In a preferred structural embodiment of the invention, the drive train comprises a transmission input shaft and a transmission output shaft. Transmission input shaft and transmission output shaft are particularly preferably aligned parallel to each other. The transmission input shaft is rotatably connected to the first drive interface and / or connected. The transmission output shaft is rotatably connected to the output interface and / or connected. It is particularly preferred that an output of the Anfahrteilabschnitts with the transmission output shaft rotatably connected and / or is connected. Thus, the starting torque can be transferred via the Anfahrteilabschnitt on the transmission output shaft and thus on the output interface.
In einer konstruktiven Realisierung ist es bevorzugt, dass die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle über mindestens zwei unterschiedliche Getriebestufen miteinander lösbar getriebetechnisch gekoppelt sind. In dieser Ausgestaltung kann der Antriebsstrang wahlweise mit einer ersten der zwei Getriebestufen oder mit einer zweiten der zwei Getriebestufen betrieben werden, wobei sich die zwei Getriebestufen in der Übersetzung unterscheiden, so dass ein Zwei- oder Mehrganggetriebe dargestellt ist. In a structural realization, it is preferred that the transmission input shaft and the transmission output shaft are coupled to one another in a releasable manner via at least two different gear stages. In this embodiment, the drive train can be operated either with a first of the two gear stages or with a second of the two gear stages, wherein the two gear stages in the Different translation, so that a two- or multi-speed transmission is shown.
Besonders bevorzugt weist der Antriebsstrang eine Einkoppelgetriebestufe auf, welche zur Einkopplung des Drehmoments des Elektromotors ausgebildet ist. Die Einkoppelgetriebestufe ist wahlweise mit einer der zwei Getriebestufen und/oder mit der Getriebeeingangswelle insbesondere lösbar getriebetechnisch gekoppelt. Ein weiterer Gegenstand bildet ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang wie dieser zuvor beschrieben wurde. Der Antriebsstrang ist für ein Anfahren in einen Betriebszustand setzbar, wobei das Anfahrdrehmoment von dem Verbrennungskraftmotor über den Anfahrdrehmomentpfad zu der Abtriebsschnittstelle oder zu der Differenzialeinrichtung geleitet wird, wobei der Hauptdrehmomentpfad z.B. durch die Schalteinrichtung abgekoppelt ist. Particularly preferably, the drive train on a Einkoppelgetriebestufe, which is designed for coupling the torque of the electric motor. The Einkoppelgetriebestufe is optionally coupled with one of the two gear stages and / or with the transmission input shaft in particular releasably geared technology. Another object is a vehicle with the drive train as described above. The powertrain is settable for start-up to an operating condition wherein the starting torque is conducted from the internal combustion engine via the starting torque path to the output interface or to the differential device, the main torque path being e.g. is decoupled by the switching device.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figur. Diese zeigt: Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying figure. This shows:
Figur 1 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figure 1 is a schematic diagram of a vehicle with a drive train as an embodiment of the invention.
Die Figur 1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung einen Antriebsstrang 1 eines Fahrzeugs 2 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 2 ist beispielsweise als ein Personenkraftwagen ausgebildet. Der Antriebsstrang 1 kann auch als Kraftfahrzeuggetriebe bezeichnet werden. Der Antriebsstrang 1 weist eine erste Antriebsschnittstelle 3 zur Ankopplung eines Verbrennungskraftmotors 4 auf. Ferner weist der Antriebsstrang 1 eine zweite Antriebsschnittstelle 5 zur Ankopplung eines Elektromotors 6 auf. Eine Abtriebsschnittstelle 7 dient zur Ausgabe eines Drehmoments, welches wahlweise ausschließlich von dem Verbrennungskraftmotor 4, ausschließlich von dem Elektromotor 5 und/oder gemeinsam von dem Verbrennungskraftmotor 4 und dem Elektromotor 6 stammt. Die Abtriebsschnittstelle 7 ist mit einer Differenzialeinnchtung 8 getriebetechnisch gekoppelt, welche das Drehmoment auf zwei Räder 9 des Fahrzeugs 2 einer gemeinsamen Achse 10 verteilt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die gemeinsame Achse 10 die einzige angetriebene Achse des Fahrzeugs 2, wobei die Differenzialeinnchtung 8 als eine Querdifferenzialeinrichtung ausgebildet ist. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Differenzialeinnchtung 8 das Drehmoment auch auf die Achse 10 und eine weitere Achse 1 1 des Fahrzeugs 2 verteilen und somit als eine Längsdifferenzialeinrichtung ausgebildet sein. 1 shows a highly schematic representation of a drive train 1 of a vehicle 2 as an embodiment of the invention. The vehicle 2 is designed, for example, as a passenger car. The drive train 1 can also be referred to as a motor vehicle transmission. The drive train 1 has a first drive interface 3 for coupling an internal combustion engine 4. Furthermore, the drive train 1 has a second drive interface 5 for coupling an electric motor 6. An output interface 7 serves to output a torque, which optionally exclusively from the internal combustion engine 4, exclusively from the electric motor 5 and / or jointly from the internal combustion engine 4 and the electric motor 6 comes. The output interface 7 is coupled in a transmission technology with a Differenzialeinnchtcht 8, which distributes the torque to two wheels 9 of the vehicle 2 a common axis 10. In this embodiment, the common axis 10 is the only driven axle of the vehicle 2, wherein the Differenzialeinnchtung 8 is formed as a transverse differential device. In alternative embodiments, the differential device 8 may also distribute the torque to the axle 10 and a further axle 11 of the vehicle 2, and thus be configured as a longitudinal differential device.
Der Antriebsstrang 1 weist eine Getriebeeingangswelle 12 und eine Getriebeausgangswelle 13 auf, welche parallel zueinander angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Getriebeausgangswelle 13 über die Ausgangsgetriebeschnittstelle 7 drehfest mit einem Eingang der Differenzialeinnchtung 8 gekoppelt. Die Getriebeeingangswelle 12 ist dagegen über eine Freilaufeinrichtung 14 mit der ersten Antriebsschnittstelle 3 gekoppelt. Die Freilaufeinrichtung 14 ermöglicht es, ein Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine 4 in die Getriebeeingangswelle 12 einzukoppeln, solange die Drehzahl der Antriebsschnittstelle 3 größer/ gleich als die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 12 ist. Sobald die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 12 die Drehzahl der Antriebsschnittstelle 3 übersteigt, werden Getriebeeingangswelle 12 und Antriebsschnittstelle 3 durch die Freilaufeinrichtung 14 voneinander entkoppelt. The drive train 1 has a transmission input shaft 12 and a transmission output shaft 13, which are arranged parallel to each other. In this embodiment, the transmission output shaft 13 is rotatably coupled via the output transmission interface 7 with an input of Differenzialeinnachtung 8. In contrast, the transmission input shaft 12 is coupled to the first drive interface 3 via a freewheel device 14. The freewheel device 14 makes it possible to couple a torque from the internal combustion engine 4 into the transmission input shaft 12 as long as the rotational speed of the drive interface 3 is greater than or equal to the rotational speed of the transmission input shaft 12. As soon as the rotational speed of the transmission input shaft 12 exceeds the rotational speed of the drive interface 3, the transmission input shaft 12 and drive interface 3 are decoupled from one another by the freewheel device 14.
Die Getriebeeingangswelle 12 und die Getriebeausgangswelle 13 sind über zwei Getriebestufen 15a, 15b miteinander koppelbar, wobei die beiden Getriebestufen 15a, b jeweils eine andere Übersetzung umsetzen, sodass durch die wahlweise Betätigung der Getriebestufen 15a, b ein Zweiganggetriebe dargestellt ist. Die erste Getriebestufe 15a weist ein Antriebsrad 16 und ein Abtriebsrad 17 auf, wobei das Abtriebsrad 17 drehfest auf der Getriebeausgangswelle 13 angeordnet ist. Das Abtriebsrad 16 ist dagegen über eine nicht detailliert dargestellte Koppeleinrichtung K1 mit der Getriebeeingangswelle 12 lösbar zu verbinden. The transmission input shaft 12 and the transmission output shaft 13 can be coupled to one another via two gear stages 15a, 15b, wherein the two gear stages 15a, b respectively convert a different ratio, so that a two-speed transmission is represented by the selective actuation of the gear stages 15a, b. The first gear 15a has a drive wheel 16 and a driven gear 17, wherein the driven gear 17 is rotatably mounted on the transmission output shaft 13. The output gear 16, however, is to be detachably connected to the transmission input shaft 12 via a coupling device K1 not shown in detail.
Die zweite Getriebestufe 15b weist ein Abtriebsrad 18 und ein Antriebsrad 19 auf, wobei das Abtriebsrad 18 über eine zweite Kopplungseinrichtung K2 mit der Getriebeeingangswelle 12 lösbar koppelbar ist und das Antriebsrad 19 durch eine dritte Koppeleinrichtung K3 mit der Getriebeausgangswelle 13 lösbar koppelbar ist. The second gear 15b has a driven gear 18 and a drive wheel 19, wherein the output gear 18 via a second coupling device K2 with the transmission input shaft 12 is detachably coupled and the drive wheel 19 by a third coupling device K3 with the transmission output shaft 13 is detachably coupled.
Die zweite Antriebsschnittstelle 5 ist mit einem Eingangsrad 20 verbunden, welches mit dem Abtriebsrad 18 kämmt, so dass das Eingangsrad 20 eine Einkoppelgetriebestufe für den Elektromotor 6 bildet. The second drive interface 5 is connected to an input gear 20, which meshes with the output gear 18, so that the input gear 20 forms a Einkoppelgetriebestufe for the electric motor 6.
In der bislang beschriebenen Konfiguration sind somit unterschiedliche Betriebszustände möglich: So ist es beispielsweise möglich, dass in einer ersten Betriebsart die Koppeleinrichtung K2 und die Koppeleinrichtung K3 geschlossen sind und die Koppeleinrichtung K1 geöffnet ist, sodass ein Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine 4 über die zweite Getriebestufe 15b über einen Hauptdrehmomentpfad H1 zu der Abtriebsschnittstelle 7 geleitet wird. Thus, for example, it is possible that in a first operating mode the coupling device K2 and the coupling device K3 are closed and the coupling device K1 is opened, so that a torque from the internal combustion engine 4 via the second gear stage 15b is passed to the output interface 7 via a main torque path H1.
In einem zweiten Betriebszustand ist die Koppeleinrichtung K1 geschlossen und die Koppeleinrichtungen K2 und K3 geöffnet, sodass ein Drehmoment über einen zweiten Hauptdrehmomentpfad H2 über die erste Getriebestufe 15a von der ersten Antriebsschnittstelle 3 zu der Abtriebsschnittstelle 7 geleitet wird. Wird zusätzlich die Koppeleinrichtung K2 geschlossen, so kann ein ergänzendes Drehmoment von dem Elektromotor 6 auf die Getriebeeingangswelle 12 beaufschlagt werden und das Drehmoment an der Abtriebsschnittstelle 7 erhöhen. Alternativ hierzu kann auch die Koppeleinrichtung K2 geöffnet und die Koppeleinnchtung K3 geschlossen sein, wobei die Drehmomentflüsse erst im Bereich der Getriebeausgangswelle 13 zusammengeführt werden. Für ein rein elektromotorisches Fahren ist es zum einen möglich, dass die Koppeleinrichtung K2 geöffnet und die Koppeleinrichtung K3 geschlossen ist, sodass nur ein Drehmoment von dem Elektromotor 6 auf die Abtriebsschnittstelle 7 geführt wird. Die Verbrennungskraftmaschine 4 ist dann über die Freilaufeinrichtung 14 entkoppelt. Alternativ hierzu kann auch die Koppeleinrichtung K2 und die Koppeleinrichtung K1 geschlossen sein und die Koppeleinrichtung K3 geöffnet werden, sodass ein Drehmoment von dem Elektromotor 6 über die Getriebeeingangswelle 12 und die erste Getriebestufe 15a und nachfolgend die Getriebeausgangswelle 13 zu der Abtriebsschnittstelle 7 geleitet wird. In a second operating state, the coupling device K1 is closed and the coupling devices K2 and K3 are opened so that a torque is conducted via a second main torque path H2 via the first gear stage 15a from the first drive interface 3 to the output interface 7. If, in addition, the coupling device K2 is closed, a supplementary torque can be applied to the transmission input shaft 12 by the electric motor 6 and increase the torque at the output interface 7. Alternatively, the Coupling K2 open and the Koppeleinnchtcht K3 be closed, the torque fluxes are brought together only in the range of the transmission output shaft 13. For purely electric motor driving, it is possible, on the one hand, for the coupling device K2 to be opened and the coupling device K3 to be closed, so that only one torque is passed from the electric motor 6 to the output interface 7. The internal combustion engine 4 is then decoupled via the freewheel device 14. Alternatively, the coupling device K2 and the coupling device K1 be closed and the coupling device K3 are opened, so that a torque from the electric motor 6 via the transmission input shaft 12 and the first gear stage 15a and subsequently the transmission output shaft 13 is passed to the output interface 7.
Es kann vorgesehen sein, dass die Koppeleinrichtungen K1 , K2 und K3 jeweils als eine formschlüssige Koppeleinrichtung ausgebildet sind, welche eine rutschende oder reibende Einkopplung eines Drehmoments nicht ermöglichen. In diesem Fall kann zum einen ein Anfahren des Fahrzeugs 2 durch ein Anfahrdrehmoment des Elektromotors 6 erreicht werden, da Elektromotoren aus dem Stand, das heißt mit einer Drehzahl = 0, ein Drehmoment aufbringen können. Für den Fall, dass der Elektromotor 6 nicht betriebsbereit ist, weil zum Beispiel die Energieversorgung nicht vorhanden ist, kann das Fahrzeug 2 nicht mehr angefahren werden. Vor diesem Hintergrund weist der Antriebsstrang 1 einen Anfahrdrehmomentpfad A auf, welcher einen Anfahrteilabschnitt AT umfasst, der parallel zu dem Hauptdrehmomentpfad H1 oder H2 geführt ist. Der Anfahrteilabschnitt AT beginnt nach der ersten Antriebsschnittstelle 3 und vor der Freilaufeinrichtung 14 und führt über den Anfahrteilabschnitt AT zu der Getriebeausgangswelle 13. It can be provided that the coupling devices K1, K2 and K3 are each designed as a positive coupling device, which does not allow a slipping or friction coupling of torque. In this case, for a start of the vehicle 2 can be achieved by a starting torque of the electric motor 6, since electric motors from the state, that is, with a speed = 0, can apply a torque. In the event that the electric motor 6 is not ready, for example, because the power supply is not present, the vehicle 2 can not be started. Against this background, the powertrain 1 has a starting torque path A which includes a starting portion AT guided in parallel to the main torque path H1 or H2. The Anfahrteilabschnitt AT begins after the first drive interface 3 and before the freewheel device 14 and leads via the Anfahrteilabschnitt AT to the transmission output shaft thirteenth
Genauer betrachtet ist auf einer Zwischenwelle 21 , welche zwischen der Antriebsschnittstelle 3 und der Freilaufeinrichtung 14 angeordnet ist, ein Zwischenrad 22 drehfest aufgesetzt, welches mit einem Zwischenantriebsrad 23 kämmt. Zwischenabtriebsrad 22 und Zwischenantriebsrad 23 bilden gemeinsam einen ersten Übersetzungsabschnitt 25a des Anfahrteilabschnitts AT, wobei dieser eine Übersetzung mit einem Betrag von iK1 < 1 realisieren. Das Zwischenabtriebsrad 23 bildet einen Eingang in eine kraftschlüssige Kupplungseinrichtung 24, welche als eine magnetorheologische Kupplungseinrichtung ausgebildet ist. Der Ausgang der Kupplungseinrichtung 24 läuft auf einen zweistufigen, zweiten Übersetzungsabschnitt 25b, welcher ein Übersetzungsverhältnis iK2 > 1 realisiert. Der zweite Übersetzungsabschnitt 25b weist eine erste Übersetzungsstufe 26 und eine zweite Übersetzungsstufe 27 auf. Der Ausgang des zweiten Übersetzungsabschnitts 25b oder des Anfahrteilabschnitts AT insgesamt ist mit der Getriebeausgangswelle 13 verbunden. More specifically, on an intermediate shaft 21, which is arranged between the drive interface 3 and the freewheel device 14, a Intermediate gear 22 rotatably mounted, which meshes with an intermediate drive wheel 23. Zwischenabtriebsrad 22 and Zwischenantriebsrad 23 together form a first translation portion 25a of Anfahrteilabschnitts AT, which realize a translation with an amount of iK1 <1. The Zwischenabtriebsrad 23 forms an input in a frictional coupling device 24, which is designed as a magnetorheological coupling device. The output of the coupling device 24 runs on a two-stage, second transmission section 25b, which implements a transmission ratio iK2> 1. The second translation section 25b has a first gear stage 26 and a second gear stage 27. The output of the second transmission portion 25b or the Anfahrteilabschnitts AT total is connected to the transmission output shaft 13.
Bei einem Anfahren des Fahrzeugs 2 wird ein Drehmoment von dem Verbrennungskraftmotor 4 erzeugt und über die erste Antriebsschnittstelle 3 eingeleitet und über das Zwischenantriebsrad 22, das Zwischenabtriebsrad 23 des ersten Übersetzungsabschnitts 25a und die Kupplungseinrichtung 24, welche kraftschlüssig geschlossen ist, weitergeleitet. Nachfolgend wird das Drehmoment über den zweiten Übersetzungsabschnitt 25b zu der Getriebeausgangswelle 13 geleitet. When starting the vehicle 2, a torque is generated by the internal combustion engine 4 and introduced via the first drive interface 3 and via the Zwischenantriebsrad 22, the Zwischenabtriebsrad 23 of the first gear portion 25 a and the coupling device 24, which is positively closed, forwarded. Subsequently, the torque is passed to the transmission output shaft 13 via the second transmission portion 25b.
Um eine parallele Einkopplung des Drehmoments von dem Verbrennungskraftmotor 4 über die Getriebeeingangswelle 12 zu verhindern oder zumindest zu verkleinern, kann zum einen vorgesehen sein, dass die Koppeleinrichtungen K1 und K2 geöffnet sind, sodass die Getriebeeingangswelle 12 leer mitdreht. Alternativ hierzu kann in der Freilaufeinrichtung 14 eine weitere Schalteinrichtung (nicht gezeigt) angeordnet sein, die die Zwischenwelle 21 von der Getriebeeingangswelle 12 vollständig entkoppelt. Zudem kann zwischen der Getriebeausgangswelle 13 und dem zweiten Getriebeabschnitt 25b eine weitere Freilaufeinrichtung 28 angeordnet sein, die z.B. im Fahrbetrieb den Anfahrteilabschnitt AT von der Getriebeausgangswelle 13 entkoppelt. In order to prevent or at least reduce the size of a parallel inputting of the torque from the internal combustion engine 4 via the transmission input shaft 12, it can be provided that the coupling devices K1 and K2 are open, so that the transmission input shaft 12 idles. Alternatively, in the freewheel device 14, a further switching device (not shown) may be arranged, which completely decouples the intermediate shaft 21 from the transmission input shaft 12. In addition, between the transmission output shaft 13 and the second gear portion 25b, a further freewheel device 28 may be arranged, for example, decouples the Anfahrteilabschnitt AT from the transmission output shaft 13 when driving.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Antriebsstrang 1 powertrain
2 Fahrzeug  2 vehicle
3 erste Antriebsschnittstelle 3 first drive interface
4 Verbrennungskraftmotor  4 internal combustion engine
5 zweite Antriebsschnittstelle  5 second drive interface
6 Elektromotor  6 electric motor
7 Abtriebsschnittstelle  7 output interface
8 Differenzialeinrichtung 8 differential device
9 Räder  9 wheels
10 Achse  10 axis
1 1 Achse  1 1 axis
12 Getriebeeingangswelle  12 transmission input shaft
13 Getriebeausgangswelle 13 transmission output shaft
14 Freilaufeinrichtung  14 freewheel device
15a, b Getriebestufen  15a, b gear stages
16 Antriebsrad  16 drive wheel
17 Abtriebsrad  17 output gear
18 Antriebs-/ Abtriebsrad 18 drive / driven wheel
19 Abtriebsrad  19 output gear
20 Eingangsrad  20 input wheel
21 Zwischenwelle  21 intermediate shaft
22 Zwischenabtriebsrad  22 Zwischenabtriebsrad
23 Zwischenabtriebsrad 23 Zwischenabtriebsrad
24 magnetorheologische Kupplungseinrichtung  24 magnetorheological coupling device
25 a, b erster, zweiter Übersetzungsabschnitt  25 a, b first, second translation section
26 erste Übersetzungsstufe 27 zweite Übersetzungsstufe26 first translation stage 27 second translation stage
28 Freilaufeinrichtung 28 freewheel device
A AnfahrdrehmomentpfadA Starting torque path
AT AnfahrteilabschnittAT start-up section
H1, H2 HauptdrehmonnentpfadH1, H2 Main turning path
K1, K2, K3 Koppeleinrichtung K1, K2, K3 coupling device

Claims

Patentansprüche claims
1 . Antriebsstrang (1 ) für ein Fahrzeug (2) mit einer ersten Antriebsschnittstelle (3) für einen Verbrennungskraftmotor (4), mit einer zweiten Antriebsschnittstelle (5) für einen Elektromotor (6), mit einer Abtriebsschnittstelle (7) zur Ausgabe eines Drehmoments von dem Verbrennungskraftmotor (4) und/oder von dem Elektromotor (6), mit einem Hauptdrehmomentpfad (H1 , H2) zur Führung eines Hauptdrehmoments von der ersten Antriebsschnittstelle (3) zu der Abtriebsschnittstelle (7) und mit einem Anfahrdrehmomentpfad (A) zur Führung eines Anfahrdrehmoments zu der Abtriebsschnittstelle (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Anfahrdrehmomentpfad (A) von der ersten Antriebsschnittstelle (3) zu der Abtriebsschnittstelle (7) verläuft, wobei ein Anfahrteilabschnitt (AT) des Anfahrdrehmomentpfads (A) parallel zu dem Hauptdrehmomentpfad (H1 , H2) geführt ist und wobei in dem Anfahrteilabschnitt (AT) eine kraftschlüssige Kupplungseinrichtung (24) angeordnet ist. 1 . A drive train (1) for a vehicle (2) having a first drive interface (3) for an internal combustion engine (4), with a second drive interface (5) for an electric motor (6), with an output interface (7) for outputting torque therefrom Internal combustion engine (4) and / or the electric motor (6), having a main torque path (H1, H2) for guiding a main torque from the first drive interface (3) to the output interface (7) and with a Anfahrdrehmomentpfad (A) for guiding a starting torque to the output interface (7), characterized in that the starting torque path (A) extends from the first drive interface (3) to the output interface (7), a starting portion (AT) of the starting torque path (A) being parallel to the main torque path (H1, H2 ) is guided and wherein in the Anfahrteilabschnitt (AT) a non-positive coupling means (24) is arranged.
2. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (24) als eine magnetorheologische Kupplungseinrichtung ausgebildet ist. 2. Drive train (1) according to claim 1, characterized in that the coupling device (24) is designed as a magnetorheological coupling device.
3. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anfahrteilabschnitt (AT) eine Übersetzungsanordnung (25 a, b) angeordnet ist, wobei die Übersetzungsanordnung einen ersten Übersetzungsabschnitt (25a) im Drehmomentfluss vor der Kupplungseinrichtung (24) mit einer Übersetzung abs(iK1 ) < 1 und einen zweiten Übersetzungsabschnitt (25b) nach der Kupplungseinrichtung (24) mit einer Übersetzung abs(iK2) > 1 aufweist. 3. Drive train (1) according to claim 1 or 2, characterized in that in the Anfahrteilabschnitt (AT) a Translation arrangement (25 a, b) is arranged, wherein the translation arrangement has a first translation portion (25 a) in the torque flow before the coupling device (24) with a translation abs (iK1) <1 and a second translation portion (25 b) after the coupling device (24) a translation abs (iK2)> 1.
4. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsanordnung (25 a, b) eine Gesamtübersetzung mit abs(iK) >1 aufweist. 4. Drive train (1) according to claim 3, characterized in that the translation arrangement (25 a, b) has a total ratio with abs (iK)> 1.
5. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anfahrteilabschnitt (AT) nach der Kupplungseinrichtung (24) eine Freilaufeinrichtung (28) angeordnet ist. 5. powertrain (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the Anfahrteilabschnitt (AT) after the coupling means (24) a freewheel device (28) is arranged.
6. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Getriebeeingangswelle (12) und eine Getriebeausgangswelle (13), wobei die Getriebeeingangswelle (12) mit der ersten Antriebsschnittstelle (3) drehfest verbindbar und/oder verbunden ist und die Getriebeausgangswelle (13) mit der Abtriebsschnittstelle (7) drehfest verbindbar und/oder verbunden ist. 6. Drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized by a transmission input shaft (12) and a transmission output shaft (13), wherein the transmission input shaft (12) with the first drive interface (3) rotatably connected and / or connected and the transmission output shaft ( 13) with the output interface (7) rotatably connected and / or connected.
7. Antriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang des Anfahrteilabschnitts (AT) mit der Getriebeausgangswelle (13) drehfest verbindbar und/oder verbunden ist. 7. Drive train according to claim 6, characterized in that an output of the Anfahrteilabschnitts (AT) with the transmission output shaft (13) rotatably connected and / or connected.
8. Antriebsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (12) und die Getriebeausgangswelle (13) über mindestens zwei Getriebestufen (15 a,b) miteinander lösbar getriebetechnisch gekoppelt sind. 8. Drive train (1) according to any one of claims 6 or 7, characterized in that the transmission input shaft (12) and the transmission output shaft (13) via at least two gear stages (15 a, b) are coupled to each other releasably geared.
9. Antriebsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einkoppelgetriebestufe (20) zur Einkopplung des Elektromotors (6), wobei die Einkoppelgetriebestufe (20) mit einer der zwei Getnebestufen (15 a, b) und/oder mit der Getriebeeingangswelle (12) getriebetechnisch gekoppelt ist. 9. Drive train (1) according to one of claims 6 to 8, characterized by a Einkoppelgetriebestufe (20) for coupling the electric motor (6), wherein the Einkoppelgetriebestufe (20) with one of two Befnebestufen (15 a, b) and / or with the transmission input shaft (12) is coupled by transmission technology.
10. Fahrzeug (2), gekennzeichnet durch den Verbrennungskraftmotor (4), den Elektromotor (6) und den Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 10. Vehicle (2), characterized by the internal combustion engine (4), the electric motor (6) and the drive train (1) according to one of the preceding claims.
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