DE3737192A1

DE3737192A1 - Hybridantrieb fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE3737192A1
Application number: DE19873737192
Authority: DE
Inventors: Erhard Bigalke; Werner Prof Dr Ing Freise
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1986-11-11
Filing date: 1987-11-03
Publication date: 1988-07-28
Anticipated expiration: 2007-11-04
Also published as: DE3737192C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Hybridantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.

Derartige Hybridantriebe, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 29 43 554 sowie dem dort genannten weiteren Stand der Technik bekannt sind, bieten infolge der Reihenanordnung von Brennkraftmaschine und Elektromotor, dessen Rotor als Schwung masse der Brennkraftmaschine dient und zwischen Trennkupplungen liegt, mit geringem Aufwand eine Vielzahl von Möglichkeiten für einen energiesparenden Antrieb bei spielsweise für ein Personenkraftfahrzeug. So kann die Elektromaschine als Elektro motor zum Starten der Brennkraftmaschine ausgenutzt werden, indem bei zunächst gelöster erster Trennkupplung (und, sofern sich das Getriebe nicht in Leerlauf stellung befindet, auch bei gelöster zweiter Trennkupplung) der Elektromotor durch Zuführung elektrischer Energie hochgefahren und dann durch Einrasten der ersten Trennkupplung die Brennkraftmaschine angeworfen wird. Das Starten der Brennkraftmaschine erfordert relativ wenig Energie, weil sie nicht, wie sonst üblich, ein mit ihr dauernd drehfest verbundenes Schwungrad zum Ausgleich der Ungleichförmigkeiten in ihrer Bewegung besitzt und in sehr kurzer Zeit durch das Grobeinschalten der Trennkupplung zwischen ihr und dem Rotor des Elektromotors auf Drehzahl hochgerissen wird. Bei laufender Brennkraftmaschine kann die Elektro maschine, nunmehr als Generator betrieben, zum Aufladen der Fahrzeugbatterie dienen; bei besonders hohem Leistungsbedarf ist jedoch auch eine zusätzliche Drehmomenteinspeisung in den Antriebsstrang durch die Elektromaschine möglich. Schließlich bietet diese Art von Hybridantrieb die Möglichkeit, unter Abschaltung der Brennkraftmaschine, d.h. wiederum unter Lösen der ersten Trennkupplung, aber bei eingeschalteter zweiter Trennkupplung, einen rein elektrischen Antrieb für das Fahrzeug vorzusehen. Dies kann, wie in der genannten Offenlegungsschrift angegeben, dann von Vorteil sein, wenn der Brennstoffvorrat zur Neige geht; auf der anderen Seite kann es aus Gründen des Umweltschutzes aber auch zweckmäßig sein, beispielsweise im Stadtverkehr bei niedriger Geschwindigkeit allein unter Verwendung des Elektromotors zu fahren, während der Einsatz der Brennkraftmaschine als Antrieb dem Fahren mit höheren Geschwindigkeiten, also insbesondere auf Autobahnen, vorbehalten bleibt.

Bei allen beschriebenen Betriebsweisen, die der Hybridantrieb gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1 ermöglicht, macht sich die Heranziehung des Rotors der Elektromaschine sowie gegebenenfalls, wie ebenfalls in der Offenlegungsschrift angegeben, zumindest von Teilen der Trennkupplungen als Schwungmasse der Brenn kraftmaschine insofern vorteilhaft bemerkbar, als einerseits das sonst unbedingt erforderliche Schwungrad der Brennkraftmaschine eingespart und damit die Trägheit erheblich verringert werden kann und andererseits das Gewicht und die Abmessungen des gesamten Hybridantriebs verringert werden.

Zur Abrundung der Beschreibung des Standes der Technik sei darauf hingewiesen, daß die DE-PS 27 48 697 eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug beschreibt, bei der die Schwungmasse nicht starr, sondern drehbar auf der Kurbelwelle, also der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine, angeordnet ist und die beiden beschrie benen Kupplungen in das Schwungrad integriert sind. Bei dieser bekannten Antriebs anordnung findet sich aber ein separater Anlassermotor, der in üblicher Weise über ein Ritzel mit einem am Gehäuse des beschriebenen Schwungrads angebrachten Zahnkranz kämmt.

Die DE-AS 29 33 542 schließlich beschreibt ein Hybrid-Energiesystem mit einem Antriebsmotor und einer energiespeichernden Schwungmasse zum Antrieb einer Träg heitslast, insbesondere eines Fahrzeugs, wobei die Schwungmasse gleichzeitig die Kurbelwellen-Schwungmasse ist. Die Schwungmasse ist in Abweichung von üblichen Antriebseinheiten fest mit der Getriebeeingangswelle verbunden, wird aber über eine Trennkupplung nur zeitweise mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine verbunden und dient dann als Schwungmasse derselben. Bei diesem Antriebssystem fehlen jedoch sowohl die zweite Trennkupplung (zum Getriebe hin) als auch die Integration eines Anlassermotors in die Schwungmasse.

An dieser Stelle sei eingefügt daß die Integration des Rotors der Elektromaschine in die rotierende Schwungmasse beim heutigen Stand der Elektronik keine besonderen Schwierigkeiten bietet, da die Elektromaschine als elektronisch kommutierte Drehfeldmaschine ausgebildet werden kann, dagegen aber erhebliche Vorteile hin sichtlich der Lebensdauer und der Verschleißprobleme der Brennkraftmaschine hat, zumal diese nur in den Zeiten, in denen sie wirklich als Antrieb gebraucht wird, arbeiten muß, also beispielsweise während Leerlauf- und Schubphasen infolge ihrer geringen Trägheit schnell abgestellt und unter Ausnutzung der in der Schwung masse gespeicherten Energie ebenfalls schnell wieder angeworfen werden kann; die gespeicherte Energie kann durch Zufuhr elektrischer Energie vergrößert oder konstant gehalten werden. Die Elektromaschine kann dabei so ausgelegt sein, daß sie als Generator wirkend auch die Bordnetzversorgung und die Nutzbremsung mit übernimmt.

Bei dem eingangs beschriebenen gattungsbildenden Stand der Technik dient zur Unterbringung der Schwungmasse einschließlich des Rotors der Elektromaschine eine besondere, sich zwischen der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und der Getriebeeingangswelle erstreckende Welle, die mittels der Trennkupplungen je nach Betriebszustand mit einer oder beiden der Wellen kuppelbar oder von diesen trennbar ist. Dies bedingt eine relativ große Länge des Hybridantriebs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hybridantrieb der eingangs genann ten Art, also Wahrung der oben diskutierten Vorteile, zu schaffen, der kürzer baut.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrei ben die Unteransprüche.

Die bestechend einfache Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems sieht also die Unterbringung der durch den Rotor und wesentliche Bestandteile der beiden Trennkupplungen gebildeten Schwungmasse einschließlich der Betätigungs einrichtungen für die Trennkupplungen im wesentlichen auf der Getriebeeingangs welle vor, die allenfalls geringfügig verlängert zu werden braucht. Die drehbare Lagerung der Schwungmasse speziell auf der Getriebeeingangswelle ist neben der Integration des Rotors der Elektromaschine auch vorteilhaft gegenüber der An triebsordnung nach der zitierten DE-PS 27 48 697, bei der die Schwungmasse drehbar auf der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine gelagert ist. Bei dieser bekannten Anordnung besteht nämlich die Gefahr der Pittingbildung in den Laufbahnen der Kugellager der Schwungmasse als Folge der Kurbelwellen-Radialvibrationen; eine Gefahr, die insbesondere bei relativem Stillstand zwischen Schwungmasse und Kurbelwelle auftritt. Weiterhin sind die Temperaturen am Ort dieser Lager bei der Erfindung niedriger als beim zuletzt behandelten Stand der Technik. Bei geöffneter Trennkupplung tritt bei der Erfindung in den Gleitlagern der Ausgangs welle der Brennkraftmaschine keine Axiallast auf. Weitere Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die Betätigungseinrichtungen infolge ihrer verhältnis mäßig kleinen Relativ-Gleitbewegungen sehr klein sein können und die Getriebeein gangswelle eine ausreichend lange Lagerbasis für die Drehlagerung der Schwungmasse bietet. Die bezüglich der Getriebeeingangswelle konzentrische Anordnung der Betätigungseinrichtungen für die Trennkupplungen bietet die vorteilhafte Möglich keit, zwecks Erzielung einer bestimmten Betätigungsfolge der beiden Kupplungen diesen eine gemeinsame Betätigungseinrichtung zuzuordnen wobei dann, sofern die Elektromaschine auch zum alleinigen Antrieb des Fahrzeugs herangezogen werden soll, gemäß Patentanspruch 13 eine durch einfache Konstruktionselemente, beispiels weise eine Klauenkupplung, gebildete zeitweilige drehfeste Verbindung zwischen der Schwungmasse einerseits und der Getriebeeingangswelle andererseits vorzusehen ist. Ebenfalls leicht realisieren läßt sich jedoch auch ein Hybridantrieb mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden Betätigungseinrichtungen für die beiden Trennkupplungen. Für die Großserienfertigung bedeutsam ist dabei die Möglichkeit, die einzelnen Bestandteile des Hybridantriebs so zu konstruieren, daß gleichsam baukastenartig Hybridantriebe mit einer einzigen Betätigungseinrichtung oder zwei Betätigungseinrichtungen für die beiden Trennkupplungen erstellt werden können.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung erläutert, deren Figuren Längsschnitte durch die hier interessierenden Bestandteile des Hybridantriebs für den Fall individueller Betätigungseinrichtungen für die beiden Folgekupplungen (Fig. 1) sowie für den Fall einer gemeinsamen Betätigungseinrich tung (Fig. 2) wiedergeben.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist von der üblichen und daher nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine lediglich bei 1 die Kurbelwelle angedeutet; von dem Getriebe, das ein Schaltgetriebe, ein automatisches Getriebe oder auch ein Getriebe mit kontinuierlich veränderlicher Übersetzung sein kann und das über ein Differential mit den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs in Verbindung steht, ist lediglich die Getriebeeingangswelle 2 angedeutet. Bereits jetzt sei darauf hingewiesen, daß die Getriebeeingangswelle 2 hohl, d.h. rohrförmig, ausge bildet ist.

Bezüglich der Brennkraftmaschine ist nur darauf hinzuweisen, daß sie zwecks Verringerung ihrer Trägheit und damit zum Erzielen eines schnellen Stillstands bei Abschaltung bzw. eines schnellen Hochlaufs beim Starten ohne das übliche, drehfest auf der Kurbelwelle sitzende Schwungrad ausgebildet ist. Zum Ausgleich der durch die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine hervorgerufenen Ungleichmäßig keiten dient die allgemein mit 3 bezeichnete, im folgenden zu beschreibende Schwungmasse, die sich im wesentlichen aus Bestandteilen folgender drei Einrich tungen zusammensetzt:

Bei 4 sind die gleichsam einen kurzen Hohlzylinder bildenden, elektromagnetisch aktiven Teile des Rotors einer Elektromaschine angedeutet, die je nach Betriebs weise des Hybridantriebs die Funktion eines Startermotors, eines elektrischen Generators zum Aufladen der Fahrzeugbatterien oder eines Antriebsmotors für das mit dem Antrieb ausgerüstete Fahrzeug haben kann. Mit 5 ist allgemein eine erste Trennkupplung bezeichnet, die zur Herstellung bzw. Aufhebung einer dreh festen Verbindung zwischen der Schwungmasse 3 einerseits und der Ausgangswelle 1 der Brennkraftmaschine andererseits dient. Bei 6 schließlich erkennt man eine zweite Trennkupplung, die ebenfalls zur wahlweisen Aufhebung bzw. Herstellung einer drehfesten Verbindung dient, und zwar zwischen der Schwungmasse 3 einerseits und der Getriebeeingangswelle 2 andererseits.

Betrachtet man zunächst weiter den allgemeinen Aufbau der Schwungmasse 3, so ist sie mit dem Träger 7, der zusammen mit dem von ihm getragenen Rotor 4 eine topfähnliche Anordnung bildet, über Kugel- oder Rollenlager 8 drehbar auf der Lagerhülse 9 gelagert, die mittels der Klemmschraube 10 auf dem Umfang der Getrie beeingangswelle 2 dreh- und verschiebefest gelagert ist. Die Schwungmasse kann also lediglich Rotationsbewegungen relativ zur Getriebeeingangswelle 2 ausführen.

Das beschriebene, aus den Teilen 7 und 4 gebildete topfähnliche Gebilde trägt an seinem in der Figur nach links weisenden Rand als nach innen weisenden Flansch das Teil 11, das seinerseits nach rechts hin eine Reibfläche als Bestandteil der ersten Trennkupplung 5 aufweist. Dieser Fläche steht die mit Reibbelägen 12 und 15 ausgestattete Kupplungsscheibe 13 gegenüber, die bei 14 axial und radial fest auf der Ausgangswelle 1 der Brennkraftmaschine gelagert ist. Diese Kupplungs scheibe 13 kann über den ebenfalls mit einer Reibfläche versehenen Kupplungs ring 16, der in dem letztlich vom starren Träger 7 gehaltenen Zwischenträger blech 17 angeordnet ist, über die Tellerfeder 18 und die allgemein mit 19 bezeich nete Betätigungsvorrichtung außer Eingriff gebracht werden. Hierzu ist die Teller feder 18 bei 20 schwenkbar am Zwischenträgerblech 17 gelagert, so daß sie bei einer Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn von der am Kupplungsring 16 vorgesehenen Auflagenase 21 abhebt und demgemäß den Reibschluß zwischen den Reibflächen und Belägen der ersten Trennkupplung 5 aufhebt.

Die Betätigungseinrichtung 19 enthält die innerhalb der Getriebeeingangswelle 2 längsverschiebbar geführte Stange 22 sowie die Kappe 23, die sowohl das in der Figur linke Ende der Betätigungsstange 22 als auch das entsprechende Ende der Getriebeeingangswelle 2 stirnseitig übergreift. Bei 24 erkennt man eine Aufnahme für den Innenrand der ringscheibenartig geformten Tellerfeder 18.

In ähnlicher Weise arbeitet die zweite Trennkupplung 6: Auch hier erkennt man zwischen Reibflächen an den einander zugekehrten Seiten des starren Trägers 7 einerseits und des Kupplungsrings 27 andererseits die mit Reibbelägen 25 und 26 bestückte Kupplungsscheibe 28, die bei 29 drehfest, aber längsverschiebbar auf der Getriebeeingangswelle 2 gelagert ist. Zum Erzeugen eines Anpreßdrucks zwischen Kupplungsring 27 und starrem Träger 7 dient wiederum eine Tellerfeder 30, die im Bereich ihres oberen Randes bei 31 drehfest eingespannt ist, während ihr unterer Rand in einer Halterung 32 an der einen Bestandteil der zweiten Betäti gungseinrichtung 33 bildenden Kappe 34 einrastet. Der Kappe 34 ist das längsver schiebbar innerhalb der Getriebeeingangswelle 2 angeordnete Betätigungsrohr 35 zugeordnet, das axial verschiebbar die bereits angeführte Betätigungsstange 22 aufnimmt.

Wie ersichtlich, sind auch die zylindrischen Wände der beiden Kappen 23 und 34 koaxial bzw. konzentrisch angeordnet, so daß sich die Kappe 23 über die Kappe 34 letztlich an der Getriebeeingangswelle 2 radial abstützen kann.

Die beschriebene Anordnung ermöglicht folgende Betriebsarten:

1. Starten der Brennkraftmaschine:
Durch Verschieben der Druckstange 22 in Fig. 1 nach links wird die erste Trennkupplung 5 gelöst und damit die Verbindung zur Brennkraftmaschine unterbrochen. Sofern ein Getriebegang eingelegt ist, muß auch das Betäti gungsrohr 35 zwecks Lösens der zweiten Trennkupplung 6 in der Figur nach links verschoben werden. Dann läßt man durch Zufuhr elektrischer Energie die Schwungmasse anlaufen und läßt schließlich durch Zurückziehen der Druck stange 22 die erste Trennkupplung 5 schnell schließen. Die Brennkraftmaschine wird dadurch kurzzeitig auf Drehzahl gebracht und gestartet.
2. Anfahren, Fahren, Gangwechsel, Generatorbetrieb:
Die zweite Trennkupplung 6 wird in der beschriebenen Weise durch Verschieben des Druckrohrs 35 in Fig. 1 nach links geöffnet bzw. durch Verschieben nach rechts geschlossen wie eine gewohnte Kupplung; falls die Brennkraftma schine zwischenzeitlich abgestellt werden soll, muß auch die erste Trennkupp lung 5 durch Verschieben der Druckstange 22 in der Figur nach links geöffnet werden.
3. Schnelles Rollen des Fahrzeugs bei abgeschalteter Brennkraftmaschine mit oder ohne elektrisches Nutzbremsen:
Nur die erste Trennkupplung 5 wird in der beschriebenen Weise gelöst.
4. Langsames Rollen des Fahrzeugs oder Stillstand mit Wiederanfahrbereitschaft:
Wie 3., sofern sich das Getriebe in Leerlaufstellung befindet; andernfalls muß auch die zweite Trennkupplung 6 ausgerückt werden.
5. Fahren mit dem Elektromotor:
Die erste Trennkupplung 5 wird in der bereits beschriebenen Weise ausgerückt; der Fahrbetrieb erfolgt wie üblich mit Hilfe der zweiten Trennkupplung 6.

Während in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 den beiden Trennkupplungen ge trennte Betätigungseinrichtungen zugeordnet waren, sieht die Ausführungsform nach Fig. 2 insofern eine Vereinfachung vor, als beiden Trennkupplungen eine gemeinsame Betätigungsvorrichtung zugeordnet ist. Dies bedeutet einerseits einen geringeren konstruktiven Aufwand an Druckkraft liefernden Hilfsantrieben, jedoch muß bei gleichem funktionellen Umfang dafür gesorgt werden, daß zusätzlich eine schaltbare drehfeste Verbindung zwischen der Schwungmasse einerseits und der Getriebeeingangswelle andererseits geschaffen wird. Es ist dann auch zweckmäßig, eine elektrische Anpassung der Schwungmassendrehzahl an die Getriebeübersetzungs sprünge beim Schalten vorzusehen.

In Fig. 2 erkennt man wiederum die Ausgangswelle 40 der Brennkraftmaschine und die auch hier rohrförmige Getriebeeingangswelle 41. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 wird die allgemein mit 42 bezeichnete Schwungmasse im wesentlichen durch Teile der ersten Trennkupplung 43, Rotor 44 der Elektro maschine und Teile der zweiten Trennkupplung 45 gebildet. Die Trennkupplungen selbst sind analog Fig. 1 aufgebaut, d.h. drehfest mit der Ausgangswelle 40 der Brennkraftmaschine ist die Kupplungsscheibe 46 verbunden, die in den Zwischen raum zwischen dem ringförmigen Teil 47 und dem Kupplungsring 48 hineinragt, der innerhalb des gesickten Zwischenträgerblechs 49 angeordnet ist. Entsprechend erkennt man bei der zweiten Trennkupplung 45 die Kupplungsscheibe 50 zwischen dem starren Träger 51 und dem Kupplungsring 52. Beide Kupplungsringe stehen unter der Wirkung derselben Tellerfeder 53, die sich, radial von außen nach innen betrachtet, bei 54 auf einer Nase des Kupplungsrings 48, bei 55 auf einer einen Drehpunkt definierenden Auflage des Zwischenträgerblechs 49 und bei 56 auf einer Auflagenase des Kupplungsrings 52 abstützt. Ein weiteres Anpreßmoment wird durch federnde Haltefinger 53′ ausgeübt. Mit ihrem inneren Rand ist die Federscheibe 53 bei 57 an der einen Bestandteil der gemeinsamen Betätigungsein richtung 58 bildenden Kappe 59 gehalten. Zu dieser Betätigungseinrichtung 58 gehört auch die verschiebbar innerhalb der Getriebeeingangswelle 41 gelagerte Stange 60.

Beim Bewegen der Stange 60 in der Figur nach links wird also die Federscheibe 53 um die Auflage 55 geschwenkt, wobei sie zunächst von der Auflage 56 und dann gegen die Anpreßkraft der Haltefinger 53′ auch von der Auflage 54 abhebt, so daß die beiden Trennkupplungen 45 und 43 in einer vorgegebenen zeitlichen Folge gelöst werden.

Bei 61 ist der starre Träger 51 wiederum drehbar, aber axial unverschiebbar auf einer Lagerhülse 62 gelagert, die ihrerseits mittels der Klemmschraube 63 auf der Getriebeeingangswelle 41 festgelegt ist. Bei dieser Konstruktion mit einer beiden Trennkupplungen 43 und 45 gemeinsamen Betätigungseinrichtung 58 ist es aber erforderlich, zeitweise (nämlich dann, wenn man Elektrofahrbetrieb realisieren will) eine drehfeste Verbindung zwischen der Schwungmasse 42, d.h. dem festen Träger 51 derselben einerseits und der Getriebeeingangswelle 41 ande rerseits herzustellen. Dem dient die parallel zur Achse der Anordnung verschieb bare Keilhülse 64, die praktisch ohne Kraftaufwand beispielsweise durch eine druckmittelbetätigte Anordnung in ihre den Träger 51 auf der Getriebeeingangswelle 41 drehfest arretierende Stellung bzw. aus derselben gebracht werden kann.

Lediglich ergänzend sei bemerkt, daß man verständlicherweise für Kupplungen übliche Hilfsmittel, wie Dämpfer 65, vorsehen wird.

Auch mit der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die folgenden fünf Betriebsweisen möglich:

1. Starten der Brennkraftmaschine:
Durch Verschieben der Druckstange 60 in der Figur nach links werden beide Trennkupplungen 43 und 45 geöffnet. Die Keilhülse 64 sei dabei in ihrer offenen Stellung; sofern sich das Getriebe in Leerlaufstellung befindet, darf die Keilhülse 64 auch eingerastet sein. Man läßt durch Zufuhr elek trischer Energie die Schwungmasse 42 anlaufen und zieht dann die Druck stange 60 mit der Kappe 59 schnell in eine Mittelstellung zurück, in der nur die erste Trennkupplung 43 einrastet, wodurch die Brennkraftmaschine gestartet wird.
2. Anfahren, Fahren, Gangwechsel, Laden mittels der Brennkraftmaschine:
Die Keilhülse 64 wird in ihre unwirksame Stellung gezogen. Durch teilweises oder vollständiges Verschieben der Druckstange 60 werden die beiden Kupp lungen 42 und 45 dem jeweiligen Bedarf entsprechend geöffnet und geschlossen: Druckstange nach ganz nach links verschoben: beide Kupplungen geöffnet; in Mittelstellung: nur Kupplung 43 eingeschaltet; Druckstange ganz rechts: beide Trennkupplungen 43 und 45 eingeschaltet.
3. Schnelles Rollen des Fahrzeugs bei abgeschalteter Brennkraftmaschine:
Dir Druckstange 60 ist ganz nach links verschoben, so daß beide Trennkupp lungen 43 und 45 geöffnet sind. Hierbei ist es unerheblich, ob die Keil hülse 64 in ihre Betriebs- oder ihre Ruhestellung gebracht ist. Sofern sie in ihrer Betriebsstellung liegt, also die drehfeste Verbindung zwischen dem Träger 51 und der Getriebeeingangswelle 41 herstellt, ist auch Nutzbrems betrieb möglich.
4. Langsames Rollen des Fahrzeugs oder Stillstand mit Wiederanfahrbereitschaft:
Hier nehmen die Kupplungsteile dieselben Stellungen wie unter 3.) ein. Die Keilhülse 64 befindet sich normalerweise in Ruhestellung; sofern das Getriebe in Leerlaufstellung ist, kann sie auch in Betriebsstellung liegen.
5. Elektrisches Fahren:
Beide Trennkupplungen 43 und 45 sind wie unter 4. geöffnet, jedoch muß sich die Keilhülse in ihrer Betriebsstellung befinden. Die Anpassung der Drehzahl beim Gangwechsel kann grob durch elektronische Drehzahlkorrektur des Elektromotors während der Leerlaufzeit zwischen den Gängen sowie fein über die Synchronringe des Getriebes (kleine Drehmomente) vorgenommen werden. Die Keilhülse 64 bleibt also ständig in ihrer Betriebsstellung.

Gemeinsam ist beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung, wie auch ein Blick auf die Figuren zeigt, eine insbesondere in axialer Richtung besonders gedrängte Bauweise, wobei dieser Vorteil aber nicht durch Nachteile, etwa hinsichtlich einer Beschränkung der verschiedenen Betriebsmöglichkeiten, erkauft werden muß.

Claims

1. Hybridantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Brenn kraftmaschine und einer Elektromaschine, deren Rotor über eine erste Trenn kupplung mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und über eine zweite Trennkupplung mit der Eingangswelle eines Getriebes verbindbar ist, wobei der Rotor einen Bestandteil einer über die erste Trennkupplung mit der schwung radfrei ausgeführten Brennkraftmaschine verbindbaren Schwungmasse bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) über einen ebenfalls einen Bestand teil der Schwungmasse (3) bildenden starren Träger (7) und ein Drehlager (8) auf der Getriebeeingangswelle (2) gelagert ist.

2. Hybridantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am starren Träger (7) zugleich Bestandteile beider Trennkupplungen (5, 6) gehalten sind.

3. Hybridantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Träger (7) auf einer der Brennkraftmaschine zugekehrten Seite eine Reibfläche der zweiten Trennkupplung (6) trägt, der eine auf der Getriebeeingangswelle (2) drehfest gelagerte, über einen Kupplungsring (27) anpreßbare Kupplungsscheibe (28) gegenübersteht, an dem eine Federscheibe (30) angreift, die radial auf der Getriebeeingangswelle (2) mittels einer axial verschiebbaren, konzen trisch zur Getriebeeingangswelle (2) verlaufenden Betätigungseinrichtung (33) abgestützt ist.

4. Hybridantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Träger (7) und die elektromagnetisch aktiven Teile (4) des Rotors ein die Trennkupplungen (5,6) aufnehmendes topfähnliches Gehäuse bilden.

5. Hybridantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (4, 7) alle Bestandteile der ersten Trennkupplung (5) mit Ausnahme der Kupplungs scheibe (13) gehalten sind, die drehfest an der Maschinenausgangswelle (1) gehalten ist.

6. Hybridantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4, 7) mit einem nach innen gezogenen Rand (11) versehen ist, der auf seiner der Kupplungsscheibe (13) der ersten Trennkupplung (5) zugekehrten Seite eine Reibfläche trägt.

7. Hybridantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trenn kupplung (5) ebenfalls einen zum Anpressen der Kupplungsscheibe (13) dienenden Kupplungsring (16) enthält, an dem eine Federscheibe (18) angreift, die radial auf der Getriebeeingangswelle (2) mittels einer axial verschiebbaren, konzentrisch zur Getriebeeingangswelle (2) verlaufenden Betätigungseinrich tung (19) abgestützt ist.

8. Hybridantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trennkupp lung (5, 6) eine eigene Federscheibe (18, 30), die in einem äußeren Bereich gehäusefest abgestützt ist, sowie eine eigene Betätigungseinrichtung (19, 33) enthält, wobei die Getriebeeingangswelle (2) und die beiden Betätigungseinrich tungen (19, 33) in konzentrischer Anordnung einander relativ zueinander dreh- und verschiebbar umgeben.

9. Hybridantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Feder scheiben (18, 30) und angrenzende Bereiche (23, 34) der Betätigungseinrichtun gen (19, 33) mit derart versetzten Ausnehmungen versehen sind, daß sie bei ihren Betätigungsbewegungen einander durchsetzen.

10. Hybridantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Trennkupp lungen (43, 45) eine Federscheibe (53) und eine Betätigungseinrichtung (58) gemeinsam ist, wobei auf unterschiedlichen Radien liegende Auflagen (54, 55, 56) an den beiden Kupplungsringen (48, 52) und am Gehäuse (44, 51) in solcher Anordnung angeordnet sind, daß eine vorgegebene Betätigungsfolge beider Trennkupplungen (43, 45) gesichert ist.

11. Hybridantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einsinniger Verschiebung der Betätigungseinrichtung (58), ausgehend vom eingerasteten Zustand beider Trennkupplungen (43, 45), zunächst die zweite (45) und danach die erste Trennkupplung (43) gelöst wird.

12. Hybridantrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in radialen Richtungen von außen nach innen Auflagen (54, 55, 56) am Kupplungsring (48) der ersten Trennkupplung (43), an einem gehäusefesten Teil (49) und am Kupp lungsring (52) der zweiten Trennkupplung (45) aufeinanderfolgen.

13. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (64) zur zeitweiligen Herstellung einer formschlüssigen drehfesten Verbindung zwischen dem starren Träger (51) und der Getriebeeingangswelle (41) vorgesehen sind.

14. Hybridantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungseinrichtung (19) ein konzentrisch zur Getriebeeingangs welle (2) angeordnetes rohr- oder stangenförmiges Teil (22) sowie eine dieses und das Ende der Getriebeeingangswelle (2) stirnseitig übergreifende Kappe (23) dienen, die im Bereich ihres Randes die Federscheibe (18) trägt.