[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102017115614A1 - Drive unit for a vehicle, method for operating a drive unit and control device and vehicle - Google Patents

Drive unit for a vehicle, method for operating a drive unit and control device and vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102017115614A1
DE102017115614A1 DE102017115614.3A DE102017115614A DE102017115614A1 DE 102017115614 A1 DE102017115614 A1 DE 102017115614A1 DE 102017115614 A DE102017115614 A DE 102017115614A DE 102017115614 A1 DE102017115614 A1 DE 102017115614A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clutch
drive unit
torque
output shaft
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102017115614.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Benjamin Oszfolk
Thies Schwanke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
MTU Friedrichshafen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Friedrichshafen GmbH filed Critical MTU Friedrichshafen GmbH
Priority to DE102017115614.3A priority Critical patent/DE102017115614A1/en
Publication of DE102017115614A1 publication Critical patent/DE102017115614A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/383—One-way clutches or freewheel devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/26—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, of type of freewheel device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (4) für ein Fahrzeug, umfassend eine Eingangswelle (8), eine Ausgangswelle (10) und eine Überholkupplung (22) zum Koppeln der Eingangswelle (8) mit der Ausgangswelle (10), wobei mithilfe der Überholkupplung (22) ein Drehmoment von der Eingangswelle (8) auf die Ausgangswelle (10) übertragbar ist. Erfindungsgemäß umfasst die Antriebseinheit (4) eine parallel zu der Überholkupplung (22) angeordnete fremdbetätigte Schaltkupplung (24) zum Koppeln der Eingangswelle (8) mit der Ausgangswelle (10). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Antriebseinheit (4), eine Steuervorrichtung (18), die dazu eingerichtet ist eine solche Antriebseinheit (4) zu steuern, sowie ein Fahrzeug (2) mit einer solchen Antriebseinheit (4).

Figure DE102017115614A1_0000
The invention relates to a drive unit (4) for a vehicle, comprising an input shaft (8), an output shaft (10) and an overrunning clutch (22) for coupling the input shaft (8) to the output shaft (10), wherein by means of the overrunning clutch (22 ) A torque from the input shaft (8) to the output shaft (10) is transferable. According to the invention, the drive unit (4) comprises an externally actuated shift clutch (24) arranged parallel to the overrunning clutch (22) for coupling the input shaft (8) to the output shaft (10). Furthermore, the invention relates to a method for operating such a drive unit (4), a control device (18) which is adapted to control such a drive unit (4), and a vehicle (2) with such a drive unit (4).
Figure DE102017115614A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug, welche eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle und eine Überholkupplung zum Koppeln der Eingangswelle mit der Ausgangswelle umfasst, wobei mithilfe der Überholkupplung ein Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Antriebseinheit sowie eine Steuervorrichtung und ein Fahrzeug.The invention relates to a drive unit for a vehicle, which comprises an input shaft, an output shaft and an overrunning clutch for coupling the input shaft to the output shaft, wherein by means of the overrunning clutch, a torque from the input shaft to the output shaft is transferable. In addition, the invention relates to a method for operating such a drive unit and a control device and a vehicle.

Eine Antriebseinheit der eingangs genannten Art ist aus der EP 1 698 505 B1 bekannt. Die Antriebseinheit aus der EP 1 698 505 B1 umfasst eine parallel zu ihrer Überholkupplung angeordnete Fliehkraftkupplung zum Koppeln der Eingangswelle mit der Ausgangswelle. Die Fliehkraftkupplung ist so ausgebildet, dass die Fliehkraftkupplung vollständig geöffnet ist, wenn die Drehzahl der Ausgangswelle eine vorgegebene Drehzahl überschreitet, und dadurch ein von einer Kraftmaschine an die Eingangswelle abgegebenes Drehmoment ausschließlich über die Überholkupplung auf die Ausgangswelle übertragen wird.A drive unit of the type mentioned is from the EP 1 698 505 B1 known. The drive unit from the EP 1 698 505 B1 includes a centrifugal clutch disposed parallel to its overrunning clutch for coupling the input shaft to the output shaft. The centrifugal clutch is formed so that the centrifugal clutch is fully opened when the rotational speed of the output shaft exceeds a predetermined rotational speed, and thereby a torque output from an engine to the input shaft is transmitted to the output shaft exclusively via the overrunning clutch.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen sicheren Betrieb einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art zu ermöglichen.An object of the invention is to enable safe operation of a drive unit of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Antriebseinheit nach Anspruch 1, durch ein Verfahren nach Anspruch 8, durch eine Steuervorrichtung nach Anspruch 9 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 10.This object is achieved by a drive unit according to claim 1, by a method according to claim 8, by a control device according to claim 9 and by a vehicle according to claim 10.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.Preferred embodiments of the invention are the subject matter of the further claims and the following description.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es bei einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art dazu kommen kann, dass die Drehzahl der Eingangswelle die Drehzahl der Ausgangswelle wiederholt unterschreitet und wieder überschreitet, falls ein von einer Kraftmaschine an die Eingangswelle abgegebenes Drehmoment - wie es zum Beispiel bei Kolbenmotoren typischerweise der Fall ist - um einen Drehmomentmittelwert schwankt. Unterschreitet und überschreitet die Drehzahl der Eingangswelle wiederholt die Drehzahl der Ausgangswelle, öffnet und schließt die Überholkupplung wiederholt. Hierbei kann die Überholkupplung beschädigt werden, insbesondere falls das Schließen der Überholkupplung schlagartig erfolgt. Im Falle einer Beschädigung der Überholkupplung kann ein sicherer Betrieb der Antriebseinheit nicht gewährleistet werden.The invention is based on the recognition that it may happen in a drive unit of the type mentioned that the speed of the input shaft, the speed of the output shaft repeatedly falls below and again exceeds, if one of an engine to the input shaft output torque - as it for example in piston engines is typically the case - fluctuates around a torque mean. If the speed of the input shaft repeatedly exceeds and exceeds the speed of the output shaft, the overrunning clutch repeatedly opens and closes. In this case, the overrunning clutch can be damaged, in particular if the closing of the overrunning clutch occurs abruptly. In case of damage to the overrunning clutch safe operation of the drive unit can not be guaranteed.

Bei der Antriebseinheit aus der EP 1 698 505 B1 kann es im geöffneten Zustand der Fliehkraftkupplung - also falls die Drehzahl der Ausgangswelle eine vorgegebene Drehzahl überschreitet - zu dem bereits erwähnten Öffnen und Schließen der Überholkupplung kommen, wenn das von der Kraftmaschine an die Eingangswelle abgegebene Drehmoment um einen Drehmomentmittelwert schwankt. Da hierbei die Überholkupplung beschädigt werden kann, kann ein sicherer Betrieb dieser Antriebseinheit nicht gewährleistet werden.When the drive unit from the EP 1 698 505 B1 it may in the open state of the centrifugal clutch - so if the speed of the output shaft exceeds a predetermined speed - come to the already mentioned opening and closing of the overrunning clutch when the output from the engine to the input shaft torque varies by an average torque. Since the overrunning clutch can be damaged in this case, safe operation of this drive unit can not be guaranteed.

Die erfindungsgemäße Antriebseinheit für ein Fahrzeug umfasst eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle und eine Überholkupplung zum Koppeln der Eingangswelle mit der Ausgangswelle, wobei mithilfe der Überholkupplung ein Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragbar ist. Außerdem umfasst die erfindungsgemäße Antriebseinheit eine parallel zu der Überholkupplung angeordnete fremdbetätigte Schaltkupplung zum Koppeln der Eingangswelle mit der Ausgangswelle.The drive unit for a vehicle according to the invention comprises an input shaft, an output shaft and an overrunning clutch for coupling the input shaft to the output shaft, wherein by means of the overrunning clutch, a torque from the input shaft to the output shaft is transferable. In addition, the drive unit according to the invention comprises an externally operated clutch arranged parallel to the overrunning clutch for coupling the input shaft to the output shaft.

Die Überholkupplung (auch Freilauf genannt) ermöglicht eine Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle, jedoch nicht in umgekehrter Richtung. Im Gegensatz dazu ermöglicht die fremdbetätigte Schaltkupplung sowohl eine Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle als auch sowohl eine Übertragung eines Drehmoments von der Ausgangswelle auf die Eingangswelle.The overrunning clutch (also called freewheel) allows a transmission of torque from the input shaft to the output shaft, but not in the opposite direction. In contrast, the externally operated clutch allows both a transmission of torque from the input shaft to the output shaft and both a transmission of torque from the output shaft to the input shaft.

Mithilfe der fremdbetätigten Schaltkupplung kann verhindert werden, dass die Drehzahl der Ausgangswelle die Drehzahl der Eingangswelle überschreitet, insbesondere in dem Fall, dass ein von einer Kraftmaschine an die Eingangswelle abgegebenes Drehmoment um einen Drehmomentmittelwert schwankt. Dadurch können ein Öffnen und Schließen der Überholkupplung, welche auf Schwankungen eines von einer Kraftmaschine an die Eingangswelle abgegebenen Drehmoments zurückzuführen sind, vermieden werden, wodurch eine geringere Defektanfälligkeit der Überholkupplung erreicht werden kann, oder anders formuliert, mit größerer Sicherheit die Funktionsfähigkeit der Überholkupplung sichergestellt werden kann. Insbesondere durch das Erreichen einer größeren Sicherheit in Bezug auf die Funktionsfähigkeit der Überholkupplung ermöglicht die fremdbetätigte Schaltkupplung einen sicheren Betrieb der Antriebseinheit.The externally operated clutch can be used to prevent the speed of the output shaft from exceeding the speed of the input shaft, in particular in the event that a torque output by an engine to the input shaft fluctuates by an average torque. Thereby, opening and closing of the overrunning clutch, which are due to fluctuations of a torque outputted from an engine to the input shaft, can be avoided, whereby a lower susceptibility to failure of the overrunning clutch can be achieved, or in other words, with greater certainty the operability of the overrunning clutch can be ensured can. In particular, by achieving greater safety in terms of the operability of the overrunning clutch, the externally operated clutch allows safe operation of the drive unit.

Im Sinne der Erfindung ist unter einer fremdbetätigte Schaltkupplung eine Kupplung zu verstehen, bei welcher ein Schaltvorgang der Kupplung mittels eines externen Betätigungsmittels ausgelöst wird. Im Unterschied dazu wird bei einer selbstschaltenden Schaltkupplung ein Schaltvorgang durch die Schaltkupplung selbst ausgelöst.For the purposes of the invention, an externally actuated clutch means a clutch in which a switching operation of the clutch is triggered by means of an external actuating means. In contrast, a switching process is triggered by the clutch itself in a self-switching clutch.

Die Antriebseinheit kann ferner eine Kraftmaschine zum Antreiben der Eingangswelle aufweisen. Die Kraftmaschine kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kraftmaschine ein Dieselmotor ist. Alternativ kann die Kraftmaschine ein Ottomotor oder ein Gasmotor sein. The drive unit may further include an engine for driving the input shaft. The engine may be, for example, an internal combustion engine. It is particularly preferred if the engine is a diesel engine. Alternatively, the engine may be a gasoline engine or a gas engine.

Des Weiteren kann die Antriebseinheit ein Getriebe aufweisen. Das Getriebe kann mittel- oder unmittelbar mit der Ausgangswelle verbunden sein. Die Eingangswelle ist vorzugsweise mittel- oder unmittelbar mit der Kraftmaschine verbunden.Furthermore, the drive unit can have a transmission. The transmission may be connected directly or indirectly to the output shaft. The input shaft is preferably connected directly or indirectly to the engine.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Überholkupplung derart ausgelegt, dass ein von der Überholkupplung maximal übertragbares Drehmoment mindestens so groß ist wie das Nenndrehmoment der Kraftmaschine. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Ausgestaltungsfreiheit bei der Dimensionierung der fremdbetätigten Schaltkupplung aus. Durch eine solche Ausgestaltung der Überholkupplung wird insbesondere eine kleine Dimensionierung der fremdbetätigten Schaltkupplung ermöglicht. Denn bei solch einer Ausgestaltung der Überholkupplung muss die fremdbetätige Schaltkupplung nicht notwendigerweise ein Drehmoment übertragen können, dessen Betrag dem Nenndrehmoment der Kraftmaschine entspricht.In a preferred embodiment of the invention, the overrunning clutch is designed such that a maximum of the overrunning clutch transmissible torque is at least as large as the rated torque of the engine. This has an advantageous effect on the design freedom in the dimensioning of the externally operated clutch. Such a configuration of the overrunning clutch makes possible, in particular, a small dimensioning of the externally actuated clutch. For in such an embodiment of the overrunning clutch the externally operated clutch does not necessarily have a torque can be transmitted, the amount of which corresponds to the rated torque of the engine.

Die Überholkupplung kann insbesondere derart ausgelegt sein, dass das von der Überholkupplung maximal übertragbare Drehmoment mindestens so groß ist wie die Summe aus dem Nenndrehmoment der Kraftmaschine und einem vorbestimmten Sicherheitszuschlag. Der Sicherheitszuschlag kann so gewählt sein, dass die Überholkupplung zusätzlich zu dem Nenndrehmoment der Kraftmaschine auch ein mit dem Nenndrehmoment überlagertes Torsionsschwingungs-Drehmoment übertragen kann. Zum Beispiel kann der Sicherzuschlag zwischen 10 % und 30 % des Nenndrehmoments betragen.The overrunning clutch may in particular be designed such that the maximum torque that can be transferred by the overrunning clutch is at least as great as the sum of the rated torque of the engine and a predetermined safety margin. The safety margin may be selected so that the overrunning clutch may transmit, in addition to the rated engine torque, a torsional vibration torque superimposed with the rated torque. For example, the safety margin may be between 10% and 30% of the rated torque.

In bevorzugter Weise ist die fremdbetätigte Schaltkupplung derart ausgelegt, dass ein von der fremdbetätigten Schaltkupplung maximal übertragbares Drehmoment kleiner ist als das Nenndrehmoment der Kraftmaschine. Dies ermöglicht eine platz- und gewichtsparende Ausführung der fremdbetätigten Schaltkupplung. Ferner kann, da der Leistungsbedarf einer fremdbetätigten Schaltkupplung mit dem durch die Schaltkupplung zu übertragenden Drehmoment steigt, im Falle einer solchen Auslegung der fremdbetätigten Schaltkupplung deren Leistungsaufnahme gering gehalten werden.Preferably, the externally operated clutch is designed such that a maximum of the externally actuated clutch clutch torque is smaller than the rated torque of the engine. This allows a space and weight-saving design of the externally operated clutch. Further, since the power consumption of a externally operated clutch increases with the torque to be transmitted through the clutch, in the case of such a design of the externally operated clutch their power consumption can be kept low.

Es ist vorteilhaft, wenn die fremdbetätigte Schaltkupplung derart ausgelegt ist, dass das von der fremdbetätigten Schaltkupplung maximal übertragbare Drehmoment zumindest so groß ist wie das Losbrechmoment der Kraftmaschine. Dies ermöglicht es, ein an die Ausgangswelle abgegebenes Drehmoment - beispielsweise ein von einem Anlasser an die Ausgangswelle abgegebenes Drehmoment - über die fremdbetätigte Schaltkupplung auf die Eingangswelle zu übertragen, um die Kraftmaschine zu starten.It is advantageous if the externally operated clutch is designed such that the maximum of the externally actuated clutch torque is at least as large as the breakaway torque of the engine. This makes it possible to transmit a torque output to the output shaft - for example, a torque output from a starter to the output shaft - to the input shaft via the externally operated clutch to start the engine.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die fremdbetätigte Schaltkupplung derart ausgelegt ist, dass das von der fremdbetätigten Schaltkupplung maximal übertragbare Drehmoment zumindest so groß ist wie das Schleppmoment der Kraftmaschine oder - falls ein oder mehrere Nebenverbraucher an die Kraftmaschine gekoppelt sind - zumindest so groß ist wie das Gesamt-Schleppmoment der Kraftmaschine und der Nebenverbraucher. Dies ermöglicht einen Schubbetrieb der Kraftmaschine und etwaiger Nebenverbraucher, bei dem die Kraftmaschine und etwaige Nebenverbraucher durch die rotierende Ausgangswelle in (Dreh-)Bewegung gehalten werden. Ein solcher Nebenverbraucher kann unter anderem eine Kühlwasserpumpe, eine Ölpumpe oder ein anderes an die Kraftmaschine gekoppeltes Aggregat sein.Further, it is advantageous if the externally operated clutch is designed such that the maximum of the externally actuated clutch torque is at least as large as the drag torque of the engine or - if one or more auxiliary consumers are coupled to the engine - is at least as large as that Total drag torque of the engine and the secondary consumers. This allows a coasting of the engine and any auxiliary consumers, in which the engine and any auxiliary consumers are held by the rotating output shaft in (rotational) movement. Such a secondary consumer may be, inter alia, a cooling water pump, an oil pump or other aggregate coupled to the engine.

Die fremdbetätigte Schaltkupplung kann zum Beispiel derart ausgelegt sein, dass das von der fremdbetätigten Schaltkupplung maximal übertragbare Drehmoment höchstens halb so groß ist wie das Nenndrehmoment der Kraftmaschine, vorzugsweise höchstens so groß ist wie ein Drittel des Nenndrehmoments der Kraftmaschine. Insbesondere im Falle einer Ausgestaltung der Kraftmaschine als Dieselmotor hat sich eine solche Auslegung der fremdbetätigten Schaltkupplung als ausreichend gezeigt, um bei einer Schwankung des von der Kraftmaschine an die Eingangswelle abgegebenen Drehmoments ein Öffnen und Schließen der Überholkupplung sicher zu vermeiden.The externally operated clutch may be designed, for example, such that the maximum torque that can be transmitted by the externally actuated clutch is at most half as large as the nominal torque of the engine, preferably at most equal to one third of the rated torque of the engine. In particular, in the case of an embodiment of the engine as a diesel engine, such a design of the externally operated clutch has been found sufficient to safely avoid opening and closing of the overrunning clutch at a fluctuation of the output from the engine to the input shaft torque.

Vorzugsweise ist die fremdbetätigte Schaltkupplung eine kraftschlüssige Kupplung (auch Reibkupplung genannt). Dies ermöglicht auch bei unterschiedlichen Drehzahlen von Eingangs- und Ausgangswelle eine Ankopplung der Eingangswelle an die Ausgangswelle mittels der fremdbetätigten Schaltkupplung. Mit anderen Worten, auf eine Synchronisierung der Drehzahlen von Eingangs- und Ausgangswelle vor einer Ankopplung der Eingangswelle an die Ausgangswelle kann bei einer solchen Ausgestaltung der fremdbetätigten Schaltkupplung prinzipiell verzichtet werden.Preferably, the externally operated clutch is a positive clutch (also called friction clutch). This allows a coupling of the input shaft to the output shaft by means of the externally operated clutch even at different speeds of input and output shaft. In other words, to synchronize the rotational speeds of the input and output shaft before coupling the input shaft to the output shaft can be dispensed with in principle in such an embodiment of the externally operated clutch.

Grundsätzlich kann die fremdbetätigte Schaltkupplung als mechanisch betätigte Schaltkupplung ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die fremdbetätigte Schaltkupplung als elektromagnetisch betätigte Schaltkupplung oder als druckmittelbetätigte Schaltkupplung ausgebildet.In principle, the externally operated clutch can be designed as a mechanically operated clutch. In a preferred embodiment of the invention, the externally operated clutch is designed as an electromagnetically operated clutch or fluid-actuated clutch.

Ferner kann die Antriebseinheit eine weitere Kraftmaschine aufweisen. In bevorzugter Weise ist die weitere Kraftmaschine dazu eingerichtet, die Ausgangswelle anzutreiben. Darüber hinaus ist die weitere Kraftmaschine vorzugsweise mittel- oder unmittelbar mit der Ausgangswelle verbunden. Furthermore, the drive unit may have a further engine. Preferably, the further engine is adapted to drive the output shaft. In addition, the further engine is preferably connected directly or indirectly to the output shaft.

Die erstgenannte Kraftmaschine und weitere Kraftmaschine können grundsätzlich dieselbe Energieform in mechanische Arbeit umwandeln. Alternativ kann die erstgenannte Kraftmaschine eine andere Energieform in mechanische Arbeit umwandeln als die weitere Kraftmaschine. Bei der Antriebseinheit kann es sich also insbesondere um einen Hybridantrieb handeln.The former engine and further engine can basically convert the same energy form into mechanical work. Alternatively, the former engine may convert another form of energy into mechanical work than the other engine. The drive unit may thus be in particular a hybrid drive.

Vorzugsweise ist die weitere Kraftmaschine eine Elektromaschine. Besonders bevorzugt ist es, wenn die weitere Kraftmaschine eine Elektromaschine ist, welche sowohl als Generator als auch als Motor arbeiten kann. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die weitere Kraftmaschine als Anlasser für die erstgenannte Kraftmaschine dient.Preferably, the further engine is an electric machine. It is particularly preferred if the further engine is an electric machine which can operate both as a generator and as a motor. Furthermore, it can be provided that the further engine serves as a starter for the former engine.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Antriebseinheit sieht vor, dass die Antriebseinheit in einem Betriebsmodus betrieben wird, in welchem ein Drehmoment von der Eingangswelle über die Überholkupplung auf die Ausgangswelle übertragen wird, wobei die fremdbetätigte Schaltkupplung geschlossen gehalten wird.The inventive method for operating the drive unit provides that the drive unit is operated in an operating mode in which a torque is transmitted from the input shaft via the overrunning clutch to the output shaft, wherein the externally operated clutch is kept closed.

Das Geschlossenhalten der fremdbetätigten Schaltkupplung ermöglicht es, dass im Falle einer Abnahme der Drehzahl der Eingangswelle auch die Drehzahl der Ausgangswelle abnimmt. Die Überholkupplung hingegen kann dies nicht leisten. Vielmehr ist die Überholkupplung eigens dafür vorgesehen, eine durch die Überholkupplung hergestellte Verbindung zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle zu lösen, wenn die Drehzahl der Ausgangswelle die Drehzahl der Eingangswelle übersteigt. Insofern kann durch das Geschlossenhalten der fremdbetätigten Schaltkupplung vermieden werden, dass aufgrund einer Schwankung eines von einer Kraftmaschine an die Eingangswelle abgegebenen Drehmoments die Drehzahl der Ausgangswelle die Drehzahl der Eingangswelle (wiederkehrend) übersteigt, sodass ein (wiederkehrendes) Öffnen und Schließen der Überholkupplung vermieden werden können.The keeping closed of the externally operated clutch makes it possible that in case of a decrease in the rotational speed of the input shaft and the rotational speed of the output shaft decreases. The overrunning clutch, however, can not afford this. Rather, the overrunning clutch is specifically designed to release a connection made by the overrunning clutch between the input and output shafts when the speed of the output shaft exceeds the speed of the input shaft. In this respect, by keeping the externally operated clutch locked, it is possible to prevent the rotational speed of the output shaft from exceeding the rotational speed of the input shaft due to fluctuation of torque output from an engine to the input shaft, so that the (recurring) opening and closing of the overrunning clutch can be avoided ,

Im Sinne der Erfindung ist ein geschlossener Zustand der fremdbetätigten Schaltkupplung ein Zustand, bei dem die Eingangswelle über die fremdbetätigte Schaltkupplung an die Ausgangswelle gekoppelt ist, also ein Drehmoment über die fremdbetätigte Schaltkupplung von einer der beiden Wellen auf die jeweils andere Welle übertragen werden kann. Entsprechend ist ein geöffneter Zustand der fremdbetätigten Schaltkupplung ein Zustand, bei dem die fremdbetätigte Schaltkupplung keine Kopplung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle bewirkt, also kein Drehmoment über die fremdbetätigte Schaltkupplung von einer der beiden Wellen auf die jeweils andere der beiden Wellen übertragen werden kann.In the context of the invention, a closed state of the externally operated clutch is a state in which the input shaft is coupled via the externally operated clutch to the output shaft, so a torque on the externally operated clutch can be transmitted from one of the two shafts to the other shaft. Accordingly, an open state of the externally operated clutch is a state in which the externally operated clutch does not cause coupling between the input shaft and the output shaft, so no torque can be transmitted via the externally operated clutch of one of the two shafts to the other of the two waves.

Bei dem Verfahren wird die Ausgangswelle vorzugsweise mithilfe der erstgenannten Kraftmaschine über die Eingangswelle angetrieben. Optional kann die Ausgangswelle zusätzlich mittels der weiteren Kraftmaschine angetrieben werden.In the method, the output shaft is preferably driven by the first-mentioned engine via the input shaft. Optionally, the output shaft can be additionally driven by means of the further engine.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist dazu eingerichtet, eine erfindungsgemäße Antriebseinheit derart zu steuern, dass die Antriebseinheit in einem Betriebsmodus betrieben wird, in welchem ein Drehmoment von der Eingangswelle über die Überholkupplung auf die Ausgangswelle übertragen wird, wobei die fremdbetätigte Schaltkupplung geschlossen gehalten wird.The control device according to the invention is adapted to control a drive unit according to the invention such that the drive unit is operated in an operating mode in which a torque is transmitted from the input shaft via the overrunning clutch to the output shaft, wherein the externally operated clutch is kept closed.

Mithilfe der Steuervorrichtung kann das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden. Die Steuervorrichtung kann insbesondere ein Bestandteil der Antriebseinheit sein.With the aid of the control device, the method according to the invention can be carried out. The control device may in particular be a component of the drive unit.

Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, einen Schaltzustand der fremdbetätigten Schaltkupplung zu steuern. Ferner kann die Steuervorrichtung dazu eingerichtet sein, die erstgenannte Kraftmaschine und/oder die weitere Kraftmaschine der Antriebseinheit zu steuern.Preferably, the control device is adapted to control a switching state of the externally operated clutch. Furthermore, the control device may be configured to control the first-mentioned engine and / or the further engine of the drive unit.

Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung ein Fahrzeug. Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst mindestens eine erfindungsgemäße Antriebseinheit.As mentioned above, the invention relates to a vehicle. The vehicle according to the invention comprises at least one drive unit according to the invention.

Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein landwirtschaftliches Fahrzeug, ein militärisches Fahrzeug, ein Baufahrzeug, ein Schienenfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug handeln.The vehicle may be, for example, an agricultural vehicle, a military vehicle, a construction vehicle, a rail vehicle or a watercraft.

Die bisher gegebene Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen abhängigen Ansprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit der erfindungsgemäßen Antriebseinheit, dem erfindungsgemäßen Verfahren, der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung und dem erfindungsgemäßen Fahrzeug kombinierbar. Ferner können Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit gesehen werden.The description of preferred embodiments of the invention given so far contains numerous features, which are given in the individual dependent claims, in part summarized in several. However, these features can also be considered individually and combined into meaningful further combinations. In particular, these features can be combined individually and in any suitable combination with the drive unit according to the invention, the method according to the invention, the control device according to the invention and the vehicle according to the invention. Furthermore, process features can also be seen as a property of the corresponding device unit.

Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Ansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein. Although some terms are used in the specification or claims in the singular or in conjunction with a number word, the scope of the invention for these terms should not be limited to the singular or the particular number word.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Das Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Erfindung und beschränkt die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale des Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.The above-described characteristics, features and advantages of the invention as well as the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiment of the invention, which will be explained in more detail in conjunction with the drawings. The exemplary embodiment serves to explain the invention and does not limit the invention to the combinations of features specified therein, not even with regard to functional features. In addition, suitable features of the embodiment may also be considered explicitly isolated and combined with any of the claims.

Werden in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese im Wesentlichen gleiche oder einander entsprechende Elemente.If the same reference numerals are used in different figures, these designate essentially the same or corresponding elements.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs, welches eine Antriebseinheit mit einer Kupplungseinheit umfasst;
  • 2 eine Schnittdarstellung der Kupplungseinheit.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a rail vehicle, which comprises a drive unit with a coupling unit;
  • 2 a sectional view of the coupling unit.

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 2, genauer gesagt ein Schienenfahrzeug, mit einer Antriebseinheit 4 zum Antreiben eines oder mehrerer Radsätze 6 des Fahrzeugs 2. 1 schematically shows a vehicle 2 More precisely a rail vehicle with a drive unit 4 for driving one or more wheelsets 6 of the vehicle 2 ,

Die Antriebseinheit 4 umfasst eine Eingangswelle 8 sowie eine Ausgangswelle 10. Ferner umfasst die Antriebseinheit 4 eine mit der Eingangswelle 8 verbundene, als Dieselmotor ausgebildete Brennkraftmaschine 12 zum Antreiben der Eingangswelle 8 sowie eine mit der Ausgangswelle 10 verbundene Elektromaschine 14 zum Antreiben der Ausgangswelle 10, wobei die Elektromaschine 14 sowohl als Motor als auch als Generator arbeiten kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 4 als paralleler Hybridantrieb ausgeführt.The drive unit 4 includes an input shaft 8th and an output shaft 10 , Furthermore, the drive unit comprises 4 one with the input shaft 8th connected, designed as a diesel engine internal combustion engine 12 for driving the input shaft 8th and one with the output shaft 10 connected electric machine 14 for driving the output shaft 10 , where the electric machine 14 can work both as a motor and as a generator. In the present embodiment, the drive unit 4 designed as a parallel hybrid drive.

Des Weiteren umfasst die Antriebseinheit 4 eine Kupplungseinheit 16 zum Koppeln der beiden Wellen 8, 10, welche im Zusammenhang mit der nachfolgenden Figur näher beschrieben wird, sowie eine Steuervorrichtung 18 zum Steuern der Brennkraftmaschine 12 und der Elektromaschine 14.Furthermore, the drive unit comprises 4 a coupling unit 16 for coupling the two waves 8th . 10 , which is described in more detail in connection with the following figure, as well as a control device 18 for controlling the internal combustion engine 12 and the electric machine 14 ,

Die Antriebseinheit 4 kann in einem rein elektrischen Antriebsmodus betrieben werden, bei dem die Ausgangswelle 10 mittels der Elektromaschine 14 und nicht mittels der Brennkraftmaschine 12 angetrieben wird. Ferner kann die Antriebseinheit 4 in einem rein verbrennungsmotorischen Antriebsmodus betrieben werden, bei welchem die Ausgangswelle 10 mittels der Brennkraftmaschine 12 und nicht mittels der Elektromaschine 14 angetrieben wird. Darüber hinaus kann die Antriebseinheit 4 in einem kombinierten Antriebsmodus betrieben werden, bei dem die Ausgangswelle 10 mithilfe beider Maschinen 12, 14 angetrieben wird.The drive unit 4 can be operated in a purely electric drive mode in which the output shaft 10 by means of the electric machine 14 and not by means of the internal combustion engine 12 is driven. Furthermore, the drive unit 4 be operated in a purely internal combustion engine drive mode, wherein the output shaft 10 by means of the internal combustion engine 12 and not by means of the electric machine 14 is driven. In addition, the drive unit 4 be operated in a combined drive mode, wherein the output shaft 10 using both machines 12 . 14 is driven.

2 zeigt die Kupplungseinheit 16 des Fahrzeugs 2 aus 1 in einer Schnittdarstellung. 2 shows the coupling unit 16 of the vehicle 2 out 1 in a sectional view.

Die Kupplungseinheit 16 umfasst ein Gehäuse 20. Des Weiteren umfasst die Kupplungseinheit 16 eine im Gehäuse 20 angeordnete Überholkupplung 22 zum Koppeln der Eingangswelle 8 mit der Ausgangswelle 10. Die Überholkupplung 22 kann ein Drehmoment von der Eingangswelle 8 auf die Ausgangswelle 10 übertragen, jedoch kein Drehmoment in umgekehrter Richtung übertragen.The coupling unit 16 includes a housing 20 , Furthermore, the coupling unit comprises 16 one in the housing 20 arranged overrunning clutch 22 for coupling the input shaft 8th with the output shaft 10 , The overrunning clutch 22 can generate torque from the input shaft 8th on the output shaft 10 transmitted, but no torque in the opposite direction.

Außerdem umfasst die Kupplungseinheit 16 eine im Gehäuse 20 angeordnete fremdbetätigte Schaltkupplung 24 zum Koppeln der Eingangswelle 8 mit der Ausgangswelle 10. Die fremdbetätigte Schaltkupplung 24 ist parallel zur Überholkupplung 22 angeordnet und kann sowohl ein Drehmoment von der Eingangswelle 8 auf die Ausgangswelle 10 als auch ein Drehmoment von der Ausgangswelle 8 auf die Eingangswelle 10 übertragen. Bei der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Reibkupplung, welche elektromagnetisch oder mithilfe eines Druckmittels betätigt werden kann. Der Schaltzustand der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 wird von der zuvor erwähnten Steuervorrichtung 18 gesteuert.In addition, the coupling unit comprises 16 one in the housing 20 arranged externally operated clutch 24 for coupling the input shaft 8th with the output shaft 10 , The externally operated clutch 24 is parallel to the overrunning clutch 22 arranged and can both torque from the input shaft 8th on the output shaft 10 as well as a torque from the output shaft 8th on the input shaft 10 transfer. In the externally operated clutch 24 In the present exemplary embodiment, this is a friction clutch which can be actuated electromagnetically or by means of a pressure medium. The switching state of the externally operated clutch 24 is from the aforementioned control device 18 controlled.

Die Überholkupplung 22 ist derart ausgelegt, dass ein von der Überholkupplung 22 maximal übertragbares Drehmoment mindestens so groß ist wie die Summe aus dem Nenndrehmoment der Brennkraftmaschine 12 und einem vorbestimmten Sicherheitszuschlag zur Übertragung eines überlagerten Torsionsschwingungs-Drehmoments. Die fremdbetätigte Schaltkupplung 24 hingegen ist derart ausgelegt, dass ein von der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 maximal übertragbares Drehmoment höchstens ein Drittel des Nenndrehmoments der Brennkraftmaschine 12 beträgt. Dadurch wird - im Vergleich mit einer fremdbetätigten Schaltkupplung, die ein Drehmoment übertragen kann, welches zumindest so groß ist wie das Nenndrehmoment der Brennkraftmaschine 12 - eine kompaktere und leichtere Ausgestaltung der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 sowie eine Verringerung ihrer Leistungsaufnahme ermöglicht.The overrunning clutch 22 is designed such that one of the overrunning clutch 22 maximum transmittable torque is at least as large as the sum of the nominal torque of the internal combustion engine 12 and a predetermined margin of safety for transmitting a superimposed torsional vibration torque. The externally operated clutch 24 however, is designed such that one of the externally operated clutch 24 maximum transmittable torque at most one third of the nominal torque of the internal combustion engine 12 is. This is - in comparison with a third-party clutch, which can transmit a torque which is at least as large as the rated torque of the internal combustion engine 12 - A more compact and lighter design of the externally operated clutch 24 and reducing their power consumption.

Die Antriebseinheit 4 mit ihrer Kombination aus der Überholkupplung 22 und der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 bietet - bedingt durch die mögliche kompaktere und leichtere Ausgestaltung der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 - Bauraumvorteile gegenüber einer Antriebseinheit, welche eine fremdbetätigten Schaltkupplung aufweist, die ein Drehmoment übertragen kann, welches zumindest so groß ist wie das Nenndrehmoment der Brennkraftmaschine 12, jedoch keine Überholkupplung aufweist.The drive unit 4 with their combination of the overrunning clutch 22 and the externally operated clutch 24 offers - due to the possible more compact and lighter design of the externally operated clutch 24 - Space advantages over a drive unit having a externally operated clutch, which can transmit a torque which is at least as large as the rated torque of the internal combustion engine 12 but has no overrunning clutch.

Des Weiteren umfasst die Kupplungseinheit 16 eine im Gehäuse 20 angeordnete drehelastische Dämpfungskupplung 26 zur Verringerung von Torsionsschwingungen.Furthermore, the coupling unit comprises 16 one in the housing 20 arranged torsionally elastic damping coupling 26 to reduce torsional vibrations.

Wird die Antriebseinheit 4 im rein elektrischen Antriebsmodus betrieben, ist die fremdbetätigte Schaltkupplung 24 geöffnet. Da die Überholkupplung 22 kein Drehmoment von der Ausgangswelle 10 auf die Eingangswelle 8 übertragen kann, besteht im geöffneten Zustand der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 keine Kopplung zwischen der Eingangswelle 8 und der Ausgangswelle 10, sodass im rein elektrischen Antriebsmodus der Antriebseinheit 4 die Brennkraftmaschine 12 von der Ausgangswelle 10 entkoppelt ist.Will the drive unit 4 operated in the purely electric drive mode, the externally operated clutch is 24 open. Because the overrunning clutch 22 no torque from the output shaft 10 on the input shaft 8th can transmit, exists in the open state of the externally operated clutch 24 no coupling between the input shaft 8th and the output shaft 10 so that in the purely electric drive mode of the drive unit 4 the internal combustion engine 12 from the output shaft 10 is decoupled.

Wird die Antriebseinheit 4 in einem Betriebsmodus betrieben, in welchem ein Drehmoment von der Eingangswelle 8 über die Überholkupplung 22 auf die Ausgangswelle 10 übertragen wird (also zum Beispiel im rein verbrennungsmotorischen Antriebsmodus oder im kombinierten Antriebsmodus), wird die fremdbetätigte Schaltkupplung 24 geschlossen gehalten. Durch das Geschlossenhalten der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 wird vermieden, dass die Überholkupplung 22 aufgrund einer Schwankung des von der Brennkraftmaschine 12 an die Eingangswelle 8 abgegebenen Drehmoments um einen Drehmomentmittelwert wiederholt öffnet und schließt. Dadurch wird die Defektanfälligkeit der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 verringert.Will the drive unit 4 operated in an operating mode in which a torque from the input shaft 8th over the overrunning clutch 22 on the output shaft 10 is transferred (ie, for example, in the pure combustion engine drive mode or in the combined drive mode), the externally operated clutch 24 kept closed. By keeping closed the externally operated clutch 24 This avoids the overrunning clutch 22 due to a variation of that of the internal combustion engine 12 to the input shaft 8th Torque output by a torque average repeatedly opens and closes. As a result, the defect susceptibility of the externally operated clutch becomes 24 reduced.

Wie zuvor erwähnt, ermöglicht die fremdbetätigte Schaltkupplung 24 in ihrem geschlossenen Zustand eine Übertragung eines Drehmoments von der Ausgangswelle 10 auf die Eingangswelle 8. So kann zum Beispiel die Elektromaschine 14 ein Drehmoment an die Ausgangswelle 10 abgeben, welches im geschlossenen Zustand der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 über die fremdbetätigte Schaltkupplung 24 von der Ausgangswelle 10 auf die Eingangswelle 8 übertragen wird, um die Brennkraftmaschine 12 aus dem Stillstand heraus zu starten.As previously mentioned, the externally operated clutch allows 24 in its closed state, transmission of torque from the output shaft 10 on the input shaft 8th , For example, the electric machine 14 a torque to the output shaft 10 leave, which in the closed state of the externally operated clutch 24 via the externally operated clutch 24 from the output shaft 10 on the input shaft 8th is transferred to the internal combustion engine 12 to start from a standstill.

Außerdem ermöglicht die fremdbetätigte Schaltkupplung 24 in ihrem geschlossenen Zustand einen Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 12 und daran angeschlossener Nebenverbraucher, bei dem die Brennkraftmaschine 12 und die Nebenverbraucher durch die rotierende Ausgangswelle 10 in (Dreh-)Bewegung gehalten werden. Im Schubbetrieb übernimmt die fremdbetätigte Schaltkupplung 24 die Übertragung des Drehmoments von der Ausgangswelle 10 auf die Eingangswelle 8 und sorgt dafür, dass die Eingangswelle 8 und die Brennkraftmaschine 12 an die Ausgangswelle 10 angekoppelt bleiben.In addition, the externally operated clutch allows 24 in its closed state, a pushing operation of the internal combustion engine 12 and connected auxiliary consumers, in which the internal combustion engine 12 and the secondary consumers through the rotating output shaft 10 be kept in (rotational) movement. In overrun mode, the externally operated clutch takes over 24 the transmission of torque from the output shaft 10 on the input shaft 8th and ensures that the input shaft 8th and the internal combustion engine 12 to the output shaft 10 stay connected.

Durch Geschlossenhalten der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 wird vermieden, dass die Drehzahl der Eingangswelle 8 von der Drehzahl der Ausgangswelle 10 abweicht, sofern das von einer der beiden Wellen 8, 10 zu der jeweils anderen der beiden Wellen 8, 10 zu übertragende Drehmoment nicht so groß ist, dass in der fremdbetätigten Schaltkupplung 24 Schlupf auftritt.By keeping closed the externally operated clutch 24 This avoids the speed of the input shaft 8th from the speed of the output shaft 10 deviates, provided that of one of the two waves 8th . 10 to the other of the two waves 8th . 10 torque to be transmitted is not so great that in the externally operated clutch 24 Slippage occurs.

Grundsätzlich kann das Fahrzeug 2 mehrere solche Antriebseinheiten 4 aufweisen. In 1 ist einer besseren Übersichtlichkeit halber nur eine einzige Antriebseinheit 4 exemplarisch abgebildet.Basically, the vehicle 2 several such drive units 4 exhibit. In 1 is for better clarity, only a single drive unit 4 exemplified.

Die Erfindung wurde anhand des dargestellten Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf oder durch das offenbarte Beispiel beschränkt. Andere Varianten können vom Fachmann aus diesem Ausführungsbeispiel abgeleitet werden, ohne von den der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken abzuweichen.The invention has been described in detail with reference to the illustrated embodiment. However, the invention is not limited to or by the disclosed example. Other variants can be derived by those skilled in this embodiment, without departing from the underlying idea of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1698505 B1 [0002, 0007]EP 1698505 B1 [0002, 0007]

Claims (10)

Antriebseinheit (4) für ein Fahrzeug (2), umfassend eine Eingangswelle (8), eine Ausgangswelle (10) und eine Überholkupplung (22) zum Koppeln der Eingangswelle (8) mit der Ausgangswelle (10), wobei mithilfe der Überholkupplung (22) ein Drehmoment von der Eingangswelle (8) auf die Ausgangswelle (10) übertragbar ist, gekennzeichnet durch eine parallel zu der Überholkupplung (22) angeordnete fremdbetätigte Schaltkupplung (24) zum Koppeln der Eingangswelle (8) mit der Ausgangswelle (10).A drive unit (4) for a vehicle (2) comprising an input shaft (8), an output shaft (10) and an overrunning clutch (22) for coupling the input shaft (8) to the output shaft (10) using the overrunning clutch (22). a torque from the input shaft (8) on the output shaft (10) is transferable, characterized by a parallel to the overrunning clutch (22) arranged externally operated clutch (24) for coupling the input shaft (8) with the output shaft (10). Antriebseinheit (4) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kraftmaschine (12) zum Antreiben der Eingangswelle (8), wobei die Kraftmaschine (12) vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, insbesondere ein Dieselmotor, ist.Drive unit (4) after Claim 1 characterized by an engine (12) for driving the input shaft (8), wherein the engine (12) is preferably an internal combustion engine, in particular a diesel engine. Antriebseinheit (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überholkupplung (22) derart ausgelegt ist, dass ein von der Überholkupplung (22) maximal übertragbares Drehmoment mindestens so groß ist wie das Nenndrehmoment der Kraftmaschine (12), und die fremdbetätigte Schaltkupplung (24) derart ausgelegt ist, dass ein von der fremdbetätigten Schaltkupplung (24) maximal übertragbares Drehmoment kleiner ist als das Nenndrehmoment der Kraftmaschine (12), insbesondere höchstens halb so groß ist wie das Nenndrehmoment der Kraftmaschine (12).Drive unit (4) after Claim 2 , characterized in that the overrunning clutch (22) is designed such that one of the overrunning clutch (22) maximum transferable torque is at least as large as the rated torque of the engine (12), and the externally operated clutch (24) is designed such that one of the externally actuated clutch (24) maximum transmissible torque is smaller than the rated torque of the engine (12), in particular at most half as large as the rated torque of the engine (12). Antriebseinheit (4) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fremdbetätigte Schaltkupplung (24) eine kraftschlüssige Kupplung ist.Drive unit (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the externally operated clutch (24) is a frictional clutch. Antriebseinheit (4) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fremdbetätigte Schaltkupplung (24) als elektromagnetisch betätigte Schaltkupplung ausgebildet ist.Drive unit (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the externally operated clutch (24) is designed as an electromagnetically operated clutch. Antriebseinheit (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die fremdbetätigte Schaltkupplung (24) als druckmittelbetätigte Schaltkupplung ausgebildet ist.Drive unit (4) according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the externally operated clutch (24) is designed as a fluid-actuated clutch. Antriebseinheit (4) nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Elektromaschine (14) zum Antreiben der Ausgangswelle (10).Drive unit (4) according to one of the preceding claims, characterized by an electric machine (14) for driving the output shaft (10). Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit (4) nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die Antriebseinheit (4) in einem Betriebsmodus betrieben wird, in welchem ein Drehmoment von der Eingangswelle (8) über die Überholkupplung (22) auf die Ausgangswelle (10) übertragen wird, wobei die fremdbetätigte Schaltkupplung (24) geschlossen gehalten wird.Method for operating a drive unit (4) according to one of the preceding claims, in which the drive unit (4) is operated in an operating mode in which a torque is transmitted from the input shaft (8) via the overrunning clutch (22) to the output shaft (10) is, with the externally operated clutch (24) is kept closed. Steuervorrichtung (18), die dazu eingerichtet ist, eine Antriebseinheit (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 derart zu steuern, dass die Antriebseinheit (4) in einem Betriebsmodus betrieben wird, in welchem ein Drehmoment von der Eingangswelle (8) über die Überholkupplung (22) auf die Ausgangswelle (10) übertragen wird, wobei die fremdbetätigte Schaltkupplung (24) geschlossen gehalten wird.Control device (18) which is adapted to a drive unit (4) according to one of Claims 1 to 7 such that the drive unit (4) is operated in an operating mode in which a torque is transmitted from the input shaft (8) via the overrunning clutch (22) to the output shaft (10), the externally operated clutch (24) kept closed becomes. Fahrzeug (2) mit mindestens einer Antriebseinheit (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Vehicle (2) with at least one drive unit (4) according to one of Claims 1 to 7 ,
DE102017115614.3A 2017-07-12 2017-07-12 Drive unit for a vehicle, method for operating a drive unit and control device and vehicle Ceased DE102017115614A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017115614.3A DE102017115614A1 (en) 2017-07-12 2017-07-12 Drive unit for a vehicle, method for operating a drive unit and control device and vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017115614.3A DE102017115614A1 (en) 2017-07-12 2017-07-12 Drive unit for a vehicle, method for operating a drive unit and control device and vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017115614A1 true DE102017115614A1 (en) 2019-01-17

Family

ID=64745564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017115614.3A Ceased DE102017115614A1 (en) 2017-07-12 2017-07-12 Drive unit for a vehicle, method for operating a drive unit and control device and vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017115614A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19503501A1 (en) * 1995-02-03 1996-08-14 Fichtel & Sachs Ag Parallel hybrid drive for a motor vehicle
EP1698505B1 (en) 2005-03-02 2010-05-05 Mtu Friedrichshafen Gmbh Drive unit for hybrid vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19503501A1 (en) * 1995-02-03 1996-08-14 Fichtel & Sachs Ag Parallel hybrid drive for a motor vehicle
EP1698505B1 (en) 2005-03-02 2010-05-05 Mtu Friedrichshafen Gmbh Drive unit for hybrid vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009002805A1 (en) Parallel hybrid drive for use in motor vehicles, has clutch arrangement including freewheel clutch coupled to internal combustion engine and friction clutch provided parallel to freewheel clutch
WO2015014361A2 (en) Vehicle having a belt pulley and standstill air conditioning
DE102010036050A1 (en) Strong hybrid system
WO2018192892A1 (en) Hybrid drive train for a hybrid vehicle
WO2010015325A1 (en) Auxiliary unit arrangement
DE102012111034B4 (en) Drivetrain of a motor vehicle with combustion engine and starter generator
DE102008007184A1 (en) Machine that has a power system and method for doing so
DE102007037758A1 (en) Hybrid vehicle, has internal combustion engine connected to electrical machine by closing clutch and connected to transmission, which is coupled with electrical machine, where internal combustion engine is uncoupled by opening clutch
DE102016002908A1 (en) Drive rod for a hybrid vehicle
DE102007062237A1 (en) drive module
DE102017115073A1 (en) Control system for a hybrid vehicle
DE102008023177B4 (en) Drive device for at least one auxiliary machine unit by means of a belt
DE102017115614A1 (en) Drive unit for a vehicle, method for operating a drive unit and control device and vehicle
EP2219897B1 (en) Drivetrain arrangement of a vehicle, and method for operating a drivetrain arrangement
DE102012017545A1 (en) Drive strand for commercial motor vehicle e.g. omnibus, has freewheel that is arranged between electric machine arranged according to starting element, and crankshaft of primary power supply unit to transmit power to crankshaft
DE102017115212A1 (en) friction clutch
DE102013222068B4 (en) POWER ENGINE DAMPER OVERRIDE FOR HYBRID DRIVELINES
DE102017217874B4 (en) Parallel hybrid powertrain arrangement, vehicle and method for starting an internal combustion engine of a parallel hybrid powertrain arrangement
CH681035A5 (en)
EP3665375B1 (en) Drive device for a motorcycle
DE102013111147A1 (en) Powertrain for a hybrid motor vehicle
DE102013114197B4 (en) Drive unit for a motor vehicle
DE102017005406A1 (en) Starting an internal combustion engine in a parallel hybrid powertrain
DE102010055536A1 (en) Parallel hybrid powertrain for motor car, has housing in which drive connection between combustion engine and mechanical transmission oil pump and drive connection between rotor and transmission input shaft are structurally integrated
DE102017210613A1 (en) Starting device for an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ROLLS-ROYCE SOLUTIONS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH, 88045 FRIEDRICHSHAFEN, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final