具有内燃发动机和起动机发电机的机动车辆的动力传动系的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种机动车辆的动力传动系(1)，具有带曲轴(6)的内燃发动机(2)；具有变速器(3)，被连接在内燃发动机(2)的下游以便驱动机动车辆的至少一个车桥(5)；并且具有指配给内燃发动机(2)的起动机发电机(23)。在此类动力传动系中，本实用新型提供：起动机发电机(23）通过两个分立的动力传动系(13，22；24，25)被附接到曲轴(6)，动力传动系(13，22；24；25)中的一个(24，25)具有可切换的离合器(29)且动力传动系(13，22；24，25)中的另一个(13，22）具有可切换的离合器(32)或自由轮(11)，该自由轮在起动机发电机(23)的起动机模式下是激活的。机动车辆的此类动力传动系确保了冷态内燃发动机的最佳起动能力且额外地允许对内燃发动机进行电动加力。
【专利说明】具有内燃发动机和起动机发电机的机动车辆的动力传动系
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机动车辆的动力传动系，该动力传动系具有一台具有曲轴的内燃发动机；带有一个变速器，该变速器被连接在所述内燃发动机的下游以便驱动机动车辆的至少一个车桥；并且具有指配给该内燃发动机的一个起动机发电机。
【背景技术】
[0002]这种类型的一个电操作的起动机发电机在该内燃发动机起动过程中、并且此外在该动力传动系作为一种弱混合动力运行过程中作为一个电动机运行，该起动机发电机适合用于与该内燃发动机一起驱动该机动车辆的车桥。在发电机模式下，该起动机发电机是由该内燃发动机和/或通过该机动车辆的车桥来驱动的。
[0003]从DE102009033633A1已知一种在开头所提及类型的动力传动系。在所述动力传动系中，一个皮带传动装置包括一个皮带，该皮带被引导在该起动机发电机的一个带轮上并且起驱动发电机的作用。该发电机是按照以下方式进行配置和电连接的，即:该发电机可以短暂地具体作为一个起动机电动机来运行，并且该发电机通过一个自由轮而被联接到发电机带轮或一个发动机曲轴皮带轮上。所述自由轮允许该发电机在电动机模式下速度超过该发电机带轮或曲轴。其结果是，可在多个选定的运行状态下、特别是在一个发动机起动阶段以及在该内燃发动机的曲轴具有高的角速度上升的多个阶段中通过该皮带传动装置以及由该发电机的固有惯性引起的皮带传动装置载荷而降低功率流。
[0004]JP58-116229A披露了一种内燃发动机的油泵的动力传动系。该油泵通过一个皮带传动装置被附接到该内燃发动机或者通过一个皮带传动装置而被附接到一个电动机器。为此目的，在指配给该内燃发动机的皮带传动装置与该内燃发动机之间提供了一个可切换的
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[0005]EP1079085A2披露了一台电动机器作为起动机电动机或者作为发电机的选择性使用。该电动机器通过一个可切换的离合器而被附接到该内燃发动机的一个曲轴。除此之夕卜，该电动机器还通过被指配有另一个可切换的离合器的一个辅助轴而被附接到连接在该内燃发动机下游的一个变速器，其结果是，在指配给该辅助轴的离合器闭合时，该电动机器可以通过连接在该内燃发动机下游的变速器而以发电机模式运行。
实用新型内容
[0006]本实用新型的一个目的是开发一种在开头所提及类型的动力传动系，其方式为在冷态内燃发动机的情况下确保一种最佳的起动能力并且额外地存在电力地为该内燃发动机加力的可行性。
[0007]在开头所提及类型的一个动力传动系中，这个目的是通过以下事实来实现的，SP:该起动机发电机通过两个分立的动力传动系而被附接到该曲轴上，这些动力传动系中的一个具有一个可切换的离合器并且这些动力传动系中的另一个具有一个可切换的离合器或一个自由轮，该自由轮在该起动机发电机的起动机模式下是激活的。[0008]机动车辆的动力传动系的这种带有起动机发电机的这两个分立的动力传动系的构形使之可通过这一个或这另一个分立的动力传动系的附接而以一种最佳的方式控制该内燃发动机和/或该机动车辆的动力传动系的不同运行状态。
[0009]因此一个分立的动力传动系的离合器是闭合的，以便在所述动力传动系中通过一个特别有利的、相对高的传动比而获得一种有利的内燃发动机的冷起动。所述传动比可以通过一个变速器用一种简单的方式来实现。该变速器优选地被配置成一个牵引传动机构(Zugmittelgetriebe),特别是配置成一个皮带传动装置。
[0010]该起动机发电机的这另一个动力传动系使之可独立于该内燃发动机而驱动该内燃发动机的多个附属单元。所述附属单元例如是一个冷却剂泵和/或一个机械的制冷剂压缩机。所述附属单元可以在该内燃发动机起动之前已经借助该起动机发电机而运行。
[0011]如果一个分立的动力传动系被配置成具有可切换的离合器并且另一个分立的动力传动系被配置成具有在该起动机发电机的起动机模式中激活的自由轮的话，该内燃发动机可以只在这个首先提及的分立的动力传动系的离合器闭合时起动。在此情况下，由于该自由轮，就不可能由该起动机发电机通过另一个分立的动力传动系将一个起动力矩引入到该内燃发动机的曲轴上。在这个变体中，该自由轮随着已经起动的内燃发动机的转速增大而超速(u berho11),其结果是这些附属单元是通过该内燃发动机的曲轴来驱动的。
[0012]在两个分立的动力传动系都配备有一个可切换的离合器、并且因此不存在自由轮的变体中，要确保的是不能同时都闭合这两个离合器，这是由于优选假定的是这两个分立的动力传动系具有不同的传动比。
[0013]因此认为有利的是这些附属单元还由该起动机发电机通过配置成一个皮带传动装置的一个变速器来驱动。这种多个皮带传动装置、特别是与两个分立的动力传动系相关的设计允许了这些变速器具有结构简单的设计、具有相当希望的一个传动比。
[0014]使用指配给这些分立的动力传动系的多个离合器尤其允许了对该内燃发动机的起动的最优化。因此尤其提供的是该起动机发电机的与这些附属单元相互作用的那个分立的动力传动系以与另一个分立的动力传动系相比更小的传动比来与该内燃发动机的曲轴相互作用。相应地，所述另一个分立的动力传动系是在冷起动期间激活的。如果假定重新起动该内燃发动机、也就是暖机起动的话，优选地通过因此具有较小的传动比并且被指配给这些附属单元的这另一个分立的动力传动系来进行该内燃发动机的起动。这些动力传动系的所述切换可以通过这两个离合器的简单切换来实现。
[0015]根据本实用新型的动力传动系通过在用该内燃发动机驱动期间额外地运行该起动机发电机来使得加力成为可行，该起动机发电机因此是以其作为电动机的功能激活的、并且在一个动力传动系中使用了自由轮时通过这另一个动力传动系至少在所述另一个动力传动系的离合器闭合时将一个额外的力矩引入到该曲轴上。如果在这两个分立的动力传动系中使用了两个可切换的离合器的话，这个额外的力矩可以或者通过一个分立的动力传动系或者通过另一个分立的动力传动系来引入到该曲轴上。
[0016]此外，该动力传动系的这种构形使得增大该内燃发动机的功率输出成为可行的，特别在运动模式下是有利的。在所述运动模式中，通过断开这两个离合器的事实而暂时不能驱动这些附属单元。相应地，该起动机发电机和这些附属单元两者都与该内燃发动机脱离联接，其结果是该内燃发动机不必产生用于驱动这些附属单元的功率输出。因此该内燃发动机的全部功率输出是可供用于使车辆移动的。
[0017]根据本实用新型的动力传动系因此只需要以可作为一个电动机或者作为一个发电机来操作的一个起动机发电机方式的一个单一电动机器。这些附属单兀可以用两个传动比来驱动。一个传动比是基于由该起动机发电机的驱动而直接起效的，并且另一个传动比是通过由该内燃发动机的曲轴驱动的方式而起效的。
[0018]总之，本实用新型包括如下技术方案:
[0019]1.一种机动车辆的动力传动系,该动力传动系具有一台内燃发动机,该内燃发动机具有一个曲轴；带有一个变速器，该变速器被连接在所述内燃发动机的下游以便驱动该机动车辆的至少一个车桥；并且具有指配给该内燃发动机的一个起动机发电机；其中，该起动机发电机通过两个分立的动力传动系而被附接到该曲轴，这些动力传动系中的一个具有一个可切换的离合器并且这些动力传动系中的另一个具有一个可切换的离合器或一个自由轮，该自由轮在该起动机发电机的起动机模式下是激活的。
[0020]2.根据前述I所述的动力传动系，其中，该起动机发电机通过两个不同的牵引传动机构、特别是皮带传动装置而被附接到该曲轴。
[0021]3.根据前述I或2所述的动力传动系，其中，该内燃发动机指配有多个附属单元，所述附属单元被附接到这些动力传动系中的一个。
[0022]4.根据前述3所述的动力传动系，其中，这些附属单元能通过这些皮带传动装置中的一个来驱动。
[0023]5.根据前述2至4之一所述的动力传动系，其中，该起动机发电机具有两个输出轴，一个输出轴是被附接到安排在该内燃发动机背离该变速器的那侧上的那一个皮带传动装置上，并且另一个输出轴是被附接到安排在该内燃发动机与该变速器之间的另一个皮带传动装置上。
[0024]6.根据前述5所述的动力传动系，其中，一个离合器或该自由轮被安排在一个分立的动力传动系中、在该内燃发动机的一个曲轴与用于驱动这些附属单元的皮带传动装置的一个皮带轮之间，并且另一个离合器被安排在另一个动力传动系中、在该起动机发电机与用于驱动该曲轴的皮带传动装置的一个皮带轮之间。
[0025]7.根据前述2至4之一所述的动力传动系，其中，该起动机发电机具有一个输出轴，这两个皮带传动装置被附接到该输出轴上。
[0026]8.根据前述7所述的动力传动系，其中，这两个皮带传动装置被安排在该内燃发动机背离该变速器的那侧上。
[0027]9.根据前述7或8所述的动力传动系，其中，一个皮带传动装置的一个皮带轮是通过一个离合器而附接到该内燃发动机的曲轴上，并且另一个皮带传动装置的一个皮带轮是通过该自由轮而附接到该曲轴上，该自由轮安排在该离合器的上游、与该曲轴的关于这两个皮带传动装置的输出侧相关。
[0028]10.根据前述I至9之一所述的动力传动系，其中，这些皮带传动装置是被设计成其方式为使得连接到该曲轴上的并且被指配给用于驱动这些附属单元的皮带传动装置的那个皮带轮的传动比要小于连接到该曲轴上的并且被指配给另一个皮带传动装置的那个皮带轮的传动比。【专利附图】
【附图说明】
[0029]将在从属权利要求、附图以及对附图中所展示的优选示例性实施例的说明中得出本实用新型的进一步的特征，而本实用新型并不局限于此。在附图中:
[0030]图1示出了根据本实用新型的动力传动系的一个第一示例性实施例的原理图示，
[0031]图2示出了根据本实用新型的动力传动系的一个第二示例性实施例的原理图示，并且
[0032]图3示出了根据本实用新型的动力传动系的一个第三示例性实施例的原理图示。【具体实施方式】
[0033]在图1中示出的第一示例性实施例展示了一台机动车辆的一个动力传动系I。所述动力传动系I具有一台内燃发动机2连同连接在该发动机下游的一个变速器3以及连接在所述变速器3下游的一个差速器4以便驱动该机动车辆的一个车桥5。内燃发动机2的一个曲轴6通过一个可切换的离合器7而被连接到与差速器4相互作用的一个变速器轴8。
[0034]在内燃发动机2背离变速器3的那侧上，所述内燃发动机2具有指配给曲轴6的一个内部变速器9以便驱动内燃发动机2的一个机油泵10。在内燃发动机2的所述侧上，曲轴6被引导出内燃发动机2并且通过一个自由轮11而接纳一个皮带轮12。该自由轮11被设计成其方式为在内燃发动机2运行时，也就是说在曲轴6相对快地旋转时，该自由轮超速并且皮带轮12是由曲轴6驱动。
[0035]皮带轮12是一个皮带传动装置13的一个组成部分，该皮带传动装置具有一条皮带14以及由皮带14包绕的至少三个另外的皮带轮15、16、17。内燃发动机2被指配有多个附属单元。作为附属单元展示了一个机械制冷剂压缩机18和一个冷却剂泵19。所述附属单元安装在内燃发动机2中、在该发动机背离变速器3的那侧上。皮带轮15被固定地连接到冷却剂压缩机18的一个轴20，并且皮带轮16被抗扭转地连接到冷却剂泵19的一个轴21。
[0036]皮带轮17被抗扭转地连接到一个起动机发电机23的一个轴22而与该轴一同旋转。所述起动机发电机23在其背离轴22的那侧上被连接到另一个轴24。因此，起动机发电机23具有两个输入轴或输出轴22、24，取决于该起动机发电机23是被驱动还是就是驱动件。
[0037]这些轴20、21、22和24平行于曲轴6的轴承轴线地安装到内燃发动机2的一个曲
轴箱/汽缸盖中。
[0038]另一个皮带传动装置25被安排在内燃发动机2与变速器3之间、确切地是在内燃发动机2与离合器7之间。所述皮带传动装置25具有一个皮带轮26，该皮带轮具有一个相对小的直径并且被抗扭转地连接到轴24，并且该皮带传动装置另外具有一个皮带轮27，该皮带轮具有一个大得多的直径并且被抗扭转地连接到曲轴6而与该轴一同旋转。参考数字28指示了皮带传动装置25的皮带。轴24具有在起动机发电机23与皮带轮26之间的一个可切换的离合器29。
[0039]如果起动机发电机23是以电动机模式运行的话，这会导致通过所述起动机发电机23来运行该皮带传动装置13并且因此驱动这些附属单元，在以上情况中是制冷剂处理器18和冷却剂泵19。因此甚至可以在内燃发动机2处于停机状态时驱动这些附属单元。[0040]为了起动内燃发动机2，只需要以电动机模式运行起动机发电机23并且闭合该离合器29。由于相对大的传动比，因此用于起动内燃发动机2的一个非常高的力矩通过皮带传动装置25而被引入到曲轴6上。所述高力矩对于在一种冷起动状态下起动内燃发动机2而目是特别有利的。
[0041]当内燃发动机2已起动并且离合器29断开时，曲轴6的转速增大，其结果是该自由轮超速，并且因此一个扭矩被引入到皮带轮12上，由此皮带传动装置13以及因此这些附属单元借助于所述皮带轮12而被驱动。
[0042]通过轴22而与起动机发电机23相互作用的这个皮带轮17的直径要小于通过自由轮11而与曲轴6相互作用的皮带轮12的直径。相应地，可对于驱动制冷剂处理器18和冷却剂泵19而言有两个不同的传动比。因此与在内燃发动机2运行时通过曲轴6驱动相t匕，通过起动机发电机23驱动具有一个不同的传动比。
[0043]在起动机发电机23的电动机模式下，在离合器29闭合时通过起动机发电机23将对于内燃发动机2的扭矩的一个额外的扭矩引入到曲轴6上产生一种加力功能。
[0044]两个分立的动力传动系与起动机发电机23相互作用，即由皮带传动装置13与轴22形成的一个动力传动系、以及由轴24与皮带传动装置25形成的另一个动力传动系。
[0045]对于变速器3而言,展不了一个额外的电动泵,该电动泵是由电动机器30和一个液压泵31展示的，该液压泵可以由该电动机器驱动用于变速器3。这个电力驱动的液压泵31使得即使在内燃发动机2停止时仍可以使得变速器3换档。
[0046]根据图2的示例性实施例与根据图1的区别仅在于曲轴6不是通过自由轮11连接到皮带轮12上的，而是在曲轴6与皮带轮12之间安排了一个可切换的离合器32。在图2中与根据图1的示例性实施例一致的零件是用相同的标号指示的。
[0047]用可切换的离合器32替换自由轮11导致在根据图2的示例性实施例中不仅是如相对于根据图1的示例性实施例所描述的通过皮带传动装置25而且还替代地通过具有一个不同的较小的传动比的皮带传动装置13来起动内燃发动机2的可行性。在首先提及的起动程序中，离合器29闭合并且离合器32断开。在最终提及的起动程序中，与之相反，离合器29断开并且离合器32闭合。这个最终提及的起动程序尤其在内燃发动机2的一次暖机起动情况下是有利的。
[0048]带有离合器32的变体使之可在离合器32断开时在内燃发动机2处于停机状态时驱动制冷剂处理器18和冷却剂泵19，而在离合器32闭合并且内燃发动机2已起动时所述附属单元是由内燃发动机2通过曲轴6驱动的。根据图2的变体通过闭合一个离合器29或另一个离合器32而同样使这种加力功能成为可行的。由于这些皮带传动装置13和25的不同传动比，总是要确保不同时闭合这两个离合器29、32。
[0049]这同样适用于起动机发电机23在发电机模式下的操作。
[0050]带有这两个离合器29、32的变体通过在两个离合器29、32都断开时既不由内燃发动机2驱动这些附属单元也不连接起动机发电机23而额外地使差速器4的功率输出提高成为可行的。因此可短暂获得内燃发动机2的增大的功率输出。
[0051]根据图3的示例性实施例与根据图1的区别基本上在于这两个皮带传动装置13、25被安排在内燃发动机2的同一侧上、确切地是在内燃发动机2背离变速器3的那侧上。这个变体尤其在空间条件使得皮带传动装置25必须不安排在内燃发动机2与变速器3之间时是有利的。
[0052]根据图3的示例性实施例中与根据图1的示例性实施例一致的零件是用相同的标号指示的。
[0053]在根据图3的示例性实施例中，起动机发电机23只具有一个输出轴，在这种情况中是输出轴22。皮带传动装置13的皮带轮14不仅被抗扭转地连接到所述输出轴22而与该轴一同旋转，而且在皮带轮14的背离起动机发电机23的那侧上，皮带轮26在距离所述皮带轮14 一个间距处也被连接到轴22。曲轴6延伸超过指配给皮带传动装置13和皮带轮12的这个自由轮11、并且通过这个可切换的离合器29连接到皮带轮27。
[0054]在所述根据图3的示例性实施例中，与根据图1的示例性实施例相符，这些附属单元在内燃发动机2处于停机状态时是由起动机发电机23通过皮带传动装置13独立驱动的，并且在离合器29闭合后内燃发动机2在起动机发电机23的电动机模式下起动。与图1中的示例性实施例相符，在根据图3的示例性实施例中实现了这种发电机模式和加力功能。对于以上就图3所做出的评论进行的参照至此。
[0055]根据图1和图3的示例性实施例因此只要求一个可主动切换的元件，即离合器29，而根据图2的示例性实施例要求两个可主动切换的元件，即离合器29和32。
【权利要求】
1.一种机动车辆的动力传动系(I),该动力传动系具有一台内燃发动机(2),该内燃发动机具有一个曲轴(6);带有一个变速器(3)，该变速器被连接在所述内燃发动机(2)的下游以便驱动该机动车辆的至少一个车桥(5);并且具有指配给该内燃发动机(2)的一个起动机发电机(23);其特征在于，该起动机发电机(23)通过两个分立的动力传动系(13，22 ;24，25)而被附接到该曲轴(6)，这些动力传动系(13，22 ；24 ；25)中的一个(24，25)具有一个可切换的离合器(29)并且这些动力传动系(13，22 ;24，25)中的另一个(13，22)具有一个可切换的离合器(32 )或一个自由轮(11)，该自由轮在该起动机发电机(23 )的起动机模式下是激活的。
2.根据权利要求1所述的动力传动系，其特征在于，该起动机发电机(23)通过两个不同的牵引传动机构、特别是皮带传动装置(13，25)而被附接到该曲轴(6)。
3.根据权利要求2所述的动力传动系，其特征在于，该内燃发动机(2)指配有多个附属单元(18，19)，所述附属单元(18，19)被附接到这些动力传动系(13，23 ;24，25)中的一个(13，22)。
4.根据权利要求3所述的动力传动系，其特征在于，这些附属单元(18，19)能通过这些皮带传动装置(13，25)中的一个(13)来驱动。
5.根据权利要求2至4之一所述的动力传动系，其特征在于，该起动机发电机(23)具有两个输出轴(22，24)，一个输出轴(22 )是被附接到安排在该内燃发动机(2 )背离该变速器(3)的那侧上的那一个皮带传动装置(13)上，并且另一个输出轴(24)是被附接到安排在该内燃发动机(2 )与该变速器(3 )之间的另一个皮带传动装置(25 )上。
6.根据权利要求5所述的动力传动系，其特征在于，一个离合器(32)或该自由轮(11)被安排在一个分立的动力传动系(13，22)中、在该内燃发动机(2)的一个曲轴(6)与用于驱动这些附属单元(18，19)的皮带传动装置(13)的一个皮带轮(12)之间，并且另一个离合器(29)被安排在另一个动力传动系(24, 25)中、在该起动机发电机(23)与用于驱动该曲轴(6)的皮带传动装置(25)的一个皮带轮(26)之间。
7.根据权利要求2至4之一所述的动力传动系，其特征在于，该起动机发电机(23)具有一个输出轴(22 )，这两个皮带传动装置(13，25 )被附接到该输出轴上。
8.根据权利要求7所述的动力传动系，其特征在于，这两个皮带传动装置(13，25)被安排在该内燃发动机(2)背离该变速器(3)的那侧上。
9.根据权利要求7所述的动力传动系，其特征在于，一个皮带传动装置(25)的一个皮带轮(27 )是通过一个离合器(29 )而附接到该内燃发动机(2 )的曲轴(6 )上，并且另一个皮带传动装置(13)的一个皮带轮(12)是通过该自由轮(11)而附接到该曲轴(6)上，该自由轮(11)安排在该离合器(29)的上游、与该曲轴(6)的关于这两个皮带传动装置(13，25)的输出侧相关。
10.根据权利要求4所述的动力传动系，其特征在于，这些皮带传动装置(13，25)是被设计成其方式为使得连接到该曲轴(6)上的并且被指配给用于驱动这些附属单元(18，19)的皮带传动装置(13)的那个皮带轮(12)的传动比要小于连接到该曲轴(6)上的并且被指配给另一个皮带传动装置(25)的那个皮带轮(27)的传动比。
【文档编号】B60K6/38GK203511265SQ201320623666
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2012年10月16日
【发明者】W·本兹, S·穆勒, S·戈赫 申请人:F·波尔希名誉工学博士公司