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DE10304559A1 - Torsion damping torque transmission coupling for motor vehicle transmission has planetary transmission components connected to support via damper - Google Patents

Torsion damping torque transmission coupling for motor vehicle transmission has planetary transmission components connected to support via damper Download PDF

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DE10304559A1
DE10304559A1 DE2003104559 DE10304559A DE10304559A1 DE 10304559 A1 DE10304559 A1 DE 10304559A1 DE 2003104559 DE2003104559 DE 2003104559 DE 10304559 A DE10304559 A DE 10304559A DE 10304559 A1 DE10304559 A1 DE 10304559A1
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DE
Germany
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transmission
planetary gear
component
electrical machine
torsional vibration
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2003104559
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German (de)
Inventor
Hubertus Doepke
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The torsion damping torque transmitting coupling for a motor vehicle transmission has a planetary drive (4) with an input (3), an output (5) and transmission components (9), also a support (3,5,6). The transmission components are connectable with the support in the rotary direction of the planetary drive over a damper (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine drehschwingungsdämpfende Drehmomentenübertragungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a torsional vibration damping Torque transfer device according to the generic term of claim 1.

Der Trend in der Entwicklung von Kraftfahrzeugmotoren führt zu stetig steigenden Motordrehmomenten, insbesondere bei Dieselmotoren. Da Verbrennungsmotoren intermittierend, das heißt taktweise arbeiten, kommt es im Antriebsstrang der Fahrzeuge zu Drehmomentschwankungen bzw. Drehungleichförmigkeiten. Die Frequenz der Drehmomentschwankungen hängt von der Drehzahl und von der Anzahl der Zylinder des Motors ab. Insbesondere bei niedrigen Drehzahlen treten die Drehungleichförmigkeiten als Klopf-, Schlag-, Rassel- oder Brummgeräusche unangenehm in Erscheinung. Bei Fahrzeugen mit Handschaltgetrieben werden zur Verringerung der Drehungleichförmigkeiten sogenannte „Zweimassenschwungräder" in den Antriebsstrang integriert. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetrieben wird zur Verringerung von Drehungleichförmigkeiten primär der hydrodynamische Wandler eingesetzt. Aufgrund der stetig steigenden Motordrehmomente ist man jedoch sowohl bei Zweimassenschwungrädern als auch bei hydrodynamischen Drehmomentwandlern an physikalische Grenzen bei der Dämpfung von Drehschwingungen gestoßen.The trend in the development of Motor vehicle engines leads to steadily increasing engine torques, especially in diesel engines. Since internal combustion engines come intermittently, i.e. work in cycles there are torque fluctuations or Rotational irregularities. The frequency of the torque fluctuations depends on the speed and on the number of cylinders in the engine. Especially at low Rotational speeds occur the rotational nonuniformities as knock, blow, Rattling or humming noises uncomfortable in appearance. For vehicles with manual transmissions So-called "dual-mass flywheels" are integrated in the drive train in order to reduce the rotational irregularities. In vehicles with automatic transmissions, the reduction of Rotational irregularities primarily the hydrodynamic Converter used. Because of the steadily increasing engine torques one is however, both with dual-mass flywheels and with hydrodynamic ones Torque converters to physical limits when damping Torsional vibrations encountered.

Der dynamische Drehungleichförmigkeitsanteil des Antriebsmoments führt im Antriebsstrang zu Resonanzen, die nicht nur zu Komfortnachteilen wie Vibrationen, Brummen oder Rasseln der Getriebeverzahnungen führen, sondern auch bei der Festigkeitsauslegung von Bauteilen berücksichtigt werden müssen.The dynamic rotational nonuniformity component of the drive torque leads in the drive train to resonances that are not only disadvantageous in terms of comfort such as vibrations, hum or rattling of the gear teeth, but also taken into account when designing the strength of components Need to become.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmomentenübertragungseinrichtung zu schaffen, die in den Antriebsstrang eines Fahrzeuges integrierbar ist und die zur Dämpfung von Drehschwingungen bei hohen Drehmomenten geeignet ist.The object of the invention is a Torque transfer device to create that can be integrated into the drive train of a vehicle is and for damping of torsional vibrations at high torques is suitable.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This task is due to the characteristics of claim 1 solved. Advantageous refinements and developments of the invention are the subclaims refer to.

Die Erfindung geht von einem Planetengetriebe aus, das einen Getriebeeingang, einen Getriebeausgang und eine im folgenden als „Übertragungskomponente" bezeichnete Getriebekomponente aufweist, die zur Drehmomentenübertragung vom Getriebeeingang an den Getriebeausgang vorgesehen ist. Das Planetengetriebe weist ferner eine Komponente auf, die ganz allgemein gesprochen als „Abstützeinrichtung" fungiert. Des weiteren ist eine Kupplung bzw. Bremse vorgesehen, mittels der die Übertragungskomponente des Planetengetriebes in Drehrichtung des Planetengetriebes mit der Abstützeinrichtung koppelbar ist.The invention is based on a planetary gear from which a transmission input, a transmission output and an im hereinafter referred to as "transmission component" transmission component has that for torque transmission is provided from the transmission input to the transmission output. The planetary gear also has a component that is generally speaking acts as a "support device". Furthermore a clutch or brake is provided, by means of which the transmission component of the planetary gear in the direction of rotation of the planetary gear the support device can be coupled.

Der Kern der Erfindung besteht darin, die Übertragungskomponente in Drehrichtung des Planetengetriebes seriell über die Kupplung bzw. Bremse und eine Dämpfungseinrichtung mit der Abstützkomponente zu verbinden.The essence of the invention is the transmission component in the direction of rotation of the planetary gear serially via the clutch or brake and a damping device with the support component connect to.

Wenn die Kupplung geöffnet ist, befindet sich das Planetengetriebe im Leerlaufzustand, das heißt vom Getriebeeingang kann kein Drehmoment auf den Getriebeausgang übertragen werden. Im geschlossenen Zustand hingegen kann Drehmoment vom Getriebeeingang auf den Getriebeausgang übertragen werden. Die Übertragungskomponente ist über die Kupplung und die Dämpfungseinrichtung mit der Abstützeinrichtung verbunden, so dass Drehmomentschwankungen, die über den Getriebeeingang in das Planetengetriebe eingeleitet werden durch die Dämpfungseinrichtung gedämpft bzw. herausgefiltert werden. Am Getriebeausgang des Planetengetriebes treten somit wesentlich kleinere Drehmomentschwankungen auf als am Getriebeeingang.When the clutch is open, the planetary gear is in idle state, i.e. from the gearbox input no torque can be transmitted to the gearbox output. In the closed In contrast, the state can transmit torque from the transmission input to the transmission output become. The transmission component is over the Coupling and the damping device with the support device connected so that torque fluctuations that occur through the transmission input the planetary gear can be initiated by the damping device muted or filtered out. At the gearbox output of the planetary gear therefore, significantly smaller torque fluctuations than at the transmission input.

Ein herkömmliches Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, einen Steg mit daran angeordneten Planetenrädern und ein damit kämmendes Hohlrad auf. Der Getriebeeingang und der Getriebeausgang sowie die Übertragungskomponente können jeweils durch eine dieser Komponenten des Planetengetriebes gebildet sein. Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht nur bei einem derartig „klassischen" Planetengetriebe mit Sonnenrad, Steg und Hohlrad anwendbar ist, sondern prinzipiell bei jedem Planetengetriebe.A conventional planetary gear has one Sun gear, a bridge with planet gears arranged thereon and a meshing with it Ring gear on. The transmission input and the transmission output as well as the transmission component can each formed by one of these components of the planetary gear his. Expressly it should be pointed out that the invention does not only apply to such a “classic” planetary gear is applicable with sun gear, land and ring gear, but in principle with every planetary gear.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Abstützkomponente fest in Bezug auf ein Gehäuse des Planetengetriebes angeordnet. Die Übertragungskomponente, die beispielsweise durch das Sonnenrad, Steg oder Hohlrad gebildet sein kann, ist also über die Kupplung und die Dämpfungseinrichtung in Drehrichtung fest mit dem Gehäuse des Planetengetriebes koppelbar.After a further development of the invention is the support component firm with respect to a housing the planetary gear arranged. The transmission component, the For example, be formed by the sun gear, web or ring gear can, is over the clutch and the damping device fixed to the housing in the direction of rotation of the planetary gear can be coupled.

Die Übertragungskomponente muss allerdings nicht unbedingt gegenüber dem Getriebegehäuse abgestützt sein. Die Übertragungskomponente kann über die Kupplung bzw. Bremse und die Dämpfungseinrichtung auch mit dem Getriebeeingang oder mit dem Getriebeausgang gekoppelt sein. Das heißt, die Abstützkomponente kann auch durch den Getriebeeingang oder durch den Getriebeausgang gebildet sein.The transmission component must but not necessarily opposite the gearbox supported his. The transmission component can about the clutch or brake and the damping device also with be coupled to the transmission input or to the transmission output. The is called, the support component can also be through the transmission input or through the transmission output be educated.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung stellt die in das Planetengetriebe integrierte Dämpfungseinrichtung nur eine von mehreren Drehschwingungsdämpfungseinrichtungen des Antriebsstranges dar. Vorzugsweise ist zusätzlich ein Zweimassenschwungrad vorgesehen, das seriell zu dem Planetengetriebe angeordnet ist. Vorzugsweise ist ein Ausgang des Zweimassenschwungrades mittelbar und unmittelbar mit dem Getriebeeingang des Planetengetriebes gekoppelt.After a further development of the invention provides only one damping device integrated in the planetary gear of several torsional vibration damping devices of the drive train. Preferably, there is also a dual-mass flywheel provided, which is arranged in series with the planetary gear. An output of the dual mass flywheel is preferably indirect and directly coupled to the transmission input of the planetary transmission.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner eine elektrischer Maschine vorgesehen, die einen Rotor aufweist, der in Drehrichtung mit einer der Getriebekomponenten des Planetengetriebes gekoppelt ist, das heißt mit dem Getriebeeingang, mit dem Getriebeausgang oder mit der Übertragungskomponente.According to a development of the invention furthermore, an electrical machine is provided which has a rotor which is coupled in the direction of rotation to one of the transmission components of the planetary transmission, that is to say to the transmission input, to the transmission output or to the transmission component.

Die elektrische Maschine weist zwei Betriebszustände auf, nämlich Motorbetrieb und Generatorbetriebe. Im Motorbetrieb arbeitet die elektrische Maschine als Motor und gibt Drehmoment an das Planetengetriebe ab. Im Generatorbetrieb hingegen nimmt die elektrische Maschine Drehmoment bzw. Leistung vom Planetengetriebe auf. Im Generatorbetrieb erzeugt die elektrische Maschine ein der Drehbewegung des Planetengetriebes entgegenwirkendes Gegendrehmoment. Vorzugsweise wird dieses Gegendrehmoment als weitere Maßnahme zur Dämpfung von Drehschwingungen eingesetzt. Hierzu ist eine Elektronik vorgesehen, welche im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine das von der elektrischen Maschine erzeugte Gegendrehmoment in Abhängigkeit von momentanen Betriebsparametern des Antriebsstranges verändert. Das von der elektrischen Maschine erzeugte Gegendrehmoment wird also in Abhängigkeit von der Drehzahl des den Antriebsstrang antreibenden Verbrennungsmotors derart gesteuert, dass es beispielsweise mit der Frequenz der Drehmomentschwankungen im Antriebsstrang variiert. Vorzugsweise wird das Gegendrehmoment der elektrischen Maschine so gesteuert bzw. moduliert, dass Drehmomentspitzen, die durch die intermittierende Arbeitsweise des Verbrennungsmotors entstehen, verringert werden.The electric machine has two operating conditions on, namely Engine operation and generator operations. The works in engine operation electrical machine as a motor and gives torque to the planetary gear from. In generator mode, however, the electrical machine takes Torque or power from the planetary gear. In generator mode the electrical machine generates a rotary motion of the planetary gear counteracting counter torque. This counter torque is preferred as a further measure for cushioning used by torsional vibrations. For this purpose, electronics are provided which in generator operation of the electrical machine is that of the electrical Machine generated counter torque depending on current operating parameters of the drive train changed. The counter torque generated by the electrical machine becomes so depending from the speed of the internal combustion engine driving the drive train controlled that it, for example, with the frequency of the torque fluctuations varies in the drive train. Preferably the counter torque the electrical machine is controlled or modulated so that torque peaks, by the intermittent operation of the internal combustion engine arise, be reduced.

Vorzugsweise wird das Gegendrehmoment der elektrischen Maschine periodisch auf Null verringert, so dass lediglich die Spitzen der Drehmomentschwankungen im Antriebsstrang abgebaut werden. Die Phasenlage des Gegendrehmoments der elektrischen Maschine kann durch ein in der Elektronik gespeichertes Kennfeld eingestellt werden. Alternativ dazu kann die Phasenlage des Gegendrehmoments der elektrischen Maschine durch einen Regelkreis geregelt werden.The counter torque is preferably the electrical machine periodically reduced to zero, so that only the peaks of the torque fluctuations in the drive train are reduced become. The phase position of the counter torque of the electrical machine can be set using a map stored in the electronics become. As an alternative to this, the phase position of the counter torque of the electrical machine can be regulated by a control loop.

Die elektrische Maschine kann einerseits als „Startergenerator" zum Starten des Verbrennungsmotors eingesetzt werden. Ferner kann die elektrische Maschine als Zusatzantrieb bzw. „Booster" verwendet werden, wenn maximale Antriebsleistung gefordert wird. Des weiteren kann mechanische Leistung vom Planetengetriebe abgezweigt und über die elektrische Maschine in elektrische Energie umgewandelt werden. Die elektrische Maschine erfüllt in diesem Zustand die Funktion einer herkömmlichen Lichtmaschine. Schließlich kann die elektrische Maschine, wie bereits erläutert, durch Modulation des Gegendrehmoments gezielt als weitere „Dämpfungseinrichtung" zur Dämpfung von Drehschwingungen im Antriebsstrang eingesetzt werden.The electrical machine can on the one hand as a "starter generator" for starting the Internal combustion engine are used. Furthermore, the electrical Machine can be used as an additional drive or "booster" when maximum drive power is required. Furthermore, mechanical power from the planetary gear branched off and over the electrical machine can be converted into electrical energy. The electrical machine met in this state the function of a conventional alternator. Finally, can the electrical machine, as already explained, by modulating the counter torque specifically as a further "damping device" for damping Torsional vibrations are used in the drive train.

Im folgenden wir die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following we use the invention of embodiments explained in connection with the drawing. Show it:

1 das Grundprinzip der Erfindung; 1 the basic principle of the invention;

2, 3 die kinematischen Verhältnisse der drei Grundvarianten der Erfindung; 2 . 3 the kinematic relationships of the three basic variants of the invention;

4a, 4b ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Übertragungskomponente mit der Ausgangswelle gekoppelt ist; 4a . 4b an embodiment in which the transmission component is coupled to the output shaft;

5a, 5b ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Übertragungskomponenten mit der Eingangswelle gekoppelt ist; 5a . 5b an embodiment in which the transmission components are coupled to the input shaft;

6a, 6b ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Übertragungskomponente mit dem Getriebegehäuse gekoppelt ist; 6a . 6b an embodiment in which the transmission component is coupled to the transmission housing;

7a, 7b ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehmomentenübertragungseinrichtung am Eingang eines Automatikgetriebes anstatt eines hydrodynamischen Wandlers angeordnet ist. 7a . 7b an embodiment in which the torque transmission device is arranged at the input of an automatic transmission instead of a hydrodynamic converter.

1 zeigt in stark schematisierter Darstellung einen Teilabschnitt eines Antriebsstrangs eines Fahrzeuges. Von der Kurbelwelle 1 eines Motors wird Motordrehmoment über ein Zweimassenschwungrad 2 dem Eingang 3 eines Planetengetriebes und über einen Ausgang 5 des Planetengetriebes 4 einem Handschaltgetriebe oder einem Automatikgetriebe zugeführt. 1 shows a highly schematic representation of a portion of a drive train of a vehicle. From the crankshaft 1 of an engine is engine torque via a dual mass flywheel 2 the entrance 3 a planetary gear and an output 5 of the planetary gear 4 a manual transmission or an automatic transmission.

Das Zweimassenschwungrad 2 ist eine aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannte Antriebsstrangkomponente bestehend aus zwei Scheiben, die in Drehrichtung elastisch über Torsionsfedern und Dämpfungselemente miteinander gekoppelt sind. In der stark schematisierten Darstellung der 1 ist hiervon lediglich eine Primärmasse 6 sowie eine Parallelschaltung einer Feder 7 und eines Torsionsschwingungsdämpfers 8 dargestellt. Die „Sekundärseite" des Zweimassenschwungrades 2 ist durch den Eingang des Planetengetriebes 4 gebildet. Zweimassenschwungräder werden bereits bei heutigen Fahrzeugen im Antriebsstrang verbaut, um Drehmomentspitzen abzubauen bzw. um Drehschwingungen, die über die Kurbelwelle 1 über den Antriebsstrang eingeleitet werden, zu dämpfen.The dual mass flywheel 2 is a drive train component well known from the prior art consisting of two disks which are elastically coupled to one another in the direction of rotation via torsion springs and damping elements. In the highly schematic representation of the 1 is only a primary mass 6 and a parallel connection of a spring 7 and a torsional vibration damper 8th shown. The "secondary side" of the dual mass flywheel 2 is through the input of the planetary gear 4 educated. Dual-mass flywheels are already installed in the drive train in today's vehicles in order to reduce torque peaks and torsional vibrations that occur via the crankshaft 1 to be initiated via the drive train to dampen.

Gemäß der Erfindung ist nun eine weitere „Maßnahme" zur Dämpfung von Drehschwingungen vorgesehen, die in das Planetengetriebe 4 integriert ist.According to the invention, a further “measure” is now provided for damping torsional vibrations that enter the planetary gear 4 is integrated.

Außer dem Eingang 3 und dem Ausgang 5 weist das Planetengetriebe 4 eine hier ganz allgemein als „Übertragungskomponente 9" bezeichnete Getriebekomponente auf.Except the entrance 3 and the exit 5 shows the planetary gear 4 one here in general as a "transmission component 9 " designated gear component.

Der Eingang 3 kann beispielsweise durch das Sonnenrad, der Ausgang 5 durch das Hohlrad und die Übertragungskomponente durch den Steg des Planetengetriebes gebildet sein. Jedoch ist auch jede andere funktionale Zuordnung des Eingangs 3, des Ausgangs 5 und der Übertragungskomponente 9 zu den einzelnen Komponenten eines Planetengetriebes denkbar.The entrance 3 can, for example, by the sun gear, the output 5 be formed by the ring gear and the transmission component by the web of the planetary gear. However, any other functional assignment of the input is also 3 , the exit 5 and the transmission component 9 to the individual components of a planetary ge drive possible.

Bei dem in 1 dargestellten schematisierten Ausführungsbeispiel ist die Übertragungskomponente über eine serielle Anordnung einer Feder-/Dämpferkombination 10, die durch eine Torsionsfeder 11 und ein Dämpfungselement 12 gebildet ist, sowie eine Kupplung bzw. Bremse 13 mit dem Getriebeausgang 5 in Drehrichtung koppelbar. Bei geöffneter Kupplung 13 befindet sich das Planetengetriebe 4 im Leerlauf, das heißt es ist kein Drehmoment vom Getriebeeingang 3 zum Getriebeausgang 5 übertragbar. Bei geschlossener Kupplung 13 ist der Getriebeeingang 3 mit dem Getriebe ausgang 5 gekoppelt, das heißt es ist ein Drehmoment übertragbar. Der Getriebeingang 3 ist elastisch gedämpft mit dem Getriebeausgang 5 gekoppelt. Das heißt, der Getriebeeingang 3 kann in Drehrichtung gegenüber dem Getriebeausgang 5 schwingen. Die Drehschwingungen werden durch die Feder-/Dämpferkombination 10 aufgefangen und verringert.At the in 1 The schematized exemplary embodiment shown is the transmission component via a serial arrangement of a spring / damper combination 10 by a torsion spring 11 and a damping element 12 is formed, and a clutch or brake 13 with the gearbox output 5 can be coupled in the direction of rotation. With the clutch open 13 is the planetary gear 4 at idle, that means there is no torque from the transmission input 3 to the gearbox output 5 transferable. When the clutch 13 is the transmission input 3 with the gearbox output 5 coupled, that is, a torque can be transmitted. The transmission input 3 is elastically damped with the gearbox output 5 coupled. That means the transmission input 3 can be in the direction of rotation relative to the gearbox output 5 swing. The torsional vibrations are due to the spring / damper combination 10 caught and diminished.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner eine elektrische Maschine 14 vorgesehen, die durch eine Steuerelektronik 15 gesteuert wird. Die elektrische Maschine 14 weist zwei Betriebsarten auf, nämlich Motorbetrieb und Generatorbetrieb.In the embodiment shown here is also an electrical machine 14 provided by control electronics 15 is controlled. The electrical machine 14 has two operating modes, namely motor operation and generator operation.

Im Motorbetrieb treibt die elektrische Maschine das Planetengetriebe 4 über die Übertragungskomponente an. Das heißt, der Rotor der elektrischen Maschine 14 steht in Wirkverbindung mit der Übertragungskomponente 9. Im Generatorbetrieb hingegen treibt das Planetengetriebe 4 über die Übertragungskomponente 9 die elektrische Maschine 14 an. Die elektrische Maschine 14 kann also zum Starten eines mit dem Antriebsstrang gekoppelten Verbrennungsmotors oder als Zusatzantrieb bzw. „Booster" eingesetzt werden. Während des Betriebs des Verbrennungsmotors kann die elektrische Maschine als Generator zur Stromerzeugung eingesetzt werden.The electric machine drives the planetary gear in motor operation 4 via the transmission component. That is, the rotor of the electrical machine 14 is in active connection with the transmission component 9 , In the generator mode, however, drives the planetary gear 4 via the transmission component 9 the electrical machine 14 on. The electrical machine 14 can therefore be used to start an internal combustion engine coupled to the drive train or as an additional drive or “booster”. During operation of the internal combustion engine, the electrical machine can be used as a generator for generating electricity.

Ferner kann im Generatorbetrieb die elektrische Maschine zur Dämpfung von Drehschwingung eingesetzt werden. Im Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine durch die Übertragungskomponente 9 angetrieben. Die elektrische Maschine erzeugt dabei ein „Gegendrehmoment". Das Gegendrehmoment kann durch die Steuerelektronik 15 während des Betriebs gezielt variiert werden. Durch Steuerung des Gegendrehmoments in Abhängigkeit vom Drehschwingungszustand des Antriebsstrangs können also zusätzlich Drehschwingungen abgebaut werden.Furthermore, the electrical machine can be used to dampen torsional vibration in generator operation. In generator mode, the electrical machine is operated by the transmission component 9 driven. The electrical machine generates a "counter torque". The counter torque can be controlled by the control electronics 15 can be specifically varied during operation. By controlling the counter torque depending on the torsional state of the drive train, torsional vibrations can also be reduced.

Der in 1 dargestellte Antriebsstrangabschnitt weist also insgesamt drei „Maßnahmen" zur Drehschwingungsreduzierung auf, nämlich

  • – das Zweimassenschwungrad 2
  • – die in das Planetengetriebe 4 integrierte Feder-/Dämpferkombination 10
  • – sowie die elektrische Maschine 14.
The in 1 The drive train section shown thus has a total of three “measures” for reducing torsional vibrations, namely
  • - the dual mass flywheel 2
  • - those in the planetary gear 4 integrated spring / damper combination 10
  • - as well as the electrical machine 14 ,

2 verdeutlicht die im Zusammenhang mit 1 erläuterten Zusammenhänge. Die durch die Feder-/Dämpferkombination 10 und die Kupplung bzw. Bremse 13 gebildete serielle Anordnung kann sowohl zwischen der Übertragungskomponente, die auch als „Reaktionswelle" bezeichnet werden kann, und der Eingangswelle 3 angeordnet sein oder alternativ dazu zwischen der Übertragungswelle bzw. Reaktionswelle 9 und der Ausgangswelle 5. Im Zustand „Leerlauf" ist die Kupplung 13 geöffnet. Im Fahrzustand ist die Kupplung 13 geschlossen. 2 clarifies the context of 1 explained relationships. The through the spring / damper combination 10 and the clutch or brake 13 The serial arrangement formed can exist between the transmission component, which can also be referred to as a “reaction wave”, and the input wave 3 be arranged or alternatively between the transmission wave or reaction wave 9 and the output shaft 5 , The clutch is in the "idle" state 13 open. The clutch is in the driving state 13 closed.

3 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der die durch die Feder-/Dämpferkombination 10 und die Kupplung 13 gebildete serielle Anordnung zwischen der Übertragungskomponente bzw. Reaktionswelle 9 und einem getriebefesten Bauteil 16, dass zum Beispiel durch das Getriebegehäuse gebildet sein kann, angeordnet ist. Auch hier ist im Leerlaufzustand die Kupplung 13 geöffnet und im Fahrzustand geschlossen. 3 shows a variant of the invention, in which by the spring / damper combination 10 and the clutch 13 formed serial arrangement between the transmission component or reaction wave 9 and a gear-fixed component 16 that, for example, can be formed by the gear housing. Here, too, the clutch is in neutral 13 open and closed when driving.

Bei dem in den 4a und 4b dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kurbelwelle 1 des Motors über ein Zweimassenschwungrad 2 mit einem Getriebeeingang 3 eines Planetengetriebes verbunden. Der Getriebeeingang 3 ist hier durch den Steg des Planetengetriebes gebildet. Am Steg bzw. Getriebeeingang 3 sind mehrere Planeten 17 gelagert, wobei hier nur ein Planet dargestellt ist. Die Planeten 17 kämmen mit dem Sonnenrad 5a, das hier mit dem Getriebeausgang 5 verbunden ist und mit dem Hohlrad, welches bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die „Übertragungskomponente 9" bildet. Die Getriebeausgangswelle 5 weist eine Bremsscheibe 5b auf und kann durch die Kupplung bzw. Bremse 13 in Drehrichtung mit der Übertragungskomponente 9 bzw. mit dem Hohlrad gekoppelt. Bei geschlossener Kupplung bzw. Bremse 13 ist somit die Übertragungskomponente 9, das Hohlrad in Drehrichtung elastisch über die Feder-/Dämpferkombination 10 und die Kupplung bzw. Bremse 13 mit dem Getriebeausgang 5 gekoppelt.In the in the 4a and 4b The illustrated embodiment is the crankshaft 1 of the engine via a dual mass flywheel 2 with a gearbox input 3 a planetary gear connected. The transmission input 3 is formed here by the web of the planetary gear. At the dock or gearbox input 3 are multiple planets 17 stored, only one planet is shown here. The planets 17 comb with the sun gear 5a that here with the gearbox output 5 is connected and with the ring gear, which in the exemplary embodiment shown here is the “transmission component 9 "forms. The transmission output shaft 5 has a brake disc 5b on and can by the clutch or brake 13 in the direction of rotation with the transmission component 9 or coupled to the ring gear. With clutch or brake closed 13 is therefore the transmission component 9 , the ring gear elastic in the direction of rotation via the spring / damper combination 10 and the clutch or brake 13 with the gearbox output 5 coupled.

Die Übertragungskomponente 9 steht auch hier in Wirkverbindung mit der elektrischen Maschine 14, die durch die Steuerelektronik 15 angesteuert wird. Wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert, sind somit auch hier insgesamt drei Dämpfungseinrichtungen zur Dämpfung von Drehschwingungen vorgesehen, nämlich das Zweimassenschwungrad 2, die in das Planetengetriebe integrierte Feder-/Dämpferkombination 10 sowie die im Generatorbetrieb als Drehschwingungsdämpfung fungierende elektrische Maschine 14.The transmission component 9 is also in active connection with the electrical machine 14 by the control electronics 15 is controlled. As already related to 1 explained, a total of three damping devices for damping torsional vibrations are provided here, namely the dual mass flywheel 2 , the spring / damper combination integrated in the planetary gear 10 as well as the electrical machine acting as a torsional vibration damping in generator operation 14 ,

Die 5a und 5b zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Kurbelwelle 1 über das Zweimassenschwungrad 2 mit dem Getriebeeingang 3 verbunden ist, der hier ebenfalls durch den Steg des Planetengetriebes gebildet ist. Auf dem Getriebeeingang bzw. Steg 3 sind Planeten 17 gelagert, die mit dem Sonnenrad 5a des Getriebeausgangs und der durch das Hohlrad gebildeten Übertragungskomponente 9 kämmen. Die Feder-/Dämpferkombination 10 und die Kupplung bzw. Bremse 14 sind hier zwischen dem den Getriebeeingang bildenden Steg und der Übertragungskomponente 9, das heißt dem Hohlrad angeordnet. Auch hier steht die elektrische Maschine 14 in Wirkverbindung mit der Übertragungskomponente 9.The 5a and 5b show an embodiment in which the crankshaft 1 via the dual mass flywheel 2 with the gearbox input 3 is connected, which is also formed here by the web of the planetary gear. On the gearbox input or bridge 3 are planets 17 stored with the sun gear 5a of the transmission output and the transmission component formed by the ring gear 9 comb. The spring / damper combination 10 and the clutch or brake 14 are here between the web forming the transmission input and the transmission component 9 , that is, the ring gear. The electrical machine is also here 14 in operative connection with the transmission component 9 ,

Die 6a und 6b zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Kurbelwelle 1 über das Zweimassenschwungrad 3 mit dem Getriebeeingang 3 des Planetengetriebes verbunden ist, der hier ebenfalls durch den Steg gebildet ist. Auf dem Getriebeeingang bzw. Steg 3 sind Planeten 17 gelagert, die mit dem Sonnenrad 9a, das hier durch die Übertragungskomponente 9 gebildet ist und mit dem Hohlrad 5a, das hier durch den Getriebeausgang 5 gebildet ist, kämmen.The 6a and 6b show an embodiment in which the crankshaft 1 via the dual mass flywheel 3 with the gearbox input 3 of the planetary gear is connected, which is also formed here by the web. On the gearbox input or bridge 3 are planets 17 stored with the sun gear 9a that here by the transmission component 9 is formed and with the ring gear 5a that here through the gearbox output 5 is formed, comb.

Die Übertragungskomponente 9 kann hier über die Feder-/Dämpferkombination 10 und die Kupplung 13 mit der getriebefesten Komponente 16, die beispielsweise durch das Getriebegehäuse gebildet ist, gekoppelt werden.The transmission component 9 can here about the spring / damper combination 10 and the clutch 13 with the gear-fixed component 16 , which is formed, for example, by the gear housing.

Die elektrische Maschine 14 steht bei dem in den 6a, 6b gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Antriebsscheibe 3a mit dem Getriebeeingang bzw. Steg 3 in Verbindung.The electrical machine 14 it says in the 6a . 6b Embodiment shown via a drive pulley 3a with the gearbox input or bridge 3 in connection.

Bei dem in den 7a und 7b gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kurbelwelle 1 über das Zweimassenschwungrad 2 mit dem durch den Steg des Planentengetriebes gebildeten Getriebeeingang verbunden. Auf dem Getriebeeingang bzw. Steg sind mehrere Planeten 17 gelagert, die mit einem Hohlrad 21 und mit der Übertragungskomponente 9 kämmen. Das Hohlrad 21 ist über eine Kupplung bzw. Bremse 18 mit einem ersten Ausgang 5' koppelbar. Der Getriebeeingang bzw. Steg 3 bildet ferner einen zweiten Getriebeausgang 5'', der über Kupplungen bzw. Bremsen 19, 20 mit Abtriebselementen 22 bzw. 23 koppelbar ist. Die Übertragungskomponente 9 ist hier über die Feder- /Dämpferkombination 10 ständig mit einer getriebefesten Komponente bzw. mit dem Getriebegehäuse 16 verbunden.In the in the 7a and 7b The embodiment shown is the crankshaft 1 via the dual mass flywheel 2 connected to the transmission input formed by the web of the planetary gear. There are several planets on the gearbox input or web 17 stored with a ring gear 21 and with the transmission component 9 comb. The ring gear 21 is via a clutch or brake 18 with a first exit 5 ' coupled. The gearbox input or web 3 also forms a second transmission output 5 '' that about clutches or brakes 19 . 20 with output elements 22 respectively. 23 can be coupled. The transmission component 9 is here via the spring / damper combination 10 constantly with a gear-fixed component or with the gear housing 16 connected.

Die elektrische Maschine 14 steht hier in Wirkverbindung mit einer Antriebsscheibe 3a des Getriebeeingangs 3.The electrical machine 14 is in operative connection with a drive pulley 3a of the transmission input 3 ,

Die gesamte in den Ausführungsbeispielen beschriebene Einheit ist als modulares System sowohl für Stufenautomatikgetriebe als auch für automatisierte Schaltgetriebe einsetzbar. In Ergänzung zu dem heute bereits bekannten Stand der Technik bei Zweimassenschwungrädern wird mit der Erfindung ein zusätzliches passives Dämpfungspotential für Drehungleichförmigkeiten aufgezeigt, das sich durch mehrere Parameter abstimmen lässt. Mit der elektrischen Maschine ist eine aktive Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten möglich. Hiermit können gezielt einzelne oder mehrere Frequenzanteile von Drehschwingungen im Antriebsstrang ausgeglichen werden. Ein wesentlicher Vorteil besteht ferner darin, dass mit der drehzahladaptiven Ansteuerung des Generatorgegenmoments Drehschwingungen gedämpft und gleichzeitig die mechanische Energie in elektrische Energie für das Bordnetz umgewandelt werden kann.The entire described in the exemplary embodiments The unit is a modular system for both automatic transmissions as well also for automated manual transmission can be used. In addition to that already today known prior art for dual mass flywheels with the invention an additional passive damping potential for rotational irregularities demonstrated that can be coordinated by several parameters. With the electrical machine is an active damping of rotational irregularities possible. This allows you to target single or multiple frequency components of torsional vibrations in the drive train be balanced. Another major advantage is that with the speed-adaptive control of the generator counter torque Damped torsional vibrations and at the same time mechanical energy into electrical energy for the Vehicle electrical system can be converted.

Claims (8)

Drehschwingungsdämpfende Drehmomentübertragungseinrichtung für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, mit einem Planetengetriebe (4), das einen Getriebeeingang (3), einen Getriebeausgang (5) und eine Übertragungskomponente (9) aufweist, die zur Drehmomentenübertragung vom Getriebeeingang (3) auf den Getriebeausgang (5) vorgesehen ist, und einer Abstützeinrichtung (3, 5, 16) dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungskomponente (9) in Drehrichtung des Planetengetriebes über eine Dämpfungseinrichtung (10) mit der Abstützeinrichtung (3, 5, 16) koppelbar ist.Torsional vibration damping torque transmission device for the drive train of a vehicle, with a planetary gear ( 4 ) which has a transmission input ( 3 ), a transmission output ( 5 ) and a transmission component ( 9 ) which is used for torque transmission from the transmission input ( 3 ) on the gearbox output ( 5 ) is provided, and a support device ( 3 . 5 . 16 ) characterized in that the transmission component ( 9 ) in the direction of rotation of the planetary gear via a damping device ( 10 ) with the support device ( 3 . 5 . 16 ) can be coupled. Drehschwingungsdämpfende Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Übertragungskomponente (9) in Drehrichtung des Planetengetriebes (4) seriell über eine Kupplung (13) und die Dämpfungseinrichtung (10) mit der Abstützeinrichtung (3, 5, 16) verbunden ist, wobei die Übertragungskomponente (9) mittels der Kupplung (13) in Drehrichtung des Planetengetriebes mit der Abstützeinrichtung (3, 5, 16) koppelbar ist.Torsional vibration damping torque transmission device according to claim 1, wherein the transmission component ( 9 ) in the direction of rotation of the planetary gear ( 4 ) serial via a coupling ( 13 ) and the damping device ( 10 ) with the support device ( 3 . 5 . 16 ) is connected, the transmission component ( 9 ) by means of the clutch ( 13 ) in the direction of rotation of the planetary gear with the support device ( 3 . 5 . 16 ) can be coupled. Drehschwingungsdämpfende Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Zweimassenschwungrad (2) vorgesehen ist, das seriell zu dem Planetengetriebe angeordnet ist, wobei ein Ausgang des Zweimassenschwungrades (2) mit dem Getriebeeingang (3) des Planetengetriebes drehgekoppelt ist.Torsional vibration damping torque transmission device according to claim 1 or 2, wherein a dual mass flywheel ( 2 ) is provided, which is arranged in series with the planetary gear, an output of the dual-mass flywheel ( 2 ) with the gearbox input ( 3 ) of the planetary gear is rotationally coupled. Drehschwingungsdämpfende Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine elektrische Maschine (14) vorgesehen ist, die einen Rotor aufweist, der in Wirkverbindung mit einer Komponente des Planetengetriebes steht, wobei elektrische Maschine (14) entweder als Motor arbeitet und Drehmoment an das Planetengetriebe abgibt, oder als Generator und dabei Drehmoment vom Planetengetriebe aufnimmt.Torsional vibration damping torque transmission device according to one of claims 1 to 3, wherein an electrical machine ( 14 ) is provided which has a rotor which is operatively connected to a component of the planetary gear, electrical machine ( 14 ) either works as a motor and delivers torque to the planetary gear, or as a generator and absorbs torque from the planetary gear. Drehschwingungsdämpfende Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine (14) das von der elektrischen Maschine (14) erzeugte Gegendrehmoment durch eine Elektronik (15) veränderbar ist, wobei das Gegendrehmoment in Abhängigkeit von momentanen Betriebsparametern des Antriebsstranges so gesteuert wird, dass über den Getriebeeingang (3) in das Planetengetriebe eingeleitete Drehschwingungen am Getriebeausgang (5) verringert bzw. ausgelöscht werden.Torsional vibration damping torque transmission device according to claim 4, wherein in generator operation of the electrical machine ( 14 ) that of the electrical machine ( 14 ) counter torque generated by electronics ( 15 ) can be changed, with the counter torque being controlled as a function of current operating parameters of the drive train in such a way that the transmission input ( 3 ) torsional vibrations introduced into the planetary gear at the gear output ( 5 ) can be reduced or canceled. Drehschwingungsdämpfende Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abstützkomponente fest in Bezug auf das Getriebegehäuse (16) angeordnet ist bzw. Teil des Getriebegehäuses (16) ist.Torsional vibration damping torque transmission device according to one of claims 1 to 5, wherein the support component fixed with respect to the transmission housing ( 16 ) is arranged or part of the gear housing ( 16 ) is. Drehschwingungsdämpfende Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abstützkomponente durch den Getriebeeingang (3) gebildet ist.Torsional vibration damping torque transmission device according to one of claims 1 to 5, wherein the support component through the transmission input ( 3 ) is formed. Drehschwingungsdämpfende Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abstützkomponente durch den Getriebeausgang (5) gebildet ist.Torsional vibration damping torque transmission device according to one of claims 1 to 5, wherein the support component through the transmission output ( 5 ) is formed.
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