DE3023277A1

DE3023277A1 - Automobile engine with automatic gearbox - has auxiliary clutch and flywheel to restart engine after decelerating operation with engine off

Info

Publication number: DE3023277A1
Application number: DE19803023277
Authority: DE
Inventors: Ernst-August Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Honig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-06-21
Filing date: 1980-06-21
Publication date: 1982-01-14

Abstract

The engine (1) is connected to an automatic gearbox (3) through a hydraulic clutch (2). In addition to a hydrodynamic tongue converter, the gearbox has epicyclic gear trains with band brakes and clutches (6-9) to change the overall ratio. The crankshaft is extended (4a) on the side opposite the hydraulic clutch to a mechanical clutch (13) which is operated by a servo mechanism. The mechanical clutch can couple the engine to a flywheel (14). The engine is switched off under braking conditions, when the vehicle tends to drive the engine. It is restarted by coupling to the flywheel. This permits the engine to be switched off over a wider range of conditions.

Description

Antriebsaggregat für Fahrzeuge Drive unit for vehicles

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsaggregat für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a drive unit for vehicles, in particular motor vehicles, according to the preamble of claim 1.

Antriebsaggregate dieser Bauart, bei denen im Leerlauf- oder Schubbetrieb, das heißt dann, wenn der Antriebsmotor das Fahrzeug nicht mehr antreibt, sondern das Fahrzeug steht oder von seiner Masse angetrieben wird, der Antriebsmotor abgeschaltet wird, um Kraftstoff - -einzusparen, sind an sich bereits vorgeschlagen worden. Bei Beendigung des Leerlauf- oder Schubbetriebs wird der Antriebsmotor wieder angeworfen, wobei entweder die Wagenmasse zur Beschleunigung des Antriebsmotors herangezogen wird, was durch Wiedereinrücken einer den Antriebsmotor von den angetriebenen Rädern trennenden Kupplung erfolgt, oder aber der Antriebsmotor muß durch einen Anlassermotor angeworfen werden. Während im ersteren Fall die Abschaltung des Motors nur auf bestimmte Letriebszustände oberhalb einer für das Anwerfen des Antriebsmotors ausreichenden Mindestdrehzahl der Getriebeeingangswelle beschränkt bleibt und folglich der Motor bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten und Stillstandsphasen des Fahrzeugs in Betrieb bleiben muß, ergibt sich im anderen Fall durch das häufige Anwerfen des Motors über den Anlassermotor eine erhebliche Belastung des den Anlassermotor speisenden elektrischen Bordnetzes.Drive units of this type, in which in idling or overrun operation, that is, when the drive motor no longer drives the vehicle, but the vehicle is stationary or is driven by its mass, the drive motor is switched off in order to save fuel have already been proposed per se. at End of idling or overrun, the drive motor is restarted, where either the car mass is used to accelerate the drive motor is what is done by re-engaging the drive motor from the driven wheels separating clutch takes place, or the drive motor must be by a starter motor be started. While in the former case the engine shutdown only on certain Operating states above a level that is sufficient to start the drive motor Minimum speed of the transmission input shaft remains limited and consequently the engine in operation at low speeds and when the vehicle is at a standstill must remain, in the other case results from the frequent starting of the engine the starter motor a significant load on the starter motor feeding electrical on-board network.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Antriebsaggregat der eingangs genannten Bauart zu schaffen, mit dessen Hilfe einerseits die Abschaltung des Antriebsmotors immer dann erfolgen kann, wenn der Fahrzeugführer das Gaspedal freigibt und bei dem zunanderen ohne großen Energieaufwand die Möglichkeit zum Wiederanwerfen des Antriebsmotors besteht.The object on which the invention is based is therefore to provide a To create drive unit of the type mentioned, with the help of which on the one hand the drive motor can always be switched off when the vehicle driver releasing the accelerator pedal and with the other without great expenditure of energy the possibility to restart the drive motor.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Eemnzeichen des Patentanspruchs. Es ist zwar schon für Antriebsaggregate mit herkömmlichen mechanischen Schaltgetrieben bekannt, das dem Antriebsmotor zugeordnete Schwungrad mittels einer Kupplung in Schubbetriebsphasen und Stillstandszeiten des Fahrzeugs vom Motor abzukuppeln, um seine kinetische Energie für das Wiederanwerfen des Motors nach Beendigung der Abschaltphasen zu verwenden. Dabei war dieses Schwungrad allerdings auf der dem Schaltgetriebe zugewandten Seite des Antriebsmotors unmittelbar vor der herkömmlichen Trenn- oder Schaltkupplung angeordnet, die zum zugkraftfreien Schalten des Schaltgetriebes betätigt wird. Diese Schaltkupplung wurde im übrigen in Stillstandsphasen des Fahrzeugs sowie in Schubbetriebsphasen wenigstens dann automatisch ausgerückt, wenn die Drehzahl der Getriebeeingangswelle eine Mindestdrehzahl unterschritt.The solution to this problem results from the Eemnzeichen of the claim. It is true for drive units with conventional mechanical gearboxes known, the flywheel assigned to the drive motor by means of a clutch in Decoupling overrun phases and downtimes of the vehicle from the engine in order to its kinetic energy for restarting the engine after the shutdown phase has ended to use. However, this flywheel was on top of the manual gearbox facing side of the drive motor immediately before the conventional separation or Clutch arranged, which is operated for tensile-free shifting of the gearbox will. This clutch was also used when the vehicle was at a standstill automatically disengaged in overrun phases at least when the speed the gearbox input shaft fell below a minimum speed.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines separaten Schwungrades auf der dem automatischen Getriebe abgewandten Seite der Kurbelwelle des Antriebsmotors wird zum einen sichergestellt, daß das automatische Getriebe bis auf eine Anderung der Steuerung ohne sonstige konstruktive Veränderungen übernommen werden kann; andererseits bietet die separate Anordnung des Schwungrades die Möglichkeit, dieses nur noch nach den Anforderungen auslegen zu können, die sich aus dem Speicherbetrieb bei ausgerückter Kupplung ergeben.Due to the inventive arrangement of a separate flywheel on the side of the crankshaft of the drive engine facing away from the automatic transmission on the one hand, it ensures that the automatic gearbox except for one change the control can be taken over without any other constructive changes; on the other hand the separate arrangement of the flywheel offers the possibility of this only to be able to interpret according to the requirements arising from the storage operation disengaged clutch.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen.Appropriate refinements of the invention result from the subclaims.

In der Zeichnung ist in schematischer DarstFllurgsweise ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt dabei ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Antriebsaggregats, das insbesondere für den Antrieb von Eraftfahrzeugen geeignet ist.The drawing shows an exemplary embodiment in a schematic representation the invention shown, which is explained in more detail below. The drawing shows a circuit diagram of the drive unit according to the invention, in particular is suitable for driving electric vehicles.

In der Zeichnung ist mit 1 der aus einer herkömmlichen Eubkolben-Drennkraftmaschine bestehende Antriebsmotor bezeichnet1 dem ein aus einem hydrodynamischen Wandler 2 und einem mechanischen Planetengetriebe 3 mit zugeordneten Schaliglieder 6 - 9 bestehendes automatisches Getriebe nachgeschaltet ist. Dabei ist mit 5 eine mit dem Pumpenrad des Drehmomentwandlers 2 verbundene Welle bezeichnet, die die Getriebeeingangswelle darstellt und über Kupplungen 6 bzw. 7 mit dem Einrad des ersten Planetensatzes bzw. mit dem gemeinsamen Sonnenrad beider Planetensätze 11 verbindbar ist. Mit 8 ist eine Bandbremse bezeichnet, während mit 9 eine den Planetenträger des zweiten Planetensatzes festlegende Lamellenbremse angegeben ist, die parallel zu einem Freilauf 10 angeordnet ist. 12 stellt das Antriebsritzel des Getriebes 3 dar, das über ein hier nicht dargestelltes Ausgleichgetriebe mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs verbindbar ist.In the drawing, 1 is the one from a conventional Eubkolben rotary engine existing drive motor denotes1 the one consisting of a hydrodynamic converter 2 and a mechanical planetary gear 3 with associated switching elements 6-9 existing automatic transmission is connected downstream. With 5 there is one with the shaft connected to the impeller of the torque converter 2, which is the transmission input shaft represents and via clutches 6 and 7 with the unicycle of the first planetary set or can be connected to the common sun gear of both planetary sets 11. With 8 is a band brake, while 9 is the planet carrier of the second Planetary set fixing multi-disc brake is specified, which is parallel to a freewheel 10 is arranged. 12 shows the drive pinion of the transmission 3, which has a Differential gear, not shown here, with the drive wheels of the vehicle is connectable.

An der dem automatischen Getriebe 2, 3 abgewandten Seite des Antriebsmotors 1 ist an dem Wellenstumpf 4a der Kurbelwelle 4 eine hilfskraftbetätigbare Kupplung 13, beispielsweise in Form einer hydraulisch betätigbaren Lamellenkupplung, angeordnet, die die Kurbelwelle mit einem auf einem Steg 16 des Motorgehäuses 17 mittels einer Lagerung 15 drehbar gelagerten Schwungrad 14 verbindet. Diesem Schwungrad 14 zugeordnet ist ein Anlassermotor 18, der beispielsweise mit einem konisch ausgebildeten Reibrad 19 an dem Außenumfang des Schwungrades angreift.On the side of the drive motor facing away from the automatic transmission 2, 3 1 is on the stub shaft 4a of the crankshaft 4 a clutch that can be actuated by an auxiliary force 13, for example in the form of a hydraulically actuated multi-plate clutch, arranged, which the crankshaft with a on a web 16 of the engine housing 17 by means of a Storage 15 rotatably mounted flywheel 14 connects. Associated with this flywheel 14 is a starter motor 18, for example with a conical friction wheel 19 engages the outer periphery of the flywheel.

Während des normalen Fahrbetriebs des Fahrzeugs ist die Kupplung 13 eingerückt, so daß das Schwungrad 14 mit dem das Fahrzeug über das automatische Getriebe 2,3 antreibenden Antriebsmotor 1 verbunden ist und mit dessen Drehzahl umläuft. In St7lstandsDh2sell oder im Schubbetrieb, das heißt wenn das rollende Fahrzeug bei im wesentlichen freigegebenen Gaspedal den Antriebsmotor antreiben würde, praktisch also immer dann, wenn das Gas- oder Fahrpedal freigegeben wird, wird die Vorwärtskupplung 6 und neben dieser auch die Schwungradkupplung 13 durch die hier nicht gezeigten Servomittel automatisch ausgerückt, so daß der Motor abgeschaltet werden kann. Das Schwungrad läuft dann mit aufgrund der geringen, vorhandenen Verluste nur mäßig fallender Drehzahl weiter um und bietet bei Beendigung einer Betriebsphase mit abgeschaltetem Antriebsmotor die Möglichkeit, den Motor wieder anzuwerfen. Dazu muß die Schwungradkupplung 13 eingerückt werden, was beispielsweise bei erneuter Betätigung des Gaspedals erfolgen kann.During normal driving of the vehicle, the clutch 13 is engaged so that the flywheel 14 with the vehicle on the automatic Gear 2,3 driving drive motor 1 is connected and with its speed running around. In St7lstandsDh2sell or in push mode, that is, when the rolling Drive the vehicle with the accelerator pedal essentially released would, practically always when the accelerator or accelerator pedal is released becomes, the forward clutch 6 and in addition to this also the flywheel clutch 13 automatically disengaged by the servo means, not shown here, so that the motor can be switched off. The flywheel then runs with due to the low, existing Losses only moderately falling speed further around and offers when terminating a Operating phase with the drive motor switched off, the possibility of restarting the motor to start. For this purpose, the flywheel clutch 13 must be engaged, which for example can be done when the accelerator pedal is pressed again.

Um auch bei länger andauernden Schubbetriebsphasen oder verkehrsbedingten Stillstandszeiten des Fahrzeugs, bei denen jetzt der Motor ebenfalls abgeschaltet werden kann, sicherzustellen, daß das Schwungrad immer eine genügend hohe Drehzahl aufweist, die ausreicht, um den Antriebsmotor bei erneuter Betätigung des Gaspedals wieder anzuwerfen, wird mittels eines hier nicht gezeigten Steuergerätes, das die Drehzahl des Schwungrades ständig mißt, der Anlassermotor 18 bei Bedarf kurzzeitig zugeschaltet. Der Anlasser bringt dann das unter die Ansprechdrehzahl abgesunkene Schwungrad wieder auf eine höhere Drehzahl, die ausreicht, den Antriebsmotor anzuwerfen. Bei längeren Stillstands- oder Schubbetriebsphasen kann sich dieser Vorgang des Anlassereingriffs zur Erhöhung der Drehzahl des Schwungrades mehrfach wiederholen, so daß trotz stehendem Motor und möglicherweise auch stehendem Fahrzeug eine jederzeitige Startbereitschaft des Motors gegeben ist.In order to be able to do so even in the case of long-term overrun phases or traffic-related Vehicle downtimes during which the engine is now also switched off can be to ensure that the flywheel always has a sufficiently high speed has, which is sufficient to the drive motor when the accelerator pedal is pressed again to start again, is by means of a control device, not shown here, that the The speed of the flywheel constantly measures the starter motor 18 briefly if necessary switched on. The starter then brings that which has dropped below the response speed Flywheel back to a higher speed that is sufficient to start the drive motor. This process of the Repeat starter intervention several times to increase the speed of the flywheel, so that in spite of the engine and possibly also the vehicle being stationary, a constant The engine is ready to start.

Beim erneuten Betätigen des Gaspedals wird dann zunächst die Schwungradkupplung 13 zum Anwerfen des Antriebsmotors 1 über das Schwungrad 14 eingerückt, worauf anschließend die Vorwärtskupplung 6 bzw. eine entsprechende, den Antriebsmotor von den Antriebsrädezz abkuppelnde Eupplung eingerückt wird.When the accelerator pedal is pressed again, the flywheel clutch is activated first 13 is engaged to start the drive motor 1 via the flywheel 14, whereupon subsequently the forward clutch 6 or a corresponding one, the drive motor from the Antriebsrädezz uncoupling clutch is engaged.

Während ohne das erfindungsgemäße Schwungrad bei mit Automatikgetrieben ausgerüsteten Fahrzeugen eine Motorabschaltung nur während höherer Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs durch Ausrücken der Vorwärtskupplung 6 möglich wäre, da bei geringeren Fahrgeschwindigkeiten ein sicheres Anlassen des Motors über die Wagenmasse nicht sichergestellt ist, ergibt sich jetzt auch die Möichkeit, bei verkehrsbedingten Stillstandszeiten, wie dies sehr häufig im Stadtverkehr festzustellen ist, den Motor abzuschalten. Da dann weder Kraftstoffverbrauch noch Abgase erzeugt werden, ergeben sich gerade für solche Betriebszustände wesentliche Verbesserungen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebsaggregates besteht darin, keine Änderungen an den herkömmlichen Automatik-Getrieben vornehmen zu müssen, sofern dessen Steuerung außer Acht gelassen wird, die selbstverständlich auf einen solchen Motorabschaltbetrieb im Schubbetrieb eingestellt werden muß. Das erfindungsgemäße Schwungrad kann im übrigen auch zum Starten des Motors herangezogen werden, indem zunächst bei ausgerückter Kupplung 13 das Schwungrad mittels des Anlassermotors 18 angeworfen und auf eine ausreichend hohe Drehzahl gebracht wird und anschließend durch Einrücken der Kupplung 13 der Motor angeworfen wird. Insbesondere für den Kaltstart ergeben sich dabei wesentliche Verbesserungen.While without the flywheel according to the invention with automatic transmissions vehicles equipped with an engine shutdown only at higher driving speeds of the vehicle by disengaging the forward clutch 6 would be possible, as with lower Driving speeds a safe starting of the engine via the vehicle mass does not ensured is, there is now the possibility of traffic-related The engine is idle, as is very often the case in city traffic switch off. Since then neither fuel consumption nor exhaust gases are generated There are significant improvements, especially for such operating conditions. Another The advantage of the drive unit according to the invention is that there are no changes to have to do with the conventional automatic gearbox, provided that it is controlled which is of course disregarded on such an engine shutdown operation must be set in overrun mode. The flywheel according to the invention can in The rest can also be used to start the engine by initially disengaged Clutch 13 thrown the flywheel by means of the starter motor 18 and on a sufficiently high speed is brought and then by engaging the clutch 13 the engine is started. This results in particular for a cold start significant improvements.

Claims

AN SPRtrC HE 9 Drive unit for vehicles, especially motor vehicles, with one consisting of a reciprocating internal combustion engine in overrun phases disengageable drive motor and a downstream, from a hydrodynamic Automatic torque converter and a mechanical planetary gear set Transmission, characterized in that the hydrodynamic-mechanical transmission (2 3) side facing away from the drive motor (i) a coupling (13) for connection the Eurbel shaft (4) of the drive motor with a rotatably mounted flywheel (14) is provided.

2. Drive unit according to claim 1, characterized in that the clutch (i3) automatically depending on the position of the accelerator pedal by means of Assistant can be operated.

3. Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that that a drive (18, 19) for starting and maintaining a minimum speed of the flywheel (14) is provided when the clutch (13) is disengaged.