DE10043856A1 - Mehrfach-Antriebseinheit - Google Patents

Mehrfach-Antriebseinheit

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DE10043856A1
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Germany
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flywheel
dynamo
drive unit
multiple drive
vehicle engine
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Michinori Shimizu
Kazuhiko Morimoto
Hiroshi Ohsawa
Yoshiaki Omata
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Suzuki Motor Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • 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
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0061—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B60K17/02—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Antriebseinheit zum Positionieren des Trägheitsmoments eines Schwungrads benachbart zu einem Ende der Kurbelwelle, damit diese ein verringertes Ausmaß an Biegespannung und Torsionsschwingung aufnehmen muß. Die Mehrfach-Antriebseinheit umfaßt ein Schwungrad, das auf einer Kurbelwelle an einem Ende derselben angeordnet ist, wobei das Schwungrad durch ein scheibenartiges erstes Schwungrad und ein zweites Schwungrad gebildet ist, wobei das erstgenannte Schwungrad in Richtung zum Fahrzeugmotor positioniert ist, während das zuletzt genannte Schwungrad in Richtung auf ein Getriebe positioniert ist. Ein Drehsensor und eine Dynamomaschine sind beide zwischen den ersten und zweiten Schwungrädern sowie in dieser Abfolge ausgehend von der Seite des Fahrzeugmotors angeordnet, wobei eine flanschartige Kupplungsaufnahmefläche auf dem zweiten Schwungrad an einem Ende desselben in Richtung zum Getriebe angeordnet ist, und wobei eine Kupplung an der Kupplungsaufnahmefläche angebracht und durch ein Getriebegehäuse des Getriebes abgedeckt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfach- Antriebseinheit für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die Er­ findung eine verbesserte Mehrfach-Antriebseinheit, die dazu ausgelegt ist, das Trägheitsmoment eines Schwungsrads, welches benachbart zu einem Ende einer Kurbelwelle angeordnet ist, aus­ zunutzen, damit die Kurbelwelle einem verringerten Ausmaß an Biegespannung und Torsionsschwingung ausgesetzt ist.
Unter Fahrzeugen ist ein solches bekannt, das als Hybridfahr­ zeug bezeichnet ist und sowohl einen Fahrzeugmotor (Verbren­ nungs- bzw. Dieselmotor) und eine Dynamomaschine (einen Elek­ tromotor) aufweist, die als Energiequelle vorgesehen sind. Bei dem Hybridfahrzeug ist die Dynamomaschine zwischen dem Fahr­ zeugmotor und einem Getriebe angeordnet, wodurch eine Mehrfach- Antriebseinheit gebildet ist.
Eine derartige Mehrfach-Antriebseinheit ist in der geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 62-29979, erteilt als Patent Nr. 2708469, und in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 9-215270, Nr. 10-80098 und Nr. 11-78555 offenbart.
In den vorstehend genannten Offenlegungsschriften Nrn. 10-80098 und 11-78555 werden Beispiele herkömmlicher Mehrfach- Antriebseinheiten offenbart. Bei diesen Beispielen ist die Dy­ namomaschine zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Schwungrad angeordnet.
In diesen Druckschriften ist jedoch offenbart, daß das Schwung­ rad beabstandet von der Kurbelwelle angeordnet ist. Diese Art einer Positionierung hat den Nachteil, daß Schwingungen die Kurbelwelle veranlassen, einem erhöhten Ausmaß an Biegespannung und Torsionsschwingung zu unterliegen, was im praktischen Ein­ satz von Nachteil ist.
Außerdem steht einer Dynamomaschine ein Anlassermotor im Weg, der in Richtung auf den Fahrzeugmotor angeordnet ist. Folglich kann der Anlassermotor an dieser Stelle nicht angeordnet wer­ den.
Bei einem Vorderrad-angetriebenen Fahrzeug, bei welchem der Fahrzeugmotor in Querrichtung in bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs angeordnet ist, ist die Antriebswelle derart angeord­ net, daß sie nahe sowohl zum Getriebegehäuse des Getriebes wie zum Fahrzeugmotor zu liegen kommt.
Das Schwungrad besitzt seinen größten Durchmesser im Getriebe­ gehäuse, um ein hohes Trägheitsmoment sicherzustellen.
In Übereinstimmung mit den vorstehend genannten Anmeldungen Nrn. 10-80098 und 11-78555 besitzt ein Stator der Dynamomaschi­ ne einen äußeren Durchmesser, der größer ist als derjenige des Schwungrads. Dies führt zu dem zusätzlichen Nachteil, daß die Auslegung von Bauteilen, einschließlich dem Getriebe, geändert werden muß, um einen störenden Eingriff mit der Antriebswelle zu unterbinden, was im Hinblick auf den praktischen Einsatz nachteilig ist.
Um die vorstehend angeführten Nachteile zu überwinden oder zu­ mindest zu minimieren, schafft die vorliegende Erfindung eine Mehrfach-Antriebseinheit mit einem Fahrzeugmotor (Verbrennungs­ motor bzw. Dieselmotor) und einer Dynamomaschine, die beide als Antriebsquelle für ein Fahrzeug vorgesehen sind, wobei die Dy­ namomaschine zwischen dem Fahrzeugmotor und einem Getriebe an­ geordnet ist. Die Mehrfach-Antriebseinheit umfaßt eine Kurbel­ welle, die auf einem Zylinderblock des Fahrzeugmotors getragen ist, eine Schwungradanordnung, die auf der Kurbelwelle an einem Ende derselben angebracht ist und gebildet ist durch ein schei­ benartiges erstes Schwungrad und ein zweites Schwungrad, wobei das erste Schwungrad in Richtung zum Fahrzeugmotor zu liegen kommt, während das zweite Schwungrad in Richtung zum Getriebe zu liegen kommt, wobei ein Drehsensor und die Dynamomaschine beide zwischen den ersten und zweiten Schwungrädern angeordnet sind, wobei der Sensor und die Dynamomaschine in dieser Abfol­ ge, ausgehend vom Fahrzeugmotor angeordnet sind. Eine flan­ schartige Kupplungsaufnahmefläche, die auf dem zweiten Schwung­ rad an einem Ende desselben in Richtung zum Getriebe angeordnet ist, und eine Kupplung, die an der Kupplungsaufnahmefläche an­ gebracht und durch ein Getriebegehäuse des Getriebes abgedeckt ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind das er­ ste Schwungrad, der Drehsensor, die Dynamomaschine, die Kupp­ lungsaufnahmefläche des zweiten Schwungrads und die Kupplung in dieser Abfolge, ausgehend vom Fahrzeugmotor in Richtung zum Ge­ triebe angeordnet. Infolge hiervon ist das Trägheitsmoment der Schwungradanordnung in der Nähe von einem Ende der Kurbelwelle konzentriert bzw. angeordnet, wodurch sowohl Biegespannungen wie Torsionsschwingungen in verringerten Ausmaß auf die Kurbel­ welle einwirken.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel­ haft näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Dynamoma­ schinenbereichs einer Mehrfach-Antriebseinheit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung,
Fig. 2 eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht ei­ nes Anlassermotors, der auf einem Gehäuse der Dynamo­ maschine angebracht ist,
Fig. 3 eine schematische Ansicht des Dynamomaschinegehäuses in Richtung des Pfeils 3 in Fig. 2 gesehen,
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Systems der Mehrfach- Antriebseinheit,
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Systems gemäß einem weiteren Beispiel einer Mehrfach-Antriebseinheit,
Fig. 6 eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht zur Darstellung, wie die Antriebswelle im Dynamomaschi­ nenbereich der Mehrfach-Antriebswelle ausgelegt ist,
Fig. 7 eine schematische vergrößerte Ansicht eines Rotors und eines Stators einer Dynamomaschine in Überein­ stimmung mit einer ersten Abwandlung der Erfindung, und
Fig. 8 eine schematische vergrößerte Ansicht eines Rotors und eines Stators einer Dynamomaschine in Überein­ stimmung mit einer zweiten Abwandlung der Erfindung.
Fig. 1 bis 6 zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfach-Antriebseinheit. In Fig. 4 bezeichnen die Bezugszif­ fern 2 und 4 einen Fahrzeugmotor (Verbrennungsmotor bzw. Die­ selmotor) und eine Dynamomaschine (einen Elektromotor). Der Fahrzeugmotor ist in beispielsweise einem Hybridfahrzeug mit Vorderradantrieb in einer Richtung quer zur Längsachse bzw. zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet.
Der Fahrzeugmotor 2 umfaßt einen Zylinderblock 6 (siehe Fig. 1), einen (nicht gezeigten) Zylinderkopf, der an der Oberseite des Zylinderblocks 6 angebracht ist, und eine Ölpfanne 7, die am Boden des Zylinderblocks 6 vorgesehen ist.
Der Fahrzeugmotor 2 und seine Zusatzgeräte werden nunmehr näher erläutert. Wie in Fig. 4 gezeigt, kommuniziert der Fahrzeugmo­ tor 2 mit einem Getriebe 8. Außerdem sind die Dynamomaschine 4 und eine Kupplung 10 zwischen dem Fahrzeugmotor 2 und dem Ge­ triebe 8 angeordnet. Die Dynamomaschine 4 und die Kupplung 10 sind in dieser Abfolge ausgehend von der Ausgangsseite bzw. Ab­ triebsseite des Fahrzeugmotors 2 angeordnet.
Der Fahrzeugmotor 2 ist mit einem Anlassermotor 12, einer Lichtmaschine 14 und einer Klimaanlage 16 versehen. Eine Nied­ rigspannungsbatterie 18 steht sowohl mit dem Anlassermotor 12 wie mit der Lichtmaschine 14 in Verbindung. Der Fahrzeugmotor 2 ist mit einer Fahrzeugmotor-ECU bzw. einer Fahrzeugmotor- Steuereinrichtung 20 verbunden.
Um den Fahrzeugmotor 2 von der Dynamomaschine 4 systematisch zu trennen, ist die Dynamomaschine 4 mit einer Dynamomaschinen-ECU bzw. einer Dynamomaschinen-Steuereinrichtung 22 verbunden. Die Steuereinrichtung 22 ist mit einer Dynamomaschinenbatterie 24 verknüpft. Die Steuereinrichtung 22 ist außerdem mit einem (nicht gezeigten) Ermittlungsabschnitt verbunden, um verschie­ dene Ermittlungssignale zu empfangen. Diese Ermittlungssignale umfassen ein Signal von einem Anlasser, Signale, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit, AUX, die Motordrehzahl, die Wassertem­ peratur und den Ansaugunterdruck anzeigen, und außerdem Signale von einem Gaspedal, der Kupplung 10 und einer Bremse.
Ein Kühlwasserdurchlaß 26 ist zwischen der Dynamomaschine 4 und der Dynamomaschinen-Steuereinrichtung 22 vorgesehen, um zwi­ schen der Dynamomaschine 4 und der Steuereinrichtung 22 Kommu­ nikation zu ermöglichen und diese miteinander verbinden. Die Kühleinrichtung 28 ist auf halber Strecke entlang dem Kühlwas­ serdurchlaß 26 vorgesehen. Die Kühleinrichtung 28 umfaßt einen Kühler 28-1 und eine Elektromotor-angetriebene Wasserpumpe 28- 2. Diese beiden Bestandteile 28-1 und 28-2 sind in Reihe ange­ ordnet bzw. geschaltet. Der Kühler 28-1 ist mit einem Kühlge­ bläse 28-3 versehen.
Ein weiteres Kühlsystem steht zur Verfügung, bei welchem der Fahrzeugmotor 2 und seine Zusatzgeräte von der Dynamomaschinen- Steuereinrichtung 22 getrennt sind, wie in Fig. 5 gezeigt. In Fig. 5 sind Bestandteile entsprechend denjenigen der Ausfüh­ rungsform von Fig. 4 mit denselben Bezugsziffern versehen, zu denen "100" addiert ist. Mehr im einzelnen ist der Fahrzeugmo­ tor 102 mit einer Wasserpumpe 192 versehen. Ein Kühler 128-1 und ein Heizerkern 128-2 sind als Kühleinrichtung 128 vorgese­ hen, und ein Kühlwasserdurchlaß 126 ist vorgesehen. Der Kühl­ wasserdurchlaß 126 umfaßt erste, zweite und dritte Pfade. Der erste Pfad verläuft ausgehend vom Fahrzeugmotor 102 zur Wasser­ pumpe 192 durch bzw. über den Kühler 128-1. Der zweite Pfad er­ streckt sich ausgehend vom Fahrzeugmotor 102 zur Wasserpumpe 192 durch bzw. über den Heizerkern 128-2 und ein Gehäuse 144 einer Dynamomaschine 104. Der dritte Pfad erstreckt sich ausge­ hend vom Fahrzeugmotor 102 zur Wasserpumpe 192 durch bzw. über einen (nicht gezeigten) Drossel(klappen)körper. Die Dynamoma­ schinen-Steuereinrichtung 122 weist eine darauf angeordnete Ab­ strahlrippe 194 auf. Außerdem ist ein Gebläse 196 derart vorge­ sehen, daß es zur Abstrahlrippe 194 weist, um einen Zwangskühl­ status bereitzustellen.
Eine Kurbelwelle 30 ist auf dem Zylinderblock 6 getragen. Eine Schwungradanordnung 32 ist auf einer Kurbelwelle 30 an einem Ende derselben vorgesehen. Die Schwungradanordnung 32 ist ge­ bildet durch ein scheibenartiges erstes Schwungrad 32-1 und ein zweites Schwungrad 32-2 (ebenfalls in Scheibenform). Das erste Schwungrad 32-1 ist in Richtung auf den Fahrzeugmotor 2 ange­ ordnet. Das zweite Schwungrad 32-2 ist in Richtung auf das Ge­ triebe 8 angeordnet. Das zweite Schwungrad 32-2 dient als Ro­ torwelle und hat allgemein die Form eines Huts bzw. eines Ke­ gelstumpfs, und die Rotorwelle 32-2 hat einen Durchmesser, der mit zunehmender Distanz vom ersten Schwungrad 32-1 allmählich zunimmt. Ein Drehsensor 34 und eine Dynamomaschine 4 sind zwi­ schen den ersten und zweiten Schwungrädern 32-1 und 32-2 ange­ ordnet. Der Sensor 34 und die Dynamomaschine 4 sind in Abfolge ausgehend von der Seite des Fahrzeugmotors 2 angeordnet. Die Kupplungsaufnahmefläche 32f-2 in Form eines Flansches ist auf dem zweiten Schwungrad 32-2 an einem Ende desselben in Richtung zum Getriebe 8 vorgesehen. Ein Lager 32j-2 ist in einem Mitten­ abschnitt der Kupplungsaufnahmefläche 32f-2 zum drehbaren Tra­ gen einer Kupplungsscheibenwelle 10-1 der Kupplung 10 vorgese­ hen. Die Kupplung 10 ist an der Kupplungsaufnahmefläche 32f-2 angebracht. Die Kupplung 10 ist durch ein Getriebegehäuse 36 des Getriebes 8 abgedeckt.
Ein Flansch 30f ist auf der Kurbelwelle 30 an einem Ende der­ selben vorgesehen und die Schwungräder 32-1 und 32-2 und der Flansch 30f werden aneinander angebracht und daraufhin gegen­ einander verspannt bzw. verklemmt mittels eines Halterungsbol­ zens 40 in einem Zustand, in dem sie mittels eines Auswerfer­ stifts 38 positioniert sind.
Die Dynamomaschine 4 umfaßt einen Rotor 42 und spulen- bzw. wicklungsartige Statoren 46. Der Rotor 42 ist am zweiten Schwungrad 32-2 befestigt. Die Statoren 46 sind ringförmig um einen äußeren Umfangsabschnitt des Rotors 42 angeordnet. Die Statoren 46 werden in ein Gehäuse 44 der Dynamomaschine 4 ein­ gebaut.
Die Statoren 46 sind integral kombiniert miteinander mittels mehrerer ringförmiger Verbindungsmittel α, die an die Statoren 46 geschraubt bzw. durch Bolzen mit diesen verbunden sind. Die Bezugsziffer 48 bezieht sich auf ein sogenanntes Vergießen bzw. "Potting" bzw. ein Verfahren zum Beschichten, das Flexibilität derart aufweist, daß eine bestimmte Bewegung des gewickelten Abschnitts eines Eisenkerns möglich ist. Das Beschichtungsver­ fahren verwendet Kunstharz. Zusätzlich zu zwölf Eisenkernen, auf denen ein Kupferdraht aufgewickelt ist, sind verschiedene Formen von Potting möglich. Beispielsweise in Gestalt eines einstückigen Eisenkerns, in dem mehrere Eisenkerne eingebaut sind, wobei außerdem ein Kupferdraht hierauf gewickelt ist, wird ein gewickelter Abschnitt des Kerns Potting unterworfen. Außerdem erfährt in einer Dynamomaschine mit einem Stator und einem Rotor, die beide in das Gehäuse und das zweite Schwungrad durch Pressen eingepaßt sind, ein gewickelter Abschnitt des Stators Potting. In diesem Fall ist zulässig, daß der Stator den Eisenkern als laminierte bzw. geschichtete Platten enthält.
Der Sensor 34 und der Rotor 42 sind kompakt in einem Leerraum 50 aufgenommen. Der Raum 50 ist festgelegt innerhalb bzw. radi­ al einwärts vom Stator 46 sowie axial zwischen einem ringförmi­ gen vorstehenden Abschnitt 32m-1 des ersten Schwungrads 32-1 und der Kupplungsaufnahmefläche 32f-2 des zweiten Schwungrads 32-2. Der Sensor 34 und ein Rotor 34a desselben sind innerhalb sowie radial einwärts von sowohl dem ringförmigen vorspringen­ den Abschnitt 32m-1 wie dem Stator 46 angeordnet.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist das Schwungrad 32 einen Anlasser­ motor-angetriebenen Zahnkranz 54 auf, der auf dem ersten Schwungrad 32-1 angeordnet ist. Außerdem ist ein Anlassermotor- Halterungsabschnitt bzw. eine Anlassermotor-Halterungsfläche 44-1 auf dem Gehäuse 44 in einer Position in Richtung auf den Fahrzeugmotor 2 vorgesehen.
Unter erneutem Bezug auf Fig. 1 ist dort eine magnetsichere bzw. Magnetfeld-Abschirmplatte 52 angeordnet zwischen dem Sen­ sor 34 und der Dynamomaschine 4 gezeigt.
Der Anlassermotor 12 ist benachbart zur Dynamomaschine 4 ange­ ordnet. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Anlassermotor- Halterungsfläche 44-1 insbesondere auf dem Gehäuse 44 vorgese­ hen. Der Anlassermotor 12 ist auf das Gehäuse 44 in einer Posi­ tion in Richtung zum Zylinderblock 6 mittels der Anlassermotor- Halterungsfläche 44-1 angebracht.
Unter erneutem Bezug auf Fig. 2 ist dort der Anlassermotor 12 einen Anlassermotor-Antriebszahnkranz 56 enthaltend gezeigt, der mit dem Anlassermotor-angetriebenen Zahnkranz 54 des ersten Schwungrads 32-1 kämmt. Der Anlassermotor-angetriebene Zahn­ kranz 54 ist auf dem ersten Schwungrad 32-1 an einem Außenum­ fangabschnitt desselben vorgesehen.
Wie in Fig. 3 und 6 gezeigt, ist eine Antriebswelle 58 so ange­ ordnet, daß sie nahe am Schwungrad 32 zu liegen kommt, um An­ triebskräfte von dem Getriebe 8 auf die (nicht gezeigten) Fahr­ zeugräder zu übertragen.
Der Stator 46 weist einen Außendurchmesser auf, der gleich oder etwas kleiner gewählt ist als die Außendurchmesser der Schwung­ räder 32-1 und 32-2, so daß das Getriebe 8 und die Antriebswel­ le 58 eine Größe im wesentlichen identisch zur Größe dieser Bauteile in herkömmlichen Fahrzeugmotorstrukturen aufweisen.
Die Bezugsziffern 60 und 62 bezeichnen ein Stromkabel bzw. ei­ nen Wasserdurchlaß. Das Stromkabel 60 ist mit dem Stator 46 verbunden. Der Wasserdurchlaß 62 ist in dem Gehäuse 44 gebildet oder dort angeordnet, um mit dem Kühlwasserdurchlaß 26 in Ver­ bindung zu stehen.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der Erfindung erläutert.
Wenn der Fahrzeugmotor 2 im Betrieb angetrieben ist, werden An­ triebskräfte von dem Fahrzeugmotor 2 auf das Getriebe 8 über die Kurbelwelle 30 übertragen. Die übertragenen Antriebskräfte werden daraufhin auf die Räder über die Antriebswelle 58 über­ tragen. Die Antriebswelle 58 kommuniziert mit dem Getriebe 8.
Der Sensor 34 und der Rotor 42 sind in dem Leerraum 50 zwischen dem Fahrzeugmotor 2 und dem Getriebe 8 aufgenommen. Der Raum 50 ist innerhalb des Stators 46 und zwischen dem ringförmigen vor­ springenden Abschnitt 32m-1 und der Kupplungsaufnahmefläche 32f-2 festgelegt. Eine Drehung des Schwungrads 32 veranlaßt den Rotor 42 dazu, gemeinsam mit diesem gedreht zu werden, wodurch Elektrizität erzeugt wird.
Das erste Schwungrad 32-1, der Sensor 34, die Dynamomaschine 4, die Kupplungsaufnahmefläche 32f-2 und die Kupplung 10 sind in dieser Abfolge ausgehend von der Seite des Fahrzeugmotors 2 in Richtung auf das Getriebe 8 angeordnet. Diese Anordnung erlaubt es, daß das Trägheitsmoment des Schwungrads 32 nahe an einem Ende der Kurbelwelle 30 zu liegen kommt. Folglich erfährt die Kurbelwelle 30 ein verringertes Ausmaß sowohl an Biegespannung wie Torsionsschwingung. Dies ist im Hinblick auf den prakti­ schen Einsatz von Vorteil.
Die Schwungräder 32-1, 32-2 und der Flansch 30f sind zusammen­ gebaut und aneinander befestigt mittels des Bolzens 40 sowie positioniert mittels des Auswurfstifts 38. Dieses System er­ laubt ein effizienteres Positionieren und Anbringen der ersten und zweiten Schwungräder 32-1 und 32-2.
Der Raum 50 enthält den Sensor 34 und den Rotor 42. Der Raum 50 ist in dem Stator 46 und zwischen dem ringförmigen vorspringen­ den Abschnitt 32m-1 und der Kupplungsaufnahmefläche 32f-2 fest­ gelegt. Diese Konfiguration ermöglicht, daß der Sensor 34 und der Rotor 42 in platzsparender Weise untergebracht werden kön­ nen. Infolge hiervon ist eine Dynamomaschine 4 geringerer Größe bzw. Abmessung erzielbar.
Die magnetdichte Platte 52 ist zwischen dem Sensor 34 und der Dynamomaschine 4 vorgesehen. Die magnetdichte Platte 42 bloc­ kiert wirksam bzw. zwangsweise einen Magneteinfluß ausgehend von der Dynamomaschine 4, der anderweitig auf den Sensor 34 einwirken würde. Dies ist im Hinblick auf den praktischen Ein­ satz vorteilhaft.
Der Anlassermotor 12 ist auf dem Gehäuse 44 in einer Position in Richtung auf den Zylinderblock 6 mittels der Anlassermotor- Halterungsfläche 44-1 auf dem Gehäuse 4 angebracht. Der Anlas­ sermotor-angetriebene Zahnkranz 54 ist auf dem ersten Schwung­ rad 32-1 entlang einem Außenumfangsabschnitt desselben vorgese­ hen. Der angetriebene Zahnkranz 54 steht in Eingriff mit dem Anlassermotor-Antriebszahnkranz 56 des Anlassermotors 12. Diese Struktur ermöglicht es, daß der Anlassermotor 12 in Richtung auf den Fahrzeugmotor 2 positioniert wird, ohne in störenden Eingriff mit der Dynamomaschine 4 zu gelangen. Infolge hiervon werden herkömmliche Bestandteile bzw. Bauteile gemeinsam ge­ nutzt mit der Folge verringerter Kosten. Dies ist vorteilhaft im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit.
Eine Niederspannungsbatterie 18 und eine Dynamomaschinenbatte­ rie 24 sind vorgesehen, wobei die erstgenannte Batterie 18 ver­ wendet wird, um den Anlassermotor 12 und die Lichtmaschine 14 zu betreiben, während die zuletzt genannte Batterie 24 verwen­ det wird, um die Dynamomaschinen-Steuereinrichtung 22 zu betä­ tigen. Diese einzelnen Batterien erlauben es, daß der Fahrzeug­ motor 2 von der Dynamomaschine 4 systematisch getrennt ist bzw. wird. Selbst dann, wenn in dem System der Dynamomaschine 4 eine Störung auftritt, setzt der Fahrzeugmotor 2 seinen normalen Lauf fort und ist betätigbar wie in dem Fall eines Fahrzeugs, das ausschließlich mit einem Fahrzeugmotor in herkömmlicher Weise ausgerüstet ist. Dies ist von Vorteil im Hinblick auf den praktischen Einsatz.
Der Stator 46 weist einen Außendurchmesser auf, der gleich oder geringfügig kleiner als die Außendurchmesser der Schwungräder 32-1 und 32-2 ist. Folglich können das Getriebe 8 und die An­ triebswelle 58 auf eine Größe bzw. Abmessung im wesentlichen identisch zu derjenigen Größe ausgelegt werden, in welchen die­ se Bauteile in herkömmlichen Fahrzeugmotorstrukturen ausgelegt sind. Die herkömmliche Auslegung des Getriebes und der An­ triebswelle müssen nicht geändert werden. Dies trägt zu einer Kosteneinsparung bei und ist damit aus wirtschaftlichem Ge­ sichtspunkt von Vorteil.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend ange­ führten Ausführungsformen beschränkt, sondern zahlreichen Modi­ fikationen und Abwandlungen zugänglich.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist der An­ lassermotor beispielsweise auf dem Gehäuse der Dynamomaschine angeordnet. Alternativ kann der Halterungsbolzen des Anlasser­ motors sich durch das Dynamomaschinengehäuse erstrecken gelas­ sen werden, um auf dem Getriebegehäuse angebracht zu werden. Eine derartige Alternative macht einzelne Bolzen unnötig, d. h., einen zum Haltern des Anlassermotors auf dem Dynamomaschinenge­ häuse und einen weiteren zum Anbringen des Dynamomaschinenge­ häuses auf dem Getriebegehäuse. Stattdessen kann ein einziger Halterungsbolzen verwendet werden. Infolge hiervon ist eine Mehrfach-Antriebseinheit mit weniger Bauteilen und verbesserter Montierbarkeit erzielbar. Dies ist hinsichtlich des praktischen Einsatzes von Vorteil.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform sind der Dynamomaschinenrotor und -stator, aufweisend jeweils gegen­ überliegende Oberflächen, in im wesentlichen planarer Form ge­ bildet. Alternativ können die gegenüberliegenden Flächen bezüg­ lich ihrer Form geändert sein bzw. unterschiedlich sein, um zu ermöglichen, daß das Trägheitsmoment des Schwungrads näher zu einem Ende der Kurbelwelle positioniert wird.
In Fig. 7 ist eine Dynamomaschine 72 mit einem Rotor 74 und ei­ nem Stator 76 gezeigt. Der Rotor 74 weist eine gegenüberliegen­ de Fläche 74f auf, die derart schräg bzw. geneigt verläuft, daß ein Teil dieser Schrägfläche (d. h., der Abschnitt benachbart zu einem (nicht gezeigten) Schwungrad oder in Fig. 7 rechts) in Richtung auf einen Stator 76 vorsteht. Das (nicht gezeigte) Schwungrad weist einen Motorhalterungsabschnitt auf, der von einer Kupplungsaufnahmefläche getrennt ist. Der Stator 76 weist eine gegenüberliegende Fläche 76f auf, die so gebildet ist, daß die gegenüberliegende Fläche 76f mit der gegenüberliegenden Fläche 74f zusammenfallen kann.
Folglich ist es möglich, daß der an einer Umlaufwelle 78 befe­ stigte Rotor 74 ein Schwerkraftzentrum aufweist, das in Rich­ tung auf das Schwungrad verschoben ist (in Fig. 7 nach rechts). Das Trägheitsmoment des Schwungrads kann dadurch benachbart zu einem Ende der Kurbelwelle positioniert werden. Infolge hiervon erfährt die Kurbelwelle ein verringertes Ausmaß sowohl an Bie­ gespannung wie Torsionsschwingung. Außerdem können der Rotor 74 und der Stator 76 über einen größeren Bereich bzw. eine größere Fläche einander gegenüberliegend angeordnet sein. Derartige Merkmale tragen zur Verbesserung der Funktion der Dynamomaschi­ ne 72 zur Erzeugung von elektrischer Energie bei. Dieses ist im Hinblick auf den praktischen Einsatz vorteilhaft.
In Fig. 2 ist eine Dynamomaschine 82 mit einem Rotor 84 und ei­ nem Stator 86 gezeigt. Um das Schwerkraftzentrum zu verschie­ ben, ist es möglich, daß der Rotor 84 eine gegenüberliegende Fläche 84f aufweist, die durch erste und zweite Flächen 84f-1 und 84f-2 gebildet ist, die sich bezüglich ihrer Höhe voneinan­ der unterscheiden oder gestuft sind, während der Stator 86 eine gegenüberliegende Fläche 86f aufweist, die durch erste und zweite Flächen 86f-1, 86f-2 derart festgelegt ist, daß die ge­ genüberliegende Fläche 86f formmmäßig mit der gegenüberliegen­ den Fläche 84f übereinstimmt.
Die vorstehend angeführte Konfiguration erlaubt es, daß der an einer Umlaufwelle 88 befestigte Rotor 84 bezüglich seines Schwerkraftzentrums in Richtung auf ein Schwungrad (in Fig. 8 nach rechts) verschoben ist. Das Schwungrad weist einen Motor­ halterungsabschnitt getrennt von einer Kupplungsaufnahmefläche auf. Das Trägheitsmoment des Schwungrads kann dadurch in der Nähe von einem Ende der Kurbelwelle positioniert werden. Infol­ ge hiervon unterliegt die Kurbelwelle einer geringeren Biege­ spannung und einer geringeren Torsionsschwingung. Außerdem kön­ nen der Rotor 84 und der Stator 86 über eine größere Fläche bzw. einen größeren Bereich einander gegenüberliegen. Dieses Merkmal trägt zu einer Verbesserung der Funktion der Dynamoma­ schine 82 zur Erzeugung elektrischer Energie bei. Dies ist im Hinblick auf den praktischen Einsatz vorteilhaft.
Wie in der vorstehend angeführten Beschreibung deutlich heraus­ gearbeitet, schafft die vorliegende Erfindung eine Mehrfach- Antriebseinheit mit einem Fahrzeugmotor und einer Dynamomaschi­ ne, die beide in ihr als Antriebsquelle vorgesehen sind, wobei außerdem die Dynamomaschine zwischen dem Fahrzeugmotor und dem Getriebe angeordnet ist. Die Mehrfach-Antriebseinheit umfaßt die Kurbelwelle, die auf dem Zylinderblock des Fahrzeugmotors getragen ist, die Schwungradanordnung, die auf der Kurbelwelle an einem Ende derselben angebracht ist, wobei die Schwungrad­ anordnung durch das scheibenartige erste Schwungrad und das zweite Schwungrad gebildet sind, wobei das erstgenannte Schwungrad in Richtung zum Motor angeordnet positioniert ist, während das zuletzt genannte Schwungrad in Richtung zum Getrie­ be angeordnet ist, wobei der Drehsensor und die Dynamomaschine beide zwischen den ersten und zweiten Schwungrädern angeordnet sind, wobei der Sensor und die Dynamomaschine in dieser Abfolge ausgehend von der Seite des Fahrzeugmotors angeordnet sind, ei­ ne flanschartige Kupplungsaufnahmefläche, die auf dem zweiten Schwungrad an einem Ende desselben in Richtung auf das Getriebe angeordnet ist, und eine Kupplung, die an der Kupplungsaufnah­ mefläche angebracht ist, wobei die Kupplung durch ein Getriebe­ gehäuse des Getriebes abgedeckt ist. Infolge hiervon sind das erste Schwungrad, der Sensor, die Dynamomaschine, die Kupp­ lungsaufnahmefläche und die Kupplung in dieser Abfolge ausge­ hend von der Seite des Fahrzeugmotors in Richtung auf das Ge­ triebe angeordnet. Diese Anordnung erlaubt es, daß das Träg­ heitsmoment des Schwungrads nahe zu einem Ende der Kurbelwelle angeordnet wird. Folglich erfährt die Kurbelwelle ein geringe­ res Ausmaß sowohl an Biegespannung wie an Torsionsschwingung. Dies ist im Hinblick auf den praktischen Einsatz von Vorteil.
Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zu Erläuterungszwecken vorstehend offenbart sind, wird bemerkt, daß die Erfindung zahlreichen Modifikationen und Abwandlungen zugänglich ist, einschließlich einer anderen Anordnung der Be­ standteile, und dies im Umfang der vorliegenden Erfindung, die in den anliegenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims (12)

1. Mehrfach-Antriebseinheit mit einem Fahrzeugmotor (Verbren­ nungsmotor bzw. Dieselmotor) und einer Dynamomaschine (Elektromotor), die beide darin als Antriebsquelle vorgese­ hen sind, wobei die Dynamomaschine zwischen dem Fahrzeugmo­ tor und einem Getriebe angeordnet ist, aufweisend: Eine Kurbelwelle, die auf einem Zylinderblock des Fahrzeugmotors getragen ist, eine Schwungradanordnung, die auf der Kurbel­ welle an einem Ende derselben angeordnet ist, wobei die Schwungradanordnung durch ein scheibenartiges erstes Schwungrad und ein zweites Schwungrad gebildet ist, wobei das erste Schwungrad in Richtung zum Motor positioniert ist, während das zweite Schwungrad in Richtung zum Getriebe positioniert ist, wobei ein Drehsensor und die Dynamoma­ schine beide zwischen den ersten und zweiten Schwungrädern angeordnet sind, wobei der Sensor und die Dynamomaschine in dieser Abfolge ausgehend von einer Seite des Fahrzeugmotors angeordnet sind, eine flanschartige Kupplungsaufnahmeflä­ che, die auf dem zweiten Schwungrad an einem Ende des zwei­ ten Schwungrads benachbart zum Getriebe angeordnet ist, und eine Kupplung, die an der Kupplungsaufnahmefläche ange­ bracht ist, wobei die Kupplung durch ein Getriebegehäuse des Getriebes abgedeckt ist.
2. Mehrfach-Antriebseinheit nach Anspruch 1, wobei der Flansch auf der Kurbelwelle an einem Ende derselben angeordnet ist, und wobei der Flansch und die ersten und zweiten Schwungrä­ der bei der Montage aneinander angebracht und daraufhin mittels eines Halterungsbolzens gegenseitig verspannt wer­ den.
3. Mehrfach-Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Schwungrad als Rotorwelle mit der allgemeinen Form eines Kegelstumpfs dient, wobei der Durchmesser der Rotor­ welle mit einer Vergrößerung des Abstands vom ersten Schwungrad zunimmt.
4. Mehrfach-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Drehsensor und ein Rotor der Dynamomaschine in einem Raum innerhalb eines Stators der Dynamomaschine auf­ genommen sind, sowie zwischen einem ringförmigen vorstehen­ den Abschnitt des ersten Schwungrads und einer flanscharti­ gen Kupplungsaufnahmefläche des zweiten Schwungrads.
5. Mehrfach-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Drehsensor und ein Rotor des Drehsensors inner­ halb von sowohl einem ringförmigen vorspringenden Ab­ schnitts des ersten Schwungrads als auch einem Stator der Dynamomaschine aufgenommen sind.
6. Mehrfach-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Anlassermotor-angetriebener Zahnkranz auf dem er­ sten Schwungrad angeordnet ist, und wobei ein Anlassermo­ tor-Halterungsabschnitt auf einem Gehäuse der Dynamomaschi­ ne in einer Position in Richtung auf den Fahrzeugmotor vor­ gesehen ist.
7. Mehrfach-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine magnetdichte bzw. eine Magnetfeld- Abschirmungsplatte zwischen dem Drehsensor und der Dynamo­ maschine angeordnet ist.
8. Mehrfach-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kurbelwelle eine Achse festlegt, und wobei die ersten und zweiten Schwungräder axial voneinander beabstan­ det sind, wobei die Dynamomaschine zumindest einen Stator und einen Rotor, befestigt an dem zweiten Schwungrad, auf­ weist, wobei der Rotor und der Sensor axial zwischen den ersten und zweiten Schwungrädern und radial einwärts vom Stator angeordnet sind.
9. Mehrfach-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kurbelwelle eine Achse festlegt, wobei das erste Schwungrad eng benachbart zu einer Seite des Fahrzeugmotors angeordnet ist, wobei der Sensor allgemein axial zwischen dem ersten Schwungrad und der Dynamomaschine angeordnet ist, und wobei die Kupplungsaufnahmefläche allgemein axial zwischen der Dynamomaschine und der Kupplung derart ange­ ordnet sind, daß ein Trägheitsmoment des Schwungrads eng benachbart zu einem Ende der Kurbelwelle zu liegen kommt, um die Biegespannung und die Torsionsschwingung derselben zu verringern.
10. Mehrfach-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Dynamomaschine einen Rotor umfaßt, der an einem Drehelement befestigt ist, und ein Stator, der radial aus­ wärts vom Rotor angeordnet ist, wobei der Rotor eine in Ge­ genüberlagebeziehung zu einer entsprechenden Fläche des Stators angeordnete Fläche und eine Konfiguration aufweist, welche ein Schwerkraftzentrum des Rotors in Richtung zum Schwungrad verschiebt.
11. Mehrfach-Antriebseinheit nach Anspruch 10, wobei die gegen­ überliegenden Flächen des Rotors und des Stators relativ zur Achse des Drehelements geneigt verlaufen oder gestuft sind.
12. Fahrzeug mit einer Mehrfach-Antriebseinheit, die antriebs­ mäßig mit einem Getriebe verbunden ist, wobei die Mehrfach- Antriebseinheit einen Fahrzeugmotor und eine Dynamomaschine umfassen, die beide darin als Antriebsquelle für das Fahr­ zeug vorgesehen sind, wobei außerdem die Dynamomaschine zwischen dem Fahrzeugmotor und dem Getriebe angeordnet ist, aufweisend: Eine Kurbelwelle, die auf einem Zylinderblock des Fahrzeugmotors getragen ist, eine Schwungradanordnung, die auf der Kurbelwelle an einem Ende derselben angeordnet ist, wobei die Schwungradanordnung durch erste und zweite Schwungräder gebildet ist, wobei das erste Schwungrad in Richtung zum Motor positioniert ist, während das zweite Schwungrad in Richtung zum Getriebe positioniert ist, wobei ein Drehsensor und die Dynamomaschine beide zwischen den ersten und zweiten Schwungrädern angeordnet sind, wobei der Sensor und die Dynamomaschine in dieser Abfolge ausgehend von der Außenseite des Fahrzeugmotors angeordnet sind, eine flanschartige Kupplungsaufnahmefläche, die auf dem zweiten Schwungrad angeordnet ist, und eine Kupplung, die an der Kupplungsaufnahmefläche angebracht ist, wobei die Kupplung durch ein Getriebegehäuse des Getriebes abgedeckt ist.
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