DE102005026874B4 - Device and method for driving a vehicle - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Antrieb eines Fahrzeuges, mit einem Fahrzeugmotor (9), der mindestens einer ersten Radachse (11) mit einem ersten Paar linker und rechter Antriebsräder (12, 13) zugeordnet ist, und mit einer elektrischen Antriebseinrichtung (1), die mindestens einer zweiten Radachse (14) mit einem zweiten Paar linker und rechter Antriebsräder (15, 16) zugeordnet ist, bei der die Antriebsräder (15, 16) der zweiten Radachse (14), über jeweils einen Elektromotor (7, 8), unabhängig voneinander antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine, über eine Steuereinheit (2) ansteuerbare, Kupplungseinrichtung (3) ausgebildet ist, über die wahlweise eine Kopplung zwischen den Elektromotoren (7, 8) herstellbar ist, so dass ein aus der Kopplung der Elektromotoren (7, 8) resultierendes Gesamtantriebsmoment der elektrischen Antriebseinrichtung (1), jeweils auf eines der beiden Antriebsräder (15, 16) der zweiten Radachse (14) lenkbar ist, während das jeweilige andere Antriebsrad (15, 16) der zweiten Radachse (14), über die Kupplungseinrichtung (3) von der elektrischen Antriebseinrichtung (1) entkoppelbar ist.Device for driving a vehicle, having a vehicle engine (9) associated with at least one first wheel axle (11) with a first pair of left and right drive wheels (12, 13), and with an electric drive device (1), the at least one second Wheel axle (14) with a second pair of left and right drive wheels (15, 16) is assigned, in which the drive wheels (15, 16) of the second wheel axle (14), via an electric motor (7, 8), are driven independently , characterized in that one, via a control unit (2) controllable, coupling means (3) is formed, via which either a coupling between the electric motors (7, 8) can be produced, so that from the coupling of the electric motors (7, 8 ) resulting total drive torque of the electric drive device (1), in each case on one of the two drive wheels (15, 16) of the second wheel axle (14) is steerable while the respective other drive wheel (15, 16) de R second wheel axle (14), via the coupling device (3) of the electric drive device (1) can be decoupled.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines Fahrzeuges, mit einem Fahrzeugmotor, der mindestens einer ersten Radachse mit einem ersten Paar linker und rechter Antriebsräder zugeordnet ist, und mit einer elektrischen Antriebseinrichtung, im Wesentlichen bestehend aus zwei Elektromotoren, die mindestens einer zweiten Radachse mit einem zweiten Paar linker und rechter Antriebsräder zugeordnet ist, bei der die Antriebsräder der zweiten Radachse, über jeweils einen Elektromotor, unabhängig voneinander antreibbar sind.The invention relates to a device for driving a vehicle, with a vehicle engine, which is associated with at least a first wheel axle with a first pair of left and right drive wheels, and with an electric drive device, essentially consisting of two electric motors, the at least one second wheel axle with a second pair left and right drive wheels is assigned, in which the drive wheels of the second wheel axle, via one electric motor, are independently drivable.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeuges, bei dem mindestens einer ersten Radachse ein Fahrzeugmotor zugeordnet ist, bei dem mindestens einer zweiten Radachse eine elektrische Antriebseinrichtung zugeordnet ist, und bei dem die elektrische Antriebseinrichtung, für einen voneinander unabhängigen Einzelantrieb der Antriebsräder der zweiten Radachse, jeweils einen Elektromotor aufweist.The invention further relates to a method for driving a vehicle, in which at least one first wheel axle is associated with a vehicle engine, in which at least one second wheel axle is associated with an electric drive device, and in which the electric drive device, for a mutually independent drive of the drive wheels of the second Wheel axle, each having an electric motor.

In der modernen Fahrzeugtechnik werden zunehmend Allradantriebe eingesetzt, um die Fahrdynamik zu steuern und zu verbessern. Dabei gehen die Forderungen neben einer möglichst variablen Verteilung des zur Verfügung stehenden Antriebsmomentes zwischen den anzutreibenden Achsen, d. h. zwischen Vorderachse und Hinterachse, auch in Richtung einer variablen Verteilung des Antriebsmomentes zwischen linken und rechten Antriebsrädern. Wird beispielsweise ein linkes Rad stärker als ein rechtes Rad angetrieben, entsteht ein Giermoment um die Hochachse des Fahrzeuges, welches das Fahrzeug nach rechts bewegt und entsprechend umgekehrt. Damit kann eine Über- oder Untersteuertendenz erzeugt werden. Dieser Effekt wird auch als so genanntes „Torque Vectoring” bezeichnet.In modern vehicle technology, all-wheel drive systems are increasingly used to control and improve the driving dynamics. The requirements are in addition to a possible variable distribution of the available drive torque between the axes to be driven, d. H. between front axle and rear axle, also in the direction of a variable distribution of the drive torque between the left and right drive wheels. If, for example, a left wheel is driven more strongly than a right wheel, a yawing moment arises about the vertical axis of the vehicle, which moves the vehicle to the right and vice versa. This can generate an oversteer or understeer tendency. This effect is also referred to as "torque vectoring".

Aus der WO 02/00462 A1 ist ein Fahrzeug mit einem Vorderradantrieb bekannt, bei dem ein elektrischer Zusatzantrieb mit je einem Elektromotor zum Antrieb der Hinterräder vorgesehen ist. Der Hinterradantrieb wird in bestimmten Fahrsituationen zugeschaltet. Dabei können die Hinterräder über die Elektromotoren unabhängig voneinander angetrieben werden. Bei der Ansteuerung der Elektromotoren werden verschiedene Fahrzustandsdaten, beispielsweise Lenkwinkel, Beschleunigung und Drehgeschwindigkeit der Räder, berücksichtigt. Durch den Einzelantrieb der Hinterräder wird die Fahrdynamik in bestimmten Fahrsituationen verbessert.From the WO 02/00462 A1 is a vehicle with a front-wheel drive known in which an electric auxiliary drive is provided with one electric motor for driving the rear wheels. The rear-wheel drive is engaged in certain driving situations. The rear wheels can be driven independently of each other via the electric motors. When driving the electric motors, various driving state data, such as steering angle, acceleration and rotational speed of the wheels, are taken into account. The single drive of the rear wheels improves driving dynamics in certain driving situations.

Nachteilig bei dem bekannten Antriebssystem wirkt sich aus, dass das durch den elektrischen Zusatzantrieb erzeugbare Antriebmoment, bei einem einseitigen Antrieb eines Hinterrades nur anteilsmäßig nutzbar ist, wodurch das Potenzial des Zusatzantriebes nicht voll ausgenutzt werden kann und somit die Effektivität des Antriebs eingeschränkt wird.A disadvantage of the known drive system has the effect that the drive torque which can be generated by the electric auxiliary drive can only be used proportionately in the case of a one-sided drive of a rear wheel, whereby the potential of the additional drive can not be fully utilized and thus the effectiveness of the drive is limited.

Weiterhin sind aus der DE 199 19 454 C2 und der DE 101 35 192 A1 Fahrzeugantriebe bekannt, bei denen ein Fahrzeugmotor (Verbrennungsmotor) zum Antrieb mindestens einer Radachse und ein Elektromotor zum Antrieb einer anderen Radachse vorgesehen sind. Dadurch wird ein Allradantrieb gebildet, bei dem abhängig vom Fahrzustand, eine variable Verteilung der Antriebsmomente zwischen Vorderachse und Hinterachse möglich ist. Eine variable Antriebsmomentverteilung zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse wird auch bei einem aus der EP 584 090 B1 bekannten Allradfahrzeug erzielt, wobei ein Elektromotor vorgesehen ist, dessen Antrieb zum einen über eine Kardanwelle zu den Vorderrädern und zum anderen über ein Hinterachsdifferential zu den Hinterrädern des Fahrzeugs führt.Furthermore, from the DE 199 19 454 C2 and the DE 101 35 192 A1 Vehicle drives known in which a vehicle engine (internal combustion engine) are provided for driving at least one wheel axle and an electric motor for driving a different wheel axle. As a result, an all-wheel drive is formed, in which, depending on the driving condition, a variable distribution of drive torque between the front axle and rear axle is possible. A variable drive torque distribution between a front axle and a rear axle is also at one of the EP 584 090 B1 achieves known four-wheel drive vehicle, wherein an electric motor is provided, the drive leads to a via a propeller shaft to the front wheels and the other via a rear differential to the rear wheels of the vehicle.

Weiterhin ist aus der DE 43 40 735 A1 ein Allradsystem für ein Fahrzeug bekannt, bei dem jedes Hinterrad durch einen vom Rad nicht abkoppelbaren Hydraulikmotor angetrieben werden kann und die beiden Hydraulikmotoren mittels einer Kupplung verbunden werden können. Die WO 02/00462 A1 , DE 3542059 C1 , DE 103 16 862 A1 und US 6,349,782 B1 offenbaren Allradsysteme bei denen jedes Hinterrad durch einen eigenen Elektromotor angetrieben ist. Die EP 1 533 166 A2 zeigt einen Allradsystem bei dem ein Drehmoment von einem Elektromotor über zwei Kupplungen entweder zu einem, anderen oder beiden Hinterrädern geführt werden kann. Die US 2005/0070401 A1 offenbart ein Allradystem bei dem zwei Elektromotoren über eine Kupplung und ein Differential die beiden Hinterräder antreiben können, wobei der eine Elektromotor mittels einer weiteren Kupplung von dem zweiten Elektromotor abkoppelbar ist.Furthermore, from the DE 43 40 735 A1 an all-wheel drive system for a vehicle is known in which each rear wheel can be driven by a non-decoupled from the wheel hydraulic motor and the two hydraulic motors can be connected by means of a clutch. The WO 02/00462 A1 . DE 3542059 C1 . DE 103 16 862 A1 and US 6,349,782 B1 reveal four-wheel drive systems in which each rear wheel is driven by its own electric motor. The EP 1 533 166 A2 shows an all-wheel system in which a torque from an electric motor via two clutches can be performed either to one, other or both rear wheels. The US 2005/0070401 A1 discloses an all-wheel drive system in which two electric motors can drive the two rear wheels via a clutch and a differential, wherein the one electric motor can be decoupled from the second electric motor by means of a further clutch.

Nachteilig bei den bekannten Fahrzeugantrieben wirkt sich aus, dass über den Elektromotor zwar eine variable Verteilung des Antriebs zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse regelbar ist. Zumindest über den Elektromotor, ist jedoch keine variable Verteilung zwischen linken und rechten Antriebsrädern möglich. Damit sind die Möglichkeiten des bekannten Antriebs, ein gezieltes Über- oder Untersteuerns zu ermöglichen, relativ begrenzt.A disadvantage of the known vehicle drives has the effect that a variable distribution of the drive between a front axle and a rear axle can be regulated via the electric motor. At least over the electric motor, however, no variable distribution between the left and right drive wheels is possible. Thus, the possibilities of the known drive to allow a targeted over- or Untersteuerns are relatively limited.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Effektivität der bekannten Fahrzeugantriebe mit einem zusätzlich zu einem Fahrzeugmotor vorgesehenen elektrischen Antrieb, insbesondere bei einem einseitigen Antrieb an einer Radachse, zu verbessern. Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass eine, über eine Steuereinheit ansteuerbare, Kupplungseinrichtung ausgebildet ist, über die wahlweise eine Kopplung zwischen den Elektromotoren herstellbar ist, so dass ein aus der Kopplung der Elektromotoren resultierendes Gesamtantriebsmoment der elektrischen Antriebseinrichtung, jeweils auf eines der beiden Antriebsräder der zweiten Radachse lenkbar ist, während das jeweilige andere Antriebsrad der zweiten Radachse, über die Kupplungseinrichtung, von der elektrischen Antriebseinrichtung entkoppelbar ist. The object of the present invention is therefore to improve the effectiveness of the known vehicle drives with an electric drive provided in addition to a vehicle engine, in particular in the case of a one-sided drive on a wheel axle. This object is achieved in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that a, controllable via a control unit, coupling device is formed, via which either a coupling between the electric motors can be produced, so that a resulting from the coupling of the electric motors total drive torque of the electric drive device , In each case on one of the two drive wheels of the second wheel axle is steerable, while the respective other drive wheel of the second wheel axle, via the coupling device, can be decoupled from the electric drive means.

Der, über den Fahrzeugmotor, in Wirkverbindung mit der elektrischen Antriebeinrichtung, herstellbare Allradantrieb, ermöglicht neben einer variablen Antriebsmomentverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse, einen einseitigen Antrieb einzelner Räder. Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Elektromotoren, kann das Antriebsmoment der Elektromotoren zusammen eingesetzt werden, um eines der Antriebräder anzutreiben. Dadurch lässt sich die Fahrdynamik, insbesondere das Kurvenverhalten und die Wendigkeit des Fahrzeuges besonders effektiv steuern, bzw. unterstützen und ein sehr komfortables Kurven-Handling des Fahrzeuges erreichen.The, over the vehicle engine, in operative connection with the electric drive device, manufacturable four-wheel drive, in addition to a variable drive torque distribution between the front and rear axle, a unilateral drive individual wheels. By coupling the electric motors according to the invention, the drive torque of the electric motors can be used together to drive one of the drive wheels. As a result, the driving dynamics, in particular the cornering behavior and the maneuverability of the vehicle can be controlled particularly effectively or supported, and a very comfortable cornering handling of the vehicle can be achieved.

Dies kann bei einer Radachse mit einem linken und einem rechten Antriebsrad sowie zwei Elektromotoren zum Antrieb dieser Räder dadurch realisiert werden, dass, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die Kupplungseinrichtung drei Kupplungen aufweist, bei der jeweils eine Kupplung zwischen einem Elektromotor und einem Antriebsrad angeordnet ist, und bei der die dritte Kupplung zwischen den beiden Elektromotoren angeordnet ist.This can be realized in a wheel axle with a left and a right drive wheel and two electric motors for driving these wheels that, as provided in a preferred embodiment of the invention, the coupling device has three clutches, in each case a coupling between an electric motor and a Drive wheel is arranged, and wherein the third clutch between the two electric motors is arranged.

Die Kupplungseinrichtung kann über eine Steuereinheit zum Öffnen und Schließen der einzelnen Kupplungen angesteuert werden, wobei das jeweils anzutreibende Rad mit den Elektromotoren verbunden ist, während das jeweils nicht anzutreibende andere Rad frei läuft. Damit steht für einen einseitigen Antrieb ein wesentlich höheres Drehmoment, bei einer, im Vergleich zu Elektromotoren, die jeder für sich ein solches Drehmoment aufbringen, kleinen Baugröße der Elektromotoren, zur Verfügung. Die Effektivität der Antriebsvorrichtung zur Erzielung oder Einschränkung einer bestimmten Über- bzw. Untersteuerung im Fahrbetrieb des Fahrzeuges, wird durch den gemeinsamen Einsatz beider Elektromotoren erhöht und somit das Potenzial des Torque Vectorings erweitert. Die kompakte Bauform der elektrischen Antriebeinrichtung und ein hoher Wirkungsgrad, wirken sich durch die vergleichsweise kleinen Elektromotoren auch gewichtssparend und kostengünstig aus.The coupling device can be controlled via a control unit for opening and closing the individual clutches, the wheel to be driven in each case being connected to the electric motors, while the other wheel which is not to be driven in each case runs freely. This is for a one-sided drive a much higher torque, at a, compared to electric motors, each of which apply such a torque, small size of the electric motors, available. The effectiveness of the drive device to achieve or limit a specific over- or understeer while driving the vehicle is increased by the joint use of both electric motors and thus extends the potential of torque vectoring. The compact design of the electric drive device and a high degree of efficiency, by the comparatively small electric motors also have a weight-saving and cost-effective.

Selbstverständlich ist auch ein beidseitiger, gleichstarker oder unterschiedlich starker Antrieb der Antriebsräder, durch entsprechendes Ansteuern der Kupplungseinrichtung, in Wirkverbindung mit einer geeigneten Leistungsregelung Elektromotoren, möglich. Gegenüber Allradfahrzeugen, die ihr gesamtes Drehmoment nur aus dem Fahrzeugmotor schöpfen, bietet die elektrische Antriebeinrichtung zudem ein zusätzliches Drehmoment, das die Gesamtantriebsleistung des Fahrzeuges erhöht. Durch die elektrische Antriebeinrichtung wird somit ein intelligenter Allradantrieb geschaffen, der auch ohne eine relativ aufwendige mechanische Kraftübertragung über Kardanwelle und Hinterachsdifferential auskommen kann und sehr effektive Möglichkeiten zur Erzielung von Torque Vectoring-Effekten mit zwei relativ kleinen Elektromotoren eröffnet.Of course, a double-sided, equally strong or different strong drive of the drive wheels, by appropriately driving the coupling device, in operative connection with a suitable power control electric motors, possible. Compared to all-wheel drive vehicles, which draw their entire torque only from the vehicle engine, the electric drive device also provides additional torque, which increases the overall drive power of the vehicle. By the electric drive device thus an intelligent all-wheel drive is created, which can do without a relatively complex mechanical power transmission via cardan shaft and rear differential and opens up very effective ways to achieve torque vectoring effects with two relatively small electric motors.

Der verstärkte einseitige Antrieb kann, außer zur Verbesserung der Fahrdynamik, grundsätzlich auch bei Offroad-Fahrzeugen bei einem Traktionsverlust einzelner Räder in schwierigem Gelände, vorteilhaft eingesetzt werden.The reinforced unilateral drive, in addition to improving the driving dynamics, in principle, also in off-road vehicles in a loss of traction of individual wheels in difficult terrain, be used advantageously.

Die bekannten Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeuges haben die oben beschriebenen Nachteile.The known methods for driving a vehicle have the disadvantages described above.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, bei dem die Effektivität des Antriebs, insbesondere bei einem gezielten einseitigen Antrieb in bestimmten Fahrsituationen, erhöht wird.Another object of the present invention is therefore to provide a method in which the effectiveness of the drive, in particular in a targeted unilateral drive in certain driving situations, is increased.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 5 dadurch gelöst, dass, fahrzustandsabhängig, ein Gesamtantriebsmoment der elektrischen Antriebseinrichtung, welches aus einer Kopplung der Elektromotoren, mittels einer über eine Steuereinheit ansteuerbaren Kupplungseinrichtung resultiert, auf eines der Antriebsräder der zweiten Radachse gelenkt wird, während gleichzeitig das jeweils andere Antriebsrad der zweiten Radachse, über die Kupplungseinrichtung von der elektrischen Antriebseinrichtung entkoppelt wird.This object is achieved in conjunction with the preamble of claim 5, characterized in that, depending on driving condition, a total drive torque of the electric drive device, which results from a coupling of the electric motors, by means of a controllable via a control unit clutch device is directed to one of the drive wheels of the second wheel axle, while simultaneously decoupling the respective other drive wheel of the second wheel axle, via the coupling device of the electric drive device.

Dadurch, dass bei einem einseitigen Antrieb, das anzutreibende Rad mit dem Antriebsmoment beider Elektromotoren beaufschlagt wird, ist ein effektiveres Torque Vectoring realisierbar. Insbesondere wird ein verbessertes Kurvenverhalten des Fahrzeuges erreicht. Due to the fact that, in the case of a one-sided drive, the driven wheel is subjected to the drive torque of both electric motors, a more effective torque vectoring can be realized. In particular, an improved cornering behavior of the vehicle is achieved.

Dazu wird für einen einseitigen Antrieb vorzugsweise eine zu dem jeweils anzutreibenden Rad zugeordnete seitliche Kupplung sowie eine mittlere, zwischen den beiden Elektromotoren angeordnete Kupplung geschlossen und eine zu dem jeweils nicht anzutreibenden Rad benachbarte Kupplung geöffnet. Entsprechend wird für einen beidseitigen Antrieb die mittlere Kupplung zwischen den beiden Elektromotoren geöffnet und die beiden anderen, benachbart zu den Antriebsrädern angeordneten, Kupplungen geschlossen.For this purpose, for a one-sided drive, preferably a lateral clutch assigned to the respective driven wheel and a middle clutch arranged between the two electric motors are closed, and a clutch adjacent to the respectively non-driven wheel is opened. Accordingly, for a two-sided drive the middle coupling between the two electric motors is opened and the other two, arranged adjacent to the drive wheels, clutches closed.

Die elektrische Antriebseinrichtung wird an einen jeweiligen momentanen Fahrzustand angepasst. Dazu erfasst, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die Steuereinheit sensorgestützt verschiedene relevante Fahrzustandsdaten, beispielsweise Lenkwinkel, Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Traktion und Drehgeschwindigkeit einzelner Räder, ermittelt aus den Sensordaten einen momentanen Fahrzustand und leitet, abhängig von dem ermittelten Fahrzustand, einen einseitigen oder einen beidseitigen Antrieb der Antriebsräder der, der elektrischen Antriebseinrichtung zugeordneten Radachse ein. Eine jeweilige Leistungsabgabe der elektrischen Antriebseinrichtung kann, wie bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, über eine entsprechende Bestromung der Elektromotoren geregelt werden.The electric drive device is adapted to a respective current driving state. For this purpose, as provided in a preferred embodiment of the invention, the control unit sensor-based various relevant driving condition data, such as steering angle, driving speed, acceleration, traction and rotational speed of individual wheels determined from the sensor data a current driving condition and derives, depending on the determined driving condition, a one-sided or a drive on both sides of the drive wheels of the, the electric drive means associated wheel axle. A respective power output of the electric drive device can, as provided in a further preferred embodiment of the invention, be regulated via a corresponding energization of the electric motors.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielhaft veranschaulicht ist.Further details of the invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings in which a preferred embodiment of the invention is illustrated by way of example.

Die Zeichnung zeigt:The drawing shows:

1: Eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges in einer Draufsicht, mit einem Frontantrieb und mit einer elektrischen Antriebseinrichtung zum Antrieb einer Hinterachse. 1 : A schematic representation of a vehicle in a plan view, with a front-wheel drive and with an electric drive device for driving a rear axle.

Eine Vorrichtung zum Antrieb eines Fahrzeuges 10 besteht im Wesentlichen aus einem Fahrzeugmotor 9 und einer elektrischen Antriebseinrichtung 1, über die zwei Antriebräder 15, 16 einer Radachse 14, unabhängig voneinander, von zwei Elektromotoren 7, 8 antreibbar sind.A device for driving a vehicle 10 consists essentially of a vehicle engine 9 and an electric drive device 1 , about the two drive wheels 15 . 16 a wheel axle 14 , independently, of two electric motors 7 . 8th are drivable.

Das in der 1 schematisch dargestellte Fahrzeug 10 ist als ein Fronttriebler ausgebildet (Grundsätzlich ist auch ein Hecktriebler geeignet, für den das Entsprechende mit vertauschten Radachsen gilt). Der Fronttriebler 10 ist an seiner Vorderachse 11 mit dem Verbrennungsmotor 9 (Fahrzeugmotor) und an seiner Hinterachse 14 mit den zwei Elektromotoren 7, 8 ausgerüstet. An der Hinterachse 14 ist weiterhin eine Kupplungseinrichtung 3 angeordnet, die drei Einzelkupplungen 4, 5, 6 aufweist. Die Elektromotoren 7, 8 können wahlweise mit Hilfe der Kupplungen 4, 5, 6, auf beide Antriebsräder 15 und 16 wirken oder in Reihe geschaltet, bzw. gekoppelt, zum Antrieb eines Antriebsrades 15 oder 16 gemeinsam eingesetzt werden. Für eine Ansteuerung der Kupplungseinrichtung 3 und der Elektromotoren 6 und 7 ist eine Steuereinheit 2 vorgesehen. Im Einzelnen sind folgende drei Varianten zum Antrieb der Hinterachse 14 möglich: 1. Antrieb links: Kupplung 4 geöffnet, Kupplungen 5 und 6 geschlossen, 2. Antrieb rechts: Kupplung 6 geöffnet, Kupplungen 4 und 5 geschlossen und 3. Antrieb beidseitig: Kupplung 5 geöffnet, Kupplung 4 und 6 geschlossen. That in the 1 schematically illustrated vehicle 10 is designed as a front-wheel drive (in principle, a Hecktriebler is suitable for the corresponding applies with reversed axles). The front-wheel drive 10 is at its front axle 11 with the internal combustion engine 9 (Vehicle engine) and on its rear axle 14 with the two electric motors 7 . 8th equipped. At the rear axle 14 is still a coupling device 3 arranged, the three single clutches 4 . 5 . 6 having. The electric motors 7 . 8th can optionally with the help of couplings 4 . 5 . 6 , on both drive wheels 15 and 16 act or in series, or coupled, to drive a drive wheel 15 or 16 be used together. For a control of the coupling device 3 and the electric motors 6 and 7 is a control unit 2 intended. In detail, the following three variants for driving the rear axle 14 possible: 1st drive left: clutch 4 opened, couplings 5 and 6 closed, 2nd drive right: clutch 6 opened, couplings 4 and 5 closed and 3rd drive on both sides: clutch 5 opened, clutch 4 and 6 closed.

Die erste Variante erzeugt ein Giermoment um eine gedachte Hochachse durch das Fahrzeug 10, die das Fahrzeug 10 nach rechts bewegt. Die zweite Variante bewegt das Fahrzeug 10 nach links. Die dritte Variante sorgt für ein beidseitiges Antriebsmoment an der Hinterachse 14.The first variant generates a yawing moment about an imaginary vertical axis through the vehicle 10 that the vehicle 10 moved to the right. The second variant moves the vehicle 10 to the left. The third variant ensures a double-sided drive torque at the rear axle 14 ,

Über die Steuereinheit 2 und die Kupplungseinrichtung 3 kann je nach Fahrzustand eine Über- oder Untersteuertendenz oder ein gleichmäßiger links- und rechtsseitiger Antrieb erzeugt werden. Weiterhin ist in Wirkverbindung mit dem Fahrzeugmotor 9 in an sich bekannter Weise eine variable Antriebsmomentverteilung zwischen Vorderachse 11 und Hinterachse 14 möglich.About the control unit 2 and the coupling device 3 Depending on the driving condition, an oversteer or understeer tendency or a uniform left and right drive can be generated. Furthermore, it is in operative connection with the vehicle engine 9 in a conventional manner, a variable drive torque distribution between the front axle 11 and rear axle 14 possible.

Der Betrieb des elektrischen Antriebs wird anhand des folgenden Verfahrens näher erläutert:
Ein Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeuges 10 beruht im Wesentlichen darauf, dass ein einzelnes Antriebsrad 15, 16 einer Radachse 14 mit einem Antriebsmoment einer elektrischen Antriebseinrichtung 1, bei der zwei Elektromotoren 7, 8 über eine Kupplungseinrichtung 3 gekoppelt sind, beaufschlagt wird.The operation of the electric drive is explained in more detail by the following method:
A method for driving a vehicle 10 essentially based on having a single drive wheel 15 . 16 a wheel axle 14 with a drive torque of an electric drive device 1 in which two electric motors 7 . 8th via a coupling device 3 coupled, is acted upon.

Die Steuereinheit 2 nimmt im Fahrbetrieb verschiedene Fahrzustandsdaten auf, die über Sensoren laufend an die Steuereinheit 2 gesendet werden. Dies können beispielsweise ein Lenkwinkel, eine Längs- und eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs 10 und eine Drehgeschwindigkeit, bzw. verschiedene Drehgeschwindigkeiten der Antriebsräder 12, 13, 15, 16 sein. Daraus wird ein Fahrzustand ermittelt, der ggf. eine Steuermaßnahme zur Folge hat. Beispielsweise werden bei einem Beschleunigungsvorgang in einer Rechtskurve die beiden Elektromotoren 7, 8 durch Schließen der entsprechenden Kupplungen 5/6 in Reihe geschaltet und die Kupplung 4 geöffnet. Folglich wird nur das Antriebsrad 16 angetrieben und es entsteht ein Giermoment nach rechts, das einem Untersteuern entgegenwirkt. In Linkskurven wird entsprechend verfahren. Dies wirkt sich, insbesondere bei einer sportlichen Fahrweise, günstig auf die Beschleunigungsmöglichkeiten in Kurven, bei einer gleichzeitigen Gewährleistung einer hohen Fahrstabilität, aus. Über eine Leistungsregelung, insbesondere über die Bestromung der Elektromotoren 7, 8, ist eine weitergehende Feinregulierung des Antriebsmomentes möglich. Selbstverständlich ist auch ein beidseitiger Antrieb der Hinterachse 14 als Allradantrieb möglich. Dazu werden die Elektromotoren 7, 8 mit den zugehörigen Hinterrädern 15, 16 wirkverbunden und die mittlere Kupplung 5 geöffnet. Bei einer gleichgroßen Leistungsabgabe (gleiche Bestromung bei zwei gleichen Elektromotoren) der beiden Motoren 7, 8, wird dann die Hinterachse 14 mit einem gleichmäßigen Drehmoment beaufschlagt.The control unit 2 When driving, it records various driving condition data, which are continuously sent to the control unit via sensors 2 be sent. This can be, for example, a steering angle, a longitudinal and a lateral acceleration of the vehicle 10 and a rotational speed, or different rotational speeds of the drive wheels 12 . 13 . 15 . 16 be. From this, a driving state is determined, which possibly has a control measure result. For example, in an acceleration process in a right turn the two electric motors 7 . 8th by closing the corresponding couplings 5 / 6 connected in series and the clutch 4 open. Consequently, only the drive wheel 16 driven and there is a yaw moment to the right, which counteracts an understeer. In left turns will proceed accordingly. This has a favorable effect, especially in a sporty driving style, on the acceleration possibilities in curves, while at the same time ensuring a high driving stability. About a power control, in particular on the energization of the electric motors 7 . 8th , a further fine adjustment of the drive torque is possible. Of course, a double-sided drive the rear axle 14 as four-wheel drive possible. These are the electric motors 7 . 8th with the associated rear wheels 15 . 16 operatively connected and the middle clutch 5 open. With an equal power output (same energization for two identical electric motors) of the two motors 7 . 8th , then becomes the rear axle 14 applied with a uniform torque.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
elektrische Antriebseinrichtungelectric drive device
22
Steuereinheitcontrol unit
33
Kupplungseinrichtungcoupling device
44
Kupplungclutch
55
Kupplungclutch
66
Kupplungclutch
77
Elektromotorelectric motor
88th
Elektromotorelectric motor
99
Fahrzeugmotorvehicle engine
1010
Fahrzeugvehicle
1111
Radachsewheel axle
1212
Antriebsraddrive wheel
1313
Antriebsraddrive wheel
1414
Radachsewheel axle
1515
Antriebsraddrive wheel
1616
Antriebsraddrive wheel

Claims (7)

Vorrichtung zum Antrieb eines Fahrzeuges, mit einem Fahrzeugmotor (9), der mindestens einer ersten Radachse (11) mit einem ersten Paar linker und rechter Antriebsräder (12, 13) zugeordnet ist, und mit einer elektrischen Antriebseinrichtung (1), die mindestens einer zweiten Radachse (14) mit einem zweiten Paar linker und rechter Antriebsräder (15, 16) zugeordnet ist, bei der die Antriebsräder (15, 16) der zweiten Radachse (14), über jeweils einen Elektromotor (7, 8), unabhängig voneinander antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine, über eine Steuereinheit (2) ansteuerbare, Kupplungseinrichtung (3) ausgebildet ist, über die wahlweise eine Kopplung zwischen den Elektromotoren (7, 8) herstellbar ist, so dass ein aus der Kopplung der Elektromotoren (7, 8) resultierendes Gesamtantriebsmoment der elektrischen Antriebseinrichtung (1), jeweils auf eines der beiden Antriebsräder (15, 16) der zweiten Radachse (14) lenkbar ist, während das jeweilige andere Antriebsrad (15, 16) der zweiten Radachse (14), über die Kupplungseinrichtung (3) von der elektrischen Antriebseinrichtung (1) entkoppelbar ist.Device for driving a vehicle, with a vehicle engine ( 9 ), the at least one first wheel axle ( 11 ) with a first pair of left and right drive wheels ( 12 . 13 ), and with an electric drive device ( 1 ), the at least one second wheel axle ( 14 ) with a second pair of left and right drive wheels ( 15 . 16 ) is assigned, in which the drive wheels ( 15 . 16 ) of the second wheel axle ( 14 ), in each case via an electric motor ( 7 . 8th ), are independently drivable, characterized in that a, via a control unit ( 2 ) controllable, coupling device ( 3 ) is formed, via the optional coupling between the electric motors ( 7 . 8th ), so that one of the coupling of the electric motors ( 7 . 8th ) resulting total drive torque of the electric drive device ( 1 ), in each case on one of the two drive wheels ( 15 . 16 ) of the second wheel axle ( 14 ) is steerable while the respective other drive wheel ( 15 . 16 ) of the second wheel axle ( 14 ), via the coupling device ( 3 ) from the electric drive device ( 1 ) can be decoupled. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (3) drei Kupplungen (4, 5, 6) aufweist, bei der jeweils eine Kupplung (4, 6) zwischen einem Elektromotor (7, 8) und einem Antriebsrad (15, 16) angeordnet ist, und bei der die dritte Kupplung (5) zwischen den beiden Elektromotoren (7, 8) angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the coupling device ( 3 ) three couplings ( 4 . 5 . 6 ), in which in each case a clutch ( 4 . 6 ) between an electric motor ( 7 . 8th ) and a drive wheel ( 15 . 16 ) is arranged, and in which the third clutch ( 5 ) between the two electric motors ( 7 . 8th ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) als ein Fronttriebler ausgebildet ist, bei dem der Fahrzeugmotor (9) ein der Vorderachse (11) des Fahrzeuges (10) zugeordneter Verbrennungsmotor ist, und bei dem die elektrische Antriebseinrichtung (1) an der Hinterachse (14) des Fahrzeuges (10) angeordnet ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the vehicle ( 10 ) is designed as a front-wheel drive, in which the vehicle engine ( 9 ) one of the front axle ( 11 ) of the vehicle ( 10 ) is assigned, and in which the electric drive device ( 1 ) on the rear axle ( 14 ) of the vehicle ( 10 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugmotor (9) und die elektrische Antriebseinrichtung (1) einen Allradantrieb bilden, bei dem eine variable Verteilung der Antriebsmomente zwischen den angetriebenen Radachsen (11, 14) und/oder zwischen dem linken und dem rechten Antriebsrad (15, 16) wenigstens der der elektrischen Antriebseinrichtung (1) zugeordneten Radachse (14) vorgesehen ist. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the vehicle engine ( 9 ) and the electric drive device ( 1 ) form an all-wheel drive, in which a variable distribution of drive torque between the driven axles ( 11 . 14 ) and / or between the left and right drive wheels ( 15 . 16 ) at least that of the electric drive device ( 1 ) associated wheel axle ( 14 ) is provided. Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeuges, bei dem mindestens einer ersten Radachse (11) ein Fahrzeugmotor (9) zugeordnet ist, bei dem mindestens einer zweiten Radachse (14) eine elektrische Antriebseinrichtung (1) zugeordnet ist, und bei dem die elektrische Antriebseinrichtung (1), für einen voneinander unabhängigen Einzelantrieb der Antriebsräder (15, 16) der zweiten Radachse, jeweils einen Elektromotor (7, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass, fahrzustandsabhängig, ein Gesamtantriebsmoment der elektrischen Antriebseinrichtung (1), welches aus einer Kopplung der Elektromotoren (7, 8), mittels einer über eine Steuereinheit (2) ansteuerbaren Kupplungseinrichtung (3) resultiert, auf eines der Antriebsräder (15, 16) der zweiten Radachse (14) gelenkt wird, während gleichzeitig das jeweils andere Antriebsrad (15, 16) der zweiten Radachse (14), über die Kupplungseinrichtung (3) von der elektrischen Antriebseinrichtung (1) entkoppelt wird.Method for driving a vehicle, in which at least one first wheel axle ( 11 ) a vehicle engine ( 9 ) is assigned to the at least one second wheel axle ( 14 ) an electric drive device ( 1 ), and in which the electric drive device ( 1 ), for an independent drive of the drive wheels ( 15 . 16 ) of the second wheel axle, in each case an electric motor ( 7 . 8th ), Characterized in that, depending on the driving condition, (a total drive torque of the electric drive means 1 ), which consists of a coupling of the electric motors ( 7 . 8th ), by means of a control unit ( 2 ) controllable coupling device ( 3 ) results on one of the drive wheels ( 15 . 16 ) of the second wheel axle ( 14 ), while at the same time the other drive wheel ( 15 . 16 ) of the second wheel axle ( 14 ), via the coupling device ( 3 ) from the electric drive device ( 1 ) is decoupled. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (2) aus einer sensorgestützten Erfassung von für den Betrieb der elektrischen Antriebseinrichtung (1) relevanten Fahrzustandsdaten einen momentanen Fahrzustand ermittelt und, abhängig von dem ermittelten Fahrzustand, einen einseitigen oder einen beidseitigen Antrieb der Antriebsräder (15, 16) der der elektrischen Antriebseinrichtung (1) zugeordneten Radachse (14) einleitet.Method according to claim 5, characterized in that the control unit ( 2 ) from a sensor-based detection of for the operation of the electric drive device ( 1 ) relevant driving state data determines a current driving state and, depending on the determined driving state, a one-sided or a two-sided drive of the drive wheels ( 15 . 16 ) of the electric drive device ( 1 ) associated wheel axle ( 14 ). Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Leistungsabgabe der elektrischen Antriebseinrichtung (1) über eine entsprechende Bestromung der Elektromotoren (7, 8) geregelt wird.A method according to claim 5 or 6, characterized in that a respective power output of the electric drive device ( 1 ) via a corresponding energization of the electric motors ( 7 . 8th ) is regulated.
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