DE102007004461A1 - Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang - Google Patents

Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang Download PDF

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Abstract

Es wird eine Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang vorgeschlagen, welcher einen Verbrennungsmotor (1), ein Getriebe (2) mit variabler Übersetzung und eine elektrische Maschine (4) umfasst, welche als Motor und als Generator betreibbar ist, wobei die elektrische Maschine (4) abtriebsseitig über ein Planetengetriebe (3) mit dem Antriebsstrang verbunden ist und wobei zumindest eine Bremse (6, 7) vorgesehen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Beispielsweise aus der US-Druckschrift 5,713,425 ist ein Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Hybridantriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor, der mit einem automatisierten Getriebe gekoppelt ist, um ein Motormoment auf die Abtriebsseite zu übertragen. Der Verbrennungsmotor ist mit seiner Ausgangswelle mit der Eingangswelle des automatisierten Getriebes verbunden Die Ausgangswelle des automatisierten Getriebes ist mit einer Welle eines Planetengetriebes gekoppelt. Das Planetengetriebe ist wiederum mit einer elektrischen Maschine zum elektrischen Antrieb des Fahrzeuges verbunden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hybridantriebsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der die Antriebsmöglichkeiten und die Betriebsstrategie erweitert bzw. optimiert werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.
  • Demnach wird eine Hybridantriebsanordnung vorgeschlagen, bei der ein Verbrennungsmotor, ein Getriebe mit variabler Übersetzung und eine elektrische Maschine im Antriebsstrang vorgesehen sind, wobei die elektrische Maschine abtriebsseitig über ein Planetengetriebe mit dem Antriebsstrang verbunden ist und wobei zumindest eine Bremse vorgesehen ist.
  • Auf diese Weise kann ein für bestimmte Antriebskonzepte erforderliches Abstützmoment an dem Antriebsstrang erzeugt werden, um eine Motormomentübertragung in gewünschter Weise mit dem Planetengetriebe auf die Abtriebsseite zu ermöglichen.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine erste Bremse mit der elektrischen Maschine verbunden ist. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine fest gebremst werden, wenn z. B. ein Antrieb des Fahrzeuges nur mit dem Verbrennungsmotor bewirkt werden soll. Dies kann insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten bzw. hohen Drehzahlen besonders vorteilhaft sein. Durch das Festbremsen der Maschine durch die Bremse wird ein sonst erforderliches Bestromen der Maschine nicht erforderlich, wodurch der Wirkungsgrad erhöht wird.
  • Eine nächste Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass eine zweite Bremse mit der Ausgangswelle des Getriebes verbunden ist. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten denkbar. Durch die zweite Bremse besteht die Möglichkeit, dass die Ausgangswelle des Getriebes mit variabler Übersetzung fest gebremst wird, so dass der elektrische Antrieb des Fahrzeuges über die elektrische Maschine auch bei stehendem Verbrennungsmotor erfolgen kann.
  • Um den Anfahrvorgang bei der vorgeschlagenen Hybridantriebsanordnung weiter zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Anfahrelement und/oder ein Trennelement mit dem Antriebsstrang verbunden ist. Beispielsweise kann ein hydrodynamischer Wandler mit der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors verbunden sein. Es ist auch möglich, eine Kupplung oder dergleichen einzusetzen. Der hydrodynamische Wandler hat zum einen den Vorteil, dass er nahezu verschleißfrei eine Drehmomentübertragung ermöglicht. Zum anderen bietet er mit seiner Wandlerkennung eine Drehmomentüberhöhung an, so dass die Motorcharakteristik des Verbrennungsmotors über den hydrodynamischen Wandler an die Anforderungen der Abtriebsseite angepasst werden kann. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten denkbar.
  • Die vorbeschriebenen Anordnungsmöglichkeiten, Ausgestaltungen und Varianten können auch beliebig miteinander kombiniert werden, wobei auch die Anzahl der einzelnen verwendeten Komponenten variiert werden kann.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Hybridantriebsanordnung mit einer Bremse an einer elektrischen Maschine;
  • 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hybridantriebanordnung mit einer zusätzlichen Bremse abtriebsseitig des Getriebes und
  • 3 eine schematische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hybridantriebanordnung mit einem antriebsseitigen Anfahr- und/oder Trennelement.
  • Die verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Hybridantriebsanordnung sind beispielhaft in den 1 bis 3 dargestellt.
  • Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen umfasst die Hybridantriebsanordnung einen Verbrennungsmotor 1, der mit einem Getriebe 2 mit variabler Übersetzung verbunden ist. Nur bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem Getriebe 2 eine Kupplung 9 als Anfahr- und/oder Trennelement vorgesehen.
  • Die Ausgangswelle 8 des Getriebes 2 ist mit einem Planetengetriebe 3 verbunden. Das Planetengetriebe 3 wird dazu benutzt eine elektrische Maschine 4 mit dem Antriebsstrang zu verbinden, um einen elektrischen Antrieb des Fahrzeuges zu ermöglichen. Das Planetengetriebe 3 ist schließlich mit seiner abtriebsseitigen Welle mit einem Differentialgetriebe 5 verbunden, welches wiederum mit der Antriebsachse des Fahrzeuges verbunden ist.
  • Erfindungsgemäß ist eine erste Bremse 6 mit der elektrischen Maschine 4 verbunden. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine 4 fest gebremst werden, so dass dann der Verbrennungsmotor 1 über das Getriebe 2 und das Planetengetriebe 3 direkt auf den Abtrieb des Fahrzeuges wirken kann.
  • Im Unterschied zu dem ersten und dem dritten Ausführungsbeispiel ist neben der ersten Bremse 6 zusätzlich eine zweite Bremse 7 im Antriebsstrang des Fahrzeuges bei dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Die zweite Bremse 7 ist mit der Ausgangswelle 8 des Getriebes 2 verbunden. Durch diese Anordnungsmöglichkeit ergibt sich der Vorteil, dass die Ausgangswelle 8 des Getriebes 2 durch die zweite Bremse 7 fest bremsbar ist, so dass ein rein elektrisches Fahren des Fahrzeuges auch mit stehendem Verbrennungsmotor möglich ist. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor 1 und gleichzeitig durch die elektrische Maschine 4 angetrieben wird.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß 3 der vorliegenden Erfindung zeigt im Gegensatz zu dem ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ein zusätzliches Anfahrelement und/oder Trennelement im Antriebsstrang, um insbesondere einen verbesserten Anfahrvorgang für das Fahrzeug mit der vorgeschlagenen Hybridantriebsanordnung zu realisieren. Beispielhaft ist in
  • 3 eine Kupplung 9 als Anfahrelement oder Trennelement vorgesehen. Die Kupplung 9 ist mit der Ausgangswelle 10 des Verbrennungsmotors 1 und mit der Eingangswelle 11 des Getriebes 2 verbunden.
  • In sämtlichen Figuren wird durch Pfeile, die mit einem T und einem n gekennzeichnet sind, angedeutet, dass ein bestimmtes Moment und eine bestimmte Drehzahl übertragen werden. Darüber hinaus bedeuten Pfeile, die mit einem E gekennzeichnet sind, dass elektrische Energie aufgenommen und/oder abgegeben werden kann.
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    Getriebe mit variabler Übersetzung
    3
    Planetengetriebe
    4
    elektrische Maschine
    5
    Differentialgetriebe
    6
    erste Bremse
    7
    zweite Bremse
    8
    Ausgangswelle des Getriebes
    9
    Kupplung
    10
    Ausgangswelle des Verbrennungsmotors
    11
    Eingangswelle des Getriebes
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 5713425 [0002]

Claims (6)

  1. Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang, welcher einen Verbrennungsmotor (1), ein Getriebe (2) mit variabler Übersetzung und eine elektrische Maschine (4) umfasst, welche als Motor und als Generator betreibbar ist, wobei die elektrische Maschine (4) abtriebsseitig über ein Planetengetriebe (3) mit dem Antriebstrang verbunden ist, dadurch ge kennzeichnet, dass zumindest eine Bremse (6, 7) vorgesehen ist.
  2. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Bremse (6) mit der elektrischen Maschine (4) verbunden ist.
  3. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bremse (7) mit der Ausgangswelle (8) des Getriebes (2) verbunden ist.
  4. Hybridantriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anfahrelement und/oder ein Trennelement mit der Ausgangswelle (10) des Verbrennungsmotors (1) verbunden ist.
  5. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydrodynamischer Wandler mit der Ausgangswelle (10) des Verbrennungsmotors (1) verbunden ist.
  6. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung (9) mit der Ausgangswelle (10) des Verbrennungsmotors (1) verbunden ist.
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