DE102008000132A1 - Vehicle drive train has two vehicle axles, internal combustion engine, transmission device for executing different drive transmission ratios and electric machine assigned to internal combustion engines - Google Patents

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Abstract

The vehicle drive train (1) has two vehicle axles (2,3), an internal combustion engine (4), a transmission device (5) for executing different drive transmission ratios and an electric machine (6) assigned to one of the internal combustion engines. The electric machine is brought into operative connection with another vehicle axis (3) by a connecting device (7), where a part of a torque produced by the electric machine is carried in the direction of another vehicle axle by the connecting device.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugantriebsstrang mit wenigstens zwei Fahrzeugachsen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The The invention relates to a vehicle drive train having at least two Vehicle axles according to the im Preamble of claim 1 further defined type.

Aus der Praxis bekannte Fahrzeugantriebsstränge mit wenigstens zwei antreibbaren Fahrzeugachsen sind mit einem Hauptgetriebe, mittels welchem verschiedene Übersetzungen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt darstellbar sind, und einem dem Hauptgetriebe nachgeschalteten Verteilergetriebe ausgeführt, über das ein Antriebsmoment eines vorzugsweise als Brennkraftmaschine ausgeführten Antriebsaggregates zwischen den Fahrzeugachsen selbstständig oder geregelt verteilt und diesen zugeführt wird.Out practice known vehicle drive trains with at least two drivable Vehicle axles are with a main gear, by means of which various translations for forward and reversing can be represented, and executed by a main transmission downstream transfer case, via the a drive torque of a preferably designed as an internal combustion engine drive unit distributed independently or regulated between the vehicle axles and fed to this becomes.

Derartige Fahrzeugantriebsstränge sind jedoch nachteilhafterweise durch ein hohes Gewicht sowie unerwünscht hohe Herstellkosten gekennzeichnet.such Vehicle drive trains However, they are disadvantageously high in weight and undesirably high Manufacturing costs marked.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen kostengünstig herstellbaren Fahrzeugantriebsstrang zur Verfügung zu stellen, der durch ein geringes Eigengewicht gekennzeichnet ist.Of the The present invention is therefore based on the object, a economical to provide manufacturable vehicle powertrain that by a low weight is characterized.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Fahrzeugantriebsstrang gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention this Task with a vehicle drive train according to the features of claim 1 solved.

Der erfindungsgemäße Fahrzeugantriebsstrang ist mit wenigstens zwei Fahrzeugachsen, einer Brennkraftmaschine, einer Getriebeeinrichtung zum Darstellen verschiedener Fahrübersetzungen und einer der Brennkraftmaschine zugeordneten elektrischen Maschine ausgeführt, deren Drehmoment in den Leistungspfad zwischen der Brennkraftmaschine und der ersten Fahrzeugach se einleitbar ist, die über die Getriebeeinrichtung mit der Brennkraftmaschine in Wirkverbindung bringbar ist.Of the vehicle drive train according to the invention is with at least two vehicle axles, an internal combustion engine, a transmission device for displaying different drive ratios and one of the internal combustion engine associated electric machine executed their torque in the power path between the engine and the first Fahrzeugach se is introduced, the on the Transmission device with the internal combustion engine in operative connection can be brought.

Erfindungsgemäß ist die elektrische Maschine über eine Verbindungseinrichtung mit der zweiten Fahrzeugachse in Wirkverbindung bringbar und wenigstens ein Teil des von der elektrischen Maschine erzeugten Drehmomentes über die Verbindungseinrichtung in Richtung der zweiten Fahrzeugachse führbar.According to the invention electrical machine over a connection device with the second vehicle axle in operative connection brought and at least a part of the electric machine generated Torque over the connecting device in the direction of the second vehicle axle feasible.

Bei dem Fahrzeugantriebsstrang nach der Erfindung wird eine vorzugsweise als Anlasser- und/oder Generatoreinrichtung verwendete elektrische Maschine über die Verbindungseinrichtung betriebszustandsabhängig mit der zweiten Fahrzeugachse in Wirkverbindung gebracht, um in den Bereich der von der Brennkraftmaschine nicht angetriebenen zweiten Fahrzeugachse ein Antriebsmoment zu führen und ein mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebsstrang ausgeführtes Fahrzeug beispielsweise als Allradfahrzeug betreiben zu können.at the vehicle drive train according to the invention is a preferably used as starter and / or generator device electrical Machine over the connection device operating state-dependent with the second vehicle axle brought into operative connection to the area of the engine not driven second vehicle axle to a drive torque to lead and one with the vehicle powertrain according to the invention executed For example, to operate the vehicle as a four-wheel drive vehicle.

In Kombination hierzu oder alternativ dazu besteht jedoch auch die Möglichkeit, die elektrische Maschine über die Verbindungseinrichtung mit der zweiten Fahrzeugachse zu verbinden und generatorisch zu betrieben, wobei dann im Bereich der zweiten Fahrzeugachse ein Schubmoment anliegt und ein der elektrischen Maschine zugeordneter elektrischer Energiespeicher aufladbar ist.In However, combination or alternatively thereto also exists Possibility, the electric machine over connect the connecting device with the second vehicle axle and to operate as a generator, in which case in the second Vehicle axle abuts a thrust moment and one of the electric machine assigned electrical energy storage is chargeable.

Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebsstranges umfasst die Verbindungseinrichtung eine Stirnradstufe und eine zwischen der Stirnradstufe und der zweiten Fahrzeugachse verlaufende Übertragungswelle, wobei die Übertragungswelle aus zwei Teilen gebildet ist, die über ein Schaltelement drehfest miteinander verbindbar sind.at a structurally simple embodiment the vehicle drive train according to the invention the connecting device comprises a spur gear and an intermediate the spur gear stage and the second vehicle axle extending transmission shaft, the transmission wave is formed of two parts, which rotatably via a switching element can be connected to each other.

Damit besteht auf konstruktiv einfache und kostengünstige Art und Weise die Möglichkeit, die zweite Fahrzeugachse über das Schaltelement mit der elektrischen Maschine zu koppeln oder die beiden Baugruppen im Bereich des Schaltelementes durch ein einfach zu betreibendes Element voneinander zu trennen. Darüber hinaus ist die elektrische Maschine in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes des Fahrzeugantriebsstranges nach der Erfindung im Bereich des Schaltelementes von der zweiten Fahrzeugachse trennbar und ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang ausgeführtes Fahrzeug lediglich im Bereich einer Fahrzeugachse alleine über die Brennkraftmaschine, alleine über die elektrische Maschine oder während eines Hybridantriebes sowohl von der Brennkraftmaschine als auch von der elektrischen Maschine antreibbar.In order to exists in a structurally simple and cost-effective way, the possibility the second vehicle axle over to couple the switching element with the electric machine or the two modules in the field of switching element by a simple to separate element to be operated from each other. Furthermore is the electric machine depending on the particular present Operating state of the vehicle drive train according to the invention separable in the region of the switching element of the second vehicle axle and a vehicle implemented with the vehicle driveline only in Area of a vehicle axle alone via the internal combustion engine, alone over the electric machine or during a hybrid drive both from the internal combustion engine as well drivable by the electric machine.

Die elektrische Maschine ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugantriebsstranges nach der Erfindung über ein weiteres Schaltelement von der Brennkraftmaschine entkoppelbar, so dass ein von der elektrischen Maschine erzeugtes Drehmoment im Bereich der zweiten Fahrzeugachse anlegbar ist, ohne den Drehmomentfluss zwischen der Brennkraftmaschine und der ersten Fahrzeugachse zu beeinflussen.The Electric machine is in a further advantageous embodiment the vehicle drive train according to the invention via a further switching element decoupled from the internal combustion engine, so that one of the electrical Machine generated torque in the range of the second vehicle axle can be applied without the torque flow between the internal combustion engine and to influence the first vehicle axle.

Das Schaltelement und das weitere Schaltelement sind bei vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebsstranges als reibschlüssige oder formschlüssige Schaltelemente oder als Freiläufe ausgeführt, wobei mit dem Fahrzeugantriebsstrang nach der Erfindung in Abhängigkeit der Schaltzustände der beiden Schaltelemente und in Abhängigkeit der konstruktiven Ausführung der Schaltelemente verschiedene Betriebszustände, wie ein Boostbetrieb, ein elektromaschinenseitiger Startvorgang der Brennkraftmaschine, ein Rekuperationsbetrieb, ein brennkraftmaschinenseitiger Antrieb der ersten Fahrzeugachse und ein elektrischer Antrieb der zweiten Fahrzeugachse sowie ein rein elektrischer Fahrbetrieb im Bereich der ersten Fahrzeugachse, darstellbar sind.The switching element and the further switching element are executed in advantageous developments of the vehicle drive train according to the invention as frictional or positive shift elements or as freewheels, with the vehicle powertrain according to the invention depending on the switching states of the two switching elements and depending on the structural design of the switching elements different operating conditions, such as a boost operation, an electric machine-side starting operation of the internal combustion engine, a recuperation operation, an engine-side drive of the first vehicle axle and an electric drive of the second vehicle axle and a purely electric driving operation in the region of the first vehicle axle, can be displayed.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.Further Advantages and advantageous developments of the invention result from the claims and with reference to the drawings in principle Embodiment.

Es zeigt:It shows:

1 eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges nach der Erfindung; 1 a highly schematic representation of a vehicle drive train according to the invention;

2 eine tabellarische Darstellung der mit dem Antriebsstrang gemäß 1 darstellbaren Betriebszustände und der damit korrespondierenden Schaltzustände zweier Schaltelemente des Fahrzeugantriebsstranges. 2 a tabular representation of the drive train according to 1 representable operating conditions and the corresponding switching states of two switching elements of the vehicle drive train.

Der in 1 dargestellte Fahrzeugantriebsstrang 1 ist mit zwei Fahrzeugachsen 2, 3, einer Brennkraftmaschine 4, einer Getriebeeinrichtung 5 zum Darstellen verschiedener Fahrübersetzungen und einer der Brennkraftmaschine 4 zugeordneten elektrischen Maschine 6 ausgebildet.The in 1 illustrated vehicle drive train 1 is with two vehicle axles 2 . 3 , an internal combustion engine 4 , a transmission device 5 to illustrate various driving ratios and one of the internal combustion engine 4 associated electric machine 6 educated.

Die erste Fahrzeugachse 2 des Fahrzeugantriebsstranges 1 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 die Fahrzeughinterachse und die zweite Fahrzeugachse stellt die Fahrzeugvorderachse dar. In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles bzw. eines gewünschten Fahrzeugkonzeptes besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die erste Fahrzeugachse 2 die Fahrzeugvorderachse und die zweite Fahrzeugachse 3 die Fahrzeughinterachse ist.The first vehicle axle 2 of the vehicle drive train 1 is at the in 1 illustrated embodiment of the vehicle drive train 1 the vehicle rear axle and the second vehicle axle represents the vehicle front axle. However, depending on the respective application case or a desired vehicle concept, there is also the possibility that the first vehicle axle 2 the vehicle front axle and the second vehicle axle 3 the vehicle rear axle is.

Ein von der elektrischen Maschine 6 erzeugtes Drehmoment ist in den Leistungspfad des Fahrzeugantriebsstranges 1 zwischen der Brennkraftma schine 4 und der ersten Fahrzeugachse 2 einleitbar, die über die Getriebeeinrichtung 5 mit der Brennkraftmaschine 4 in Wirkverbindung bringbar ist.One from the electric machine 6 generated torque is in the power path of the vehicle drive train 1 between the internal combustion engine 4 and the first vehicle axle 2 Introduced via the transmission device 5 with the internal combustion engine 4 can be brought into operative connection.

Die elektrische Maschine 6 ist zusätzlich über eine Verbindungseinrichtung 7 mit der zweiten Fahrzeugachse 3 in Wirkverbindung bringbar, so dass wenigstens ein Teil des von der elektrischen Maschine 6 erzeugten Drehmomentes über die Verbindungseinrichtung 7 in Richtung der zweiten Fahrzeugachse 3 führbar ist. Die Verbindungseinrichtung 7 umfasst eine Stirnradstufe 8 und eine zwischen der Stirnradstufe 8 und der zweiten Fahrzeugachse 3 verlaufende Übertragungswelle 9. Die Übertragungswelle 9 umfasst zwei Teile 9A und 9B, die über ein Schaltelement 10 drehfest miteinander verbindbar sind.The electric machine 6 is additionally via a connection device 7 with the second vehicle axle 3 be brought into operative connection, so that at least a part of the electrical machine 6 generated torque via the connecting device 7 in the direction of the second vehicle axle 3 is feasible. The connection device 7 includes a spur gear stage 8th and one between the spur gear stage 8th and the second vehicle axle 3 running transmission wave 9 , The transmission wave 9 includes two parts 9A and 9B that have a switching element 10 rotatably connected to each other.

Zwischen der Brennkraftmaschine 4 und der elektrischen Maschine 6 ist ein weiteres Schaltelement 11 vorgesehen, über welches die Wirkverbindung zwischen der Brennkraftmaschine 4 und der elektrischen Maschine 6 trennbar ist. Sowohl das Schaltelement 10 als auch das weitere Schaltelement 11 sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel als reibschlüssige Schaltelemente bzw. Lamellenkupplungen ausgeführt, die in geeigneter Art und Weise über hydraulischen bzw. pneumatischen Druck oder elektromotorisch mit der zum Schließen erforderlichen Anpresskraft beaufschlagt werden.Between the internal combustion engine 4 and the electric machine 6 is another switching element 11 provided, via which the operative connection between the internal combustion engine 4 and the electric machine 6 is separable. Both the switching element 10 as well as the other switching element 11 are executed in the embodiment shown in the drawing as frictional switching elements or multi-plate clutches, which are acted upon in a suitable manner by hydraulic or pneumatic pressure or by electric motor with the force required to close the contact force.

In Abhängigkeit der Betriebszustände der Brennkraftmaschine 4, der elektrischen Maschine 6 und der beiden Schaltelemente 10 und 11 sind mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 gemäß 1 verschiedene Betriebszustände darstellbar, wobei die Abhängigkeit zwischen den Betriebszuständen und den Schaltzuständen der Schaltelemente 10 und 11 in der in 2 näher dargestellten tabellarischen Übersicht zusammengefasst sind.Depending on the operating conditions of the internal combustion engine 4 , the electric machine 6 and the two switching elements 10 and 11 are with the vehicle powertrain 1 according to 1 different operating states can be displayed, wherein the dependence between the operating states and the switching states of the switching elements 10 and 11 in the in 2 summarized tabular overview are summarized.

Dabei sind in der ersten Spalte der tabellarischen Übersicht die verschiedenen Betriebszustände B1 bis B5 aufgeführt. Der erste Betriebszustand B1 stellt einen elektromaschinenseitigen Startbetriebszustand der Brennkraft maschine 4 dar, bei dem das weitere Schaltelement 11 geschlossen und das Schaltelement 10 zwischen der Stirnradstufe 8 und der zweiten Fahrzeugachse 3 geöffnet ist. Im Stillstand des Fahrzeuges wird eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Schaltkupplung der Getriebeeinrichtung 5 geöffnet und die Wirkverbindung zwischen der Brennkraftmaschine 4 und der ersten Fahrzeugachse 2 getrennt. Anschließend wird die Brennkraftmaschine 4 von der motorisch betriebenen elektrischen Maschine 6 gestartet, wobei die elektrische Maschine 6 ein für das Starten der Brennkraftmaschine 4 erforderliches Startdrehmoment zur Verfügung stellt.The first column of the tabular overview lists the different operating states B1 to B5. The first operating state B1 represents an electric machine side start operating state of the internal combustion engine 4 in which the further switching element 11 closed and the switching element 10 between the spur gear 8th and the second vehicle axle 3 is open. At standstill of the vehicle is not shown in detail in the drawing clutch of the transmission device 5 opened and the operative connection between the internal combustion engine 4 and the first vehicle axle 2 separated. Subsequently, the internal combustion engine 4 from the powered electric machine 6 started, the electric machine 6 one for starting the internal combustion engine 4 Required starting torque provides.

Während des zweiten Betriebszustandes B2 bzw. eines Boostbetriebszustandes, während dem das Fahrzeug gleichzeitig von der Brennkraftmaschine 4 und der elektrischen Maschine 6 angetrieben wird, ist das weitere Schaltelement 11 geschlossen und das Schaltelement 10 im Leistungspfad zwischen der zweiten Fahrzeugachse 3 und der elektrischen Maschine 6 geöffnet.During the second operating state B2 or a Boostbetriebszustandes while the vehicle from the internal combustion engine 4 and the electric machine 6 is driven, the other switching element 11 closed and the switching element 10 in the power path between the second vehicle axle 3 and the electric machine 6 open.

Wird während eines Fahrzeugstillstandes erkannt, dass ein der elektrischen Maschine 6 zugeordneter elektrischer Speicher einen niedrigen Ladezustand aufweist, besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, den elektrischen Speicher während eines generatorischen Betriebes der elektrischen Maschine 6 und bei geschlossenem weiteren Schaltelement 11 sowie gleichzeitig geöffnetem Schaltelement 10 über die zugeschaltete Brennkraftmaschine 4 aufzuladen, wobei dieser Betriebszustand des Fahrzeugantriebsstranges 1 dem Betriebszustand B3 entspricht.Is detected during a vehicle standstill that one of the electric machine 6 associated electrical memory a low Ladezu stands, there is a simple way the possibility of the electrical storage during a generator operation of the electric machine 6 and when the other switching element is closed 11 and simultaneously opened switching element 10 on the connected internal combustion engine 4 charging, this operating state of the vehicle drive train 1 corresponds to the operating state B3.

Der vierte Betriebszustand B4 des Fahrzeugantriebsstranges betrifft einen Allradfahrbetrieb des Fahrzeugantriebsstranges 1, während dem die erste Fahrzeugachse 2 von der Brennkraftmaschine 4 und die zweite Fahrzeugachse 3 von der elektrischen Maschine 6 mit Drehmoment beaufschlagt werden. Hierzu ist das weitere Schaltelement 11 zwischen der Brennkraftmaschine 4 und der elektrischen Maschine 6 geöffnet während das Schaltelement 10 zwischen den beiden Teilen 9A und 9B der Übertragungswelle 9 vollständig geschlossen ist.The fourth operating state B4 of the vehicle drive train relates to an all-wheel drive operation of the vehicle drive train 1 while the first vehicle axle 2 from the internal combustion engine 4 and the second vehicle axle 3 from the electric machine 6 be applied with torque. For this purpose, the other switching element 11 between the internal combustion engine 4 and the electric machine 6 opened while the switching element 10 between the two parts 9A and 9B the transmission shaft 9 is completely closed.

Die beiden Schaltelemente 10 und 11 weisen während des fünften Betriebszustandes B5 den gleichen Schaltzustand wie während des vierten Betriebszustandes B4 auf, da der fünfte Betriebszustand B5 einem reinen elektrischen Fahrbetrieb entspricht, während dem ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführtes Fahrzeug lediglich durch ein im Bereich der zweiten Fahrzeugachse 3 über die elektrische Maschine 6 elektromotorisch zur Verfügung gestelltes Antriebsmoment angetrieben wird.The two switching elements 10 and 11 have the same switching state during the fifth operating state B5 as during the fourth operating state B4, since the fifth operating state B5 corresponds to a pure electric driving operation, while the one with the vehicle driveline 1 executed vehicle only by a in the region of the second vehicle axle 3 over the electric machine 6 driven by an electric motor is provided.

Dabei besteht auf einfache Art und Weise durch entsprechende Einstellung der Drehrichtung der elektrischen Maschine 6 die Möglichkeit, das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts zu bewegen, womit bei entsprechender Auslegung der elektrischen Maschine 6 auf eine über die Getriebeeinrichtung 5 darstellbare Übersetzung für Rückwärtsfahrt verzichtet werden kann.It consists in a simple manner by appropriate adjustment of the direction of rotation of the electric machine 6 the ability to move the vehicle forward or backward, which, with appropriate design of the electric machine 6 on one over the transmission device 5 displayable translation for reversing can be dispensed with.

Bei dem in 1 dargestellten Fahrzeugantriebsstrang 1 wird eine als Anlasser-Generator-Einrichtung vorgesehene elektrische Maschine 6 zur Darstellung einer Allradfunktion eines Fahrzeuges verwendet. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, über die elektrische Maschine 6 die Brennkraftmaschine 4 zu starten, einen der elektrischen Maschine 6 zugeordneten elektrischen Speicher zu laden und in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Fahrzeugantriebsstranges im Bereich der zweiten Fahrzeugachse 3 Antriebsmomente anzulegen, um ein Fahrverhalten bzw. ein Anfahrverhalten eines Fahrzeuges zu verbessern.At the in 1 illustrated vehicle drive train 1 is provided as a starter-generator device electrical machine 6 used to represent an all-wheel function of a vehicle. In addition, there is also the possibility of using the electric machine 6 the internal combustion engine 4 to start one of the electric machine 6 to load associated electrical storage and depending on an operating condition of the vehicle drive train in the region of the second vehicle axle 3 Apply driving torque to improve a driving behavior or a starting behavior of a vehicle.

Damit ist durch die erfindungsgemäße Ausführung des Fahrzeugantriebsstranges 1 im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugantriebssträngen mit Hauptgetrieben nachgeschalteten Verteilergetrieben und Anlasser- /Generatoreinheiten eine Gewichtseinsparung durch eine Multifunktionalität von Bauteilen der Fahrzeugantriebsstränge auf einfache Art und Weise realisierbar.This is due to the inventive design of the vehicle drive train 1 In comparison to conventional vehicle drive trains with main gears downstream transfer cases and starter / generator units weight saving by a multi-functionality of components of the vehicle drive trains in a simple manner feasible.

Im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine 6 ist während einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges im Zugbetrieb und ohne Allradmodus im Bereich der zweiten Fahrzeugachse 3 bei geschlossenem Schaltelement 10 ein geringes Generatorbremsmoment anlegbar und der der elektrischen Maschine 6 zugeordnete elektrische Speicher auch während eines brennkraftmaschinenseitigen Fahrbetriebes mit elektrischer Energie versorgbar.In generator operation of the electric machine 6 is during a forward drive of the vehicle in train operation and without four-wheel drive mode in the area of the second vehicle axle 3 with closed switching element 10 a low generator braking torque applied and that of the electric machine 6 associated electrical storage even during an internal combustion engine driving operation supplied with electrical energy.

Während einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges und im Schubbetrieb des Fahrzeugantriebsstranges 1 besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, über die elektrischen Maschine 6 im Bereich der zweiten Fahrzeugachse 3 ein Generator- bzw. Bremsmoment anzulegen, womit die Allradfunktion im Schubbetrieb des Fahrzeugantriebsstranges 1 auf einfache Art und Weise und ohne zusätzlichen Energieaufwand realisierbar ist.During a forward drive of the vehicle and in overrun mode of the vehicle drive train 1 There is a simple way to use the electric machine 6 in the area of the second vehicle axle 3 to create a generator or braking torque, whereby the four-wheel function in overrun mode of the vehicle drive train 1 can be realized in a simple manner and without additional energy.

Abweichend von der vorbeschriebenen Ausführung der beiden Schaltelemente 10 und 11 als reibschlüssige Schaltelemente besteht auch die Möglichkeit, die Schaltelemente 10 und 11 jeweils als Freilauf oder als Schaltklaue auszubilden. Ist das weitere Schaltelement 11 beispielsweise als Freilauf ausgeführt und dreht sich der Elektromotor nach links, ist die abgeschaltete Brennkraftmaschine 4 bei geschlossenem Freilauf 11 von der motorisch betriebenen elektrischen Maschine 6 auf seine Startdrehzahl bringbar. Sobald die Brennkraftmaschine gestartet ist, ist die Drehzahl der elektrischen Maschine 6 reduzierbar, so dass sich der Freilauf 11 bei einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 4 größer als die Drehzahl der elektrischen Maschine 6 selbstständig öffnet.Notwithstanding the above-described embodiment of the two switching elements 10 and 11 as frictional switching elements is also possible, the switching elements 10 and 11 each form as a freewheel or as a shift claw. Is that another switching element 11 for example, designed as a freewheel and the electric motor turns to the left, is the disconnected internal combustion engine 4 when the freewheel is closed 11 from the powered electric machine 6 Can be brought to its starting speed. Once the engine is started, the speed of the electric machine 6 reducible, so that the freewheel 11 at a speed of the internal combustion engine 4 greater than the speed of the electric machine 6 opens independently.

Ist das weitere Schaltelement 11 als formschlüssiges Schaltelement bzw. als Schaltklaue ausgeführt, ist die Schaltklaue 11 durch eine entsprechende Einstellung der Drehzahl der elektrischen Maschine 6 wenigstens an nähernd lastfrei schaltbar und öffnen- bzw. schließbar, bevor die Drehzahl der motorisch betriebenen elektrischen Maschine 6 abgesenkt wird.Is that another switching element 11 designed as a form-locking switching element or as a shift claw, the shift claw is 11 by a corresponding adjustment of the speed of the electric machine 6 switchable at least approaching load-free and open or close, before the speed of the motor-driven electric machine 6 is lowered.

Im Stillstand der elektrischen Maschine 6 ist diese über die vorzugsweise als Gelenkwelle ausgebildete Übertragungswelle 9 durch das beispielsweise ebenfalls als Schaltklaue ausgebildete Schaltelement 10 ankoppelbar. Dreht die elektrische Maschine 6 in Drehrichtung rechts, wird im Bereich der zweiten Fahrzeugachse 3 ein von der elektrischen Maschine erzeugtes Antriebsmoment angelegt und die Traktion im Bereich der ersten Fahrzeugachse 2 während eines Allradfahrbetriebes eines mit den Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgebildeten Fahrzeuges unterstützt, während das Fahrzeug bei geöffnetem weiteren Schaltelement 11 rein elektromotorisch angetrieben wird.At standstill of the electric machine 6 this is about the preferably formed as a propeller shaft transmission shaft 9 by the example, also designed as a shift claw switching element 10 coupled. Turns the electric machine 6 in the direction of rotation right, is in the range of the second vehicle axle 3 applied a generated by the electric machine drive torque and the traction in the area of the first vehicle axle 2 while egg An all-wheel drive one with the vehicle powertrain 1 trained vehicle supports while the vehicle with open another switching element 11 is driven purely by electric motor.

Ist das Schaltelement 10 als Freilauf ausgebildet, sind die über das Schaltelement 10 darstellbaren Betriebszustände des Fahrzeugantriebsstranges 1 davon abhängig, in welchem Betriebszustand des Fahrzeugantriebsstranges der Freilauf 10 geöffnet oder geschlossen ist. Das bedeutet, dass bei der Ausgestaltung des Schaltelementes 10 als Freilauf im Bereich der zweiten Fahrzeugachse 3 über die elektrische Maschine 6 entweder ein Antriebsmoment oder ein Bremsmoment anlegbar ist.Is the switching element 10 designed as freewheel, which are about the switching element 10 representable operating conditions of the vehicle drive train 1 depending on what operating state of the vehicle driveline the freewheel 10 is open or closed. This means that in the embodiment of the switching element 10 as freewheel in the area of the second vehicle axle 3 over the electric machine 6 either a drive torque or a braking torque can be applied.

Ist das Schaltelement 10 als formschlüssiges Schaltelement bzw. als Schaltklaue ausgebildet, ist das Schaltelement 10 für einen Wechsel des Schaltzustandes über die elektrische Maschine 6 zu synchronisieren bzw. in einen wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand zu überführen, wobei im Bereich der zweiten Fahrzeugachse 3 dann sowohl ein von der elektrischen Maschine 6 erzeugtes Antriebsmoment als auch ein Bremsmoment anlegbar ist.Is the switching element 10 designed as a form-locking switching element or as a switching claw, the switching element 10 for a change of the switching state via the electric machine 6 to synchronize or to convert into an at least approximately load-free operating state, wherein in the region of the second vehicle axle 3 then both of the electric machine 6 generated drive torque and a braking torque can be applied.

11
FahrzeugantriebsstrangVehicle powertrain
2, 32, 3
Fahrzeugachsevehicle axle
44
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
55
Getriebeeinrichtungtransmission device
66
elektrische Maschineelectrical machine
77
Verbindungseinrichtungconnecting device
88th
Stirnradstufespur gear
99
Übertragungswelletransmission shaft
9A, 9B9A, 9B
Teil der Übertragungswellepart the transmission shaft
1010
Schaltelementswitching element
1111
weiteres Schaltelementadditional switching element

Claims (7)

Fahrzeugantriebsstrang (1) mit wenigstens zwei Fahrzeugachsen (2, 3), einer Brennkraftmaschine (4), einer Getriebeeinrichtung (5) zum Darstellen verschiedener Fahrübersetzungen und einer der Brennkraftmaschine (4) zugeordneten elektrischen Maschine (6), deren Drehmoment in den Leistungspfad zwischen der Brennkraftmaschine (4) und der ersten Fahrzeugachse (2) einleitbar ist, die über die Getriebeeinrichtung (5) mit der Brennkraftmaschine (4) in Wirkverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) über eine Verbindungseinrichtung (7) mit der zweiten Fahrzeugachse (3) in Wirkverbindung bringbar und wenigstens ein Teil des von der elektrischen Maschine (6) erzeugten Drehmomentes über die Verbindungseinrichtung (7) in Richtung der zweiten Fahrzeugachse (3) führbar ist.Vehicle drive train ( 1 ) with at least two vehicle axles ( 2 . 3 ), an internal combustion engine ( 4 ), a transmission device ( 5 ) for illustrating various drive ratios and one of the internal combustion engine ( 4 ) associated electrical machine ( 6 ), whose torque in the power path between the internal combustion engine ( 4 ) and the first vehicle axle ( 2 ) can be introduced via the transmission device ( 5 ) with the internal combustion engine ( 4 ) can be brought into operative connection, characterized in that the electrical machine ( 6 ) via a connection device ( 7 ) with the second vehicle axle ( 3 ) and at least a part of the electrical machine ( 6 ) generated torque via the connecting device ( 7 ) in the direction of the second vehicle axle ( 3 ) is feasible. Fahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (7) eine Stirnradstufe (8) und eine zwischen der Stirnradstufe (8) und der zweiten Fahrzeugachse (3) verlaufende Übertragungswelle (9) umfasst, wobei die Übertragungswelle (9) zwei Teile (9A, 9B) umfasst, die über ein Schaltelement (10) drehfest miteinander verbindbar sind.Vehicle drive train according to claim 1, characterized in that the connecting device ( 7 ) a spur gear stage ( 8th ) and one between the spur gear stage ( 8th ) and the second vehicle axle ( 3 ) transmission wave ( 9 ), wherein the transmission wave ( 9 ) two parts ( 9A . 9B ), which via a switching element ( 10 ) are rotatably connected to each other. Fahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) von der Brennkraftmaschine (4) über ein weiteres Schaltelement (11) entkoppelbar ist.Vehicle drive train according to claim 1 or 2, characterized in that the electric machine ( 6 ) of the internal combustion engine ( 4 ) via another switching element ( 11 ) can be decoupled. Fahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (10) als reibschlüssiges oder formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist.Vehicle drive train according to claim 2 or 3, characterized in that the switching element ( 10 ) is designed as a frictional or positive switching element. Fahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (10) als Freilauf ausgeführt ist, der bei einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (4) größer als die Drehzahl der elektrischen Maschine (6) öffnet oder schließt.Vehicle drive train according to claim 2 or 3, characterized in that the switching element ( 10 ) is designed as a freewheel, which at a speed of the internal combustion engine ( 4 ) greater than the speed of the electric machine ( 6 ) opens or closes. Fahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Schaltelement (11) als reibschlüssiges oder formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist.Vehicle drive train according to one of claims 3 to 5, characterized in that the further switching element ( 11 ) is designed as a frictional or positive switching element. Fahrzeugantriebsstrang nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Schaltelement (11) als Freilauf ausgeführt ist, der bei einer Drehzahl der Verbindungswelle (7) zwischen der zweiten Fahrzeugachse (3) und der elektrischen Maschine (6) größer als die Drehzahl der elektrischen Maschine (6) öffnet oder schließt.Vehicle drive train according to one of claims 3 to 5, characterized in that the further switching element ( 11 ) is designed as a freewheel, which at a speed of the connecting shaft ( 7 ) between the second vehicle axle ( 3 ) and the electric machine ( 6 ) greater than the speed of the electric machine ( 6 ) opens or closes.
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DE102010023990A1 (en) 2010-06-16 2011-12-22 Volkswagen Ag Vehicle drive train for hybrid vehicle, comprises two vehicle axles, internal combustion engine, transmission unit, and electric machine that is arranged between internal combustion engine and transmission unit
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