DE102009045972A1

DE102009045972A1 - Antriebsstrang eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102009045972A1
Application number: DE102009045972A
Authority: DE
Inventors: Uwe Griesmeier; Bernhard Sich
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-04-28
Also published as: US20120198963A1; EP2493716A1; WO2011051138A1; JP2013508221A

Abstract

Es wird ein Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor (1) und einem stufenlosen Getriebe (4) zum verbrennungsmotorischen Fahren sowie mit zumindest einer elektrischen Maschine (6) zum elektrischen Fahren vorgeschlagen, wobei die elektrische Maschine (6) abtriebsseitig derart ankoppelbar ist, dass das elektrische Fahren entkoppelt vom stufenlosen Getriebe (4) durchführbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Fahrzeugtechnik sind Antriebsstränge für rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge, rein verbrennungsmotorisch angetriebene Fahrzeuge und auch für Hybridfahrzeuge bekannt. Bei ausschließlich elektrisch angetriebenen Fahrzeugen besteht das Problem der mangelnden Reichweite des Fahrzeuges aufgrund der begrenzten Kapazität der Batterien. Bei ausschließlich verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen ergibt sich eine wesentlich höhere Reichweite, jedoch ist der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine gegenüber dem Verbrennungsmotor deutlich besser. Daher ist es sinnvoll einen Hybridantrieb zu verwenden, bei dem die Kapazität der Batterie derart ausgelegt ist, dass ein Großteil der vorkommenden Kurzfahrten damit abgedeckt wird und bei längeren Fahrten der verbrennungsmotorische Antrieb verwendet wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug der eingangs beschriebenen Gattung derart zu verbessern, dass bei einem rein elektrischen Antrieb kein unnötiges Schleppmoment durch mitdrehende Bauteile des verbrennungsmotorischen Antriebes auftritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen den Unteransprüchen und den Zeichnungen entnommen werden kann.
Demnach wird ein Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor und einem stufenlosen Getriebe zum verbrennungsmotorischen Fahren sowie mit zumindest einer elektrischen Maschine zum elektrischen Fahren vorgeschlagen, wobei die elektrische Maschine abtriebsseitig derart ankoppelbar ist, dass das elektrische Fahren entkoppelt vom stufenlosen Getriebe beziehungsweise vom Verbrennungsmotor durchführbar ist.
Auf diese Weise wird bei einer ausschließlich elektrischen Fahrt des Fahrzeuges kein Schleppmoment durch unnötiges Mitdrehen der Bauteile des verbrennungsmotorischen Antriebes beziehungsweise und des stufenlosen Getriebes verursacht, da das elektrische Fahren ohne Einfluss des stufenlosen Getriebes erfolgt, so dass der gute Wirkungsgrad der elektrischen Maschine beibehalten wird.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine über zumindest ein Schaltelement oder dergleichen von der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes entkoppelt werden kann. Dadurch kann bei Bedarf die Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und dem stufenlosen Getriebe unterbrochen werden. Es ist auch möglich, dass andere konstruktive Mittel verwendet werden, die den Kraftfluss zwischen dem stufenlosen Getriebe bzw. Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine unterbrechen.
Um das elektrische Fahren bei stillstehendem Verbrennungsmotor und stillstehendem Getriebe zu realisieren, kann vorgesehen sein, dass abtriebsseitig zusätzlich ein zum Beispiel mehrstufiges Getriebe mit einem Achsdifferenzial verbunden ist. Beispielsweise kann ein 2-Ganggetriebe oder dergleichen verwendet werden. Auf diese Weise kann die elektrische Antriebsleistung vorzugsweise über eine feste Übersetzung auf das Achsdifferential übertragen werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Verwendung des zusätzlichen mehrstufigen Getriebes dadurch, dass auch beim verbrennungsmotorischen Fahren die verfügbaren Fahrbereiche erweitert werden oder das verwendete stufenlose Getriebe in vorteilhafter Weise eine geringere Spreizung benötigt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass die elektrische Maschine über zumindest ein Schaltelement oder dergleichen von dem Achsdifferential entkoppelbar ist. Dadurch kann beispielsweise die Batterie des Fahrzeuges geladen werden, wenn die elektrische Maschine als Generator geschaltet ist und von dem Verbrennungsmotor im Stillstand des Fahrzeuges angetrieben wird.
Gemäß einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes über zumindest ein Schaltelement oder dergleichen, von der elektrischen Maschine entkoppelt, mit dem mehrstufigen Getriebe an das Achsdifferenzial ankoppelbar ist. Somit ist es mit dem vorgeschlagenen Antriebsstrang auch möglich, dass das Fahrzeug bei Bedarf ausschließlich mit dem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Wenn beispielsweise zusätzliche Antriebsleistung gewünscht wird, kann durch so genanntes Boosten die Antriebsleistung durch Ankoppeln der elektrischen Maschine verstärkt werden. Ebenso ist es möglich, dass zum Abbremsen des Fahrzeuges ein Teil der verbrennungsmotorischen Leistung über die als Generator geschaltete elektrische Maschine zum Laden der Batterie verwendet wird.
Eine besonders konstruktiv einfache Ausgestaltung der Schaltelemente kann dadurch erreicht werden, dass die Betätigung der Schaltelemente über z. B. eine Schaltwalze oder dergleichen erfolgt, so dass dann nur ein Stellmotor beziehungsweise Aktuator für beide Schaltelemente erforderlich ist. Es sind auch andere Betätigungsarten für die Schaltelemente einsetzbar.
Bei der Verwendung eines zusätzlichen zweistufigen Getriebes am Abtrieb des Antriebsstranges kann gemäß einer nächsten Weiterbildung der Erfindung eine Stufe beispielsweise als Vorwärtsgangübersetzung und die andere Stufe als Rückwärtsgangübersetzung eingesetzt werden. Dadurch werden die verfügbaren Fahrbereiche des Antriebsstranges erweitert. Konstruktiv kann dies beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass ein Losrad der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes zugeordnet ist, welches über ein Schaltelement mit dieser verbindbar ist, so dass eine Vorwärtsfahrt sowohl elektrisch als auch verbrennungsmotorisch durchführbar ist. Für die Rückwärtsgangübersetzung kann der entsprechenden Stufe ebenfalls ein auf der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes gelagertes Losrad zugeordnet sein, welches gleichzeitig mit einem Abtriebsrad des Achsdifferentials in Eingriff steht. Die ständige Verbindung zwischen dem Losrad der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes und dem Abtriebsrad des Achsdifferentials kann durch eine entsprechende räumliche Anordnung der Wellen zueinander auf einfachste Weise ermöglicht werden. Wenn das Losrad mit der Ausgangswelle über ein Schaltelement verbunden ist, kann eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges verbrennungsmotorisch erfolgen.
Zur Schwingungsdämpfung der z. B. von dem Verbrennungsmotor erzeugten Schwingungen kann der Eingangswelle des stufenlosen Getriebes beispielsweise ein Schwingungsdämpfer zugeordnet sein. Um die Fahrbereiche des vorgeschlagenen Antriebsstranges zu erweitern, kann der Eingangswelle des stufenlosen Getriebes vorzugsweise eine Anfahrkupplung zugeordnet sein. Auf diese Weise kann auch ein Anfahren mit dem Verbrennungsmotor alleine realisiert werden. Als Anfahrkupplung kann zum Beispiel eine Fliehkraftkupplung verwendet werden. Vorzugsweise kann als stufenloses Getriebe ein trocken laufendes CVT-Getriebe verwendet werden.
Zusammenfassend kann bei dem vorgeschlagenen Antriebsstrang das zusätzliche z. B. zweistufige Getriebe einerseits die Anbindung der elektrischen Maschine realisieren und andererseits auch zum Erweitern des Übersetzungsbereiches bei verbrennungsmotorischem Antrieb eingesetzt werden. Somit wird nicht nur für den elektrischen Antrieb eine vorteilhafte Übersetzung zur Verfügung gestellt, sondern auch bei verbrennungsmotorischer Fahrt ein niedriger Übersetzungsbereich und ein hoher Übersetzungsbereich bereitgestellt, wobei gleichzeitig die elektrische Maschine als Generator oder Motor wirken kann. Zudem kann der Zustart des Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine oder auch über einen zusätzlichen Starter erfolgen. insgesamt können mit den zumindest zwei vorgesehenen Schaltelementen, die vorzugsweise über einen gemeinsamen Aktuator betätigt werden, wenigstens vier Fahrbereiche realisiert werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen, in denen verschiedene mögliche Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Antriebsstranges dargestellt sind, weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges eines Fahrzeuges;
1A ein Schaltschema der ersten Ausführungsvariante gemäß 1;
2 eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Antriebsstranges;
2A ein Schaltschema der zweiten Ausführungsvariante gemäß 2;
3 eine dritte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Antriebsstranges;
3A ein Schaltschema der dritten Ausführungsvariante gemäß 3;
4 eine vierte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Antriebsstranges;
4A ein Schaltschema der vierten Ausführungsvariante gemäß 4
5 eine fünfte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Antriebsstranges;
5A ein Schaltschema der fünften Ausführungsvariante gemäß 5;
6 eine sechste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Antriebsstranges;
6A ein Schaltschema der sechsten Ausführungsvariante gemäß 6;
7 eine siebente Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Antriebsstranges; und
7A ein Schaltschema der siebenten Ausführungsvariante gemäß 7.
In den 1 bis 7 sind verschiedene mögliche Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor 1 (VM) und einem stufenlosen Getriebe 4 sowie einer elektrischen Maschine 6 (EM) dargestellt, wobei in den 1A bis 7A jeweils für die zugeordneten Ausführungsvarianten ein entsprechendes Schaltschema angedeutet ist. In den Schaltschemen ist für die jeweils verfügbaren Funktionen bzw. Fahrbereiche das dafür notwendige Verbinden des Verbrennungsmotors 1, der elektrischen Maschine 6 und/oder des Abtriebes beziehungsweise des Achsdifferentials 8 durch ein entsprechendes Kreuz angedeutet.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante umfasst der Antriebsstrang des nicht weiter dargestellten Fahrzeuges den Verbrennungsmotor 1, der vorzugsweise über einen Schwingungsdämpfer 2 mit einer Eingangswelle 3 des stufenlosen Getriebes 4, vorzugsweise einem CVT-Getriebe, verbunden ist. Der Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 ist direkt oder indirekt die elektrische Maschine 6 zugeordnet. Die elektrische Maschine 6 kann zum reinen elektrischen Fahren über ein zusätzliches vorzugsweise zweistufiges Getriebe 7 mit einem Achsdifferential 8 verbunden sein beziehungsweise werden. Erfindungsgemäß ist die elektrische Maschine 6 derart abtriebsseitig angekoppelt, dass das elektrische Fahren entkoppelt von dem stufenlosen Getriebe 4 durchgeführt werden kann.
In 1 ist eine erste Ausführungsvariante des Antriebsstranges dargestellt, bei der die elektrische Maschine 6 direkt mit einer Stufe des zweistufigen Getriebes 7 verbunden ist, wobei die Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 über ein Schaltelement 9, beispielsweise eine Schaltklaue, mit der elektrischen Maschine 6 und damit letztendlich mit dem Achsdifferential 8 verbunden werden kann.
Insbesondere aus der Tabelle gemäß 1A ergibt sich, dass bei dieser ersten Ausführungsvariante als Fahrbereich ein elektrisches Fahren ohne Verbindung zum stufenlosen Getriebe 4 beziehungsweise zum Verbrennungsmotor 1 möglich ist, in dem die elektrische Maschine 6 über das zweistufige Getriebe 7 mit dem Abtrieb (Abtr.) beziehungsweise mit dem Achsdifferential 8 verbunden ist, da das Schaltelement 9 geöffnet ist und somit die Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 von der elektrischen Maschine 6 entkoppelt ist.
Darüber hinaus kann bei geschlossenem Schaltelement 9 ein verbrennungsmotorisches Fahren realisiert werden, wobei zusätzlich die elektrische Maschine 6 zum Abbremsen des Fahrzeuges geladen oder den Antrieb durch so genanntes Boosten unterstützen kann. Somit sind bei der ersten Ausführungsvariante auch die Fahrbereiche Boosten/Laden möglich.
In 2 ist eine zweite Ausführungsvariante des Antriebsstranges dargestellt, bei der zwei Schaltelemente 9, 10 der Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 und der elektrischen Maschine 6 zugeordnet sind. Die Abtriebswelle 11 der elektrischen Maschine 6 ist ein Losrad 12 zugeordnet, welches mit einer Stufe des zusätzlichen Getriebes 7 in Eingriff steht.
Aus dem Schaltschema gemäß 2A ergibt sich insbesondere, dass bei geschlossenem Schaltelement 9 und geöffnetem Schaltelement 10 ein rein elektrisches Fahren als Fahrbereich ohne Verbindung zum Verbrennungsmotor 1 ermöglicht wird, indem die elektrische Maschine 6 über das mit der Abtriebswelle 11 verbundene Losrad 12 und dem zusätzlichen Getriebe 7 mit dem Achsdifferential 8 verbunden ist. Zudem kann auch bei der zweiten Ausführungsvariante das verbrennungsmotorische Fahren erfolgen, wobei die elektrische Maschine 6 zum Abbremsen des Fahrzeuges geladen werden kann oder den Antrieb des Fahrzeuges unterstützen kann (Boosten).
Bei geöffnetem Schaltelement 9 und geschlossenem Schaltelement 10 kann die elektrische Maschine 6 mit dem Verbrennungsmotor 1 verbunden werden und gleichzeitig von dem Achsdifferential 8 gelöst werden, so dass als Fahrbereich im Stillstand des Fahrzeuges ein Laden der Batterie mit der als Generator geschalteten elektrischen Maschine 6 realisiert werden kann (Stillstandladen). Wenn die elektrische Maschine 6 durch das geöffnete Schaltelement 9 vom Achsdifferential 8 und durch das geöffnete Schaltelement 10 von dem Verbrennungsmotor 1 entkoppelt ist, kann die elektrische Maschine 6 als Fahrbereich bzw. Übergangszustand synchronisiert werden, um die Drehzahl der elektrischen Maschine 6 an die Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 anzupassen. Beispielsweise kann beim Synchronisieren die Drehzahl der elektrischen Maschine 6 von einem Zustand, z. B. Motorstart, auf den Übergang zum nächsten Zustand, z. B. elektrisches Anfahren bei der Drehzahl Null, angepasst werden. Es sind auch andere Synchronisierungen möglich.
Gemäß 3 ist eine dritte Ausführungsvariante dargestellt, bei der das Schaltelement 9 zwischen der Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 und der elektrischen Maschine 6 an einer Stufe des zweistufigen Getriebes 7 vorgesehen ist. Zudem ist an der anderen Stufe des zweistufigen Getriebes 7, die dem Abtriebsrad 13 des Achsdifferentials 8 zugeordnet ist, ein weiteres Schaltelement 14 vorgesehen, mit dem das zweistufige Getriebe 7 beziehungsweise die elektrische Maschine 6 von dem Achsdifferential 8 entkoppelt werden kann, wenn das Schaltelement 14 geöffnet ist.
Aus dem Schaltschema gemäß 3A ergeben sich die gleichen Funktionen beziehungsweise Fahrbereiche, wie aus dem Schaltschema gemäß 2A. Damit ist das rein elektrische Fahren, das Boosten beziehungsweise Laden während der Fahrt, das Laden im Stillstand des Fahrzeuges und das Synchronisieren der elektrischen Maschine 6 möglich.
Aus 4 ergibt sich eine vierte Ausführungsvariante, bei der zwei der Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 zugeordnete Schaltelemente 9 und 10 vorgesehen sind, die über einen gemeinsamen Aktuator betätigt werden. Die elektrische Maschine 6 weist eine als Hohlwelle ausgebildete Abtriebswelle 11 auf, auf der ein Festrad 15 mit einer Stufe des zweistufigen Getriebes 7 in Eingriff steht. In der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle 11 ist die Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 drehbar gelagert.
Das Schaltelement 9 kann somit im geschlossenen Zustand eine Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und der elektrischen Maschine 6 und dem Achsdifferential 8 ermöglichen. Das Schaltelement 10 ist einem Losrad 16 zugeordnet, das auf der Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 angeordnet ist. Im geschlossenen Zustand des Schaltelements 10 kann auf diese Weise eine Verbindung über die anderen Stufe des zweistufigen Getriebes 7 zum Achsdifferential 8 realisiert werden. Dadurch, dass das Schaltelement 9 geöffnet ist, kann bei dem verbrennungsmotorisches Fahren eine Entkopplung von der elektrischen Maschine 6 ermöglicht werden.
Neben den Fahrerbereichen beziehungsweise Funktionen der vorbeschriebenen Ausführungsvarianten ergibt sich hier noch ein weiterer Fahrbereich dadurch, dass das verbrennungsmotorische Fahren sowohl über die eine Stufe als auch über die andere Stufe des zweistufigen Getriebes 6 ermöglicht wird. Dadurch sind zusätzlich zwei unterschiedliche Übersetzungen realisierbar, weshalb das stufenlose Getriebe 4 zum Beispiel eine geringere Spreizung benötigt.
In 5 ist eine fünfte Ausführungsvariante dargestellt, die im Unterschied zur vierten Ausführungsvariante zusätzlich eine Anfahrkupplung 17 zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem stufenlosen Getriebe 4 vorsieht. Zudem sind die Schaltelemente 9 und 10 vorgesehen. Das Schaltelement 9 ist wieder dem auf der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle 11 zugeordneten Festrad 15 zugewandt, wobei das Schaltelement 10 wieder dem auf der Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 vorgesehenen Losrad 16 zugeordnet ist.
Wie auch schon bei den vorgenannten Ausführungsvarianten ergeben sich eine Vielzahl von Fahrbereichen. Neben dem reinen elektrischen Fahren ergibt sich wie auch schon bei der vierten Ausführungsvariante die Möglichkeit, dass das verbrennungsmotorische Fahren sowohl über die eine Stufe als auch über die andere Stufe des zweistufigen Getriebes 7 ermöglicht wird (VM Fahren 1 und VM Fahren 2). Darüber hinaus kann durch die vorgesehene Anfahrkupplung 17 auch ein verbrennungsmotorisches Anfahren ermöglicht werden (VM Anf/-Fahren). Zudem kann auch ein verbrennungsmotorischer Zustart beziehungsweise ein Abschalten als weitere Fahrbereiche realisiert werden. Wie bereits bei den vorhergehenden Ausführungsvarianten erwähnt, können auch bei dieser Ausführungsvariante als Fahrbereiche das Boosten/Laden sowie das Synchronisieren ermöglicht werden.
Gemäß 6 ist eine sechste Ausführungsvariante des Antriebsstranges dargestellt, die im Unterschied zur fünften Ausführungsvariante noch ein weiteres Schaltelement 18 an der Getriebewelle 19 des zweistufigen Getriebes 7 vorsieht. Durch das zusätzliche Schaltelement 18 kann wie insbesondere aus dem Schaltschema gemäß 6A ersichtlich ist, zusätzlich auch ein Laden der Batterie im Stillstand des Fahrzeuges über den Verbrennungsmotor 1 und die als Generator geschaltete, elektrische Maschine 6 ermöglicht werden, da der Abtrieb bei geöffnetem Schaltelement 10 und geöffnetem Schaltelement 18 sowohl von dem Verbrennungsmotor 1 als auch von der elektrischen Maschine 6 entkoppelt ist.
Als weitere Fahrbereiche ergeben sich bei der sechsten Ausführungsvariante das elektrische Fahren, das verbrennungsmotorische Fahren sowohl über die eine als auch über die andere Stufe des zweistufigen Getriebes 7 (VM Fahren 1 und VM Fahren 2), das Boosten/Laden 2 zum Beispiel über die zweite Stufe des zweistufigen Getriebes 7, das Stillstandladen und das Synchronisieren.
Entsprechend 7 ist eine siebente Ausführungsvariante des Antriebsstranges angedeutet, bei der wieder eine Anfahrkupplung 17 zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem stufenlosen Getriebe 4 angeordnet ist. Darüber hinaus sind bei dieser Ausführungsvariante drei Schaltelemente 20, 21 und 22 vorgesehen. Das Schaltelement 20 ist der Abtriebswelle 11 der elektrischen Maschine 6 zugeordnet und die Schaltelemente 21 und 22 sind jeweils der Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 zugeordnet.
Das Schaltelement 20 ist in 7 in seiner Neutralstellung dargestellt. Wenn das Schaltelement 20 bezogen auf die Zeichnungsebene aus der Neutralstellung nach links verschoben wird, wird die Abtriebswelle 11 der elektrischen Maschine 6 mit der Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes verbunden. Wenn das Schaltelement 20 bezogen auf die Zeichnungsebene aus der Neutralstellung nach rechts verschoben wird, wird die Abtriebswelle 11 der elektrischen Maschine 6 über das Losrad 23 mit einer Stufe des zweistufigen Getriebes 7 verbunden, um das Fahrzeug in der Vorwärtsfahrt V elektrisch anzutreiben.
Das Schaltelement 21 kann im geschlossenen Zustand die Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 über das Losrad 23 mit einer Stufe des zweistufigen Getriebes 7 zur verbrennungsmotorischen Vorwärtsfahrt V des Fahrzeuges verbinden.
Das Schaltelement 22 kann im geschlossenen Zustand ein Losrad 24 mit der Ausgangswelle 5 des stufenlosen Getriebes 4 verbinden. Das Losrad 24 kann, wie in 7 mit einer gestrichelten Linie angedeutet, durch entsprechende räumliche Anordnung der Wellen ständig mit dem Abtriebsrad 13 des Achsdifferentials 8 verbunden sein, so dass im geschlossenen Zustand des Schaltelements 22 eine Drehzahlumkehr realisiert wird, um eine verbrennungsmotorische Rückwärtsfahrt R beziehungsweise einen Rückwärtsgang zu realisieren.
Insgesamt kann somit der vorgeschlagene Antriebsstrang mit möglichst wenigen Bauteilen und folglich kostengünstig die eingangs beschriebenen Anforderungen erfüllen. Zudem ist es auch möglich, dass ein Motorstart mit Unterbrechung der Zugkraft erfolgen kann, wenn der Antriebsstrang zumindest ein Schaltelement enthält, mit dem dann wie vorbeschrieben der Abtrieb entkoppelt werden kann. Um einen Zugkrafteinbruch bei Bereichsschaltungen zu verhindern, kann die elektrische Maschine 6, wie insbesondere bei der vierten bis sechsten Ausführungsvariante beschrieben, die Zugkraft des Verbrennungsmotors 1 stützen.
Ist vor dem Verbrennungsmotor 1 eine als Reibungskupplung ausgeführte Anfahrkupplung 17 angeordnet, so kann der Motorstart auch ohne Unterbrechung der Zugkraft erfolgen, wenn die elektrische Maschine 6 zusätzlich zum momentanen Antriebsmoment noch das an der Kupplung 17 mit entsprechender Übersetzung wirkende Reibmoment bereitstellt.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsmotor (VM)
2: Schwingungsdämpfer
3: Eingangswelle des stufenlosen Getriebes
4: stufenloses Getriebe
5: Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes
6: elektrische Maschine (EM)
7: zusätzliches zweistufiges Getriebe
8: Achsdifferential (Abtr.)
9: Schaltelement
10: Schaltelement
11: Abtriebswelle der elektrischen Maschine
12: Losrad
13: Abtriebsrad des Achsdifferentials
14: Schaltelement
15: Festrad
16: Losrad
17: Anfahrkupplung
18: Schaltelement
19: Getriebewelle des zweistufigen Getriebes
20: Schaltelement
21: Schaltelement
22: Schaltelement
23: Losrad
24: Losrad
V: Vorwärtsfahrt
R: Rückwärtsfahrt

Claims

Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor (1) und einem stufenlosen Getriebe (4) zum verbrennungsmotorischen Fahren sowie mit zumindest einer elektrischen Maschine (6) zum elektrischen Fahren, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) abtriebsseitig derart ankoppelbar ist, dass das elektrische Fahren entkoppelt vom stufenlosen Getriebe (4) durchführbar ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) über zumindest ein Schaltelement (9, 10, 21) von der Ausgangswelle (5) des stufenlosen Getriebes (4) entkoppelbar ist.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abtriebsseitig zusätzlich ein mehrstufiges Getriebe (7) einerseits der elektrischen Maschine (6) und andererseits einem Achsdifferential (8) zugeordnet ist.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) über zumindest ein Schaltelement (9, 14, 18) von dem zusätzlichen Getriebe (7) und/oder von dem Achsdifferential (8) entkoppelbar ist.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (5) des stufenlosen Getriebes (4) zum verbrennungsmotorischen Fahren mit zumindest einem Schaltelement (9, 10, 18, 20, 21, 22) über das mehrstufige Getriebe (7) mit dem Achsdifferential (8) koppelbar ist.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (9, 10; 21, 22) über einen gemeinsamen Aktuator betätigbar sind.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zweistufigen Getriebe (7) zumindest eine Stufe als Vorwärtsgangübersetzung (V) und eine andere Stufe als Rückwärtsgangübersetzung (R) verwendbar sind.
Antriebsstrang nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorwärtsgangübersetzung ein Losrad (23) der Ausgangswelle (5) des stufenlosen Getriebes (4) zugeordnet ist, welches mit einer Stufe des zweistufigen Getriebes (7) in Eingriff steht, wobei über ein Schaltelement (21) das Losrad (23) mit der Ausgangswelle (5) verbindbar ist, so dass die Vorwärtsgangübersetzung zum elektrischen Fahren oder zum verbrennungsmotorischen Fahren schaltbar ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückwärtsgangübersetzung ein Losrad (24) der Ausgangswelle (5) des stufenlosen Getriebes (4) zugeordnet ist, welches mit einem Abtriebsrad (13) des Achsdifferentials (8) in Eingriff steht, wobei über ein Schaltelement (22) das Losrad (24) mit der Ausgangswelle (5) verbindbar ist, so dass die Rückwärtsgangübersetzung zum verbrennungsmotorischen Fahren schaltbar ist.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (3) des stufenlosen Getriebes (4) mit einem Schwingungsdämpfer (2) verbunden ist.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (3) des stufenlosen Getriebes (4) mit einer Anfahrkupplung (17) verbunden ist.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als stufenloses Getriebe (4) ein trocken laufendes CVT-Getriebe vorgesehen ist.