DE102010017393A1 - Antriebsstrang und Fahrwerk - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1), insbesondere für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit einem ersten Achsgetriebe (2); einem zweiten Achsgetriebe (3); einer Verbrennungskraftmaschine (4), welche mit dem ersten und/oder dem zweiten Achsgetriebe (2, 3) wirkverbindbar ist; und einer Elektromaschine (5), welche mit dem ersten und/oder dem zweiten Achsgetriebe (2, 3) wirkverbindbar ist, wobei das erste Achsgetriebe (2), die Verbrennungskraftmaschine (4), die Elektromaschine (5) und das zweite Achsgetriebe (3) derart ausgestaltet und miteinander verbunden sind, dass der Antriebsstrang (1) eine selbsttragende Anordnung bildet. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrwerk (34), insbesondere für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit: einem derartigen Antriebsstrang (1); einer mit dem ersten Achsgetriebe (2) wirkverbundenen Hinterachse (35); und einer mit dem zweiten Achsgetriebe (3) wirkverbundenen Vorderachse (36); wobei mittels des Antriebsstrangs (1) eine auf das Fahrwerk (34) wirkende mechanische Last von einer Achse (35, 36) auf die andere Achse (35, 36) übertragbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang und auf ein Fahrwerk, insbesondere für ein hybrides Kraftfahrzeug.
  • Obwohl auf beliebige Fahrzeuge anwendbar, wird die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf ein Personenkraftfahrzeug näher erläutert.
  • Ein Hybridfahrzeug bezeichnet im allgemeinen ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang, welcher eine Mehrzahl von Antriebsaggregaten aufweist, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und eine Elektromaschine. Zur Erzeugung eines möglichst hohen energetischen Wirkungsgrades werden bei Hybridfahrzeugen zumeist sogenannte Parallel-Hybridantriebe eingesetzt, die es ermöglichen, dass die Elektromaschine und die Verbrennungskraftmaschine nicht nur alternativ, sondern auch kumulativ ein Drehmoment in ein Getriebe einleiten. Häufige Anfahr- und Beschleunigungsprozesse wie sie beispielsweise im Stadtverkehr üblicherweise auftreten, werden bei einem hybriden Kraftfahrzeug bevorzugt mittels der Elektromaschine ausgeführt bzw. unterstützt, da der Betrieb der Verbrennungskraftmaschine unter häufigen Lastwechsel in einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß resultiert. Die Elektromaschine weist im Gegensatz zur Verbrennungskraftmaschine bereits bei geringen Motordrehzahlen, praktisch aus dem Stand, ein hohes Drehmoment auf, wodurch die Elektromaschine geradezu prädestiniert für Anfahr- und Beschleunigungsvorgänge ist. Eine Verbrennungskraftmaschine hingegen ist nur bei ihrer Nenndrehzahl mit hohem Wirkungsgrad betreibbar, beispielsweise bei konstanter schneller Fahrt. Um die Vorteile der Verbrennungskraftmaschine mit den Vorteilen der Elektromaschine zu kombinieren, ist es erforderlich, das Antriebssystem konstruktiv derart zu gestalten, dass sowohl die Leistung der Verbrennungskraftmaschine als auch die Leistung der Elektromaschine in das Antriebssystem einkoppelbar ist.
  • Die Druckschriften DE 602 19 898 T2 , US 6,881,168 B2 und US 6,533,692 B1 beschreiben jeweils einen Antriebstrang für ein Hybridfahrzeug, bei dem die Verbrennungskraftmaschine über ein Hauptgetriebe an ein Verteilergetriebe angebunden ist. Eine Elektromaschine ist in das Verteilergetriebe integriert. Eine vordere und eine hintere Abtriebswelle des Verteilergetriebes treiben jeweils eine vordere bzw. hintere Differentialeinheit einer Vorder- bzw. Hinterachse an. Mittels des Verteilergetriebes ist die Leistung der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Elektromaschine auf die Vorder- und/oder Hinterachse des Hybridfahrzeugs übertragbar. An dieser Anordnung hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, dass das Verteilergetriebe durch die Integration der Elektromaschine und durch die Erfordernis der Übertragung hoher Drehmomente auf die Vorder- bzw. Hinterachse nur mit einem hohem Bauraumbedarf bei einem hohen Gewicht zu verwirklichen ist. Weiterhin stellt die beschriebene Anordnung auch keine selbsttragende Struktur da, so dass ein Fahrwerk zur Aufnahme des Antriebsstrangs dementsprechend eigensteif und schwer auszuführen ist.
  • Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Antriebsstrang zu schaffen, welcher die oben genannten Nachteile beseitigt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Fahrwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
  • Demgemäß ist ein Antriebsstrang vorgesehen, insbesondere für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit: einem ersten Achsgetriebe; einem zweiten Achsgetriebe; einer Verbrennungskraftmaschine, welche mit dem ersten und/oder dem zweiten Achsgetriebe wirkverbindbar ist; und einer Elektromaschine, welche mit dem ersten und/oder dem zweiten Achsgetriebe wirkverbindbar ist, wobei das erste Achsgetriebe, die Verbrennungskraftmaschine, die Elektromaschine und das zweite Achsgetriebe derart ausgestaltet und miteinander verbunden sind, dass der Antriebsstrang eine selbsttragende Anordnung bildet.
  • Ferner ist ein Fahrwerk vorgesehen, insbesondere für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit: einem Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche; einer mit dem ersten Achsgetriebe wirkverbundenen Hinterachse; und einer mit dem zweiten Achsgetriebe wirkverbundenen Vorderachse; wobei mittels des Antriebsstrangs eine auf das Fahrwerk wirkende mechanische Last von einer Achse auf die andere Achse übertragbar ist.
  • Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Antriebsaggregate des Antriebsstrangs derart auszubilden und derart miteinander zu verbinden, dass der Antriebsstrang eine selbsttragende Anordnung bildet, wobei über den Antriebsstrang eine mechanische Last übertragbar ist. Hierdurch bildet der Antriebsstrang eine tragende Einheit eines Fahrwerks, wodurch beispielsweise eine mit dem Antriebsstrang verbundene Karosserie mit verringerter Steifigkeit und reduziertem Gewicht ausführbar ist.
  • Die vorliegende Erfindung weist somit gegenüber bereits beschriebenen Anordnungen gemäß dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass der Antriebsstrang eine integrierte Einheit bildet, die zur Lastübertragung geeignet ist, wodurch sich eine Gewichtsersparnis ergibt.
  • In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Antriebsstrangs.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Verbrennungskraftmaschine zwischen dem ersten Achsgetriebe und der Elektromaschine und die Elektromaschine zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem zweiten Achsgetriebe angeordnet. Dies ermöglicht vorteilhaft den Einsatz des Antriebsstrangs in Fahrzeugen mit Mittelmotoranordnung.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Antriebsstrang ein zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Elektromaschine angeordnetes Verteilergetriebe auf, welches zum wahlweisen Antreiben des ersten Achsgetriebes eine erste Ausgangswelle und zum wahlweisen Antreiben des zweiten Achsgetriebes eine zweite Ausgangswelle aufweist. Mittels des Verteilergetriebes ist es möglich, die Leistung der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Elektromaschine auf das erste und das zweite Achsgetriebe zu verteilen, wodurch ein geregelter Allradantrieb verwirklicht ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Antriebsstrang ein zwischen dem Verteilergetriebe und der Verbrennungskraftmaschine angeordnetes Hauptgetriebe auf, welches mit dem Verteilergetriebe wirkverbindbar ist, und die Elektromaschine ist mittels einer Elektromaschinen-Abtriebswelle mit dem Verteilergetriebe wirkverbindbar. Mittels des Hauptgetriebes ist komfortabel die Ausgangsleistung der Verbrennungskraftmaschine mittels eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses übersetzbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Antriebsstrang eine zwischen dem Verteilergetriebe und der Elektromaschine angeordnete Abstandsstruktur, insbesondere eine tragende Gitterstruktur auf. Hierdurch ist komfortabel eine Anpassung des Antriebsstrangs an unterschiedliche Radstände von verschiedenen Kraftfahrzeugen anpassbar, wodurch sich der Einsatzbereich des Antriebsstrangs erweitert. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen das erste Achsgetriebe, das zweiten Achsgetriebe, die Verbrennungskraftmaschine und/oder die Elektromaschine und/oder das Verteilergetriebe und/oder das Hauptgetriebe und/oder die Abstandsstruktur Verbindungsmittel zum miteinander Verbinden des ersten Achsgetriebes, des zweiten Achsgetriebes, der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Elektromaschine und/oder des Verteilergetriebes und/oder des Hauptgetriebes und/oder der Abstandsstruktur auf, welche zum Übertragen einer mechanischen Last von einem der Achsgetriebe auf das andere der Achsgetriebe ausgebildet sind. Hierdurch ist komfortabel und zuverlässig eine Verbindung der Antriebskomponenten des Antriebsstrangs untereinander derart möglich, dass diese zum Übertragen einer Last von einem der Achsgetriebe auf das andere der Achsgetriebe ausgebildet sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der Antriebsstrang Lager- und/oder Anlenkstellen auf, welche zur Lagerung eines Fahrwerks und/oder einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs an dem Antriebsstrang ausgebildet sind. Dies ermöglicht die Nutzung des Antriebsstrangs quasi als Rückgrat einer Karosserie und/oder eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs. Hierdurch ist die Karosserie und/oder das Fahrwerk mit einer reduzierten Steifigkeit und somit mit einem reduzierten Gewicht ausbildbar.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Elektromaschine in einem Achsgetriebegehäuse des zweiten Achsgetriebes angeordnet. Dies ermöglicht eine platzsparende Integration der Elektromaschine in den Antriebsstrang.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verteilergetriebe derart ausgebildet, dass die Verbrennungskraftmaschine und/oder die Elektromaschine von den Achsgetrieben abkoppelbar sind und dass die Verbrennungskraftmaschine und die Elektromaschine mittels des Verteilergetriebes und des Hauptgetriebes wirkverbindbar sind. Dies ermöglicht eine direkte Verbindung der Verbrennungskraftmaschine mit der Elektromaschine beispielsweise zum generatorischen Betrieb der Elektromaschine zum Aufladen eines Energiespeichers.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Figuren der Zeichnung näher erläutert.
  • Von den Figuren zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht eines Antriebsstrangs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 eine Aufsicht eines Fahrwerks mit einem derartigen Antriebsstrang gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Die 1 illustriert in einer Seitenansicht einen Antriebsstrang, insbesondere für ein hybrides Kraftfahrzeug, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Antriebsstrang 1 weist bevorzugt ein erstes Achsgetriebe 2, ein zweites Achsgetriebe 3, eine zwischen dem ersten und dem zweiten Achsgetriebe 2, 3 angeordnete Verbrennungskraftmaschine 4 und eine zwischen der Verbrennungskraftmaschine 4 und dem zweiten Achsgetriebe 3 angeordnete Elektromaschine 5 auf. Die Verbrennungskraftmaschine 4 ist beispielsweise als Verbrennungsmotor 4, insbesondere als Ottomotor 4 ausgebildet.
  • Das erste Achsgetriebe 2 ist beispielsweise als Hinterachsgetriebe 2 mit einem Getriebegehäuse 40 zum Antreiben einer Hinterachse eines Kraftfahrzeugs und das zweite Achsgetriebe 3 ist beispielsweise als Vorderachsgetriebe 3 mit einem Getriebegehäuse 18 zum Antreiben einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Getriebeübersetzungen der Achsgetriebe 2, 3 sind bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Achsgetriebe 2, 3 mit einer hohen Drehzahl und einem niedrigen Drehmoment antreibbar sind und mittels der entsprechenden Getriebeübersetzungen der Achsgetriebe 2, 3 zum Antreiben der Vorderachse und der Hinterachse in den Achsgetrieben 2, 3 hohe Drehmomente erzeugt werden.
  • Die Elektromaschine 5 weist bevorzugt eine Elektromaschinen-Abtriebswelle 16, die beispielsweise als Hohlwelle 16 ausgeführt ist, einen röhrenförmigen Stator 41 und einen ebenfalls röhrenförmigen, in dem Stator 41 laufenden Rotor 17 auf. Der Rotor 17 ist bevorzugt mit der Elektromaschinen-Abtriebswelle 16 wirkverbunden. Die Elektromaschine 5 ist beispielsweise in dem Getriebegehäuse 18 des zweiten Achsgetriebes 3 angeordnet. Bevorzugt ist die Elektromaschine 5 in das Getriebegehäuse 18 integriert, das heißt, zur Gewichtsreduktion bildet das Getriebegehäuse 18 ein Gehäuse der Elektromaschine 5. Die Elektromaschine 5 ist bevorzugt wahlweise generatorisch als auch elektromotorisch betreibbar. Die Elektromaschine 5 ist beispielsweise elektrisch mit einem nicht dargestellten Energiespeicher verbunden. Im elektromotorischen Betrieb entnimmt die Elektromaschine 5 dem Energiespeicher Energie, im generatorischen Betrieb führt sie diesem Energie zu.
  • Der Antriebsstrang 1 weist weiterhin beispielsweise ein der Verbrennungskraftmaschine 4 zugeordnetes und zwischen der Elektromaschine 5 und der Verbrennungskraftmaschine 4 vorgesehenes Hauptgetriebe 6 auf. Das Hauptgetriebe 6 ist beispielsweise als Handschaltgetriebe, automatisiertes Schaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe oder stufenloses Getriebe ausgebildet. Das Hauptgetriebe 6 weist bevorzugt Gangstufen, insbesondere mehrere Vorwärtsgängen und einen Rückwärtsgang auf. Das Hauptgetriebe 6 ist in 1 beispielhaft als Doppelkupplungsgetriebe 6 mit einer Doppelkupplung 7, einer ersten Eingangswelle 8, einer zweiten Eingangswelle 9 und einer Hauptwelle 10 dargestellt. Die erste oder die zweite Eingangswelle 8, 9 sind mittels der Doppelkupplung 7 wahlweise mit einer Kurbelwelle 11 der Verbrennungskraftmaschine 4 wirkverbindbar. Mittels einer Auswahl eines entsprechendes Übersetzungsverhältnisses zwischen der ersten oder der zweiten Eingangswelle 8, 9 und der Hauptwelle 10 des Hauptgetriebes 6 ist ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis des Hauptgetriebes 6 wählbar.
  • Der Antriebsstrang 1 umfasst beispielsweise ein zwischen der Elektromaschine 5 und dem Hauptgetriebe 6 angeordnetes Verteilergetriebe 12. Das Verteilergetriebe 12 weist zum wahlweisen Antrieben des ersten Achsgetriebes 2 eine erste Ausgangswelle 13 und zum wahlweisen Antreiben des zweiten Achsgetriebes 3 eine zweite Ausgangswelle 14 auf. Das Verteilergetriebe 12 ist geeignet, die erste Ausgangswelle 13 und/oder die zweite Ausgangswelle 14 oder keine der beiden Wellen 13, 14 anzutreiben. Die erste Ausgangswelle 13 ist beispielsweise durch die Verbrennungskraftmaschine 4 geführt. Bevorzugt ist die erste Ausgangswelle 13 durch einen oberen Anteil eines Gehäuses 15 der Verbrennungskraftmaschine 4 zu dem ersten Achsgetriebe 2 geführt. Die zweite Ausgangswelle 14 des Verteilergetriebes 12 ist bevorzugt durch die als Hohlwelle 16 ausgeführte Elektromaschinen-Abtriebswelle 16 und durch die Elektromaschine 5, insbesondere durch den Rotor 17 der Elektromaschine 5 zu dem zweiten Achsgetriebe 3 geführt.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 4 ist beispielsweise mittels des Hauptgetriebes 6 bzw. der Hauptwelle 10 des Hauptgetriebes 6 mit dem Verteilergetriebe 12 wirkverbindbar. Die Elektromaschine 5 ist mittels der Elektromaschinen-Abtriebswelle 16 mit dem Verteilergetriebe 12 wirkverbindbar. Da aufgrund der Übersetzungsverhältnisse der Achsgetriebe 2, 3 an diesen hohe Eingangsdrehzahlen und geringe Eingangsdrehmomente anliegen, ist es möglich Querschnitte der Ausgangswellen 13, 14 des Verteilergetriebes 12 möglichst gering zu wählen, was zu einer Gewichtsreduzierung der Ausgangswellen 13, 14 und damit des Antriebsstrangs 1 führt.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 4 ist mittels des Hauptgetriebes 6 und des Verteilergetriebes 12 mit dem ersten Achsgetriebe 2 und/oder mit dem zweiten Achsgetriebe 3 zum Antreiben des ersten und/oder des zweiten Achsgetriebes 2, 3 wirkverbindbar.
  • Die Elektromaschine 5 ist mittels der Elektromaschinen-Abtriebswelle 16 und des Verteilergetriebes 12 ebenfalls mit dem ersten Achsgetriebe 2 und/oder mit dem zweiten Achsgetriebe 3 wirkverbindbar. Die Verteilung der Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 4 und/oder der Elektromaschine 5 auf das erste und/oder das zweite Achsgetriebe 2, 3 ist mittels des Verteilergetriebes 12 beliebig einstellbar, beispielsweise in Abhängigkeit von einem aktuellen Reifenschlupf von Antriebsreifen eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang 1 ist somit zum Antreiben eines geregelten Allradantriebes einsetzbar. Weiterhin sind sowohl die Verbrennungskraftmaschine 4 als auch die Elektromaschine 5 mittels des Verteilergetriebes 12 von den Achsgetrieben 2, 3 abkoppelbar, so dass kein Antriebsmoment auf die Achsgetriebe 2, 3 übertragen wird. Mittels des Verteilergetriebes 12 ist die Elektromaschine 5 dem Hauptgetriebe 6, dem zweiten Achsgetriebe 3, der Verbrennungskraftmaschine 4 oder dem ersten Achsgetriebe 2 zugeordnet bzw. eine Überlagerung der Zuordnungen ist mittels des Verteilergetriebes 12 möglich.
  • Die Elektromaschine 5 ist mittels der Elektromaschinen-Abtriebswelle 16, dem Verteilergetriebe 12 und dem Hauptgetriebe 6 direkt mit der Kurbelwelle 11 der Verbrennungskraftmaschine 4 koppelbar. Durch die direkte Kopplung der Elektromaschine 5 und der Verbrennungskraftmaschine 4 ist beispielsweise ein Laden eines Energiespeichers mittels der von der Verbrennungskraftmaschine 4 generatorisch betriebenen Elektromaschine 5 möglich ohne dass auf die Achsgetriebe 2, 3 ein Antriebsmoment übertragen wird. Umgekehrt ist die Elektromaschine 5 zum Starten der Verbrennungskraftmaschine 4 einsetzbar. Weiterhin ist mit der beschriebenen Anordnung des Antriebsstrangs 1 bei einer hochdynamischen Fahrt eines Kraftfahrzeugs mit einem derartigen Antriebsstrang 1, beispielsweise in einem Scheitelpunkt einer Kurve, in dem an einem Fahrzeugreifen maximale Querkraft aber keine Längskraft übertragbar ist und somit die Leistung der Verbrennungskraftmaschine 4 in diesem Scheitelpunkt auch nicht zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs nutzbar ist, die Leistung der Verbrennungskraftmaschine 4 über das Verteilergetriebe 12 und das Hauptgetriebe 6 an die Elektromaschine 5 zum Laden des Energiespeichers übergebbar. Diese gespeicherte Energie ist wiederum nach einem Verlassen des Scheitelpunktes der Kurve zum Beschleunigen aus der Kurve heraus mittels der Elektromaschine 5 einsetzbar. Dieses sogenannte Scheitelpunktladen ermöglicht somit eine Erhöhung des Zeitanteils der Nutzung der Verbrennungskraftmaschine 4.
  • Zwischen dem Verteilergetriebe 12 und der Elektromaschine 5 ist beispielsweise eine tragende Abstandsstruktur 19, die bevorzugt die Elektromaschinen-Abtriebswelle 16 umschließt, angeordnet. Die Abstandsstruktur 19 ist bevorzugt als tragende Gitterstruktur 19 ausgebildet. Die Abstandsstruktur 19 dient beispielsweise der Anpassung eines aus einem Achsabstand der Achsgetriebe 2, 3 resultierenden Radstandes eines Fahrzeugs mit einem derartigen Antriebsstrang 1.
  • Das erste Achsgetriebe 2, die Verbrennungskraftmaschine 4, das Hauptgetriebe 6, das Verteilergetriebe 12, die Abstandsstruktur 19, die Elektromaschine 5 und/oder das zweite Achsgetriebe 3 sind bevorzugt derart ausgestaltet und miteinander verbunden, dass der Antriebsstrang 1 eine selbsttragende Anordnung bildet. D. h. eine auf den Antriebsstrang 1 wirkende mechanische Last, beispielsweise ein Biege- und/oder Torsionsmoment ist von einem der Achsgetriebe 2, 3 mittels der Verbrennungskraftmaschine 4, der Elektromaschine 5, dem Hauptgetriebe 6, dem Verteilergetriebe 12 und/oder der Abstandsstruktur 19 auf das andere Achsgetriebe 2, 3 übertragbar. Hierzu weisen das erste Achsgetriebe 2, das zweite Achsgetriebe 3 die Verbrennungskraftmaschine 4, die Elektromaschine 5, das Verteilergetriebe 12, das Hauptgetriebe 6 und/oder die Abstandsstruktur 19 beispielsweise Verbindungsmittel 20–25 auf, welche zum miteinander Verbinden des ersten Achsgetriebes 2, des zweiten Achsgetriebes 3, der Verbrennungskraftmaschine 4, der Elektromaschine 5, des Verteilergetriebes 12, des Hauptgetriebes 6 und/oder der Abstandsstruktur 19 dienen. Die Verbindungsmittel 20–25 übertragen dabei auf den Antriebsstrangs 1 wirkende mechanische Lasten jeweils von einem Bauteil 2–6, 12 und/oder 19 des Antriebsstrangs 1 auf ein benachbart angeordnetes Bauteil 2–6, 12 und/oder 19. Als mechanische Lasten wirken beispielsweise Torsions- und/oder Biegemomente. Die Verbindungsmittel 20–25 weisen beispielsweise Klebeverbindungen, Schweißverbindungen, Schraubverbindungen, Steckverbindungen und/oder Nietverbindungen auf. Die Bauteile 2–6, 12, 19 sind darüber hinaus beispielsweise mit Verstärkungen wie Rippen oder Gitterstrukturen zur Gewährleistung eines optimalen Kraftflusses bei minimalem Gewichtszuwachs versehen. Der Antriebsstrang 1 kann zur Erhöhung der Steifigkeit und Eigenstabilität weiterhin Verstärkungselemente wie Verstärkungsbleche und/oder Trägerelemente aufweisen. Der Antriebsstrang 1 kann somit aufgrund seiner selbsttragenden Anordnung neben der Aufnahme von Antriebsaggregaten wie den Achsgetrieben 2, 3, der Verbrennungskraftmaschine 4, dem Hauptgetriebe 6 und/oder der Elektromaschine 5 auch tragende Funktionen eines Fahrwerks-Hilfsrahmens oder einer Karosserie übernehmen. Hierdurch ist beispielsweise der Einsatz einer leichten Karosserie mit geringeren Steifigkeitsanforderungen möglich.
  • Der Antriebsstrang 1 weist weiterhin bevorzugt Lager- und/oder Anlenkstellen 26–33 auf, die zur Lagerung eines Fahrwerks und/oder einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges an dem Antriebsstrang 1 ausgebildet sind. Bevorzugt sind die Lager- und/oder Anlenkstellen 26–33 an dem ersten und/oder zweiten Achsgetriebe 2, 3 angeordnet.
  • Die Lager- und/oder Anlenkstellen 26–33 sind beispielsweise mit Schraub-, Niet- und/oder Schweißpunkten versehen.
  • Die 2 zeigt eine Aufsicht eines Fahrwerks mit einem derartigen Antriebsstrang gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ein beispielhafter Anwendungsfall des Antriebsstrangs 1 ist der Einsatz in einem Fahrwerk 34 eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines hybriden Kraftfahrzeugs. Das Fahrwerk 34 weist den Antriebsstrang 1 und eine mit dem ersten Achsgetriebe 2 wirkverbundene Hinterachse 35 eines Kraftfahrzeuges auf. Eine Vorderachse 36 ist mit dem zweiten Achsgetriebe 3 wirkverbunden. Die Achsen 35, 35 sind beispielsweise in Form einer Einzelradaufhängung jeweils zweigeteilt. Das Fahrwerk 34 weist weiterhin beispielsweise hintere und vordere Radaufhängungen 37, 38 und 39, 42 auf. An den Radaufhängungen 37, 38 und 39, 42 sind beispielsweise Reifen 43–46 montiert. Das Fahrwerk 34 kann weiterhin beispielsweise einen Fahrwerks-Hilfsrahmen aufweisen. Die Lager- und/oder Anlenkstellen 26–33 dienen beispielsweise zur Lagerung des Fahrwerks 34 bzw. des Fahrwerk-Hilfsrahmens an dem Antriebsstrang 1.
  • Dadurch, dass der Antriebsstrang 1 eine selbsttragende Anordnung bildet, wirkt dieser quasi wie ein Rückgrat des Fahrwerks 34. Somit ist mittels des Antriebsstrangs 1 eine auf das Fahrwerk 34 wirkende mechanische Last von einer Achse der beiden Achsen 35, 36 auf die andere Achse der beiden Achsen 35, 36 übertragbar. Es ist somit möglich, einen hochintegrierten gewichtsreduzierten Aufbau des Antriebsstrangs 1 zur Verfügung zu stellen. Der Antriebsstrang 1 bildet dabei bevorzugt eine Rohrstruktur in einem Mitteltunnel des Kraftfahrzeugs. Hierdurch ist beispielsweise eine Karosserie bzw. ein Fahrwerk-Hilfsrahmen mit geringeren Anforderungen an die Steifigkeit und dadurch mit einem reduzierten Gewicht einsetzbar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (10)

  1. Antriebsstrang (1), insbesondere für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit: einem ersten Achsgetriebe (2); einem zweiten Achsgetriebe (3); einer Verbrennungskraftmaschine (4), welche mit dem ersten und/oder dem zweiten Achsgetriebe (2, 3) wirkverbindbar ist; und einer Elektromaschine (5), welche mit dem ersten und/oder dem zweiten Achsgetriebe (2, 3) wirkverbindbar ist, wobei das erste Achsgetriebe (2), die Verbrennungskraftmaschine (4), die Elektromaschine (5) und das zweite Achsgetriebe (3) derart ausgestaltet und miteinander verbunden sind, dass der Antriebsstrang (1) eine selbsttragende Anordnung bildet.
  2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (4) zwischen dem ersten Achsgetriebe (2) und der Elektromaschine (5) und dass die Elektromaschine (5) zwischen der Verbrennungskraftmaschine (4) und dem zweiten Achsgetriebe (3) angeordnet ist.
  3. Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) ein zwischen der Verbrennungskraftmaschine (4) und der Elektromaschine (5) angeordnetes Verteilergetriebe (12) aufweist, welches zum wahlweisen Antreiben des ersten Achsgetriebes (2) eine erste Ausgangswelle (13) und zum wahlweisen Antreiben des zweiten Achsgetriebes (3) eine zweite Ausgangswelle (14) aufweist.
  4. Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) ein zwischen dem Verteilergetriebe (12) und der Verbrennungskraftmaschine (4) angeordnetes Hauptgetriebe (6) aufweist, welches mit dem Verteilergetriebe (12) wirkverbindbar ist, und dass die Elektromaschine (5) mittels einer Elektromaschinen-Abtriebswelle (16) mit dem Verteilergetriebe (12) wirkverbindbar ist.
  5. Antriebsstrang nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) eine zwischen dem Verteilergetriebe (12) und der Elektromaschine (5) angeordnete tragende Abstandsstruktur (19), insbesondere eine tragende Gitterstruktur (19), aufweist.
  6. Antriebsstrang nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achsgetriebe (2), das zweite Achsgetriebe (3), die Verbrennungskraftmaschine (4) und/oder die Elektromaschine (5) und/oder das Verteilergetriebe (12) und/oder das Hauptgetriebe (6) und/oder die Abstandsstruktur (19) Verbindungsmittel (20–25) zum miteinander Verbinden des ersten Achsgetriebes (2), des zweiten Achsgetriebes (3), der Verbrennungskraftmaschine (4) und/oder der Elektromaschine (5) und/oder des Verteilergetriebes (12) und/oder des Hauptgetriebes (6) und/oder der Abstandsstruktur (19) aufweisen, welche zum Übertragen einer mechanischen Last von einem der Achsgetriebe (2, 3) auf das andere der Achsgetriebe (2, 3) ausgebildet sind.
  7. Antriebsstrang nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) Lager- und/oder Anlenkstellen (26–33) aufweist, welche zur Lagerung eines Fahrwerks (34) und/oder einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges an dem Antriebsstrang (1) ausgebildet sind.
  8. Antriebsstrang nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (5) in einem Getriebegehäuse (18) des zweiten Achsgetriebes (3) angeordnet ist.
  9. Antriebsstrang nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Verteilergetriebe (12) derart ausgebildet ist, dass die Verbrennungskraftmaschine (4) und/oder die Elektromaschine (5) von den Achsgetrieben (2, 3) abkoppelbar sind, und dass die Verbrennungskraftmaschine (4) und die Elektromaschine (5) mittels des Verteilergetriebes (12) und des Hauptgetriebes (6) wirkverbindbar sind.
  10. Fahrwerk (34), insbesondere für ein hybrides Kraftfahrzeug, mit: einem Antriebsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; einer mit dem ersten Achsgetriebe (2) wirkverbundenen Hinterachse (35); und einer mit dem zweiten Achsgetriebe (3) wirkverbundenen Vorderachse (36); wobei mittels des Antriebsstrangs (1) eine auf das Fahrwerk (34) wirkende mechanische Last von einer Achse (35, 36) auf die andere Achse (35, 36) übertragbar ist.
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