DE102012222717A1

DE102012222717A1 - Antriebsstrang

Info

Publication number: DE102012222717A1
Application number: DE102012222717.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kellner; Ulrich Braeckelmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-06-12
Also published as: WO2014090541A1

Abstract

Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Leistungsverzweigungsgetriebe (8) mit einer Antriebswelle (10), einer ersten Abtriebswelle (11) und einer zweiten Abtriebswelle (12), einen ersten von der ersten Abtriebswelle (11) angetriebenen mechanischen Antriebsteilstrang (2) zur mechanischen Kraftübertragung auf wenigstens ein Antriebsrad (32) des Kraftfahrzeuges, einen zweiten von der zweiten Abtriebswelle (12) angetriebenen hydraulischen Antriebsteilstrang (3) mit einem hydraulischen Getriebe (22) zur hydraulischen Kraftübertragung auf wenigstens ein Antriebsrad (32), wenigstens einen Druckspeicher (27) zur Speicherung von hydraulischer Energie, wobei der Antriebsstrang (1) ein mechanisches Getriebe (4) mit wenigstens zwei Getriebegangstufen aufweist und das mechanische Getriebe (4) zur Kraftübertragung von dem hydraulischen Getriebe (22) zu dem wenigstens einen Antriebsrad (32) dient, um bei einer hydraulischen Kraftübertragung, insbesondere ausschließlichen oder überwiegend hydraulischen Kraftübertragung, mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang (3) die Drehzahl und/oder das Drehmoment an dem hydraulischen Antriebsteilstrang (3) an unterschiedliche Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges anpassen zu können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11.
Stand der Technik
Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor weisen einen Antriebsstrang zur Kraftübertragung von dem Verbrennungsmotor auf wenigstens ein Antriebsrad auf. Dabei sind im Allgemeinen an dem Kraftfahrzeug zwei Antriebsräder mittels eines Differentialgetriebes angetrieben. Der Verbrennungsmotor stellt mit einer Motorwelle mechanische Energie zur Verfügung und mittels eines Leistungsverzweigungsgetriebes kann diese mechanische Energie von der Motorwelle auf eine erste und zweite Abtriebswelle an dem Leistungsverzweigungsgetriebe aufgeteilt werden. Dabei treibt die erste Abtriebswelle einen mechanischen Antriebsteilstrang des Antriebsstranges an, bei welchem die mechanische Energie ausschließlich mechanisch auf das wenigstens eine Antriebsrad bzw. das Differentialgetriebe übertragen wird. Die zweite Antriebswelle treibt einen hydraulischen Antriebsteilstrang auf und in den hydraulischen Antriebsteilstrang ist ein hydraulisches Getriebe integriert bzw. eingebaut, so dass an dem hydraulischen Antriebsteilstrang die Übertragung der mechanischen Energie auch hydraulisch ausgeführt wird. Zum Betrieb des hydraulischen Getriebes ist eine Pumpe erforderlich, welche von der zweiten Abtriebswelle angetrieben ist, sowie ein hydraulischer Motor, welcher mit einer Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe angetrieben ist. Der hydraulische Motor treibt seinerseits mit einer Antriebswelle an dem hydraulischen Motor bzw. einer Hydraulikgetriebantriebswelle das Differentialgetriebe bzw. das wenigstens eine Antriebsrad an. Ferner weist der Antriebsstrang einen Druckspeicher zur Druckspeicherung von hydraulischer Energie auf. Mit der von der zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes angetriebene Pumpe kann die Hydraulikflüssigkeit nicht nur dem hydraulischen Motor, sondern auch einem Druckspeicher zugeführt werden zur Speicherung von hydraulischer Energie. Diese in dem Druckspeicher gespeicherte hydraulische Energie kann später durch Leiten der Hydraulikflüssigkeit von dem Druckspeicher zu dem hydraulischen Motor zum Antrieb des wenigstens einen Antriebsrades bzw. des Differentialgetriebes genutzt werden.
Die CH 405 934 zeigt eine Schrägscheibenaxialkolbenpumpe, deren nicht umlaufender Zylinderblock zum Verändern der Fördermenge in Abhängigkeit vom Förderdruck längs verschiebbar ist, wobei an dem durch eine Feder in Richtung der Erhöhung der Fördermenge gedrückten Zylinderblock eine Steuerschiebereinheit mit einem Schieberkolben befestigt ist.
Die DE 27 33 870 C2 zeigt eine Steuereinrichtung für eine Schrägenscheibenaxialkolbenpumpe, bei der an beiden Seiten der Wiege zur Verschwenkung der Schrägscheibe je ein hydraulisch beaufschlagter Schwenkflügel am Motor angreift, wobei beide Motoren mittels eines um die Schwenkachse der Wiege verschwenkbar angeordneten plattenförmigen Steuerventilschiebers steuerbar sind und zur Einstellung der Fördermenge der Pumpe dienen.
Die DE 195 42 427 A1 zeigt ein hydrostatisches Antriebssystem für ein hydrostatisch betriebenes Fahrzeug.
Aus der EP 1 013 928 A2 ist eine Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise, d. h. eine Schrägscheibenmaschine als Axialkolbenpumpe bekannt. Eine Welle setzt dabei eine Zylindertrommel in eine Drehbewegung in der Kolbenbohrungen ausgebildet sind. In den Kolbenbohrungen ist je ein Kolben linear beweglich angeordnet, der an einer Stirnseite der Zylindertrommel mit einer Kugel in einer Pfanne eines außerhalb der Zylindertrommel angeordneten Gleitschuhs gelagert ist. Der Gleitschuh läuft an einer ortsfest angeordneten Schrägscheibe bzw. Schwenkwiege. Auf der der Schrägscheiben gegenüberliegenden Stirnseite der Zylindertrommel ist eine Steuerscheibe angeordnet, in welcher eine sich über einen Teilumfang erstreckende Anschlussniere für den Hochdruckbereich und eine entsprechende Niederdruckanschlussniere ausgebildet ist.
Schrägscheibenmaschinen mit einer verschwenkbaren Schwenkwiege können sowohl als Axialkolbenpumpen als auch als Axialkolbenmotor eingesetzt werden. Der von der Schrägscheibenmaschine beispielsweise im Betriebszustand als Axialkolbenpumpe geförderte Volumenstrom hängt davon vom Schwenkwinkel der Schwenkwiege ab und je größer der Schwenkwinkel bezüglich einer Rotationsachse der Antriebswelle der Schrägscheibenmaschine ist, desto größer ist der von der Axialkolbenpumpe geförderte Volumenstrom und umgekehrt bei gleiche Drehzahl. Bei einem nur sehr kleinen Schwenkwinkel weist die Schrägscheibenmaschine bzw. der Hydrostat einen kleinen Volumenstrom und auch nur einen kleinen Wirkungsgrad bei der Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie oder umgekehrt auf. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine diese mit einem möglichst großen Schwenkwinkel der Schwenkwiege zu betreiben und dadurch auch mit einem großen Wirkungsgrad. Bei einem Einsatz von zwei Schrägscheibenmaschinen in einem hydraulischen Getriebe des Kraftfahrzeuges können hohe Drehzahlen von einer Antriebswelle bzw. Hydraulikgetriebeantriebswelle des hydraulischen Getriebes auftreten. Bei einer derart hohen Drehzahl ist eine ausreichende Füllung der Kolbenbohrungen in den Zylindertrommeln bei der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit nicht mehr gewährleistet und die Schrägscheibenmaschine ist mit einem geringeren Schwenkwinkel der Schwenkwiege zu betreiben, um einen geringeren Volumenstrom und somit eine ausreichende Füllung der Kolbenbohrung zu erreichen, jedoch ist dies in nachteiliger Weise mit einem geringeren Wirkungsgrad der Schrägscheibenmaschine des hydraulischen Getriebes verbunden. Darüber hinaus ist das hydraulische Getriebe dahingehend auszulegen, dass bei einem Anfahren mit dem Kraftfahrzeug an einer Bordsteinkante ein ausreichend großes Drehmoment bei der sehr kleinen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges mit dem hydraulischen Getriebe übertragen werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit einer Antriebswelle, einer ersten Abtriebswelle und einer zweiten Abtriebswelle, einen ersten von der ersten Abtriebswelle angetriebenen mechanischen Antriebsteilstrang zur mechanischen Kraftübertragung auf wenigstens ein Antriebsrad des Kraftfahrzeuges, einen zweiten von der zweiten Abtriebswelle angetriebenen hydraulischen Antriebsteilstrang mit einem hydraulischen Getriebe zur hydraulischen Kraftübertragung auf wenigstens ein Antriebsrad, wenigstens einen Druckspeicher zur Speicherung von hydraulischer Energie, wobei der Antriebsstrang ein mechanisches Getriebe mit wenigstens zwei Getriebegangstufen aufweist und das mechanische Getriebe zur Kraftübertragung von dem hydraulischen Getriebe zu dem wenigstens einen Antriebsrad dient, um bei einer hydraulischen Kraftübertragung, insbesondere ausschließlichen oder überwiegend hydraulischen Kraftübertragung, mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang die Drehzahl und/oder das Drehmoment an dem hydraulischen Antriebsteilstrang an unterschiedliche Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges anpassen zu können und/oder um bei einer hydraulischen Kraftübertragung, insbesondere ausschließlichen oder überwiegend hydraulischen Kraftübertragung, mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang und einer kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in einer hohen Getriebegangstufe des mechanischen Getriebes eine kleinere Drehzahl des hydraulischen Getriebes zu ermöglichen als in einer niedrigen Getriebegangstufe des mechanischen Getriebes.
Das mechanische Getriebe mit den wenigstens zwei Getriebegangstufen, z. B. zwei, drei, vier oder fünf Getriebegangstufen oder wenigstens zwei, drei, vier oder fünf Getriebegangstufen, dient zur Kraftübertragung von dem hydraulischen Getriebe zu dem wenigstens einen Antriebsrad. Dadurch kann die Drehzahl einer Antriebswelle bzw. Hydraulikgetriebeantriebswelle des hydraulischen Getriebes bei einer konstanten oder gleichen Drehzahl des wenigstens einen Antriebsrades und/oder einer Differential-Antriebswelle eines Differentialgetriebes in wenigstens zwei Stufen verändert werden.
Bei einer Fahrt des Kraftfahrzeuges in einem kleinen bis mittleren Geschwindigkeitsbereich, z. B. zwischen 10 km/h und 50 km/h, weist das wenigstens eine Antriebsrad bzw. die Differential-Antriebswelle eine große Drehzahl auf. In dem kleinen bis mittleren Geschwindigkeitsbereich befindet sich das mechanische Getriebe in einer zweiten bzw. höheren Getriebegangstufe, so dass dadurch die Hydraulikgetriebeantriebswelle und das hydraulische Getriebe eine niedrige Drehzahl aufweist bzw. eine niedrige Drehzahl aufweist als in einer ersten bzw. niedrigeren Getriebegangstufe des mechanischen Getriebes. Aufgrund der kleinen Drehzahl der Hydraulikgetriebeantriebswelle kann die Schrägscheibenmaschine des hydraulischen Getriebes, wobei das hydraulische Getriebe zwei Schrägscheibenmaschinen aufweist die hydraulisch miteinander verbunden sind, mit einem großen Schwenkwinkel einer Schwenkwiege der Schrägscheibenmaschine betrieben werden, um einen großen Wirkungsgrad der Schrägscheibenmaschine auch in dem kleineren bis mittleren Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeuges zu erhalten. Bei großen Drehzahlen und einem großen Schwenkwinkel der Schwenkwiege wäre jedoch eine ausreichende Füllung der Kolbenbohrungen in der rotierenden Zylindertrommel der Schrägscheibenmaschine in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit für die Füllung bzw. Entleerung nicht mehr gewährleistet oder möglich, so dass dadurch ein Betrieb der Schrägscheibenmaschine mit einem kleineren Schwenkwinkel der Schwenkwiege bei kleinem Wirkungsgrad erforderlich wäre. Je größer der Schwenkwinkel ist, desto größer ist das Volumen der Hydraulikflüssigkeit, welche in eine Kolbenbohrung einzufüllen und zu entleeren ist. Mit dem mechanischen Getriebe in der zweiten oder höheren Getriebegangstufe kann jedoch das hydraulische Getriebe mit einer kleinen Drehzahl und großem Schwenkwinkel und damit auch großem Wirkungsgrad in vorteilhafter Weise bei der kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftahrzeuges betrieben werden.
Bei einer sehr kleinen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, insbesondere bei einem Anfahren an einer Bordsteinkante, erfolgt die Kraftübertragung mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang in der ersten oder einer niedrigeren Getriebegangstufe des mechanischen Getriebes. Aufgrund des Übersetzungsverhältnisses des mechanischen Getriebes in der ersten oder einer niedrigeren Getriebegangstufe ist an dem hydraulischen Antriebsteilstrang ein geringeres Drehmoment zu übertragen, so dass dadurch der hydraulische Antriebsteilstrang mit dem hydraulischen Getriebe kleiner, leichter und kompakter dimensioniert werden kann für das an dem wenigstens einen Antriebsrad erforderliche Drehmoment zum Anfahren an einer Bordsteinkante.
Insbesondere dient das mechanische Getriebe mit den wenigstens zwei Getriebegangstufen nur zur Kraftübertragung von dem hydraulischen Getriebe zu dem wenigstens einen Antriebsrad und/oder das mechanische Getriebe ist in den hydraulischen Antriebsstrang integriert oder eingebaut. Das mechanische Getriebe dient somit nicht zur Kraftübertragung von der ersten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsbetriebes zu dem wenigstens einen Antriebsrad.
In einer weiteren Ausgestaltung dient das mechanische Getriebe auch zur Kraftübertragung von der ersten Abtriebswelle des Leistungsverzeigungsgetriebes zu dem wenigstens einen Antriebsrad.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist das hydraulische Getriebe von einer ersten Schrägscheibenmaschine als Axialkolbenpumpe und vorzugsweise Axialkolbenmotor und einer zweiten Schrägscheibenmaschine als Axialkolbenmotor und vorzugsweise Axialkolbenpumpe gebildet und die erste und zweite Schrägscheibenmaschine sind hydraulisch, insbesondere durch zwei Hydraulikleitungen, miteinander verbunden und/oder der mechanische Antriebsstrang dient ausschließlich zur mechanischen Kraftübertragung und/oder der hydraulische Antriebsstrang dient zur hydraulischen und mechanischen Kraftübertragung. Die erste Schrägscheibenmaschine ist von der zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsbetriebes bzw. von einem Verbrennungsmotor angetrieben und dient dabei als Axialkolbenpumpe. Lediglich bei einer Kraftübertragung von der ersten Schrägscheibenmaschine zu dem Verbrennungsmotor, d. h. bei einem Starten des Verbrennungsmotors mit hydraulischer Energie, ist es erforderlich, die erste Schrägscheibenmaschine als Axialkolbenmotor zu betreiben. Die zweite Schrägscheibenmaschine dient als Axialkolbenmotor bei einer Umwandlung von hydraulischer Energie aus der ersten Schrägscheibenmaschine, d. h. bei einem Einsatz oder einem Betrieb als hydraulisches Getriebe. Ferner kann mit der zweiten Schrägscheibenmaschine auch hydraulische Energie aus einem Druckspeicher in mechanische Energie umgewandelt und dadurch das Kraftfahrzeug angetrieben werden. In einem Rekuperationsbetrieb des Kraftfahrzeuges wird die zweite Schrägscheibenmaschine als Axialkolbenpumpe betrieben, d. h. mechanische Energie wird in hydraulische Energie umgewandelt und von der zweiten Schrägscheibenmaschine einem Druckspeicher zugeführt.
Vorzugsweise ist eine Antriebswelle der ersten Schrägscheibenmaschine mechanisch mit der zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzeigungsgetriebes verbunden zur Kraftübertragung von der zweiten Abtriebswelle zu der Antriebswelle der ersten Schrägscheibenmaschine und eine Antriebswelle bzw. Hydraulikgetriebeabtriebswelle der zweiten Schrägscheibenmaschine ist, insbesondere ausschließlich, mechanisch mit dem wenigstens einen Antriebsrad verbunden zur Kraftübertragung von der zweiten Schrägscheibenmaschine zu dem wenigstens einen Antriebsrad. Die Hydraulikantriebswelle ist im Allgemeinen mittelbar, d. h. mit einem Differentialgetriebe und vorzugsweise zusätzlich mit einer Kopplungseinheit mit dem wenigstens einen Antriebsrad zur Kraftübertragung verbunden.
In einer Variante weist der Antriebsstrang ein Differentialgetriebe zum Antrieb von zwei Antriebsrädern auf und das mechanische Getriebe dient mit den wenigstens zwei Getriebegangstufen zur Kraftübertragung von dem hydraulischen Getriebe zu einer Differential-Antriebswelle des Differentialgetriebes.
Zweckmäßig dient das mechanische Getriebe auch zur Kraftübertragung von der ersten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes zu der Differential-Antriebswelle des Differentialgetriebes.
In einer weiteren Ausführungsform weist der erste mechanische Antriebsteilstrang eine erste mechanische Kupplung und eine erste Festsetzeinrichtung auf, welche mit der ersten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes verbunden ist zum Zu- und Abschalten der Kraftübertragung von der ersten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes zu dem wenigstens einen Antriebsrad mit dem ersten mechanischen Antriebsteilstrang. Zum Abschalten der Kraftübertragung mit der ersten Abtriebswelle ist die mechanische Kupplung auszukuppeln und die erste Abtriebswelle mit der ersten Festsetzeinrichtung festzuhalten bzw. festzusetzen, so dass die erste Abtriebswelle keine Rotationsbewegung mehr ausführen kann.
Insbesondere weist der zweite hydraulische Antriebsteilstrang eine zweite mechanische Kupplung und eine zweite Festsetzeinrichtung auf, welche mit der zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes verbunden ist zum Zu- und Abschalten der Kraftübertragung von der zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes zu dem wenigstens einen Antriebsrad mit dem zweiten hydraulischen Antriebsteilstrang. In einer zusätzlichen Ausführungsform weist der zweite hydraulische Antriebsteilstrang eine hydraulische Kupplung, insbesondere als Bestandteil des hydraulischen Getriebes, und eine zweite Festsetzeinrichtung für die zweite Abtriebswelle auf zum Zu- und Abschalten der Kraftübertragung von der zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes zu dem wenigstens einen Antriebsrad mit dem zweiten hydraulischen Antriebsteilstrang. Zum Abschalten der Kraftübertragung mit der zweiten Abtriebswelle ist die mechanische oder hydraulische Kupplung auszukuppeln und die zweite Abtriebswelle mit der zweiten Festsetzeinrichtung festzuhalten bzw. festzusetzen, so dass die zweite Abtriebswelle keine Rotationsbewegung mehr ausführen kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der wenigstens eine Druckspeicher, insbesondere ein Hochdruckspeicher und ein Niederdruckspeicher, hydraulisch mit dem hydraulischen Getriebe oder einer Komponente des hydraulischen Getriebes verbunden, so dass der wenigstens eine Druckspeicher aufladbar ist, insbesondere mit mechanischer Energie von dem Verbrennungsmotor und/oder mit kinetischer Energie im Rekuperationsbetrieb und/oder der wenigstens eine Druckspeicher entladbar ist zum Antrieb des wenigstens einen Antriebsrades mittels des hydraulischen Getriebes oder einer Komponente des hydraulischen Getriebes und/oder mit dem Antriebsstrang ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar ist.
Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Antriebsstranges, für ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten: mechanische Energie mit einem ersten mechanischen Antriebsteilstang auf wenigstens eine Antriebrad übertragen wird, mechanische Energie mit einem zweiten hydraulischen Antriebsteilstang mit einem hydraulischen Getriebe auf wenigstens eine Antriebrad übertragen wird, indem von dem hydraulischen Getriebe eine Hydraulikgetriebeantriebswelle angetrieben wird, mechanische Energie in hydraulische Energie umgewandelt wird und in wenigstens einem Druckspeicher die hydraulische Energie gespeichert wird und die in dem wenigstens einen Druckspeicher gespeicherte hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird und auf wenigstens ein Antriebsrad übertragen wird, wobei die mechanische Energie von dem hydraulischen Getriebe mit einem mechanischen Getriebe mit wenigstens zwei Getriebegangstufen auf das wenigstens eine Antriebrad übertragen wird, so dass die Hydraulikgetriebeantriebswelle bei unterschiedlichen Getriebegangstufen mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben wird bei einer gleichen Drehzahl des wenigstens einen Antriebsrades und/oder bei einer gleichen Drehzahl einer Differential-Antriebswelle.
In einer ergänzenden Variante wird die mechanischer Energie in einem Rekuperationsbetrieb in die hydraulische umgewandelt, indem die Hydraulikgetriebeantriebswelle von dem wenigstens einen Antriebsrad angetrieben wird und von dem hydraulischen Getriebe oder einer Komponente des hydraulischen Getriebes wird die mechanische Energie in die hydraulische Energie umgewandelt und die hydraulische Energie wird in wenigstens einem Druckspeicher gespeichert und/oder das wenigstens eine Antriebsrad mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang, insbesondere ausschließlich mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang, angetrieben wird und bei einer kleinen bis mittleren Geschwindigkeit, z. B. zwischen 10 km/h und 50 km/h, des Kraftfahrzeuges die Kraftübertragung mit dem mechanischen Getriebe in einer höheren Getriebegangstufe ausgeführt wird als bei einer sehr kleinen Geschwindigkeit, z. B. zwischen 0 km/h und 10 km/h, des Kraftfahrzeuges, insbesondere auf das wenigstens eine Antriebsrad bei der sehr kleinen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ein größeres Drehmoment übertragen wird als bei der kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges. Bei der kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und der hydraulischen Kraftübertragung wird das mechanischen Getriebe in einer höheren Getriebegangstufe betrieben, so dass der hydraulische Antriebsteilstrang mit einer niedrigeren Drehzahl betrieben werden kann als bei einer niederen Getriebegangstufe des mechanischen Getriebes, so dass bei einer Ausbildung des hydraulischen Antriebsteilstranges mit wenigstens einer Schrägscheibenmaschine die Schrägscheibenmaschine bzw. der hydraulische Antriebsteilstrang bei der kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und der höheren Getriebegangstufe die Schrägscheibenmaschine mit einem großem Schwenkwinkel und damit einem großen Wirkungsgrad betrieben werden kann aufgrund der niederen Drehzahl der Schrägscheibenmaschine. Das Kraftfahrzeug wird zum Anfahren, z. B. auch an Bordsteinkanten mit einem hohen zu übertragenen Drehmoment auf das wenigstens eine Antriebsrad, und bei sehr kleinen Geschwindigkeiten, insbesondere ausschließlich, mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang angetrieben. Dabei ist beim Anfahren, insbesondere an Bordsteinkanten, ein großes Drehmoment auf das wenigstens eine Antriebsrad zu übertragen und mit der niederen Getriebegangstufe des mechanischen Getriebes ist somit an dem hydraulischen Antriebsstrang ein niedrigeres Drehmoment zu übertragen als in einer höheren Getriebegangstufe, so dass der hydraulische Antriebsstrang eine kleines maximales Drehmoment zu übertragen hat und damit kleiner und leichter gebaut bzw. dimensioniert werden kann.
In eine weiteren Ausführungsform wird bei einer großen Geschwindigkeit, z. B. mehr als 50 km/h, 70 km/h oder 100 km/h, des Kraftfahrzeuges das wenigstens eine Kraftfahrzeug mit dem mechanischen Antriebsteilstrang, insbesondere ausschließlich mit dem mechanischen Antriebsteilstrang, angetrieben. Bei der großen Geschwindigkeit und dem ausschließlichen Antrieb mit dem mechanischen Antriebsteilstrang wird der hydraulische Antriebsteilstrang nicht benötigt, so dass bei der großen Geschwindigkeit keine große Drehzahl und damit kein geringer Wirkungsgrad an dem hydraulischen Antriebsteilstrang mit einer Schrägscheibenmaschine auftritt.
In einer weiteren Variante wird die mechanische Energie mit einer Schrägscheibenmaschine bzw. einem Hydrostaten als Axialkolbenpumpe in hydraulische Energie in dem hydraulischen Getriebe umgewandelt und/oder die hydraulische Energie wird mit einer Schrägscheibenmaschine bzw. einem Hydrostaten als Axialkolbenmotor in mechanische Energie in dem hydraulischen Getriebe umgewandelt.
In einer weiteren Ausgestaltung wird die von der ersten und/oder zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes zur Verfügung gestellte mechanische Energie von einem Verbrennungsmotor erzeugt.
Insbesondere wird in dem Rekuperationsbetrieb ausschließlich mechanische Energie als kinetische Energie des Kraftfahrzeuges in hydraulische Energie umgewandelt und in wenigstens einem Druckspeicher gespeichert und/oder das wenigstens eine Antriebsrad wird ausschließlich mit hydraulischer Energie aus dem wenigstens einen Druckspeicher angetrieben und/oder das wenigstens eine Antriebsrad wird ausschließlich mit mechanischer Energie von der ersten und/oder zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes angetrieben und vorzugsweise wird bei einem Antrieb des wenigstens einen Antriebsrades mit der zweiten Abtriebswelle bzw. mit dem hydraulischen Getriebe zusätzlich in dem wenigstens einen Druckspeicher hydraulische Energie gespeichert und/oder das wenigstens eine Antriebsrad wird mit mechanischer Energie von der ersten und/oder zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes angetrieben und das wenigstens eine Antriebsrad wird zusätzlich mit hydraulischer Energie aus dem wenigstens einen Druckspeicher angetrieben und/oder der Verbrennungsmotor wird mit hydraulischer Energie aus dem wenigstens einen Druckspeicher gestartet.
Bei einem Antrieb des wenigstens einen Antriebsrades ausschließlich mit hydraulischer Energie wird aus dem Druckspeicher, insbesondere einem Hochdruckspeicher, Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck der zweiten Schrägscheibenmaschine zugeführt, welcher die hydraulische Energie in die mechanische Energie umwandelt und anschließend die Hydraulikflüssigkeit unter einem Niederdruck dem Druckspeicher, insbesondere einem Niederdruckspeicher, zugeführt. Bei einem Antrieb des wenigstens einen Antriebsrades ausschließlich mit mechanischer Energie von der ersten und/oder zweiten Abtriebswelle wird das wenigstens eine Antriebsrad von dem mechanischen und/oder hydraulischen Antriebsteilstrang angetrieben und vorzugsweise wird zusätzlich in dem wenigstens einem Druckspeicher hydraulische Energie gespeichert, indem ein Teil der von der ersten Schrägscheibenmaschine erzeugten hydraulische Energie nicht nur der zweiten Schrägscheibenmaschine zugeführt wird, sondern auch zusätzlich dem wenigstens einem Druckspeicher. Bei einem Antrieb des wenigstens einen Antriebsrades mit mechanischer Energie von der ersten und/oder zweiten Abtriebswelle, d. h. mit dem mechanischen und/oder hydraulischen Antriebsteilstrang, und zusätzlich hydraulische Energie zum Antrieb des wenigstens einen Antriebsrades eingesetzt wird, wird die zweite Schrägscheibenmaschine sowohl mit hydraulischer Energie von der ersten Schrägscheibenmaschine betrieben, sofern das wenigstens eine Antriebsrad auch von dem hydraulischen Antriebsteilstrang angetrieben ist, und zusätzlich auch mit hydraulischer Energie von dem wenigstens einen Druckspeicher angetrieben. Bei einem Starten des Verbrennungsmotors mit hydraulischer Energie aus dem wenigstens einen Druckspeicher wird die erste Schrägscheibenmaschine mit hydraulischer Energie aus dem wenigstens einen Druckspeicher betrieben, diese hydraulische Energie wird dabei von der ersten Schrägscheibenmaschine in mechanische Energie umgewandelt und mit dieser mechanischen Energie wird der Verbrennungsmotor gestartet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 einen stark vereinfachte Darstellung eines Antriebsstranges.
Ausführungsformen der Erfindung
Ein in 1 dargestellter Antriebsstrang 1 dient zur Kraftübertragung bzw. zur Übertragung von mechanischer Energie von einem Verbrennungsmotor 5 mit Hubkolben 6 zu zwei Antriebsrädern 32 des nicht dargestellten Kraftfahrzeuges. Der Antriebsstrang 1 ist dabei in einem mechanischen Antriebsteilstrang 2 unterteilt und in einen hydraulischen Antriebsteilstrang 3 mit einem hydraulischen Getriebe 22 in dem mechanische Energie in hydraulische Energie umgewandelt wird und umgekehrt.
Eine Motorwelle 7 des Verbrennungsmotors 5 treibt eine Antriebswelle 10 eines Leistungsverzweigungsgetriebes 8, z. B. eines Planetengetriebes 9 an. Das Planetengetriebe 9 treibt mit der von der Antriebswelle 22 auf das Leistungsverzweigungsgetriebe 9 übertragenen mechanischen Energie eine erste Abtriebswelle 11 und eine zweite Abtriebswelle 12 des Leistungsverzweigungsgetriebes 8 an. Die erste Abtriebswelle 11 des Leistungsverzweigungsgetriebes 8 treibt den mechanischen Antriebsteilstrang 2 und die zweite Abtriebswelle 12 des Leistungsverzweigungsgetriebes 8 treibt den hydraulischen Antriebsteilstrang 3 an. Der mechanische Antriebsteilstrang 2 weist neben der ersten Abtriebswelle 11 eine erste Kupplung 13 auf mit welcher eine Übertragungswelle 34 verbunden ist. Dadurch kann bei einer eingekuppelten ersten Kupplung 13 die mechanische Energie von der ersten Abtriebswelle 11 auf die Übertragungswelle 34 des ersten mechanischen Antriebsteilstranges 2 übertragen werden und von dieser auf eine mechanische Kopplungseinheit 30. Bei einer ausgekuppelten ersten Kupplung 13 ist mit einer ersten Festsetzeinrichtung 37 die erste Abtriebswelle 11 festgehalten, so dass die gesamte mechanische Energie von dem Planetengetriebe 9 auf die zweite Abtriebswelle 12 übertragen wird. Die mechanische Kopplungseinheit 30 führt die mechanische Energie von dem mechanischen Antriebsteilstrang 2, d. h. der Übertragungswelle 34 und einer Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 zusammen. Dabei ist die mechanische Kopplungseinheit 30 mit Zahnrädern beispielsweise dahingehend ausgebildet, dass die Übertragungswelle 34 des mechanischen Antriebsteilstranges 2 und die Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 das gleiche Drehzahlverhältnis aufweisen. Von der mechanischen Kopplungseinheit 30 wird eine Übertragungswelle 34 zur Übertragung von mechanischer Energie von der mechanischen Kopplungseinheit 30 zu einem mechanischen Getriebe 4 mit zwei Getriebegangstufen übertragen und von dem mechanischen Getriebe 4 wird durch eine weitere Übertragungswelle 34, d. h. eine Differential-Antriebswelle 35, die mechanische Energie von dem mechanischen Getriebe 4 auf ein Differentialgetriebe 31 angetrieben. Das Differentialgetriebe 31 treibt durch zwei Radwellen 33 jeweils ein Antriebsrad 32 des nicht dargestellten Kraftfahrzeuges an.
Der hydraulische Antriebsteilstrang 3 wird von der zweiten Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes 8 angetrieben. Dabei kann in analoger Weise wie bei dem mechanischen Antriebsteilstrang 2 der Kraftfluss von der zweiten Abtriebswelle 12 zu einer Antriebswelle 17 einer ersten Schrägscheibenmaschine 18 mit einer zweiten Kupplung 14 gelöst und verbunden werden. Bei der gelösten zweiten Kupplung 14 ist mit einer zweiten Festsetzeinrichtung 38 die zweite Abstriebswelle 12 festgehalten, so dass von dem Planetengetriebe 9 die gesamte mechanische Energie auf die erste Abtriebswelle 11 übertragen wird. Abweichend von der in 1 dargestellten zweiten Kupplung 14 als mechanischer Kupplung 14 kann der hydraulische Antriebsteilstrang 3 auch mit einer hydraulischen Kupplung ohne einer mechanischen Kupplung 14 ausgebildet sein, beispielweise mit einer ersten und zweiten Schrägscheibenmaschine 15, 18. Das hydraulische Getriebe 22 weist die erste Schrägscheibenmaschine 15 und eine zweite Schrägscheibenmaschine 18 auf. Die beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 stellen dabei eine Komponente 23 des hydraulischen Getriebes 22 dar. Die erste Schrägscheibenmaschine 15 kann dabei sowohl als Axialkolbenpumpe 16 als auch als Axialkolbenmotor 36 betrieben werden und die zweite Schrägscheibenmaschine 18 sowohl als Axialkolbenpumpe 19 und als Axialkolbenmotor 20. Von der zweiten Schrägscheibenmaschine 18 wird die hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt und dadurch eine Antriebswelle 21 bzw. eine Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 angetrieben, welche ihrerseits diese mechanische Energie auf die mechanische Kopplungseinheit 30 und dadurch mittelbar auch auf die beiden Antriebsräder 32 überträgt. Die beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 sind mit zwei Hydraulikleitungen 24 miteinander hydraulisch verbunden. Dabei ist in jeder der beiden Hydraulikleitungen 24 ein als 3-Wegeventil 26 ausgebildetes Ventil 25 vorhanden, so dass dadurch die beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 auch hydraulisch mit zwei Druckspeichern 27, nämlich einem Hochdruckspeicher 28 und einem Niederdruckspeicher 29, hydraulisch verbunden werden können.
Die beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 weisen eine rotierende Zylindertrommel (nicht dargestellt) auf, in denen Kolben in Kolbenbohrungen axial beweglich sind. Ein Schrägscheibe bzw. eine Schwenkwiege der beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 ist um einen Schwenkwinkel verschwenkbar und je größer der Schwenkwinkel ist, desto größer ist der förderbare Volumenstrom der Schrägscheibenmaschinen 15, 18 bei einer gleichen Drehzahl der Antriebswelle 17 und der Antriebswelle 21 bzw. Hydraulikgetriebeantriebswelle 21. Wird während des Betriebes des hydraulischen Getriebes 22 keine Hydraulikflüssigkeit in oder aus einem Druckspeicher 27 geleitet, weisen beide Schwenkwiegen der beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 den gleichen Schwenkwinkel auf, da beide Schrägscheibenmaschinen 15, 18 identisch ausgebildet sind, d. h. insbesondere eine gleiche Anzahl von Kolbenbohrungen mit identischen Durchmessern in den Zylindertrommeln aufweisen und die Antriebswelle 17 und die Hydraulikantriebswelle 21 die gleiche Drehzahl aufweisen. Unterschiedliche Drehzahlen der Antriebswelle 17 und der Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 können mit unterschiedlichen Schwenkwinkeln der Schwenkwiegen der ersten und zweiten Schrägscheibenmaschine 15, 18 erreicht werden.
Bei einer sehr kleinen Fahrgeschwindigkeit, z. B. 0 km/h bis 10 km/h, des nicht dargestellten Kraftfahrzeuges weisen die beiden Antriebsräder 32 eine kleine Drehzahl auf und damit auch die Differential-Antriebswelle 35. Dabei wird bei einer kleinen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges das mechanische Getriebe 4 in einer ersten Getriebegangstufe betrieben, so dass dadurch auch eine niedere Drehzahl an der Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 vorhanden ist. Aufgrund dieser niederen Drehzahl an der Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 können die beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 mit einem großen Schwenkwinkel der Schwenkwiegen betrieben werden, da aufgrund der niederen Drehzahl eine ausreichende Füllung der Kolbenbohrungen gewährleistet ist. Bei einer kleinen bis mittleren Geschwindigkeit, z. B. 10 km/h bis 50 km/h, des Kraftfahrzeuges weist die Differential-Antriebswelle 35 eine große Drehzahl auf, jedoch wird in diesem Fall das mechanische Getriebe 4 in die zweite Getriebegangstufe geschaltet, so dass dadurch die Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 weiterhin eine kleine Drehzahl aufweist und dadurch ein Betrieb der beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 mit einem großen Schwenkwinkel der Schwenkwiege weiterhin möglich ist. Dadurch kann das hydraulische Getriebe 22 sowohl bei einer sehr kleinen als auch bei einer kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges mit einer kleinen Drehzahl der Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 betrieben werden, so dass dadurch sowohl bei einer sehr kleinen als auch bei einer kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ein großer Schwenkwinkel der beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 und damit auch ein großer Wirkungsgrad der beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 möglich ist. Darüber hinaus ist aufgrund des Übersetzungsverhältnisses des mechanischen Getriebes 4 in der ersten oder niedrigeren Getriebegangstufe bei ausschließliche hydraulischer Kraftübertragung auch bei einem großen auf das wenigstens eine Antriebsrad 32 zu übertragenen Drehmoment, z. B. beim Anfahren an einer Bordsteinkante, von dem hydraulischen Getriebe 22 nur ein kleines Drehmoment zu übertragen, so dass das hydraulische Getriebe 22 in vorteilhafter Weise klein, leicht und kompakt dimensioniert werden kann.
Bei einem Betrieb der beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 ausschließlich als hydraulisches Getriebe 22 wird mit den beiden Hydraulikleitungen 24 hydraulische Energie von der ersten Schrägscheibenmaschine 15 zu der zweiten Schrägscheibenmaschine 18 übertragen und je größer der Schwenkwinkel der beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 ist, desto größer ist der Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit, welche von der ersten zu der zweiten Schrägscheibenmaschine 15, 18 strömt und umgekehrt und desto größer ist das Drehmoment an der Antriebswelle 17 und der Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 und umgekehrt. Durch ein Verändern des Schwenkwinkels von einem oder von beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 bei einem verschiedenen Schwenkwinkel der beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 kann das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Antriebswelle 17 und der Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 verändert werden und zwar stufenlos, so dass dadurch ein stufenloses hydraulisches Getriebe 22 vorhanden ist.
In einem Rekuperationsbetrieb des Kraftfahrzeuges wird die mechanische Energie von den Antriebsrädern 32 auf die zweite Schrägscheibenmaschine 18 übertragen und in dieser in hydraulische Energie umgewandelt. Dabei kann mittels der beiden 3-Wegeventile 26 Hydraulikflüssigkeit während des Rekuperationsbetriebes von dem Niederdruckspeicher 29 in die zweiten Schrägscheibenmaschine 18 als Axialkolbenpumpe 19 und von dieser unter einem höheren Druck in den Hochdruckspeicher 28 eingeleitet werden, d. h. der Druck in dem Hochdruckspeicher 28 erhöht werden und dadurch hydraulische Energie in dem Hochdruckspeicher 28 gespeichert werden. Zum hydraulischen Antrieb des Kraftfahrzeuges wird umgekehrt die Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck von dem Hochdruckspeicher 28 zu der zweiten Schrägscheibenmaschine 18 geleitet, welche hier als Axialkolbenmotor 20 fungiert und in mechanische Energie umgewandelt, so dass dadurch mit der zweiten Schrägscheibenmaschine 18 als Axialkolbenmotor 20 die Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 mechanisch angetrieben wird. Die Hydraulikflüssigkeit wird dabei anschließend von der zweiten Schrägscheibenmaschine 18 zu dem Niederdruckspeicher 29 geleitet.
Die beiden Antriebsräder 32 des Kraftfahrzeuges können dabei entweder ausschließlich von dem mechanischen Antriebsteilstrang 2 angetrieben werden, sofern die zweite Kupplung 14 ausgekuppelt ist, oder ausschließlich von dem hydraulischen Antriebsstrang 3 angetrieben werden, sofern die erste Kupplung 13 ausgekuppelt ist, wobei die jeweils andere Kupplung 13, 14 natürlich eingekuppelt ist. Das Kraftfahrzeug wird bei einer großen Geschwindigkeit, z. B. mehr als 50 km/h oder 70 km/h, ausschließlich mit dem mechanischen Antriebsteilstrang 2 angetrieben. Darüber hinaus können die beiden Antriebsräder 32 auch gleichzeitig sowohl von dem mechanischen Antriebsstrang 2 als auch von dem hydraulischen Antriebsstrang 3 angetrieben werden, sofern beide Kupplungen 13, 14 eingekuppelt sind. Dabei kann während dieses Betriebes die zweite Schrägscheibenmaschine 18 entweder ausschließlich von Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Schrägscheibenmaschine 15 angetrieben werden, so dass die zweite Schrägscheibenmaschine 18 ausschließlich mit mechanischer Energie von dem Verbrennungsmotor 5 angetrieben ist. Optional kann zusätzlich während dieses Betriebes die zweite Schrägscheibenmaschine 18 auch von Hydraulikflüssigkeit aus dem Hochdruckspeicher 28 angetrieben werden, so dass dadurch die zweite Schrägscheibenmaschine 18 sowohl von mechanischer Energie aus dem Verbrennungsmotor 5 als auch von hydraulischer Energie aus dem Hochdruckspeicher 28 angetrieben ist. In diesem letztgenannten Antriebsfall werden somit die beiden Antriebsräder 32 sowohl mit mechanischer Energie von dem Verbrennungsmotor 5 als auch mit hydraulischer Energie von dem Hochdruckspeicher 28 angetrieben.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 1 wesentliche Vorteile verbunden. Aufgrund des mechanischen Getriebes 4 kann die Drehzahl der Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 auch bei einer kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges mit einer niederen Drehzahl angetrieben werden, da bei der zweiten Getriebegangstufen des mechanischen Getriebes 4 die Drehzahl der Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 entsprechend des Übersetzungsverhältnisses des mechanischen Getriebes 4 reduziert ist. Dadurch kann die erste und/oder zweite Schrägscheibenmaschine 15, 18 mit einem großen Schwenkwinkel der Schwenkwiege und auch bei einer kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges betrieben werden, so dass dadurch die beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 in einem großen Wirkungsgradbereich betrieben werden können. Eine nicht dargestellte Steuerungs- und/oder Regeleinheit steuert das mechanische Getriebe 4, die beiden Schrägscheibenmaschinen 15, 18 und die beiden Kupplungen 13, 14 sowie die Verbrennungsmotor 5, so dass dadurch aufgrund entsprechend hinterlegter Steuerungs- und/oder Regeldaten die erste und/oder zweite Schrägscheibenmaschine 15, 18 in einem möglichst hohen Wirkungsgradbereich betrieben werden in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und/oder von dem angeforderten Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle 17 und/oder der Hydraulikgetriebeantriebswelle 21 und der geforderten Drehmomentübertragung durch das hydraulische Getriebe 22.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CH 405934 [0003]
DE 2733870 C2 [0004]
DE 19542427 A1 [0005]
EP 1013928 A2 [0006]

Claims

Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend – ein Leistungsverzweigungsgetriebe (8) mit einer Antriebswelle (10), einer ersten Abtriebswelle (11) und einer zweiten Abtriebswelle (12), – einen ersten von der ersten Abtriebswelle (11) angetriebenen mechanischen Antriebsteilstrang (2) zur mechanischen Kraftübertragung auf wenigstens ein Antriebsrad (32) des Kraftfahrzeuges, – einen zweiten von der zweiten Abtriebswelle (12) angetriebenen hydraulischen Antriebsteilstrang (3) mit einem hydraulischen Getriebe (22) zur hydraulischen Kraftübertragung auf wenigstens ein Antriebsrad (32), – wenigstens einen Druckspeicher (27) zur Speicherung von hydraulischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) ein mechanisches Getriebe (4) mit wenigstens zwei Getriebegangstufen aufweist und das mechanische Getriebe (4) zur Kraftübertragung von dem hydraulischen Getriebe (22) zu dem wenigstens einen Antriebsrad (32) dient, um bei einer hydraulischen Kraftübertragung, insbesondere ausschließlichen oder überwiegend hydraulischen Kraftübertragung, mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang (3) die Drehzahl und/oder das Drehmoment an dem hydraulischen Antriebsteilstrang (3) an unterschiedliche Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges anpassen zu können.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Getriebe (4) mit den wenigstens zwei Getriebegangstufen nur zur Kraftübertragung von dem hydraulischen Getriebe (22) zu dem wenigstens einen Antriebsrad (32) dient und/oder das mechanische Getriebe (4) in den hydraulischen Antriebsstrang (3) integriert oder eingebaut ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Getriebe (4) auch zur Kraftübertragung von der ersten Abtriebswelle (11) des Leistungsverzeigungsgetriebes (8) zu dem wenigstens einen Antriebsrad (32) dient.
Antriebsstrang nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Getriebe (22) von einer ersten Schrägscheibenmaschine (15) als Axialkolbenpumpe (16) und vorzugsweise Axialkolbenmotor (36) und einer zweiten Schrägscheibenmaschine (18) als Axialkolbenmotor (20) und vorzugsweise Axialkolbenpumpe (19) gebildet ist und die erste und zweite Schrägscheibenmaschine (15, 18) hydraulisch, insbesondere durch zwei Hydraulikleitungen (24), miteinander verbunden sind und/oder der mechanische Antriebsteilstrang (2) ausschließlich zur mechanischen Kraftübertragung auf wenigstens ein Antriebsrad (32) dient.
Antriebsstrang nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle (17) der ersten Schrägscheibenmaschine (15) mechanisch mit der zweiten Abtriebswelle (12) des Leistungsverzeigungsgetriebes (8) verbunden ist zur Kraftübertragung von der zweiten Abtriebswelle (8) zu der Antriebswelle (17) der ersten Schrägscheibenmaschine (15) und eine Antriebswelle (21) bzw. Hydraulikgetriebeabtriebswelle (21) der zweiten Schrägscheibenmaschine (18) mechanisch mit dem wenigstens einen Antriebsrad (32) verbunden ist zur Kraftübertragung von der zweiten Schrägscheibenmaschine (18) zu dem wenigstens einen Antriebsrad (32).
Antriebsstrang nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) ein Differentialgetriebe (31) zum Antrieb von zwei Antriebsrädern (32) aufweist und das mechanische Getriebe (4) mit den wenigstens zwei Getriebegangstufen zur Kraftübertragung von dem hydraulischen Getriebe (22) zu einer Differential-Antriebswelle (35) des Differentialgetriebes (31) dient.
Antriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Getriebe (4) auch zur Kraftübertragung von der ersten Abtriebswelle (11) des Leistungsverzweigungsgetriebes (8) zu der Differential-Antriebswelle (35) des Differentialgetriebes (31) dient.
Antriebsstrang nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste mechanische Antriebsteilstrang (2) eine erste mechanische Kupplung (13) und eine erste Festsetzeinrichtung (37) aufweist, welche mit der ersten Abtriebswelle (11) des Leistungsverzweigungsgetriebes (8) verbunden ist zum Zu- und Abschalten der Kraftübertragung von der ersten Abtriebswelle (11) des Leistungsverzweigungsgetriebes (8) zu dem wenigstens einen Antriebsrad (32) mit dem ersten mechanischen Antriebsteilstrang (2).
Antriebsstrang nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite hydraulische Antriebsteilstrang (3) eine zweite mechanische Kupplung (14) und eine zweite Festsetzeinrichtung (38) aufweist, welche mit der zweiten Abtriebswelle (12) des Leistungsverzweigungsgetriebes (8) verbunden ist zum Zu- und Abschalten der Kraftübertragung von der zweiten Abtriebswelle (12) des Leistungsverzweigungsgetriebes (8) zu dem wenigstens einen Antriebsrad (32) mit dem zweiten hydraulischen Antriebsteilstrang (3).
Antriebsstrang nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Druckspeicher (27), insbesondere ein Hochdruckspeicher (28) und ein Niederdruckspeicher (29), hydraulisch mit dem hydraulischen Getriebe (22) oder einer Komponente (23) des hydraulischen Getriebes (22) verbunden ist, so dass der wenigstens eine Druckspeicher (27) aufladbar ist, insbesondere mit mechanischer Energie von dem Verbrennungsmotor (5) und/oder mit kinetischer Energie im Rekuperationsbetrieb und/oder der wenigstens eine Druckspeicher (27) entladbar ist zum Antrieb des wenigstens einen Antriebsrades (32) mittels des hydraulischen Getriebes (22) oder einer Komponente (23) des hydraulischen Getriebes (22) und/oder mit dem Antriebsstrang (1) ein Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15 ausführbar ist.
Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges (1), insbesondere eines Antriebsstranges (1) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, für ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten: – mechanische Energie mit einem ersten mechanischen Antriebsteilstang (2) auf wenigstens eine Antriebrad (32) übertragen wird, – mechanische Energie mit einem zweiten hydraulischen Antriebsteilstang (3) mit einem hydraulischen Getriebe (22) auf wenigstens eine Antriebrad (32) übertragen wird, indem von dem hydraulischen Getriebe (22) eine Hydraulikgetriebeantriebswelle (21) angetrieben wird, – mechanische Energie in hydraulische Energie umgewandelt wird und in wenigstens einem Druckspeicher (27) die hydraulische Energie gespeichert wird und die in dem wenigstens einen Druckspeicher (27) gespeicherte hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird und auf wenigstens ein Antriebsrad (32) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Energie von dem hydraulischen Getriebe (22) mit einem mechanischen Getriebe (4) mit wenigstens zwei Getriebegangstufen auf das wenigstens eine Antriebrad (32) übertragen wird, so dass die Hydraulikgetriebeantriebswelle (21) bei unterschiedlichen Getriebegangstufen mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben wird bei einer gleichen Drehzahl des wenigstens einen Antriebsrades (32) und/oder bei einer gleichen Drehzahl einer Differential-Antriebswelle (35).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischer Energie in einem Rekuperationsbetrieb in die hydraulische Energie umgewandelt wird, indem die Hydraulikgetriebeantriebswelle (21) von dem wenigstens einen Antriebsrad (32) angetrieben wird und von dem hydraulischen Getriebe (22) oder einer Komponente (22) des hydraulischen Getriebes (22) die mechanische Energie in die hydraulische Energie umgewandelt wird und die hydraulische Energie in wenigstens einem Druckspeicher (27) gespeichert wird und/oder das wenigstens eine Antriebsrad (32) mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang (3), insbesondere ausschließlich mit dem hydraulischen Antriebsteilstrang (3), angetrieben wird und bei einer kleinen bis mittleren Geschwindigkeit, z. B. zwischen 10 km/h und 50 km/h, des Kraftfahrzeuges die Kraftübertragung mit dem mechanischen Getriebe (4) in einer höheren Getriebegangstufe ausgeführt wird als bei einer sehr kleinen Geschwindigkeit, z. B. zwischen 0 km/h und 10 km/h, des Kraftfahrzeuges, insbesondere auf das wenigstens eine Antriebsrad (32) bei der sehr kleinen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ein größeres Drehmoment übertragen wird als bei der kleinen bis mittleren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Energie mit einer Schrägscheibenmaschine (15) als Axialkolbenpumpe (16) in hydraulische Energie in dem hydraulischen Getriebe (22) umgewandelt wird und/oder die hydraulische Energie mit einer Schrägscheibenmaschine (18) als Axialkolbenmotor (36) in mechanische Energie in dem hydraulischen Getriebe (22) umgewandelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten und/oder zweiten Abtriebswelle (11, 12) des Leistungsverzweigungsgetriebes (8) zur Verfügung gestellte mechanische Energie von einem Verbrennungsmotor (5) erzeugt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rekuperationsbetrieb ausschließlich mechanische Energie als kinetische Energie des Kraftfahrzeuges in hydraulische Energie umgewandelt und in wenigstens einem Druckspeicher (27) gespeichert wird und/oder das wenigstens eine Antriebsrad (32) ausschließlich mit hydraulischer Energie aus dem wenigstens einen Druckspeicher (27) angetrieben wird und/oder das wenigstens eine Antriebsrad (32) ausschließlich mit mechanischer Energie von der ersten und/oder zweiten Abtriebswelle (11, 12) des Leistungsverzweigungsgetriebes (8) angetrieben wird und vorzugsweise bei einem Antrieb des wenigstens einen Antriebsrades (32) mit der zweiten Abtriebswelle (12) bzw. mit dem hydraulischen Getriebe (22) zusätzlich in dem wenigstens einen Druckspeicher (27) hydraulische Energie gespeichert wird und/oder das wenigstens eine Antriebsrad (32) mit mechanischer Energie von der ersten und/oder zweiten Abtriebswelle (11, 12) des Leistungsverzweigungsgetriebes (8) angetrieben wird und das wenigstens eine Antriebsrad (32) zusätzlich mit hydraulischer Energie aus dem wenigstens einen Druckspeicher (27) angetrieben wird und/oder der Verbrennungsmotor (5) mit hydraulischer Energie aus dem wenigstens einen Druckspeicher (27) gestartet wird.