DE102013205080A1 - Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013205080A1 DE102013205080A1 DE201310205080 DE102013205080A DE102013205080A1 DE 102013205080 A1 DE102013205080 A1 DE 102013205080A1 DE 201310205080 DE201310205080 DE 201310205080 DE 102013205080 A DE102013205080 A DE 102013205080A DE 102013205080 A1 DE102013205080 A1 DE 102013205080A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- output shaft
- motor
- drive
- additional
- auxiliary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
- B60K2006/4808—Electric machine connected or connectable to gearbox output shaft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
- B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Hauptmotor, welcher über ein Hauptgetriebe, das über eine Getriebeausgangswelle mit einem auf einer Antriebsachse gelagerten ersten Differenzial verbunden ist, die Räder der Antriebsachse des Kraftfahrzeuges antreibt, und einen Zusatzmotor, welcher über ein Zusatzgetriebe an die Getriebeausgangswelle angebunden ist, um das Kraftfahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten anzutreiben.
- Aus der
WO 00/20243 A1 - Des Weiteren sind Kraftfahrzeuge bekannt, welche Start-Stopp-Automatiken verwenden. Dabei wird ein Verbrennungsmotor im Stau oder im Stopp-und Go-Betrieb von der Start-Stopp-Automatik angesteuert und je nachdem, ob das Fahrzeug steht oder nicht, wird der Verbrennungsmotor gestartet oder abgeschaltet. Ist der Verbrennungsmotor im Betrieb, treibt dieser über ein Schalt- oder Automatikgetriebe und ein Achsdifferenzial eine Räder tragende Antriebsachse des Kraftfahrzeuges an, wodurch sich dieses bewegt.
- Bei niedrigen Geschwindigkeiten, wie sie in einem Stau oder im Stopp- und Go-Betrieb, beispielsweise bei Stadtfahrten, auftreten, muss der Verbrennungsmotor immer neu gestartet werden. Das ständige An- und Ausschalten des Verbrennungsmotors ist dabei weder komfortabel noch für die Lebensdauer der einzelnen Komponenten des Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges förderlich.
- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei welchem ein häufiger Wiederstart des Hauptmotors bei Fahrten mit niedrigen Geschwindigkeiten unterbunden wird.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Zusatzmotor, vorzugsweise ein Elektromotor, koaxial zur Getriebeausgangswelle angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Zusatzmotor einen größeren Durchmesser besitzen kann, wodurch ein stärkeres Drehmoment realisiert werden kann. Das erforderliche Übersetzungsverhältnis zum Erreichen eines vorgegebenen Achsmomentes wird dabei geringer. Eine solche Anordnung ermöglicht es dem Kraftfahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten, wie sie bei Staufahrten und im Stopp-und-Go-Betrieb notwendig sind, rein elektrisch zu fahren. Führt die Start-Stopp-Automatik zum Ausschalten des als Verbrennungsmotor ausgebildeten Hauptmotors, wird aber trotzdem ein langsames Fahren im Stadtverkehr durch den mit einer kleinen Leistung ausgestatteten Zusatzmotor möglich. Somit ist auch ohne Wiedereinschalten des Verbrennungsmotors ein langsames Fortbewegen des Kraftfahrzeuges in den beschriebenen Situationen möglich, zumal aufgrund eines höheren Momentes des Zusatzmotors höhere Geschwindigkeiten erreicht werden können.
- Vorteilhafterweise ist das mindestens einstufige Zusatzgetriebe dem Zusatzmotor nachgeordnet. Durch dieses Zusatzgetriebe wird das gewünschte Übersetzungsverhältnis zum Erreichen eines vorgegebenen Achsmomentes eingestellt.
- In einer Ausgestaltung weist das Zusatzgetriebe eine Abzweigung zu einer, nicht vom Hauptmotor antreibbaren Achse für einen Allradantrieb auf. Durch diese Abzweigung wird der Allradantrieb dadurch gewährleistet, dass mit Hilfe des Zusatzmotors die Räder der nicht vom Hauptmotor antreibbaren Achse bewegt werden, während vom Hauptmotor die Räder der Antriebsachse angetrieben werden. Das Zusatzgetriebe erlaubt somit eine Anbindung der Abzweigung an die Getriebeausgangswelle. Dadurch ist es dem Zusatzmotor möglich, sowohl die von dem Hauptmotor antreibbare Achse als auch die von dem Hauptmotor nicht antreibbare Achse zu beschleunigen.
- In einer Variante umfasst die Abzweigung eine Zwischenwelle, die mit einem zweiten Differenzial verbunden ist, welches die zweite, nicht vom Hauptmotor antreibbare Achse ansteuert. Aufgrund dieser sehr einfachen konstruktiven Ausgestaltung lässt sich ein Allradantrieb zuverlässig ausbilden.
- In einer Weiterbildung weist die Abzweigung ein erstes Abkoppelelement, vorzugsweise eine Kupplung, zur Zu- oder Abschaltung des Allradantriebes auf. Durch die Betätigung des ersten Abkoppelelementes kann der Fahrer jederzeit darüber entscheiden, ob ein Allradantrieb aktiviert werden soll oder nicht.
- Vorteilhafterweise weist das Zusatzgetriebe eine zusätzliche Getriebestufe zur Momentenerhöhung des Zusatzmotors auf. Diese zusätzliche Getriebestufe erhöht die Freiheitsgrade bei der Einstellung des Motormomentes und ermöglicht dabei eine gezielte Einstellung des Motormomentes zum Antrieb der nicht vom Hauptmotor antreibbaren Achse.
- In einer weiteren Ausführungsform ist hinter einer dem Zusatzmotor abgewandeten Ausgangsseite des Zusatzgetriebes ein zweites Abkoppelelement, vorzugsweise eine Kupplung oder ein Freilauf, mit der Getriebeausgangswelle verbunden. Dieses zweite Abkoppelelement kann insbesondere durch die koaxiale Anordnung des Zusatzmotors zur Getriebeausgangswelle unmittelbar an der Getriebeausgangswelle angebunden werden, was den Bauraum bei der Ausbildung des Allradantriebes reduziert. Darüber hinaus verbindet das aktivierte Koppelelement den Zusatzmotor mit der vom Hauptmotor antreibbaren Antriebsachse, wenn der Hauptmotor abgeschaltet ist, wodurch der Zusatzmotor diese Antriebsachse antreibt.
- Das zweite Abkoppelelement kann dabei an beliebiger Stelle zwischen der Getriebeausgangswelle und dem Zusatzmotor eingebaut sein. Um die Verlustleistung zu minimieren, ist es jedoch vorzuziehen, dass das zweite Abkoppelelement hinter der letzten Getriebestufe des Zusatzgetriebes, welches der durch den Hauptmotor antreibbaren Antriebsachse zugewandt ist, mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist. Nur bei dieser Ausgestaltung steht während des Betriebes des Hauptmotors das komplette Zusatzgetriebe zum Zusatzmotor und wird nicht mitgeschleppt.
- Insbesondere ist der Zusatzmotor, vorzugsweise außen, an einem Gehäuse des Zusatzgetriebes angeflanscht. Eine solche Zusatzgetriebe-Zusatzmotor-Einheit ist besonders kompakt ausgebildet und kann anstelle eines in Allradantrieben vorgesehenen Verteilergetriebes eingesetzt werden.
- In einer Ausgestaltung ist das Zusatzgetriebe als Planetengetriebe oder als Stirnradgetriebe ausgebildet. Insbesondere bei der Verwendung des Planetengetriebes, welches ebenfalls rotationssymmetrisch zu der Getriebeausgangswelle im Antriebsstrang verbaut wird, ist bei der koaxialen Verbauung des Zusatzmotors ein besonders kompakter und Bauraum sparender Antriebsstrang gegeben.
- Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
- Es zeigt:
-
1 : ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsstranges mit einem Planetengetriebe -
2 : ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsstranges mit einem Stirnradgetriebe mit Allradfunktion -
3 : einen Antriebsstrang gemäß2 mit einer Zusatzgetriebestufe -
4 : einen Antriebsstrang mit einem mehrstufigen Stirnradgetriebe. - Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
1 zeigt einen Antriebsstrang1 , wie er in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Dabei ist ein Hauptmotor2 in Form eines Verbrennungsmotors mit einem Hauptgetriebe3 verbunden, welches eine Getriebeausgangswelle4 aufweist, die auf ein erstes Achsdifferenzial5 führt, welches auf einer Antriebswelle6 eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Aufgrund dieser Ausgestaltung treibt der Hauptmotor2 die an der ersten Antriebswelle6 angebundenen Räder10 ,11 an. - Ein als Zusatzmotor installierter Elektromotor
7 , welcher als Außenläufer ausgebildet ist, ist mit einem Zusatzgetriebe8 verbunden, welches wiederum als ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe ausgeführt ist. Die letzte Getriebestufe8a des Zusatzgetriebes8 ist dabei mit einem Koppelelement9 in Form einer Kupplung verbunden, welches den Elektromotor7 mit der Getriebeausgangswelle4 verbindet oder diese Verbindung trennt. Der Elektromotor7 und das Zusatzgetriebe8 sind dabei als kompakte Einheit direkt am Ausgang des Hauptgetriebes3 angeordnet, welches als Automatik- oder als Handschaltgetriebe ausgebildet sein kann. Das Zusatzgetriebe8 nutzt dabei einen Bauraum, der normalerweise für ein Verteilergetriebe bei einem Allradantrieb vorgesehen ist. Der Elektromotor7 ist nicht auf die Form als Außenläufer begrenzt, sondern es sind auch weitere Elektromotortypen denkbar. - Der Elektromotor
7 ist gemäß1 koaxial um die Getriebeausgangswelle4 angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Elektromotor7 einen größeren Durchmesser aufweisen und somit ein stärkeres Drehmoment erzeugen kann. Das durch das Zusatzgetriebe8 einstellbare erforderliche Übersetzungsverhältnis zum Erreichen eines gewünschten Achsmomentes kann aufgrund der größeren Gestaltung des Elektromotors7 geringer ausgebildet sein. - Die Kupplung
9 kann an beliebiger Stelle im Zusatzgetriebe8 eingebaut werden, um Teile des Zusatzgetriebes8 abkoppeln zu können. Es ist aber besonders vorteilhaft, wenn die Kupplung9 zwischen der letzten Getriebestufe8a des Zusatzgetriebes8 und der Getriebeausgangswelle4 angeordnet ist, da somit gewährleistet wird, dass das Zusatzgetriebe8 bei Antrieb der Getriebeausgangswelle4 durch den Hauptmotor2 vollständig abgekoppelt wird und somit das Zusatzgetriebe8 nicht mitgeschleppt wird. - Die Kupplung
9 , welche beispielsweise als schaltbare Nass- oder Trockenkupplung ausgebildet ist, trägt dazu bei, dass der Elektromotor7 durch Drehrichtungsumkehr auch zum Rückwärtsfahren verwendet werden kann. Anstelle der schaltbaren Kupplung9 ist es auch vorstellbar, einen Freilauf, insbesondere einen schaltbaren Freilauf, zwischen Elektromotor7 und Getriebeausgangswelle4 anzubinden. -
2 zeigt einen Antriebsstrang1 , bei welchem das Zusatzgetriebe8 als zweistufiges Stirnradgetriebe ausgebildet ist. Der Einsatz eines solchen Zusatzgetriebes8 bietet die Möglichkeit der Verallradung. Hierzu ist eine Zwischenwelle12 , welche in2 gestrichelt dargestellt ist, über ein zweites Differenzial13 an einer nicht vom Hauptmotor2 antreibbaren Achse14 angebunden. Eine, in die Zwischenwelle12 geschaltete zweite Kupplung15 kann im Bedarfsfall das von dem Elektromotor7 ausgegebene Moment auf die nicht vom Hauptmotor antreibbare Achse14 leiten. Das Achsmoment ist im dargestellten Fall kleiner, da auf eine Übersetzungsstufe des Zusatzgetriebes8 verzichtet wird, wofür aber die übertragene Drehzahl höher ist. - Durch den Zusatzabtrieb in Form der Zwischenwelle
12 und der Kupplung15 wird quasi ein Zweiganggetriebe mit unterschiedlichen Abtriebswellen erzeugt. Wird die Leistung des Elektromotors7 über die erste Kupplung9 auf die auch durch den Hauptmotor2 antreibbare Antriebsachse6 geleitet, so wird durch den Elektromotor7 ein hohes Moment bei kleiner Drehzahl auf die Antriebsachse6 übertragen. Entsprechend kann auch nur eine kleine Geschwindigkeit gefahren werden. Wird die Leistung des Elektromotors7 über die zweite Kupplung15 auf die nicht vom Hauptmotor antreibbare Achse14 übertragen, dann fällt mindestens eine Übersetzungsstufe weg. Entsprechend sind das übertragbare Moment kleiner, die Drehzahl und damit auch die fahrbare Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges größer. - Die Größe des Moments, die vom Elektromotor
7 auf die Kupplung15 geleitet wird, ist in gewissen Bereichen durch Veränderung der Übersetzungen der einzelnen Getriebestufen des als Stirnradgetriebe ausgebildeten Zusatzgetriebes8 einstellbar. Dabei wird die Gesamtübersetzung zwischen dem Elektromotor7 und der Getriebeausgangswelle4 beibehalten. Diese Gesamtübersetzung wird durch die Auswahl des Elektromotors7 sowie des geforderten Momentes an der Antriebsachse6 vorgegeben. Eine weitere Getriebestufe und damit auch die Zwischenwelle12 ermöglichen eine gezielte Einstellbarkeit des Momentes des Elektromotors7 an der Kupplung15 . - In
3 ist der Antriebsstrang1 gemäß2 mit einem als Stirnradgetriebe ausgebildeten Zusatzgetriebe8 dargestellt, welches eine Zusatzgetriebestufe8b aufweist. Da es für einen elektrischen Allradantrieb erforderlich ist, noch ein höheres Moment an der durch den Hauptmotor2 nicht antreibbaren Achse14 bereitzustellen, ist die Zusatzgetriebestufe8b in den Leistungspfad über die Kupplung15 eingebracht. Durch die schaltbare Kupplung15 und der damit möglichen Abkopplung des Elektromotors7 während des Betriebs des Hauptmotors2 kann der Elektromotor7 durch Drehrichtungsumkehr auch zum Rückwärtsfahren verwendet werden. Alternativ kann auch eine drehzahlbetätigte Kupplung15 verwendet werden. - In nachfolgender Tabelle sind die einzelnen Betriebszustände aufgelistet. VM steht hierbei für den als Verbrennungsmotor ausgebildeten Hauptmotor
2 , EM für Elektromotor, K1 für die Kupplung9 und K2 für die Kupplung15 . Die Kreuze bei den Kupplungen K1, K2 bedeuten, dass in dem angegebenen Fahrzustand die Kupplung geschlossen und eine Verbindung im Antriebsstrang herstellt ist.Fahrzustände VM EM K1 K2 normaler Fahrbetrieb x elektrisches Anfahren x x elektrisches Mitrollen bei größerer Geschwindigkeit x x Allrad x x x Rekuperieren x x x - Im normalen Fahrbetrieb sind beide Kupplungen geöffnet. Der als Verbrennungsmotor ausgebildete Hauptmotor
2 treibt das Kraftfahrzeug an und der Elektromotor7 ist außer Betrieb. - Für das elektrische Fahren bleibt der Hauptmotor
2 ausgeschaltet. Die Kupplung9 (K1) wird geschlossen und der Antrieb erfolgt über den Elektromotor7 (EM). Wird eine bestimmte Geschwindigkeit überschritten und es besteht weiterhin der Bedarf rein elektrisch zu fahren, dann erfolgt eine Überblendungsschaltung der Kupplungen9 (K1) und15 (K2). Der Antrieb erfolgt nun mit einer anderen Übersetzung vom Elektromotor7 auf die zweite, vom Hauptmotor2 nicht antreibbare Achse14 . Wird stärker beschleunigt bzw. eine höhere Leistung abgerufen, dann wird der Hauptmotor2 (VM) zugeschaltet und beide Kupplungen9 ,15 (K1, K2) werden geöffnet. - Falls es die Fahrsituation erfordert, kann parallel zum Antrieb mit dem Hauptmotor
2 , welcher auf die Antriebsachse6 zugreift, auch noch die zweite, vom Hauptmotor2 nicht antreibbare Achse14 über den Elektromotor7 angetrieben werden. Hierzu wird die Kupplung15 (K2) geschlossen, während die Kupplung9 (K1) geöffnet bleibt. Im letztgenannten Zustand Kupplung9 (K1 offen), Kupplung15 (K2 geschlossen) kann beim Fahren mit dem Hauptmotor2 über die getriebene Antriebsachse6 rekuperiert werden. -
4 zeigt eine zweite Variante, wie der Elektromotor7 als Einheit mit dem Zusatzgetriebe8 direkt am Ausgang des Hauptgetriebes3 angeordnet sein kann. Das Zusatzgetriebe8 ist dabei als mehrstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet. Der Elektromotor7 ist konzentrisch an der Getriebeausgangswelle4 angeordnet. Auch in diesem Fall wird der Elektromotor7 gemeinsam mit dem Zusatzgetriebe8 als Einheit am Ausgang des Hauptgetriebes3 des Kraftfahrzeuges angeordnet und somit der Bauraum genutzt, der normalerweise für ein Verteilergetriebe bei einem Allradantrieb vorgesehen ist. - Der erläuterte Antriebsstrang
1 stellt dabei auf einen Hauptmotor2 ab, welcher als Front-Längs-Motor mit einem Heckantrieb ausgebildet ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Hauptmotor2 als Front-Quer-Motor für den Front- oder Heckantrieb einzusetzen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung ist ein elektrischer Antrieb sowohl der von dem Hauptmotor2 antreibbaren Antriebsachse6 als auch der von dem Hauptmotor2 nicht antreibbaren Achse14 möglich. Aufgrund des Zusatzabtriebes über die Zwischenwelle12 und der Zusatzgetriebestufe8b ist das elektrische Fahren bis zu einer Maximalgeschwindigkeit von 50 km/h möglich, während ohne diese Zusatzgetriebestufe8b ein Fahren nur bis maximal 25 km/h realisiert werden kann. Insbesondere trägt das Zweigangkonzept zur Erhöhung der maximalen Geschwindigkeit bei elektrischem Fahren bei. Durch die Wahl der Übersetzungsstufen des Zusatzgetriebes8 sind die Drehzahlverhältnisse zwischen der von dem Hauptmotor2 antreibbaren Antriebsachse6 und der von dem Hauptmotor2 nicht antreibbaren Achse14 einstellbar. - Das vorgeschlagene Konzept erlaubt, einen Elektromotor
7 mit kleiner Leistung im Bereich eines Verteilergetriebes für einen Allradantrieb zu platzieren. Außerdem ist es möglich, zum rein elektrischen Fahren im Stau oder bei einem Stopp-und-Go-Betrieb den Elektromotor7 zu nutzen, wobei entschieden werden kann, welche Achse durch den Elektromotor7 angetrieben werden soll. Damit können Start-Stopp-Systeme komfortabler gestaltet werden und die Anzahl der Starts des als Verbrennungsmotor ausgebildeten Hauptmotors2 zuverlässig reduziert werden. Auch bei Staufahren kann in einem kleinen Gang des Zusatzgetriebes8 rein elektrisch gefahren werden, weshalb ein häufiger Wiederstart des Hauptmotors2 in solchen Situationen unterbleiben kann. Dadurch wird der Hauptmotor2 weniger belastet und die Lebensdauer seiner Komponenten verlängert. - Bezugszeichenliste
-
- i.
- Antriebsstrang
- ii.
- Hauptmotor
- iii.
- Hauptgetriebe
- iv.
- Getriebeausgangswelle
- v.
- Achsdifferenzial
- vi.
- Antriebswelle
- vii.
- Elektromotor
- viii.
- Zusatzgetriebe
- 8a
- Getriebestufe
- 8b
- Zusatzgetriebestufe
- ix.
- Koppelelement
- x.
- Rad
- xi.
- Rad
- 12
- Zwischenwelle
- 13
- Differenzial
- 14
- Achse
- 15
- Koppelelement
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 00/20243 A1 [0002]
Claims (10)
- Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Hauptmotor (
2 ), welcher über ein Hauptgetriebe (3 ), das über eine Getriebeausgangswelle (4 ) mit einem auf einer Antriebsachse (6 ) gelagerten ersten Differenzial (5 ) verbunden ist, die Räder (10 ,11 ) der Antriebsachse (6 ) des Kraftfahrzeuges antreibt, und einen Zusatzmotor (7 ), welcher über ein Zusatzgetriebe (8 ) an die Getriebeausgangswelle (4 ) angebunden ist, um das Kraftfahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzmotor (7 ), vorzugsweise ein Elektromotor, koaxial zur Getriebeausgangswelle (4 ) angeordnet ist. - Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens einstufige Zusatzgetriebe (
8 ) dem Zusatzmotor (7 ) nachgeordnet ist. - Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzgetriebe (
8 ) eine Abzweigung (12 ) zu einer, nicht vom Hauptmotor (2 ) antreibbaren Achse (14 ), vorzugsweise für einen Allradantrieb, aufweist. - Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung eine Zwischenwelle (
12 ) umfasst, die mit einem zweiten Differenzial (13 ) verbunden ist, welches die zweite, nicht vom Hauptmotor (2 ) antreibbare Achse (14 ) ansteuert. - Antriebsstrang nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung (
12 ) ein erstes Abkoppelelement (15 ), vorzugsweise eine Kupplung, zur Zu- oder Abschaltung des Allradantriebes aufweist. - Antriebsstrang nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzgetriebe (
8 ) eine zusätzliche Getriebestufe (8b ) zur Momentenerhöhung aufweist. - Antriebsstrang nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hinter einer dem Zusatzmotor (
7 ) abgewandten Ausgangsseite des Zusatzgetriebes (8 ) ein zweites Abkoppelelement (9 ), vorzugsweise eine Kupplung oder ein Freilauf, mit der Getriebeausgangswelle (4 ) verbunden ist. - Antriebsstrang nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abkoppelelement (
9 ) hinter der letzten Getriebestufe (8a ) des Zusatzgetriebes (8 ), welche der durch den Hauptmotor (2 ) antreibbaren Antriebswelle (6 ) zugewandt ist, mit der Getriebeausgangswelle (4 ) verbunden ist. - Antriebsstrang nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzmotor (
7 ), vorzugsweise außen, an einem Gehäuse des Zusatzgetriebes (8 ) angeflanscht ist. - Antriebsstrang nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzgetriebe (
8 ) als Planetengetriebe oder als Stirnradgetriebe ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310205080 DE102013205080A1 (de) | 2012-04-17 | 2013-03-22 | Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012206237 | 2012-04-17 | ||
DE102012206237.8 | 2012-04-17 | ||
DE201310205080 DE102013205080A1 (de) | 2012-04-17 | 2013-03-22 | Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013205080A1 true DE102013205080A1 (de) | 2013-10-17 |
Family
ID=49232346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310205080 Withdrawn DE102013205080A1 (de) | 2012-04-17 | 2013-03-22 | Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103373225B (de) |
DE (1) | DE102013205080A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014208604A1 (de) | 2014-05-08 | 2015-11-12 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Antriebskonzept für einen Allradantrieb eines Fahrzeugs |
DE102016100788A1 (de) * | 2016-01-19 | 2017-07-20 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Antreiben eines Fahrzeuges |
DE102016221881A1 (de) * | 2016-11-08 | 2018-05-09 | Audi Ag | Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, entsprechendes Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung |
DE102016221879A1 (de) * | 2016-11-08 | 2018-05-09 | Audi Ag | Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, entsprechendes Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung |
DE102018200950A1 (de) * | 2018-01-22 | 2019-07-25 | Magna powertrain gmbh & co kg | Fahrzeug mit Verteilergetriebe und Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einem Verteilergetriebe |
DE102019201640A1 (de) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | Audi Ag | Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug |
US11524676B2 (en) | 2019-11-22 | 2022-12-13 | Shem, Llc | System and method for two step motor for electric vehicle (EV) truck and commercial vehicle applications |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000020243A1 (de) | 1998-10-02 | 2000-04-13 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Gmbh | Getriebe mit zumindest zwei wellen und einer elektromaschine oder einer automatisierten scheibenkupplung |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2259771C (en) * | 1998-02-19 | 2003-04-01 | Hitachi, Ltd. | Transmission, and vehicle and bicycle using the same |
JP3855510B2 (ja) * | 1998-12-24 | 2006-12-13 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車の制御装置 |
JP3650089B2 (ja) * | 2002-08-02 | 2005-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド駆動装置並びにそれを搭載した自動車 |
US7082850B2 (en) * | 2003-12-30 | 2006-08-01 | Eaton Corporation | Hybrid powertrain system |
CN1274523C (zh) * | 2004-06-15 | 2006-09-13 | 嘉兴市恒久动力科技有限公司 | 一种轻型交通工具的燃油-电动集成混合动力系统 |
DE102006058947A1 (de) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag | Doppelkupplung für einen Hybrid-Antrieb |
CN101148145A (zh) * | 2007-11-13 | 2008-03-26 | 上海汽车集团股份有限公司 | 具有双发动机的汽车动力系统及其控制方法 |
-
2013
- 2013-03-22 DE DE201310205080 patent/DE102013205080A1/de not_active Withdrawn
- 2013-04-16 CN CN201310132039.4A patent/CN103373225B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000020243A1 (de) | 1998-10-02 | 2000-04-13 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Gmbh | Getriebe mit zumindest zwei wellen und einer elektromaschine oder einer automatisierten scheibenkupplung |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014208604A1 (de) | 2014-05-08 | 2015-11-12 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Antriebskonzept für einen Allradantrieb eines Fahrzeugs |
DE102016100788A1 (de) * | 2016-01-19 | 2017-07-20 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Antreiben eines Fahrzeuges |
DE102016221881A1 (de) * | 2016-11-08 | 2018-05-09 | Audi Ag | Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, entsprechendes Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung |
DE102016221879A1 (de) * | 2016-11-08 | 2018-05-09 | Audi Ag | Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, entsprechendes Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung |
DE102016221881B4 (de) | 2016-11-08 | 2023-08-10 | Audi Ag | Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, entsprechendes Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung |
DE102018200950A1 (de) * | 2018-01-22 | 2019-07-25 | Magna powertrain gmbh & co kg | Fahrzeug mit Verteilergetriebe und Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einem Verteilergetriebe |
WO2019141514A1 (de) * | 2018-01-22 | 2019-07-25 | Magna powertrain gmbh & co kg | Fahrzeug mit verteilergetriebe und verfahren zum betrieb eines fahrzeugs mit einem verteilergetriebe |
DE102019201640A1 (de) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | Audi Ag | Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug |
US11524676B2 (en) | 2019-11-22 | 2022-12-13 | Shem, Llc | System and method for two step motor for electric vehicle (EV) truck and commercial vehicle applications |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103373225B (zh) | 2017-12-29 |
CN103373225A (zh) | 2013-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2888125B1 (de) | Mechanisch-elektrischer antriebstrang eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einem mechanisch-elektrischen antriebstrang | |
DE102013205080A1 (de) | Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug | |
EP2289751B1 (de) | Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb | |
WO2009056193A2 (de) | Hybridfahrzeug mit doppelkupplungsgetriebe | |
WO2019242798A1 (de) | Antriebseinheit und antriebsanordnung | |
DE102015215393A1 (de) | Antriebsstrang für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug und Verfahren zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs | |
EP3246187A1 (de) | Hybridantrieb für ein kraftfahrzeug, insbesondere für ein nutzfahrzeug | |
DE102016221796A1 (de) | Hybridgetriebe und Hybridantriebsstrang | |
EP2493716A1 (de) | Antriebsstrang eines fahrzeuges | |
DE102013222724A1 (de) | Antriebsstrang für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit dem Antriebsstrang | |
DE102019119459A1 (de) | Getriebebaugruppe, Antriebseinheit, Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinheit sowie Antriebsstrang | |
DE102014225168A1 (de) | Mehrstufengetriebe für einen Hybridantrieb | |
DE102013214773A1 (de) | Hybridantriebseinheit eines Allradfahrzeugs | |
WO2011098201A1 (de) | Kraftfahrzeug | |
DE102014019431A1 (de) | Hybridantrieb für ein Fahrzeug | |
DE102012219105A1 (de) | Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug | |
DE102020131911B4 (de) | Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Fahrzeug | |
DE102020131905B4 (de) | Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Fahrzeug | |
DE102020131915B4 (de) | Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Fahrzeug | |
DE102017208449B4 (de) | Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug | |
DE102021102187A1 (de) | Nebengetriebeabschnitt zum Antrieb von mindestens einem Nebenaggregat, Hybridgetriebe mit dem Nebengetriebeabschnitt sowie Fahrzeug mit dem Hybridgetriebe | |
DE102020131919A1 (de) | Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Fahrzeug | |
DE102021005765A1 (de) | Elektrischer Achsantrieb für eine Achse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, sowie Kraftfahrzeug, insbesondere Kraftwagen | |
WO2023208485A1 (de) | Elektrisches antriebssystem für ein kraftfahrzeug, sowie verfahren zum betreiben eines solchen elektrischen antriebssystems | |
DE102021202981A1 (de) | Anfahreinrichtung für ein Getriebe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150408 |
|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |