DE102013225687A1 - Antriebsstrang für ein Fahrzeug - Google Patents
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Abstract
Antriebsstränge bei Fahrzeugen dienen zur Übertragung von Drehmomenten von dem Motor des Fahrzeugs zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs. Während bei früheren Fahrzeuggenerationen die Motoren ausschließlich auf Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren beschränkt waren, werden aktuell vermehrt Hybridfahrzeuge angeboten, welche sowohl einen Elektromotor als auch einen Verbrennungsmotor aufweisen, um die Vorteile der beiden Motorarten in einem Fahrzeug zu vereinigen. Hierzu wird ein Antriebsstrang 1 für ein Fahrzeug 2 mit einer ersten Antriebsschnittstelle 3 für einen Verbrennungskraftmotor 4, mit einer zweiten Antriebsschnittstelle 5 für einen Elektromotor 6, mit einer Abtriebsschnittstelle 7 zur Ausgabe eines Drehmoments von dem Verbrennungskraftmotor 4 und/oder von dem Elektromotor 6, mit einem Hauptdrehmomentpfad H1, H2 zur Führung eines Hauptdrehmoments von der ersten Antriebsschnittstelle 3 zu der Abtriebsschnittstelle 7 und mit einem Anfahrdrehmomentpfad A zur Führung eines Anfahrdrehmoments zu der Abtriebsschnittstelle 7, vorgeschlagen, wobei der Anfahrdrehmomentpfad A von der ersten Antriebsschnittstelle 3 zu der Abtriebsschnittstelle 7 verläuft, wobei ein Anfahrteilabschnitt AT des Anfahrdrehmomentpfads A parallel zu dem Hauptdrehmomentpfad H1, H2 geführt ist, und wobei in dem Anfahrteilabschnitt AT eine kraftschlüssige Kupplungseinrichtung 24 angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang.
- Antriebsstränge bei Fahrzeugen dienen zur Übertragung von Drehmomenten von dem Motor des Fahrzeugs zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs. Während bei früheren Fahrzeuggenerationen die Motoren ausschließlich auf Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren beschränkt waren, werden aktuell vermehrt Hybridfahrzeuge angeboten, welche sowohl einen Elektromotor als auch einen Verbrennungsmotor aufweisen, um die Vorteile der beiden Motorarten in einem Fahrzeug zu vereinigen.
- Die Druckschrift
DE 10 2010 033 074 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart ein Kraftfahrzeuggetriebe für ein Hybridfahrzeug mit einer ersten Eingangswelle zur Verbindung mit einer Brennkraftmaschine und mit einer zweiten Eingangswelle zur Verbindung mit einem Elektromotor sowie mit einer Ausgangswelle zur Kraftübertragung an ein Antriebselement. Das Kraftfahrzeuggetriebe weist etliche Schalteinrichtungen auf, sodass die Drehmomente der Brennkraftmaschine und des Elektromotors alternativ oder gemeinsam genutzt werden können und in unterschiedlicher Weise übersetzt werden können. - Gebiet der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welcher funktionale Vorteile bietet. Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
- Erfindungsgemäß wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, welcher für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, einen Bus, einen Lastkraftwagen oder ähnliches. Der Antriebsstrang ist insbesondere ausgebildet, ein Hauptantriebsmoment für das Fahrzeug bereitzustellen, welches es ermöglicht, das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit größer als 30 km/h, vorzugsweise größer als 50 km/h zu beschleunigen.
- Der Antriebsstrang umfasst eine erste Antriebsschnittstelle, welche zur Ankopplung von einem Verbrennungskraftmotor ausgebildet ist. Optional umfasst der Antriebsstrang den Verbrennungskraftmotor. Der Verbrennungskraftmotor weist vorzugsweise eine Maximalleistung von mehr als 10 kW auf. Die erste Antriebsschnittstelle ist zur Einkopplung dieser Maximalleistung ausgelegt oder ausgebildet.
- Ferner umfasst der Antriebsstrang eine zweite Antriebsschnittstelle, welche zur Ankopplung eines Elektromotors geeignet und/oder ausgebildet ist. Optional umfasst der Antriebsstrang den Elektromotor. Der Elektromotor weist eine Maximalleistung von mehr als 10 kW auf. Die zweite Antriebsschnittstelle ist zur Einkopplung dieser Maximalleistung ausgelegt oder ausgebildet.
- Der Antriebsstrang umfasst ferner eine Abtriebsschnittstelle zur Ausgabe eines Drehmoments, wobei das Drehmoment von dem Verbrennungskraftmotor und/oder von dem Elektromotor stammen kann.
- Somit kann das Drehmoment ausschließlich von dem Verbrennungskraftmotor, ausschließlich von dem Elektromotor und/oder gemeinsam von dem Verbrennungskraftmotor und dem Elektromotor erzeugt werden. Die Abtriebsschnittstelle ist beispielsweise gekoppelt oder koppelbar mit einer Differenzialeinrichtung. Optional umfasst der Antriebsstrang die Differenzialeinrichtung. Die Differenzialeinrichtung dient dazu, das Drehmoment auf eine Vorderachse und eine Hinterachse zu verteilen und/oder das Drehmoment auf zwei Räder einer Achse zu verteilen.
- Betrachtet man den Drehmomentfluss zu der Abtriebsschnittstelle, so ist mindestens ein Hauptdrehmomentpfad zur Führung eines Hauptdrehmoments von der ersten Antriebsschnittstelle zu der Abtriebsschnittstelle vorgesehen. Das heißt, in mindestens einem Betriebszustand des Antriebsstrangs wird ein Drehmoment von der ersten Antriebsschnittstelle zu der Abtriebsschnittstelle entlang des Hauptdrehmomentpfads geführt. Die Schnittstellen können insbesondere als Montageschnittstellen oder als Schnittstellenbereiche in Wellen ausgebildet sein.
- Ferner bildet der Antriebsstrang einen Anfahrdrehmomentpfad zur Führung eines Anfahrdrehmoments zu der Abtriebsschnittstelle aus. Insbesondere wird der Anfahrdrehmomentpfad in einen Betriebszustand des Antriebsstrangs und/oder des Fahrzeugs genutzt, bei dem das Fahrzeug stillsteht und beschleunigt werden soll. Somit wird in dieser Betriebsart die Abtriebsschnittstelle von einem Stillstand auf eine Drehzahl ungleich Null gebracht. Diese Betriebsart ist zum Beispiel notwendig, um das Fahrzeug nach einem Abstellen wieder auf eine Fahrgeschwindigkeit zu bringen.
- Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Anfahrdrehmomentpfad von der ersten Antriebsschnittstelle zu der Abtriebsschnittstelle verläuft, wobei ein Anfahrteilabschnitt des Anfahrdrehmomentpfads parallel, insbesondere kinematisch parallel zu dem Hauptdrehmomentpfad geführt ist. Somit starten sowohl der Hauptdrehmomentpfad und der Anfahrdrehmomentpfad von der ersten Eingangsschnittstelle und enden beide an der Abtriebsschnittstelle, nehmen jedoch mindestens abschnittsweise einen anderen Pfad. Ferner wird beansprucht, dass in dem Anfahrteilabschnitt eine kraftschlüssige, insbesondere nicht-formschlüssige Kupplungseinrichtung angeordnet ist.
- Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass es ein Vorteil eines Elektromotors ist, dass dieser aus dem Stillstand Drehmoment erzeugen kann. Dies ist einem Verbrennungskraftmotor nicht möglich. Im Betrieb muss der Verbrennungskraftmotor mit einer Leerlaufdrehzahl arbeiten, sodass dessen Drehmoment zum Anfahren des Fahrzeugs schlupfend oder rutschend eingekoppelt werden muss. Somit ist es prinzipiell vorteilhaft, dass das Anfahrdrehmoment eines Fahrzeugs von dem Elektromotor bereitgestellt werden, da auf eine entsprechende Kupplung verzichtet werden kann. Allerdings ist bei einer derartigen Auslegung nicht berücksichtigt, dass bei ungünstigen Betriebszuständen des Fahrzeugs eine Energieversorgung für den Elektromotor nicht verfügbar sein könnte. So ist es denkbar, dass ein Energiespeicher erschöpft ist oder dass die elektrische Energie für den Elektromotor durch eine Brennstoffzelle bereitgestellt werden soll und diese nach nicht gestartet ist. In den genannten ungünstigen Betriebszuständen ist es somit nicht möglich, das Anfahrdrehmoment durch den Elektromotor mangels Energieversorgung bereitzustellen. Hier greift die Erfindung ein und schlägt vor, dass von der ersten Antriebsschnittstelle zu der Abtriebsschnittstelle ein Anfahrdrehmomentpfad führbar ist, wobei ein Anfahrdrehmoment des Verbrennungskraftmotors über die erste Antriebsschnittstelle und den Anfahrteilabschnitt zu der Abtriebsschnittstelle geführt ist. Um eine schlupfende, reibende und/oder rutschende Einkopplung des Anfahrdrehmoments zu ermöglichen, ist in dem Anfahrteilabschnitt eine kraftschlüssig wirkende Kupplungseinrichtung angeordnet. Im Gegensatz zu formschlüssig wirkenden Kupplungseinrichtungen ermöglichen es kraftschlüssige Kupplungseinrichtungen, eine drehfeste Verbindung ausgehend von einem ungekoppelten Zustand mit einem stetig wachsenden Drehmomentfluss zu erreichen. Es ist somit ein Vorteil der Erfindung, dass es der Antriebsstrang erlaubt, ein Anfahrdrehmoment für das Fahrzeug durch den Verbrennungskraftmotor und unabhängig von dem Elektromotor bereitzustellen und über die kraftschlüssige Kupplungseinrichtung komfortabel einzukoppeln.
- Prinzipiell könnte die kraftschlüssige Kupplungseinrichtung als eine Reibkupplungseinrichtung ausgebildet sein. Es ist jedoch bevorzugt, insbesondere um eine verschleißfreie Kupplungseinrichtung zu erhalten, dass die Kupplungseinrichtung als eine Fluidkupplung ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist die Kupplungseinrichtung als eine magnetorheologische Kupplungseinrichtung realisiert. Bei derartigen magnetorheologischen Kupplungseinrichtungen sind die Kupplungspartner über eine magnetorheologische Flüssigkeit miteinander gekoppelt oder koppelbar, wobei sich die Kupplungsstärke in Abhängigkeit eines angelegten magnetischen oder elektrischen Feldes ändert. Durch die magnetorheologische Kupplungseinrichtung wird aufgrund einer hohen Regelgüte ein besonders sanftes Einkuppeln erreicht.
- Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Anfahrteilabschnitt eine Übersetzungsanordnung angeordnet, welche sich in einen ersten Übersetzungsabschnitt im Drehmomentfluss vor der Kupplungseinrichtung und in einen zweiten Übersetzungsabschnitt im Drehmomentfluss hinter der Kupplungseinrichtung aufteilt. Jeder der Übersetzungsabschnitte weist eine Übersetzung mit abs(i) ungleich 1 auf. Es ist besonders bevorzugt, dass der erste Übersetzungsabschnitt vor der Kupplungseinrichtung eine Übersetzung abs(iK1) kleiner 1 und der zweite Übersetzungsabschnitt nach der Kupplungseinrichtung eine Übersetzung abs(iK2) größer 1 aufweist. Diese Folge der Übersetzungen hat den Vorteil, dass zunächst die Drehzahl ausgehend von der ersten Antriebsschnittstelle durch den ersten Übersetzungsabschnitt erhöht wird, sodass zugleich das übertragene Drehmoment verringert wird und somit die Kupplungseinrichtung kleiner dimensioniert werden kann. Nachfolgend wird durch den zweiten Übersetzungsabschnitt jedoch die Übersetzung so gewählt, dass eine Drehzahlreduzierung erfolgt, da gerade beim Anfahren des Fahrzeugs eine geringe Drehzahl benötigt wird.
- Insgesamt ist es bevorzugt, dass die Übersetzungsanordnung eine Gesamtübersetzung mit abs(iK) größer 1 aufweist. Die Übersetzung i ist dabei als der Quotient Eingangsdrehzahl/Ausgangsdrehzahl definiert. ”abs” bedeutet die Betragsfunktion.
- Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist in dem Anfahrteilabschnitt nach der Kupplungseinrichtung und besonders bevorzugt nach dem zweiten Übersetzungsabschnitt eine Freilaufeinrichtung angeordnet. Eine Freilaufeinrichtung allgemein – auch Überholkupplung genannt – und speziell diese Freilaufeinrichtung ermöglicht eine drehfeste Kopplung zwischen zwei Kopplungspartnern bei einer Relativrotation der beiden Rotationspartner in eine Umlaufrichtung und eine Freigabe der beiden Kopplungspartner bei einer Relativrotation in die Gegenrichtung. Mit der Freilaufeinrichtung wird erreicht, dass die Komponenten des Anfahrteilabschnitts, insbesondere der zweite Übersetzungsabschnitt, bei einer Rotation der Abtriebsschnittstelle in einem normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs nicht mitgeführt wird, sodass die bewegten Massen und somit auch die Reibung in dem Antriebsstrang reduziert ist.
- Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist in dem Hauptdrehmomentpfad eine Schalteinrichtung zur An- und Abkopplung der ersten Antriebsschnittstelle und damit des Verbrennungskraftmotors angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Schalteinrichtung als eine formschlüssige Schalteinrichtung, insbesondere als eine Klauenkupplung ausgebildet. Durch die Abkopplung des Verbrennungskraftmotors durch die Schalteinrichtung wird erreicht, dass bei einer Übertragung des Anfahrdrehmoments von der ersten Antriebsschnittstelle nur der Anfahrdrehmomentpfad, nicht jedoch der Hauptdrehmomentpfad benutzt wird. Die Schalteinrichtung kann als eine separate Schalteinrichtung ausgebildet oder in eine weitere Freilaufeinrichtung integriert sein. Die Freilaufeinrichtung hat die gleichen Möglichkeiten zur Ausbildung wie die zuvor beschriebene Freilaufeinrichtung. Bei einer anderen konstruktiven Ausgestaltung weist der Antriebsstrang eine oder die weitere Freilaufeinrichtung auf, wobei die weitere Freilaufeinrichtung in dem Hauptdrehmomentpfad in einem zu dem Anfahrteilabschnitt parallelen Teilabschnitt angeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass durch den Elektromotor die von dem Verbrennungsmotor abgewandte Seite der weiteren Freilaufeinrichtung derart auf Drehzahl beschleunigt oder gehalten wird, dass die Freilaufeinrichtung öffnet und dadurch die erste Antriebsschnittstelle von dem Hauptdrehmomentpfad entkoppelt.
- Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Antriebsstrang eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle. Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle sind besonders bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet. Die Getriebeeingangswelle ist mit der ersten Antriebsschnittstelle drehfest verbindbar und/oder verbunden. Die Getriebeausgangswelle ist mit der Abtriebsschnittstelle drehfest verbindbar und/oder verbunden. Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass ein Ausgang des Anfahrteilabschnitts mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbindbar und/oder verbunden ist. Somit kann über den Anfahrteilabschnitt auf die Getriebeausgangswelle und damit auf die Abtriebsschnittstelle das Anfahrdrehmoment übergeleitet werden.
- In einer konstruktiven Realisierung ist es bevorzugt, dass die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle über mindestens zwei unterschiedliche Getriebestufen miteinander lösbar getriebetechnisch gekoppelt sind. In dieser Ausgestaltung kann der Antriebsstrang wahlweise mit einer ersten der zwei Getriebestufen oder mit einer zweiten der zwei Getriebestufen betrieben werden, wobei sich die zwei Getriebestufen in der Übersetzung unterscheiden, so dass ein Zwei- oder Mehrganggetriebe dargestellt ist.
- Besonders bevorzugt weist der Antriebsstrang eine Einkoppelgetriebestufe auf, welche zur Einkopplung des Drehmoments des Elektromotors ausgebildet ist. Die Einkoppelgetriebestufe ist wahlweise mit einer der zwei Getriebestufen und/oder mit der Getriebeeingangswelle insbesondere lösbar getriebetechnisch gekoppelt.
- Ein weiterer Gegenstand bildet ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang wie dieser zuvor beschrieben wurde. Der Antriebsstrang ist für ein Anfahren in einen Betriebszustand setzbar, wobei das Anfahrdrehmoment von dem Verbrennungskraftmotor über den Anfahrdrehmomentpfad zu der Abtriebsschnittstelle oder zu der Differenzialeinrichtung geleitet wird, wobei der Hauptdrehmomentpfad z. B. durch die Schalteinrichtung abgekoppelt ist.
- Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figur. Diese zeigt:
-
1 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. - Die
1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung einen Antriebsstrang1 eines Fahrzeugs2 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug2 ist beispielsweise als ein Personenkraftwagen ausgebildet. Der Antriebsstrang1 kann auch als Kraftfahrzeuggetriebe bezeichnet werden. - Der Antriebsstrang
1 weist eine erste Antriebsschnittstelle3 zur Ankopplung eines Verbrennungskraftmotors4 auf. Ferner weist der Antriebsstrang1 eine zweite Antriebsschnittstelle5 zur Ankopplung eines Elektromotors6 auf. Eine Abtriebsschnittstelle7 dient zur Ausgabe eines Drehmoments, welches wahlweise ausschließlich von dem Verbrennungskraftmotor4 , ausschließlich von dem Elektromotor5 und/oder gemeinsam von dem Verbrennungskraftmotor4 und dem Elektromotor6 stammt. Die Abtriebsschnittstelle7 ist mit einer Differenzialeinrichtung8 getriebetechnisch gekoppelt, welche das Drehmoment auf zwei Räder9 des Fahrzeugs2 einer gemeinsamen Achse10 verteilt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die gemeinsame Achse10 die einzige angetriebene Achse des Fahrzeugs2 , wobei die Differenzialeinrichtung8 als eine Querdifferenzialeinrichtung ausgebildet ist. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Differenzialeinrichtung8 das Drehmoment auch auf die Achse10 und eine weitere Achse11 des Fahrzeugs2 verteilen und somit als eine Längsdifferenzialeinrichtung ausgebildet sein. - Der Antriebsstrang
1 weist eine Getriebeeingangswelle12 und eine Getriebeausgangswelle13 auf, welche parallel zueinander angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Getriebeausgangswelle13 über die Ausgangsgetriebeschnittstelle7 drehfest mit einem Eingang der Differenzialeinrichtung8 gekoppelt. Die Getriebeeingangswelle12 ist dagegen über eine Freilaufeinrichtung14 mit der ersten Antriebsschnittstelle3 gekoppelt. Die Freilaufeinrichtung14 ermöglicht es, ein Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine4 in die Getriebeeingangswelle12 einzukoppeln, solange die Drehzahl der Antriebsschnittstelle3 größer/gleich als die Drehzahl der Getriebeeingangswelle12 ist. Sobald die Drehzahl der Getriebeeingangswelle12 die Drehzahl der Antriebsschnittstelle3 übersteigt, werden Getriebeeingangswelle12 und Antriebsschnittstelle3 durch die Freilaufeinrichtung14 voneinander entkoppelt. - Die Getriebeeingangswelle
12 und die Getriebeausgangswelle13 sind über zwei Getriebestufen15a ,15b miteinander koppelbar, wobei die beiden Getriebestufen15a , b jeweils eine andere Übersetzung umsetzen, sodass durch die wahlweise Betätigung der Getriebestufen15a , b ein Zweiganggetriebe dargestellt ist. - Die erste Getriebestufe
15a weist ein Antriebsrad16 und ein Abtriebsrad17 auf, wobei das Abtriebsrad17 drehfest auf der Getriebeausgangswelle13 angeordnet ist. Das Abtriebsrad16 ist dagegen über eine nicht detailliert dargestellte Koppeleinrichtung K1 mit der Getriebeeingangswelle12 lösbar zu verbinden. - Die zweite Getriebestufe
15b weist ein Abtriebsrad18 und ein Antriebsrad19 auf, wobei das Abtriebsrad18 über eine zweite Kopplungseinrichtung K2 mit der Getriebeeingangswelle12 lösbar koppelbar ist und das Antriebsrad19 durch eine dritte Koppeleinrichtung K3 mit der Getriebeausgangswelle13 lösbar koppelbar ist. - Die zweite Antriebsschnittstelle
5 ist mit einem Eingangsrad20 verbunden, welches mit dem Abtriebsrad18 kämmt, so dass das Eingangsrad20 eine Einkoppelgetriebestufe für den Elektromotor6 bildet. - In der bislang beschriebenen Konfiguration sind somit unterschiedliche Betriebszustände möglich: So ist es beispielsweise möglich, dass in einer ersten Betriebsart die Koppeleinrichtung K2 und die Koppeleinrichtung K3 geschlossen sind und die Koppeleinrichtung K1 geöffnet ist, sodass ein Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine
4 über die zweite Getriebestufe15b über einen Hauptdrehmomentpfad H1 zu der Abtriebsschnittstelle7 geleitet wird. - In einem zweiten Betriebszustand ist die Koppeleinrichtung K1 geschlossen und die Koppeleinrichtungen K2 und K3 geöffnet, sodass ein Drehmoment über einen zweiten Hauptdrehmomentpfad H2 über die erste Getriebestufe
15a von der ersten Antriebsschnittstelle3 zu der Abtriebsschnittstelle7 geleitet wird. Wird zusätzlich die Koppeleinrichtung K2 geschlossen, so kann ein ergänzendes Drehmoment von dem Elektromotor6 auf die Getriebeeingangswelle12 beaufschlagt werden und das Drehmoment an der Abtriebsschnittstelle7 erhöhen. Alternativ hierzu kann auch die Koppeleinrichtung K2 geöffnet und die Koppeleinrichtung K3 geschlossen sein, wobei die Drehmomentflüsse erst im Bereich der Getriebeausgangswelle13 zusammengeführt werden. - Für ein rein elektromotorisches Fahren ist es zum einen möglich, dass die Koppeleinrichtung K2 geöffnet und die Koppeleinrichtung K3 geschlossen ist, sodass nur ein Drehmoment von dem Elektromotor
6 auf die Abtriebsschnittstelle7 geführt wird. Die Verbrennungskraftmaschine4 ist dann über die Freilaufeinrichtung14 entkoppelt. Alternativ hierzu kann auch die Koppeleinrichtung K2 und die Koppeleinrichtung K1 geschlossen sein und die Koppeleinrichtung K3 geöffnet werden, sodass ein Drehmoment von dem Elektromotor6 über die Getriebeeingangswelle12 und die erste Getriebestufe15a und nachfolgend die Getriebeausgangswelle13 zu der Abtriebsschnittstelle7 geleitet wird. - Es kann vorgesehen sein, dass die Koppeleinrichtungen K1, K2 und K3 jeweils als eine formschlüssige Koppeleinrichtung ausgebildet sind, welche eine rutschende oder reibende Einkopplung eines Drehmoments nicht ermöglichen. In diesem Fall kann zum einen ein Anfahren des Fahrzeugs
2 durch ein Anfahrdrehmoment des Elektromotors6 erreicht werden, da Elektromotoren aus dem Stand, das heißt mit einer Drehzahl = 0, ein Drehmoment aufbringen können. Für den Fall, dass der Elektromotor6 nicht betriebsbereit ist, weil zum Beispiel die Energieversorgung nicht vorhanden ist, kann das Fahrzeug2 nicht mehr angefahren werden. Vor diesem Hintergrund weist der Antriebsstrang1 einen Anfahrdrehmomentpfad A auf, welcher einen Anfahrteilabschnitt AT umfasst, der parallel zu dem Hauptdrehmomentpfad H1 oder H2 geführt ist. Der Anfahrteilabschnitt AT beginnt nach der ersten Antriebsschnittstelle3 und vor der Freilaufeinrichtung14 und führt über den Anfahrteilabschnitt AT zu der Getriebeausgangswelle13 . - Genauer betrachtet ist auf einer Zwischenwelle
21 , welche zwischen der Antriebsschnittstelle3 und der Freilaufeinrichtung14 angeordnet ist, ein Zwischenrad22 drehfest aufgesetzt, welches mit einem Zwischenantriebsrad23 kämmt. Zwischenabtriebsrad22 und Zwischenantriebsrad23 bilden gemeinsam einen ersten Übersetzungsabschnitt25a des Anfahrteilabschnitts AT, wobei dieser eine Übersetzung mit einem Betrag von iK1 < 1 realisieren. Das Zwischenabtriebsrad23 bildet einen Eingang in eine kraftschlüssige Kupplungseinrichtung24 , welche als eine magnetorheologische Kupplungseinrichtung ausgebildet ist. - Der Ausgang der Kupplungseinrichtung
24 läuft auf einen zweistufigen, zweiten Übersetzungsabschnitt25b , welcher ein Übersetzungsverhältnis iK2 > 1 realisiert. Der zweite Übersetzungsabschnitt25b weist eine erste Übersetzungsstufe26 und eine zweite Übersetzungsstufe27 auf. Der Ausgang des zweiten Übersetzungsabschnitts25b oder des Anfahrteilabschnitts AT insgesamt ist mit der Getriebeausgangswelle13 verbunden. - Bei einem Anfahren des Fahrzeugs
2 wird ein Drehmoment von dem Verbrennungskraftmotor4 erzeugt und über die erste Antriebsschnittstelle3 eingeleitet und über das Zwischenantriebsrad22 , das Zwischenabtriebsrad23 des ersten Übersetzungsabschnitts25a und die Kupplungseinrichtung24 , welche kraftschlüssig geschlossen ist, weitergeleitet. Nachfolgend wird das Drehmoment über den zweiten Übersetzungsabschnitt25b zu der Getriebeausgangswelle13 geleitet. - Um eine parallele Einkopplung des Drehmoments von dem Verbrennungskraftmotor
4 über die Getriebeeingangswelle12 zu verhindern oder zumindest zu verkleinern, kann zum einen vorgesehen sein, dass die Koppeleinrichtungen K1 und K2 geöffnet sind, sodass die Getriebeeingangswelle12 leer mitdreht. Alternativ hierzu kann in der Freilaufeinrichtung14 eine weitere Schalteinrichtung (nicht gezeigt) angeordnet sein, die die Zwischenwelle21 von der Getriebeeingangswelle12 vollständig entkoppelt. Zudem kann zwischen der Getriebeausgangswelle13 und dem zweiten Getriebeabschnitt25b eine weitere Freilaufeinrichtung28 angeordnet sein, die z. B. im Fahrbetrieb den Anfahrteilabschnitt AT von der Getriebeausgangswelle13 entkoppelt. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebsstrang
- 2
- Fahrzeug
- 3
- erste Antriebsschnittstelle
- 4
- Verbrennungskraftmotor
- 5
- zweite Antriebsschnittstelle
- 6
- Elektromotor
- 7
- Abtriebsschnittstelle
- 8
- Differenzialeinrichtung
- 9
- Räder
- 10
- Achse
- 11
- Achse
- 12
- Getriebeeingangswelle
- 13
- Getriebeausgangswelle
- 14
- Freilaufeinrichtung
- 15a, b
- Getriebestufen
- 16
- Antriebsrad
- 17
- Abtriebsrad
- 18
- Antriebs-/Abtriebsrad
- 19
- Abtriebsrad
- 20
- Eingangsrad
- 21
- Zwischenwelle
- 22
- Zwischenabtriebsrad
- 23
- Zwischenabtriebsrad
- 24
- magnetorheologische Kupplungseinrichtung
- 25a, b
- erster, zweiter Übersetzungsabschnitt
- 26
- erste Übersetzungsstufe
- 27
- zweite Übersetzungsstufe
- 28
- Freilaufeinrichtung
- A
- Anfahrdrehmomentpfad
- AT
- Anfahrteilabschnitt
- H1, H2
- Hauptdrehmomentpfad
- K1, K2, K3
- Koppeleinrichtung
- 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
-
- DE 102010033074 A1 [0003]
Claims (10)
- Antriebsstrang (
1 ) für ein Fahrzeug (2 ) mit einer ersten Antriebsschnittstelle (3 ) für einen Verbrennungskraftmotor (4 ), mit einer zweiten Antriebsschnittstelle (5 ) für einen Elektromotor (6 ), mit einer Abtriebsschnittstelle (7 ) zur Ausgabe eines Drehmoments von dem Verbrennungskraftmotor (4 ) und/oder von dem Elektromotor (6 ), mit einem Hauptdrehmomentpfad (H1, H2) zur Führung eines Hauptdrehmoments von der ersten Antriebsschnittstelle (3 ) zu der Abtriebsschnittstelle (7 ) und mit einem Anfahrdrehmomentpfad (A) zur Führung eines Anfahrdrehmoments zu der Abtriebsschnittstelle (7 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Anfahrdrehmomentpfad (A) von der ersten Antriebsschnittstelle (3 ) zu der Abtriebsschnittstelle (7 ) verläuft, wobei ein Anfahrteilabschnitt (AT) des Anfahrdrehmomentpfads (A) parallel zu dem Hauptdrehmomentpfad (H1, H2) geführt ist und wobei in dem Anfahrteilabschnitt (AT) eine kraftschlüssige Kupplungseinrichtung (24 ) angeordnet ist. - Antriebsstrang (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (24 ) als eine magnetorheologische Kupplungseinrichtung ausgebildet ist. - Antriebsstrang (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anfahrteilabschnitt (AT) eine Übersetzungsanordnung (25a , b) angeordnet ist, wobei die Übersetzungsanordnung einen ersten Übersetzungsabschnitt (25a ) im Drehmomentfluss vor der Kupplungseinrichtung (24 ) mit einer Übersetzung abs(iK1) < 1 und einen zweiten Übersetzungsabschnitt (25b ) nach der Kupplungseinrichtung (24 ) mit einer Übersetzung abs(iK2) > 1 aufweist. - Antriebsstrang (
1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsanordnung (25a , b) eine Gesamtübersetzung mit abs(iK) > 1 aufweist. - Antriebsstrang (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anfahrteilabschnitt (AT) nach der Kupplungseinrichtung (24 ) eine Freilaufeinrichtung (28 ) angeordnet ist. - Antriebsstrang (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Getriebeeingangswelle (12 ) und eine Getriebeausgangswelle (13 ), wobei die Getriebeeingangswelle (12 ) mit der ersten Antriebsschnittstelle (3 ) drehfest verbindbar und/oder verbunden ist und die Getriebeausgangswelle (13 ) mit der Abtriebsschnittstelle (7 ) drehfest verbindbar und/oder verbunden ist. - Antriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang des Anfahrteilabschnitts (AT) mit der Getriebeausgangswelle (
13 ) drehfest verbindbar und/oder verbunden ist. - Antriebsstrang (
1 ) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (12 ) und die Getriebeausgangswelle (13 ) über mindestens zwei Getriebestufen (15 ab) miteinander lösbar getriebetechnisch gekoppelt sind. - Antriebsstrang (
1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einkoppelgetriebestufe (20 ) zur Einkopplung des Elektromotors (6 ), wobei die Einkoppelgetriebestufe (20 ) mit einer der zwei Getriebestufen (15a , b) und/oder mit der Getriebeeingangswelle (12 ) getriebetechnisch gekoppelt ist. - Fahrzeug (
2 ), gekennzeichnet durch den Verbrennungskraftmotor (4 ), den Elektromotor (6 ) und den Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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