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Es ist bekannt, unterschiedliche Antriebskomponenten, etwa Elektromotoren und Verbrennungsmotoren, innerhalb eines Fahrzeugantriebs (der auch als Hybridantrieb bezeichnet werden kann) zu kombinieren. Etwa aus der
EP 0437 266 A2 ist bekannt, auch Schwungradspeicher (als Zwischenspeicher) mit den genannten Antriebskomponenten zu kombinieren. Dort findet jedoch die Verknüpfung auf elektrischer Ebene statt, so dass zahlreiche elektromechanische Wandler notwendig sind.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der unterschiedliche Antriebskomponenten auf einfache Weise kombiniert werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch den Fahrzeugantrieb nach Anspruch 1. Weitere Vorteile, Eigenschaften und Ausführungsformen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche sowie mit den Merkmalen der folgenden Beschreibung.
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Es wird vorgeschlagen, einen Verbrennungsmotor, einen Zwischenspeicher wie ein Schwungrad (o.ä.) und eine elektrische Maschine über ein Summiergetriebe zu kombinieren. Hierbei werden der Verbrennungsmotor und der Zwischenspeicher summierend mittels des Summiergetriebes miteinander verknüpft. Das Ergebnis dieser Summation der Leistungen (bzw. Drehzahlen) des Verbrennungsmotor und des Zwischenspeichers wird der elektrischen Maschine zugeführt. Dadurch kann die elektrische Maschine der Summation der Leistung des Verbrennungsmotors und des Zwischenspeichers noch weitere Leistung (bzw. Drehmoment) hinzufügen, bevor die so erhaltene Summe an Leistungen zum Antrieb verwendet wird, etwa durch Übertragung an Räder des Kraftfahrzeugs oder an ein Getriebe, das zu den Rädern führt. Dadurch, dass die elektrische Maschine an der "Summierwelle" (bzw. Getriebe-Abtriebswelle) des Summiergetriebes angeschlossen ist, kann mit der elektrischen Maschine auch der Leistungsübertrag zwischen Verbrennungsmotor und Zwischenspeicher gesteuert werden. Wirkt die elektrische Maschine etwa der Drehung der Getriebe-Abtriebswelle entgegen, so wird Leistung von dem Zwischenspeicher an den Verbrennungsmotor übertragen (etwa während eines Startvorgangs) oder es wird Leistung von dem Verbrennungsmotor an den Zwischenspeicher übertragen etwa um den Zwischenspeicher mittels des Verbrennungsmotors anzutreiben, beispielsweise um diesen Aufzuladen. Das von dem Verbrennungsmotor an das Summiergetriebe übertragenen Drehmoment (bzw. die betreffende Drehzahl) steuer ferner den Leistungsfluss zwischen dem Zwischenspeicher und der elektrischen Maschine. Dadurch kann der Zwischenspeicher zur Erzeugung elektrischer Leistung die elektrische Maschine antreiben, oder die elektrische Maschine kann in umgekehrter Richtung den Zwischenspeicher antreiben, um diesen Aufzuladen. Ferner kann der Zwischenspeicher verwendet werden, um einer Laufunruhe des Verbrennungsmotors entgegenzuwirken. Im Gegensatz zu Zwischenspeichern wie Schwungrädern, die direkt mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind, kann durch ein Zwischenspeicher, der über das Summiergetriebe mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, dieses mit einer höheren Drehzahl arbeiten und/oder mit einer größeren Schwungmasse ausgestattet werden. Ferner kann das Summiergetriebe bereits zur Übersetzung verwendet werden, so dass eine gegebenenfalls erforderliche Anpassung der Drehzahl der elektrischen Maschine in Richtung Räder mit einfacheren Mitteln umgesetzt werden kann. Ferner ermöglicht die hier vorgeschlagene Kombination eine Unterstützung der elektrischen Maschine durch Zuführen von Leistung des Zwischenspeichers über das Summiergetriebe an die elektrische Maschine.
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Es wird daher ein Fahrzeugantrieb für ein Kraftfahrzeug beschrieben, der einen Verbrennungsmotor, einen mechanischen Zwischenspeicher und eine elektrische Maschine umfasst, die über ein Summiergetriebe des Fahrzeugantriebs miteinander verbunden sind. Die Eingangswellen des Summiergetriebes (auch Getriebe-Antriebswelle genannt) sind mit dem Verbrennungsmotor und dem mechanischen Zwischenspeicher verbunden. Die Ausgangswelle des Summiergetriebes (auch Getriebe-Abtriebswelle genannt) ist mit der elektrischen Maschine (bzw. mit deren Rotor) verbunden.
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Mit anderen Worten wird ein Summiergetriebe verwendet, welches eine erste Getriebe-Antriebswelle und eine zweite Getriebe-Antriebswelle sowie eine Getriebe-Abtriebswelle aufweist. Die erste und die zweite Getriebe-Antriebswelle sind summierend verbunden. Ferner sind die erste sowie die zweite Getriebe-Antriebswelle mit der Getriebe-Abtriebswelle verbunden. Hierbei ist die Getriebe-Abtriebswelle als Abtrieb des Summiergetriebes ausgestaltet.
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Ein Verbrennungsmotor ist mit einer Abtriebswelle ausgestattet. Diese ist mit der ersten Getriebe-Antriebswelle verbunden. Ein mechanischer Zwischenspeicher ist mit der zweiten Getriebe-Antriebswelle verbunden. Der mechanische Zwischenspeicher speichert Energie auf mechanische Weise, insbesondere als Rotationsenergie in einem Schwungradspeicher oder als potentielle Energie in Form von pneumatischem oder hydraulischem Druck eines Mediums oder in Form von Druck einer Feder.
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Insbesondere bei Verwendung eines Schwungradspeichers als Zwischenspeicher kann der Zwischenspeicher verwendet werden, um Drehschwingungen (d.h. Schwankungen des Drehmoments bzw. der Winkelgeschwindigkeit) auszugleichen. Hierbei kompensiert der Zwischenspeicher Ungleichheiten des Drehmoments (ggf. auch der Winkelgeschwindigkeit) des Abtriebs des Verbrennungsmotors durch Übertragung von kompensierendem Drehmoment über das Summiergetriebe. Etwa eine Schwungmasse, die direkt an der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ist dann nicht mehr notwendig. Die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors kann direkt und ohne zusätzliches Schwungrad mit dem Summiergetriebe verbunden sein.
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Es wird ferner einer elektrische Maschine verwendet. Diese hat einen Rotor (oder eine Rotorwelle), der bzw. die mit der Getriebe-Abtriebswelle verbunden ist.
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Ferner kann der Fahrzeugantrieb eine Fahrzeugantriebswelle umfassen. Diese ist eingerichtet zum (direkten oder mittelbaren) Anschluss an Räder des Fahrzeugs. Die Fahrzeugantriebswelle ist mit dem Rotor (bzw. mit der Rotorwelle) der elektrischen Maschine verbunden.
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Die Fahrzeugantriebswelle kann mit dem Rotor der elektrischen Maschine über ein Getriebe verbunden sein. Alternativ oder in Kombination hiermit kann die Fahrzeugantriebswelle mit dem Rotor der elektrischen Maschine über eine (steuerbare) Kupplung verbunden sein. Ferner kann die Fahrzeugantriebswelle mit dem Rotor der elektrischen Maschine direkt (d.h. nicht gesteuert trennbar und auch ohne Wandlung von Drehzahl oder Drehmoment) verbunden sein.
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Die Fahrzeugantriebswelle ist mit dem Rotor der elektrischen Maschine über ein Getriebe verbunden. Dieses Getriebe ist steuerbar und weist insbesondere ein veränderliches Übersetzungsverhältnis auf. Das Getriebe kann als Schaltgetriebe, als Automatikgetriebe oder als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt sein. In einer spezifischen Ausführungsform ist das Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis ausgeführt.
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Der elektrischen Maschine kann eine Kupplung nachgeschaltet sein. Diese ist insbesondere steuerbar. Die Kupplung kann zwischen elektrischer Maschine und einem Getriebe (insbesondere einem wie vorangehend beschriebenen Getriebe) angeordnet sein. Ferner kann die Kupplung zwischen einem Getriebe (insbesondere einem wie vorangehend beschriebenen Getriebe) und der Fahrzeugantriebswelle bzw. den Rädern verbunden. Zudem kann eine Sperre vorgesehen sein, die die Drehung der elektrischen Maschine sperrt. Diese Sperre ist vorzugsweise aktiv, wenn die Kupplung offen ist. Mittels Einstellen (Aktivieren / Deaktivieren) dieser Sperre kann der Leistungsübertrag zwischen dem Zwischenspeicher und dem Verbrennungsmotor (bzw. zwischen der ersten und der zweiten Getriebe-Antriebswelle) gesteuert werden. Diese Sperre ist vorzugsweise ansteuerbar. Die Sperre kann insbesondere durch die Drehrichtung an der Sperre steuerbar sein, um insbesondere inaktiv zu sein in einer ersten Drehrichtung und um aktiv zu sein in einer zweiten, hierzu entgegengesetzten Drehrichtung. Die erste Drehrichtung kann der Drehrichtung der elektrischen Maschine entsprechen, wenn diese als Motor innerhalb arbeitet. Die erste Drehrichtung kann daher der Drehrichtung der Fahrzeugantriebswelle während der (Vorwärts-)Fahrt des Fahrzeugs entsprechen. Die Sperre kann als ein Freilauf (gegenüber einem fixierten Element) ausgestaltet sein.
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Die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors kann über eine steuerbare Kupplung mit dem Summiergetriebe und insbesondere mit der ersten Getriebe-Antriebswelle verbunden sein. Es kann eine Sperre vorgesehen sein, die die erste Getriebe-Antriebswelle sperrt, vorzugsweise wenn die steuerbare Kupplung offen ist. Diese Sperre kann als Verbrennungsmotorsperre bezeichnet werden. Mittels Einstellen (Aktivieren / Deaktivieren) dieser Sperre (d.h. der Verbrennungsmotorsperre) kann der Leistungsübertrag zwischen dem Zwischenspeicher und der elektrischen Maschine (bzw. zwischen der zweiten Getriebe-Antriebswelle und der Getriebe-Abtriebswelle) gesteuert werden. Diese Sperre (d.h. die Verbrennungsmotorsperre) ist vorzugsweise ansteuerbar. Die Sperre (d.h. die Verbrennungsmotorsperre) kann insbesondere durch die Drehrichtung an der Sperre steuerbar sein, um insbesondere inaktiv zu sein in einer ersten Drehrichtung und um aktiv zu sein in einer zweiten, hierzu entgegengesetzten Drehrichtung. Die erste Drehrichtung kann der Drehrichtung des Verbrennungsmotors entsprechen, insbesondere wenn diese als Motor innerhalb arbeitet. Die erste Drehrichtung kann daher der Drehrichtung des Verbrennungsmotors während der (Vorwärts-)Fahrt des Fahrzeugs entsprechen. Die Sperre (d.h. die Verbrennungsmotorsperre) kann als ein Freilauf (gegenüber einem fixierten Element) ausgestaltet sein.
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Der mechanische Zwischenspeicher kann direkt oder über eine Kupplung mit dem Summiergetriebe und insbesondere mit der zweiten Getriebe-Antriebswelle verbunden sein. Zudem kann der mechanische Zwischenspeicher oder die zweite Getriebe-Antriebswelle mit einer vorzugsweise steuerbaren Sperre ausgestattet sein. Diese Sperre kann als Zwischenspeichersperre bezeichnet werden. Mittels Einstellen (Aktivieren / Deaktivieren) dieser Sperre kann der Leistungsübertrag zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine (bzw. zwischen der ersten Getriebe-Antriebswelle und der Getriebe-Abtriebswelle) gesteuert werden. Die Sperre (d.h. die Zwischenspeichersperre) wird vorzugsweise aktiviert, wenn die Kupplung am Zwischenspeicher offen ist. Die Sperre (d.h. die Zwischenspeichersperre) kann insbesondere durch die Drehrichtung an der Sperre steuerbar sein, um insbesondere inaktiv zu sein in einer ersten Drehrichtung und um aktiv zu sein in einer zweiten, hierzu entgegengesetzten Drehrichtung. Die erste Drehrichtung kann der Drehrichtung des mechanischen Zwischenspeichers entsprechen, insbesondere wenn diese Leistung abgibt oder aufnimmt. Die Sperre (d.h. die Zwischenspeichersperre) kann als ein Freilauf (gegenüber einem fixierten Element) ausgestaltet sein.
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Ein weiterer Aspekt des Zwischenspeichers ist dessen Ausgestaltung: Der mechanische Zwischenspeicher kann als Schwungrad, als pneumatischer oder hydraulischer Speicher, vorzugsweise mit einer Turbine und einem daran angeschlossenen Druckluftbehälter, oder als Federkraftspeicher ausgestaltet sein.
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Vorzugsweise ist das Summiergetriebe als ein Umlaufrädergetriebe ausgebildet. Mit anderen Worten kann das Summiergetriebe als ein Planetengetriebe ausgestaltet sein, beispielsweise mit ineinandergreifenden Zahnrädern oder abrollenden Umlaufrädern. Das Summiergetriebe ist im Dreiwellenbetrieb ausgebildet. Das Umlaufrädergetriebe weist ein Sonnenrad und einen Planetenradträger auf. Ferner ist das Umlaufrädergetriebe mit Planetenrädern ausgestattet. Diese laufen auf dem Sonnenrad und werden von dem Planetenradträger gelagert. Ferner kann das Summiergetriebe mit einem Hohlrad ausgestattet sein, das das Sonnenrad und die Planetenräder umgreift, und auf dem die Planetenräder ablaufen. Das Hohlrad ist vorzugsweise drehbar gelagert. Mit dem Sonnenrad kann die erste Getriebe-Antriebswelle verbunden sein, während der Planetenradträger mit dem zweiten Getriebe-Antriebswelle verbunden ist. Alternativ kann mit dem Sonnenrad die zweite Getriebe-Antriebswelle verbunden sein, während der Planetenradträger mit dem ersten Getriebe-Antriebswelle verbunden ist. Die Getriebe-Abtriebswelle ist vorzugsweise mit dem Hohlrad verbunden.
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Der Fahrzeugantrieb kann eine zweite elektrische Maschine aufweisen. Diese ist mit einem Rotor ausgestattet, mit dem Zwischenspeicher verbunden ist. Hierbei kann der Rotor direkt oder über eine Kupplung mit dem Zwischenspeicher verbunden sein. Mit dieser zweiten elektrischen Maschine kann den Zwischenspeicher aufgeladen werden durch Betreiben der zweiten elektrischen Maschine als Motor. Mit dieser zweiten elektrischen Maschine kann ferner Energie dem Zwischenspeicher entnommen werden durch Betreiben der zweiten elektrischen Maschine als Generator, der Energie des Zwischenspeichers in elektrische Energie wandelt.
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Der hier beschriebene Fahrzeugantrieb kann eine Steuerung aufweisen. Dieser ist eingerichtet, in einem Startzustand den Zwischenspeicher mit dem Verbrennungsmotor zum Anlassen des Verbrennungsmotors zu verbinden. Dadurch kann der Zwischenspeicher als Starter für den Verbrennungsmotor verwendet werden, so dass ein zusätzlicher Starter überflüssig ist. Die (erstgenannte) elektrische Maschine (welche an der Getriebe-Abtriebwelle angeordnet ist) kann hierbei vor dem Startvorgang über das Summiergetriebe den Zwischenspeicher aufladen. Der Zwischenspeicher kann mit einer höheren Maximalleistung ausgestaltet sein als die vorangehende genannte elektrische Maschine, so dass der Zwischenspeicher mit einer geringeren Leistung als beim Startvorgang aufgeladen wird. Dadurch können elektrische Maschinen verwendet werden, deren Maximalleistung nicht zum Starten des Verbrennungsmotors ausreicht, deren Leistung jedoch in dem Zwischenspeicher akkumuliert werden kann und beim Starten in kürzerer Zeit als der betreffende Ladevorgang abgerufen werden kann.
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Die Steuerung ist insbesondere eingerichtet, den Öffnungszustand einer Kupplung zwischen dem Zwischenspeicher und dem Summiergetriebe oder zwischen dem Summiergetriebe und dem Verbrennungsmotor zu steuern. Die Steuerung kann ferner eingerichtet sein, eine wie vorangehend beschrieben Sperre zu steuern. Zudem kann die Steuerung eingerichtet sein, den Öffnungszustand einer Kupplung zwischen der (dem Summiergetriebe nachgeschalteten) elektrischen Maschine und dem Summiergetriebe zu steuern.
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Schließlich kann der hier beschriebene Fahrzeugantrieb verwendet werden, um in umgekehrter Richtung Leistung über die Fahrzeugantriebswelle aufzunehmen, um diese über das Summiergetriebe an den Zwischenspeicher und/oder an den Verbrennungsmotor (als Motorbremse) zu verteilen. Insbesondere wird eine Kupplung zwischen Summiergetriebe und Verbrennungsmotor geöffnet und vorzugsweise die erste Getriebe-Abtriebswelle mittels einer Sperre gesperrt (d.h. arretiert), so dass Leistung vom Fahrzeugantrieb zum Zwischenspeicher fließen kann, um dort gespeichert zu werden. Hierbei kann die elektrische Maschine an der Getriebe-Abtriebswelle deaktiviert sein oder ein Erregerfeld aufweisen, so dass zumindest ein Teil der Leistung, die über die Fahrzeugantriebswelle an das Summiergetriebe geleitet wird, von der elektrischen Maschine (als Generator) in elektrische Leistung umgewandelt wird. Diese kann in ein Bordnetz gespeist werden. Dieses Bordnetz kann eine Batterie umfassen, der die elektrische Leistung zugeführt wird, um diese zu laden. Die Steuerung kann eingerichtet sein, den Betrieb (und somit die Stärke des Erregerfeldes oder den abgegebenen Strom) der genannten elektrischen Maschine zu steuern, und kann insbesondere eingerichtet sein, die in diesem Absatz genannte Sperre anzusteuern.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines hier beschriebenen Fahrzeugantriebs.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
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Die 1 zeigt in schematischer Weise einen Fahrzeugantrieb für ein Fahrzeug, wobei der Fahrzeugantrieb einen Verbrennungsmotor 10, einen mechanischen Zwischenspeicher 20, insbesondere als Schwungrad ausgeführt, und eine elektrische Maschine 30 umfasst. Ein Summiergetriebe 40 befindet sich zwischen diesen Antriebskomponenten. Das Summiergetriebe 40 umfasst ein (drehbar gelagertes) Hohlrad 42, welches mit einer ersten Getriebe-Antriebswelle verbunden ist, sowie einen Planetenradträger 44, der mit einer zweiten Getriebe-Antriebswelle verbunden ist. Die Planetenräder sind schematisch mit Punktlinien dargestellt. Das Summiergetriebe umfasst ferner eine Abtriebswelle, die an dem Sonnenrad 46 befestigt ist.
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Das Summiergetriebe 40 umfasst daher zwei Eingänge bzw. Antriebe (die als Antriebswellen ausgestaltet sein können), wobei an diese Eingänge zum Einen der Verbrennungsmotor 10 als zum Anderen der Zwischenspeicher 20 angeschlossen ist. Das Summiergetriebe 40 umfasst ferner einen Ausgang, an dem die elektrische Maschine 30 angeschlossen ist. Diese ist über eine Abtriebswelle mit dem Getriebe verbunden, insbesondere mit dem Sonnenrad 56. Mit anderen Worten ist dem Abtrieb des Summiergetriebes die elektrische Maschine 30 nachgeschaltet.
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Das Summiergetriebe 40 addiert die Drehzahlen der beiden Eingänge und somit die Drehzahlen des Verbrennungsmotors 10 und des Zwischenspeichers 20 umgibt diese als Summe an die elektrische Maschine 30 aus. Das Summiergetriebe ist vorzugsweise als Planetengetriebe ausgestaltet, das die hier beschriebenen Komponenten: Hohlrad, Planetenrad, Sonnenrad, Planetenträger umfasst. Es kann jedoch jedes Getriebe verwendet werden, das über zwei Eingänge (d.h. Antriebe oder Antriebswellen) verfügt, deren Bewegung, Leistung, Drehzahl oder Drehmoment an einem Ausgang (d.h. Abtrieb oder Abtriebswelle) summiert abgebbar ist.
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Die vorangehend beschriebene Addition ist jedoch nur ein Beispiel für eine mögliche Leistungsübertragung; zudem kann von Seiten der elektrischen Maschine 30 Leistung an das Summiergetriebe 40 übertragen werden, wobei insbesondere auch Leistung zu dem mechanischen Zwischenspeicher 20 hin oder auch zu dem Verbrennungsmotor 10 hin übertragen werden kann. Anstatt von Leistung kann auch nur ein Drehmoment übertragen werden, insbesondere wenn die Drehzahl null ist, etwa durch eine aktivierte Sperre.
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Der elektrischen Maschine 30 und insbesondere der Abtriebswelle ist eine Fahrzeugantriebswelle 70 nachgeschaltet, an die die Leistung der elektrischen Maschine, des Verbrennungsmotors 10 und/oder des Zwischenspeichers 20 übertragen wird. Ferner kann die Verbindung zu der Fahrzeugantriebswelle 70 verwendet werden, um von der Fahrzeugantriebswelle 70 Leistung zur elektrischen Maschine bzw. zum Summiergetriebe (insbesondere zum Zwischenspeicher) zu übertragen. Hierdurch kann etwa Leistung rekuperiert werden durch die elektrische Maschine 30. Ferner kann der Zwischenspeicher 20 von der Fahrzeugantriebswelle 70 (d.h. von Rädern des Fahrzeugs, die an die Fahrzeugantriebswelle 70 angeschlossen sind), jedoch auch von der elektrischen Maschine 30, aufgeladen werden.
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Ein optionales Getriebe 60 kann zwischen der elektrischen Maschine und der Fahrzeugantriebswelle 70 angeordnet sein, etwa um die Drehzahl und das Drehmoment anzupassen. Zudem können Kupplungen vorgesehen sein, etwa zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem Summiergetriebe 40 in Form der Kupplung 12, zwischen dem Zwischenspeicher 20 und der elektrischen Maschine 40 in Form der optionalen Kupplung 22 oder auch zwischen dem Summiergetriebe 40 und der elektrischen Maschine 30 in Form der optionalen Kupplung 32. Ferner kann eine Kupplung zwischen der elektrischen Maschine 30 und der Fahrzeugantriebswelle 70 vorgesehen sein, insbesondere zwischen der elektrischen Maschine 30 und dem optionalen Getriebe 60 in Form der Kupplung 62‘ und/oder in Form der Kupplung 62, die sich zwischen dem optionalen Getriebe 60 und der Fahrzeugantriebswelle 70 befindet.
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Der Fahrzeugantrieb kann optional eine zweite elektrische Maschine 50 aufweisen mit einem Rotor, der mechanisch mit dem Zwischenspeicher 20 verbunden ist, etwa mit dem Schwungrad. Diese Verbindung kann direkt sein oder über ein Getriebe und/oder über eine Kupplung (nicht dargestellt) führen. Die zweite elektrische Maschine 50 kann als Motor ausgestaltet sein, um den Zwischenspeicher 20 aufzuladen, etwa indem die zweite elektrische Maschine 50 elektrische Energie von einem Bordnetz (oder einer Batterie) erhält, diese in mechanische Energie umsetzt, und in den Zwischenspeicher 20 einspeist. Die zweite elektrische Maschine 50 kann als Generator ausgestaltet sein, um von dem Zwischenspeicher 20 angetrieben zu werden, etwa indem der Zwischenspeicher 20 mechanische Energie an die zweite elektrische Maschine 50 überträgt, der diese in elektrische Energie wandelt, und in ein Bordnetz (insbesondere in eine Batterie) einspeist. Die zweite elektrische Maschine kann insbesondere als Motor/Generator ausgestaltet sein, der unterschiedliche Betriebsmodi aufweist, und der somit beide vorangehend genannten Funktionen (als Motor und als Generator) realisieren kann.
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Zudem können Sperren vorgesehen sein, etwa eine Verbrennungsmotorsperre an der Stelle des gestrichelten Vierecks 12 oder zwischen einer optionalen Kupplung, die sich zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem Summiergetriebe 40 befindet, und dem Summiergetriebe 40 selbst. Ferner kann eine Zwischenspeichersperre vorgesehen sein, etwa an der Stelle des mit 22 gekennzeichneten Rechtecks, oder zwischen einer Kupplung, die sich zwischen dem Zwischenspeicher 20 und dem Summiergetriebe 40 und dem Summiergetriebe 40 selbst befindet.
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Schließlich kann eine Sperre für die elektrische Maschine 30 vorgesehen sein, die sich etwa an der Stelle des mit dem Bezugszeichen 32 dargestellten gestrichelten Rechtecks befindet, oder zwischen einer Kupplung, die sich zwischen der elektrischen Maschine 30 und dem Summiergetriebe 40 befindet, und dem Summiergetriebe selbst.
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Anstatt oder in Kombination mit einer Sperre kann ein Freilauf vorgesehen sein, der nur in eine Richtung Drehmoment überträgt (und der in der anderen Richtung frei läuft). Der Freilauf kann somit zwischen zwei Wellenabschnitten vorgesehen sein. Die Sperre selbst kann auch als Freilauf ausgeschaltet sein, wobei sich der Freilauf zwischen der betreffenden Welle und einem fixierten Element befindet.
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Die Sperre, die Kupplung und/oder das Getriebe können mechanisch und/oder elektrisch steuerbar sein. Hierzu kann der in 1 dargestellte Fahrzeugantrieb eine Steuerung 80 aufweisen, die mit den betreffenden Komponenten verbunden ist. In der 1 sind beispielhaft mit der strichpunktierter Linie einige Verbindungen zwischen der Steuerung 80 und den betreffenden Komponenten dargestellt, wobei die Steuerung auch andere Komponenten ansteuern kann und somit die strichpunktierten Linien nur einige Beispiele aller möglichen Verbindungen darstellen. Die Steuerung umfasst insbesondere eine elektronische Steuerschaltung zur Erzeugung von elektrischen Steuersignalen alternativ oder in Kombination hiermit kann eine Steuermechanik vorgesehen sein.
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Mit gepunkteter Linie sind die Positionen der Planetenräder des Summiergetriebes 40 beispielhaft dargestellt. Mit gestrichelten Linien sind optionale Komponenten dargestellt. Hierbei können die Rechtecke mit den Bezugszeichen 12, 22 und 32 Kupplungen, Sperren oder eine Kombination hiervon wiedergeben. Mit Doppellinien sind mechanische Verbindungen dargestellt, insbesondere Wellen, wobei deren Position nur der schematischen Darstellung dient und nicht eine mechanische Anordnung wiedergeben soll. Anstatt der Fahrzeugantriebswelle 70 kann das Bezugszeichen 70 auch Antriebsräder des Fahrzeugs wiedergeben, sowie eine Verbindungswelle, die diese Räder mit der elektrischen Maschine verbinden.
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Die kurzen, mit Doppellinie dargestellten Verbindungen zwischen den optionalen Komponenten 12, 22 und 32 einerseits und dem Summiergetriebe 40 andererseits sind geeignet, die vorangehend beschriebene erste und zweite Getriebeantriebswelle sowie die Getriebeabtriebswelle wiederzugeben. Diese Wellen können auch als ein Abschnitt einer gemeinsamen Welle mit den Komponenten 10, 20 und 30 (oder 32) bilden, so dass beispielsweise die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 10 als eine gemeinsame Welle mit der ersten Getriebe-Antriebswelle ausgeführt ist. Diese gemeinsame Ausführung kann auch als stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Wellen betrachtet werden, so dass die Formulierung „Abtriebswelle, die mit der ersten Getriebe-Antriebswelle verbunden ist“ eine dezidierte mechanische Verbindung (etwa eine Flanschverbindung) oder eine einteilige Ausführung wiedergibt.
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Die Steuerung 80 kann eine elektrische und/oder mechanische Steuerung sein, die mechanische oder elektrische Befehle abgibt. Beispielsweise kann die Steuerung 80 über eine elektrische Verbindung mit der optionalen Kupplung 60 verbunden sein um dort elektromechanische Aktoren anzusteuern, und kann mit anderen Komponenten, etwa mit den Komponenten 12, 22 oder 32 mechanisch verbunden sein, um ein mechanisches Signal an diese abzugeben. In dem vorangehenden Beispiel können die elektrischen Signale durch mechanische ersetzt sein, und die mechanischen Signale können durch elektrische ersetzt sein. Dies gilt auch für den Verbindungstyp zwischen der Steuerung 80 und den betreffenden Komponenten.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verbrennungsmotor
- 12
- Kupplung und/oder Sperre
- 20
- mechanischer Zwischenspeicher
- 22
- optionale Kupplung und/oder Sperre
- 30
- elektrische Maschine
- 32
- optionale Kupplung und/oder Sperre
- 40
- Summiergetriebe
- 42
- Hohlrad oder allgemein erster Eingang des Summiergetriebes
- 44
- Planetenradträger oder allgemein zweiter Eingang des Summiergetriebes 40
- 46
- Sonnenrad oder allgemein Ausgang des Summiergetriebes 40
- 50
- zweite elektrische Maschine
- 60
- Getriebe
- 62, 62‘
- optionale Kupplung
- 70
- Fahrzeugantriebswelle, ggf. einschließlich Antriebsräder des Fahrzeugs
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- Punktierte Linien geben Planetenräder wieder
- Strichpunktierte Linien geben eine Signalverbindung (elektrisch oder mechanisch wieder)
- Gestrichelte Linien geben optionale Komponenten wieder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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