DE102016005253A1 - Powertrain for a motor vehicle, in particular a passenger car - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (12) für einen Kraftwagen (10), mit einer eine Abtriebswelle (18) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (16), mit einem Getriebe (20), mit einer Hinterachse (22), deren Räder (24) über das Getriebe (20) von der Verbrennungskraftmaschine (16) antreibbar sind, mit einer ersten elektrischen Maschine (32), mit einer zweiten elektrischen Maschine (34), und mit einer Vorderachse (26), wobei ein Planetengetriebe (36) vorgesehen ist, welches einen mit der Abtriebswelle (18) gekoppelten Planetenträger (46), ein mit der ersten elektrischen Maschine (32) gekoppeltes Hohlrad (38), und ein mit der zweiten elektrischen Maschine (34) gekoppeltes Sonnenrad (40) aufweist, wobei Räder (28) der Vorderachse (26) von der ersten elektrischen Maschine (32) antreibbar sindThe invention relates to a drive train (12) for a motor vehicle (10), comprising an internal combustion engine (16) having an output shaft (18), a transmission (20), a rear axle (22), and wheels (24) via the transmission (20) of the internal combustion engine (16) are drivable, with a first electric machine (32), with a second electric machine (34), and with a front axle (26), wherein a planetary gear (36) is provided which with a the planetary carrier (46) coupled to the output shaft (18), a ring gear (38) coupled to the first electric machine (32), and a sun gear (40) coupled to the second electric machine (34), wheels (28) of the front axle (26) of the first electric machine (32) are drivable

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a drive train for a motor vehicle, in particular a passenger car, according to the preamble of patent claim 1.

Ein solcher Antriebsstrang für einen insbesondere als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ist beispielsweise bereits der DE 10 2009 050 957 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Antriebsstrang umfasst eine Verbrennungskraftmaschine, welche eine Abtriebswelle aufweist. Die Verbrennungskraftmaschine kann als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein, sodass die Abtriebswelle beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildet ist. Über die Abtriebswelle kann die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben von Rädern des Kraftwagens und somit zum Antreiben des Kraftwagens insgesamt bereitstellen. Der Antriebsstrang umfasst ferner ein Getriebe und eine Hinterachse, deren Räder über das Getriebe von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere von der Abtriebswelle, antreibbar sind. Ferner sind eine erste elektrische Maschine, eine zweite elektrische Maschine und eine Vorderachse vorgesehen, wobei die Vorderachse in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise in Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftwagens vor der Hinterachse angeordnet ist.Such a drive train for a particular designed as a hybrid vehicle cars, especially passenger cars, for example, is already the DE 10 2009 050 957 A1 to be known as known. The powertrain includes an internal combustion engine having an output shaft. The internal combustion engine may be designed as a reciprocating internal combustion engine, so that the output shaft is formed for example as a crankshaft. Via the output shaft, the internal combustion engine can provide torques for driving wheels of the motor vehicle and thus for driving the motor vehicle as a whole. The drive train further comprises a transmission and a rear axle whose wheels are drivable via the transmission of the internal combustion engine, in particular of the output shaft. Further, a first electric machine, a second electric machine and a front axle are provided, wherein the front axle is arranged in the vehicle longitudinal direction or in the forward direction of travel of the motor vehicle in front of the rear axle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter und leistungsfähiger Betrieb des Antriebsstrangs realisierbar ist.Object of the present invention is to develop a drive train of the type mentioned in such a way that a particularly efficient and efficient operation of the drive train can be realized.

Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a drive train having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um einen Antriebsstrang der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer sowie leistungsfähiger Betrieb des Antriebsstrangs und somit des Kraftwagens insgesamt realisierbar ist, ist erfindungsgemäß ein Planetengetriebe vorgesehen, welches einen Planetenträger, wenigstens ein Hohlrad und wenigstens ein Sonnenrad aufweist. Dabei ist die Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine mit dem Planetenträger gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen der Abtriebswelle und dem Planetenträger übertragbar sind beziehungsweise sodass die Abtriebswelle und somit die Verbrennungskraftmaschine auf den Planetenträger wirken. Insbesondere ist der Planetenträger von der Abtriebswelle antreibbar. Da die Räder der Hinterachse über das Getriebe von der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise von der Abtriebswelle antreibbar sind, wirkt die Abtriebswelle nicht nur auf die Räder der Hinterachse, sondern auch auf den Planetenträger.To further develop a drive train specified in the preamble of claim 1 type such that a particularly efficient and thus fuel-efficient and efficient operation of the drive train and thus the motor vehicle is generally feasible, a planetary gear is provided according to the invention, which is a planet carrier, at least one ring gear and at least one Sun wheel has. In this case, the output shaft of the internal combustion engine is coupled to the planet carrier, so that torques between the output shaft and the planet carrier can be transmitted or so that the output shaft and thus the internal combustion engine acting on the planet carrier. In particular, the planet carrier can be driven by the output shaft. Since the wheels of the rear axle are drivable via the transmission of the internal combustion engine or of the output shaft, the output shaft acts not only on the wheels of the rear axle, but also on the planet carrier.

Das Hohlrad des Planetengetriebes ist mit der ersten elektrischen Maschine gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen der ersten elektrischen Maschine und dem Hohlrad übertragbar sind. Somit ist beispielsweise das Hohlrad von der ersten elektrischen Maschine antreibbar beziehungsweise umgekehrt. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass das Sonnenrad mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist, sodass Drehmomente zwischen der zweiten elektrischen Maschine und dem Sonnenrad übertragbar sind. Mit anderen Worten wirkt die zweite elektrische Maschine auf das Sonnenrad beziehungsweise umgekehrt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine direkt auf das Hohlrad wirkt.The ring gear of the planetary gear is coupled to the first electric machine, so that torques between the first electric machine and the ring gear are transferable. Thus, for example, the ring gear of the first electric machine can be driven or vice versa. Furthermore, it is provided that the sun gear is coupled to the second electric machine, so that torques between the second electric machine and the sun gear can be transmitted. In other words, the second electric machine acts on the sun gear or vice versa. In particular, it is provided that the first electric machine acts directly on the ring gear.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein klassisches Sportwagenantriebskonzept, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine über das Getriebe auf die Räder der Hinterachse wirkt, mit einer hybridischen Vorderachse zu kombinieren, wobei vorliegend die Räder der Vorderachse von der ersten elektrischen Maschine antreibbar sind. Insgesamt lässt sich somit ein besonders effizienter und leistungsfähiger Betrieb des Antriebsstrangs und somit des beispielsweise als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftwagens insgesamt realisieren, sodass der Kraftstoffverbrauch des Kraftwagens besonders gering gehalten werden kann. Das Planetengetriebe wird als Leistungsverzweiger beziehungsweise als Leistungsverzweigungseinheit verwendet, welche auch als Power-Split-Unit (PSU) bezeichnet wird. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte Hybridisierung des Antriebsstrangs realisierbar, da der Kraftwagen nicht nur mittels der Verbrennungskraftmaschine, sondern zumindest unterstützend und/oder ausschließlich auch mittels wenigstens einer der elektrischen Maschinen, insbesondere mittels der ersten elektrischen Maschine, antreibbar ist.The invention is based on the idea of combining a classic sports car drive concept, in which the internal combustion engine acts on the wheels of the rear axle via the transmission, with a hybrid front axle, wherein in the present case the wheels of the front axle can be driven by the first electric machine. Overall, therefore, a particularly efficient and efficient operation of the drive train and thus of the example designed as a hybrid vehicle motor vehicle can be realized in total, so that the fuel consumption of the motor vehicle can be kept very low. The planetary gear is used as a power splitter or as a power split unit, which is also referred to as a power split unit (PSU). In this way, a particularly advantageous hybridization of the drive train can be realized since the motor vehicle can be driven not only by means of the internal combustion engine but also at least in supportive and / or exclusively by means of at least one of the electrical machines, in particular by means of the first electric machine.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Draufsicht eines als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftwagens mit einem Antriebsstrang, welcher eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Abtriebswelle, ein Getriebe, eine Hinterachse, deren Räder über das Getriebe von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar sind, eine erste elektrische Maschine und eine zweite elektrische Maschine sowie eine Vorderachse aufweist; 1 a schematic plan view of a designed as a hybrid vehicle motor vehicle with a drive train, which has an internal combustion engine with an output shaft, a transmission, a rear axle whose wheels are drivable via the transmission of the internal combustion engine, a first electric machine and a second electric machine and a front axle;

2 ausschnittsweise eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs gemäß einer ersten Ausführungsform; und 2 a schematic representation of the drive train according to a first embodiment; and

3 ausschnittsweise eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs gemäß einer zweiten Ausführungsform. 3 a schematic representation of the drive train according to a second embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Kraftwagen, welcher ein Personenkraftwagen ist. Dabei ist der Kraftwagen – wie im Folgenden noch genauer erläutert wird – als Hybridfahrzeug ausgebildet. Der Kraftwagen 10 umfasst einen in 1 besonders schematisch dargestellten Antriebsstrang 12, mittels welchem der Kraftwagen 10 insgesamt antreibbar ist. Hierbei veranschaulicht in 1 ein Pfeil 14 die Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftwagens 10. 1 shows in a schematic plan view with a whole 10 designated motor vehicle, which is a passenger car. In this case, the motor vehicle - as will be explained in more detail below - designed as a hybrid vehicle. The car 10 includes an in 1 particularly schematically illustrated drive train 12 , by means of which the car 10 Total is drivable. This illustrates in 1 an arrow 14 the forward direction of the motor vehicle 10 ,

Der Antriebsstrang 12 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 16, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine 16 umfasst wenigstens eine Abtriebswelle 18, über welche die Verbrennungskraftmaschine 16 Drehmomente zum Antreiben des Kraftwagens 10 bereitstellen kann. Beispielsweise ist die Verbrennungskraftmaschine 16 als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst dabei eine Mehrzahl von Brennräumen in Form von Zylindern. In den Zylindern sind jeweilige Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Die Kolben sind über jeweilige Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle 18 gekoppelt, wobei die Abtriebswelle beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildet ist. Infolge dieser gelenkigen Kopplung können die translatorischen Bewegungen der Kolben in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle 18 umgewandelt werden.The powertrain 12 includes an internal combustion engine 16 , which is also referred to as an internal combustion engine. The internal combustion engine 16 includes at least one output shaft 18 about which the internal combustion engine 16 Torques for driving the motor vehicle 10 can provide. For example, the internal combustion engine 16 designed as a reciprocating internal combustion engine and thereby comprises a plurality of combustion chambers in the form of cylinders. In the cylinders, respective pistons are received translationally movable. The pistons are articulated via respective connecting rods with the output shaft 18 coupled, wherein the output shaft is formed for example as a crankshaft. As a result of this articulated coupling, the translational movements of the piston in a rotational movement of the output shaft 18 being transformed.

Beispielsweise ist die Verbrennungskraftmaschine 16 als V-Motor, das heißt in V-Bauweise ausgebildet, wobei die Verbrennungskraftmaschine 16 beispielsweise als 8-Zylinder-Motor und dabei insbesondere als V8-Motor ausgebildet sein kann. Insbesondere ist die Verbrennungskraftmaschine 16 beispielsweise als Ottomotor ausgebildet. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Verbrennungskraftmaschine 16 als aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Hierunter ist zu verstehen, dass Luft, welche den Brennräumen zugeführt wird, mittels wenigstens eines Verdichters, insbesondere eines Abgasturboladers, verdichtet wird. Sind beispielsweise zwei Abgasturbolader mit jeweiligen Verdichtern vorgesehen, so ist die Verbrennungskraftmaschine 16 beispielsweise als Biturbo-Motor ausgebildet, wobei die Verbrennungskraftmaschine 16 beispielsweise als V8-Biturbo-Ottomotor ausgebildet sein kann.For example, the internal combustion engine 16 as a V-engine, that is designed in V-type, the internal combustion engine 16 For example, it can be designed as an 8-cylinder engine and in particular as a V8 engine. In particular, the internal combustion engine 16 for example, designed as a gasoline engine. Furthermore, it can be provided that the internal combustion engine 16 is designed as a supercharged internal combustion engine. This is to be understood that air which is supplied to the combustion chambers, by means of at least one compressor, in particular an exhaust gas turbocharger, is compressed. For example, if two exhaust gas turbochargers with respective compressors provided, so is the internal combustion engine 16 For example, designed as a biturbo engine, wherein the internal combustion engine 16 for example, can be designed as a V8 biturbo gasoline engine.

Der Antriebsstrang 12 umfasst ferner ein Getriebe 20, welches beispielsweise eine Mehrzahl von Gangstufen mit jeweiligen, voneinander unterschiedlichen Übersetzungen aufweist. Dabei kann die jeweilige Gangstufe eingelegt beziehungsweise aktiviert werden. Der Antriebsstrang 12 umfasst ferner eine Hinterachse 22, deren Räder 24 auch als Hinterräder bezeichnet werden. Dabei sind die Räder 24 der Hinterachse 22 über das Getriebe 20 von der Verbrennungskraftmaschine 16, insbesondere von der Abtriebswelle 18, antreibbar. Aus 1 ist erkennbar, dass das Getriebe 20 direkt auf der Hinterachse 22 sitzt, wobei das Getriebe 20 vorzugsweise direkt auf die Hinterachse 22 wirkt. Beispielsweise ist das Getriebe 20 als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet, welches auch als DCT bezeichnet wird. Beispielsweise weist das Getriebe 20 sieben Gänge auf, sodass das Getriebe 20 beispielsweise als 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist.The powertrain 12 further includes a transmission 20 which has, for example, a plurality of gear stages with respective, mutually different translations. The respective gear ratio can be engaged or activated. The powertrain 12 also includes a rear axle 22 whose wheels 24 also be referred to as rear wheels. Here are the wheels 24 the rear axle 22 over the transmission 20 from the internal combustion engine 16 , in particular of the output shaft 18 , drivable. Out 1 is recognizable that the gearbox 20 directly on the rear axle 22 sits, with the gear 20 preferably directly on the rear axle 22 acts. For example, the gearbox 20 designed as a double-clutch transmission, which is also referred to as DCT. For example, the gearbox 20 seven gears on, so the transmission 20 for example, is designed as a 7-speed dual-clutch transmission.

Der Antriebsstrang 12 umfasst ferner eine Vorderachse 26, deren Räder 28 auch als Vorderräder bezeichnet werden. Die Vorderachse 26 und somit die Räder 28 sind in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise in Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftwagens 10 vor der Hinterachse 22 und somit vor den Hinterrädern angeordnet. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist die Vorderachse 26 als Hybridvorderachse ausgebildet, sodass der Antriebsstrang 12 als hybrider oder hybridischer Antriebsstrang ausgebildet ist. Somit ist der Kraftwagen 10 als Hybridfahrzeug ausgebildet. Der Vorderachse 26 ist ein im Ganzen mit 30 bezeichnete Antriebseinheit zugeordnet, wobei in 1 eine erste Ausführungsform der Antriebseinheit 30 mit S1 und eine zweite Ausführungsform der Antriebseinheit 30 mit S2 bezeichnet ist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass entweder die erste Ausführungsform S1 oder die zweite Ausführungsform S2 bei dem Antriebsstrang 12 zum Einsatz kommt. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist die Antriebseinheit 30 als Leistungsverzweiger ausgebildet, welcher auch als Leistungsverzweigungseinheit oder als Power-Split-Unit (PSU) bezeichnet wird.The powertrain 12 further includes a front axle 26 whose wheels 28 also be referred to as front wheels. The front axle 26 and therefore the wheels 28 are in the vehicle longitudinal direction or in the forward direction of the motor vehicle 10 in front of the rear axle 22 and thus arranged in front of the rear wheels. As will be explained in more detail below, the front axle 26 designed as a hybrid front axle, so that the drive train 12 is designed as a hybrid or hybrid powertrain. Thus, the car 10 designed as a hybrid vehicle. The front axle 26 is a whole with 30 designated drive unit, wherein in 1 a first embodiment of the drive unit 30 with S1 and a second embodiment of the drive unit 30 denoted by S2. It is preferably provided that either the first embodiment S1 or the second embodiment S2 in the drive train 12 is used. As will be explained in more detail below, the drive unit 30 designed as a power divider, which is also referred to as a power split unit or as a power split unit (PSU).

2 zeigt eine erste Ausführungsform des Antriebsstrangs 12. Bei dieser ersten Ausführungsform des Antriebsstrangs 12 kommt die Antriebseinheit 30 gemäß der ersten Ausführungsform S1 zum Einsatz. Aus 2 ist erkennbar, dass die Antriebseinheit 30 eine erste elektrische Maschine 32 und eine zweite elektrische Maschine 34 umfasst. Dabei ist die erste elektrische Maschine 32 größer, das heißt leistungsfähiger oder leistungsstärker als die zweite elektrische Maschine 34 ausgebildet, worunter beispielsweise zu verstehen ist, dass die erste elektrische Maschine 32 eine höhere Leistung beziehungsweise höhere Drehmomente als die zweite elektrische Maschine 34 bereitstellen kann. Die Antriebseinheit 30 umfasst ferner ein Planetengetriebe 36, welches auch als Planetenradsatz (PSR) bezeichnet wird. Das Planetengetriebe 36 umfasst ein Hohlrad 38, welches eine in 2 nicht dargestellte Innenverzahnung aufweist. Ferner umfasst das Planetengetriebe 36 ein Sonnenrad 40, welches eine in 2 nicht gezeigte Außenverzahnung aufweist. Das Sonnenrad 40 ist beispielsweise drehfest mit einer Welle 42 verbunden, wobei die Welle 42 auch als Sonnenwelle bezeichnet wird. Ferner umfasst das Planetengetriebe 36 Planetenräder 44, welche drehbar an einem Planetenträger 46 des Planetengetriebes 36 gelagert sind. Die Planetenräder 44 weisen jeweils eine in 2 nicht gezeigte Außenverzahnung auf. Die Planetenräder 44 greifen über ihre Außenverzahnung in die Außenverzahnung des Sonnenrads 40 ein. Ferner greifen die Planetenräder 44 über ihre jeweilige Außenverzahnung in die Innenverzahnung des Hohlrads 38 ein. Somit stehen die Planetenräder 44 sowohl mit dem Sonnenrad 40 als auch mit dem Hohlrad 38 in Eingriff. Der Planetenträger 46 ist mit einer Welle 48 gekoppelt, insbesondere drehfest verbunden, wobei die Welle 48 auch als Planetenwelle bezeichnet wird. Aus 2 ist erkennbar, dass beispielsweise die Welle 42 Hohlwelle ausgebildet ist, durch welche die Welle 48 hindurchgeführt ist. 2 shows a first embodiment of the drive train 12 , In this first embodiment of the drive train 12 comes the drive unit 30 according to the first embodiment S1 to Commitment. Out 2 is recognizable that the drive unit 30 a first electric machine 32 and a second electric machine 34 includes. Here is the first electric machine 32 larger, ie more powerful or more powerful than the second electric machine 34 formed, by which is to be understood, for example, that the first electric machine 32 a higher power or higher torques than the second electric machine 34 can provide. The drive unit 30 further comprises a planetary gear 36 which is also referred to as planetary gear set (PSR). The planetary gear 36 includes a ring gear 38 which is a in 2 Having not shown internal teeth. Furthermore, the planetary gear comprises 36 a sun wheel 40 which is a in 2 having external teeth, not shown. The sun wheel 40 is for example non-rotatable with a shaft 42 connected, with the shaft 42 also called sun wave. Furthermore, the planetary gear comprises 36 planetary gears 44 which rotatably on a planet carrier 46 of the planetary gear 36 are stored. The planet wheels 44 each have a in 2 not shown external teeth on. The planet wheels 44 access the external teeth of the sun gear via their external teeth 40 one. Furthermore, the planet gears 44 via its respective external toothing in the internal toothing of the ring gear 38 one. Thus, the planetary gears are 44 both with the sun gear 40 as well as with the ring gear 38 engaged. The planet carrier 46 is with a wave 48 coupled, in particular rotatably connected, wherein the shaft 48 also referred to as planetary wave. Out 2 it can be seen that, for example, the wave 42 Hollow shaft is formed, through which the shaft 48 passed through.

Aus 2 ist erkennbar, dass die erste, gegenüber der zweiten elektrischen Maschine 34 leistungsfähigere elektrische Maschine 32 mit dem Hohlrad 38 gekoppelt ist, wobei die Räder 28 der Vorderachse 26 von der ersten elektrischen Maschine 32 antreibbar sind. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine 32, insbesondere ihr Rotor, drehfest mit dem Hohlrad 38 verbunden ist, wobei beispielsweise die erste elektrische Maschine 32 direkt auf das Hohlrad 38 beziehungsweise umgekehrt wirkt. insbesondere ist es möglich, dass die erste elektrische Maschine 32, insbesondere ihr Rotor, über das Hohlrad 38 von der Abtriebswelle 18 angetrieben werden kann. Darunter ist zu verstehen, dass die elektrische Maschine 32, insbesondere ihr Rotor, über das Hohlrad 38, die Planetenräder 44, den Planetenträger 46 und die Welle 48 von der Abtriebswelle 19 antreibbar ist.Out 2 it can be seen that the first, opposite the second electric machine 34 more powerful electric machine 32 with the ring gear 38 coupled, the wheels 28 the front axle 26 from the first electric machine 32 are drivable. In particular, it is provided that the first electric machine 32 , in particular its rotor, rotatably with the ring gear 38 is connected, for example, the first electric machine 32 directly on the ring gear 38 or vice versa acts. In particular, it is possible that the first electric machine 32 , in particular its rotor, via the ring gear 38 from the output shaft 18 can be driven. By this is meant that the electric machine 32 , in particular its rotor, via the ring gear 38 , the planetary gears 44 , the planet carrier 46 and the wave 48 from the output shaft 19 is drivable.

Die Antriebseinheit 30 umfasst eine weitere Welle 50, welche beispielsweise eine Abtriebswelle beziehungsweise ein Abtrieb der Antriebseinheit 30 ist. Über die Welle 50 sind die Räder 28 der Vorderachse 26 von der Antriebseinheit 30, insbesondere zumindest von der ersten elektrischen Maschine 32, antreibbar. Dabei ist es vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine 32, insbesondere ihr Rotor, mit der Welle 50 gekoppelt ist beziehungsweise dass die Welle 50 von der ersten elektrischen Maschine 32 antreibbar ist. Insbesondere wirkt die erste elektrische Maschine 32, insbesondere ihr Rotor, direkt auf die Welle 50 und somit auf den Abtrieb der Antriebseinheit 30.The drive unit 30 includes another wave 50 , which, for example, an output shaft or an output of the drive unit 30 is. About the wave 50 are the wheels 28 the front axle 26 from the drive unit 30 , in particular at least of the first electric machine 32 , drivable. It is envisaged that the first electric machine 32 , in particular its rotor, with the shaft 50 is coupled or that the wave 50 from the first electric machine 32 is drivable. In particular, the first electric machine acts 32 , especially its rotor, directly on the shaft 50 and thus on the output of the drive unit 30 ,

Ferner ist aus 2 erkennbar, dass die Abtriebswelle 18, insbesondere über die Welle 48, mit dem Planetenträger 46 gekoppelt ist, sodass der Planetenträger 46 über die Welle 48 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 16 antreibbar ist. Mit anderen Worten wirkt die Verbrennungskraftmaschine 16, insbesondere die Abtriebswelle 18, auf den Planetenträger 46, sodass die Abtriebswelle 18 für das Planetengetriebe 36 einen Antrieb darstellt.Furthermore, it is off 2 recognizable that the output shaft 18 , especially about the wave 48 , with the planet carrier 46 coupled, so the planet carrier 46 over the wave 48 from the output shaft 18 and thus of the internal combustion engine 16 is drivable. In other words, the internal combustion engine works 16 , in particular the output shaft 18 , on the planet carrier 46 so that the output shaft 18 for the planetary gear 36 represents a drive.

Ferner ist das Sonnenrad 40 über die Welle 42 mit der zweiten elektrischen Maschine 34, insbesondere mit deren Rotor, gekoppelt beziehungsweise drehfest verbunden, sodass beispielsweise Drehmomente zwischen der zweiten elektrischen Maschine 34, insbesondere deren Rotor, und dem Sonnenrad 40, insbesondere über die Welle 42, übertragbar sind.Further, the sun gear 40 over the wave 42 with the second electric machine 34 , in particular coupled to the rotor thereof, coupled or rotationally fixed, so that, for example, torques between the second electric machine 34 , in particular its rotor, and the sun gear 40 , especially about the wave 42 , are transferable.

Bei der in 2 veranschaulichten ersten Ausführungsform des Antriebsstrangs 12 ist ein Längseinbau der Antriebseinheit 30 vorgesehen. Dies bedeutet, dass die jeweilige axiale Richtung der elektrischen Maschinen 32 und 34 und des Planetengetriebes 36 zumindest im Wesentlichen parallel zur axialen Richtung der Abtriebswelle 18 verläuft. Aus 2 ist erkennbar, dass die elektrischen Maschinen 32 und 34 koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die elektrischen Maschinen 32 und 34 auch koaxial zum Planetengetriebe 36 angeordnet sind. Der jeweilige Rotor der jeweiligen elektrischen Maschine 32 beziehungsweise 34 ist um eine Drehachse drehbar, wobei auch der Planetenträger 46, das Hohlrad 38 und das Sonnenrad 40 um eine gemeinsame Drehachse drehbar sind. Die Drehachsen verlaufen dabei parallel zueinander beziehungsweise fallen vorliegend zusammen.At the in 2 illustrated first embodiment of the drive train 12 is a longitudinal installation of the drive unit 30 intended. This means that the respective axial direction of the electric machines 32 and 34 and the planetary gear 36 at least substantially parallel to the axial direction of the output shaft 18 runs. Out 2 is recognizable that the electrical machines 32 and 34 are arranged coaxially with each other, wherein the electrical machines 32 and 34 also coaxial to the planetary gear 36 are arranged. The respective rotor of the respective electric machine 32 respectively 34 is rotatable about a rotation axis, wherein also the planet carrier 46 , the ring gear 38 and the sun wheel 40 are rotatable about a common axis of rotation. The axes of rotation run parallel to each other or fall together in the present case.

Die Räder 28 der Vorderachse 26 sind von der Antriebseinheit 30, insbesondere von der elektrischen Maschine 32, über ein Kegelradgetriebe 51 antreibbar, wobei das Kegelradgetriebe 51 Bestandteil der Antriebseinheit 30 sein kann. Bei dem in 2 veranschaulichten Längseinbau der Antriebseinheit 30 ist das Kegelradgetriebe 51 bezogen auf einen Drehmomentfluss von der Abtriebswelle 18 zu den Rädern 28 beziehungsweise zu der Vorderachse 26 zwischen der ersten elektrischen Maschine 32 und einem Vorderachsdifferential 52 der Vorderachse 26 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist vorliegend das Kegelradgetriebe 50 zwischen der Antriebseinheit 30 und dem Vorderachsdifferential 52 angeordnet. Das Vorderachsdifferential 52 ist ein Differentialgetriebe, welches zum Drehzahlausgleich zwischen den Rädern 28, insbesondere bei einer Kurvenfahrt des Kraftwagens 10, genutzt wird. Beispielsweise ist eine eventuell benötigte Über- oder Untersetzung vorgesehen. Das Kegelradgetriebe 50 umfasst ein drehfest mit der Welle 50 verbundenes erstes Kegelrad 54 und ein zweites Kegelrad 56, welches mit dem ersten Kegelrad 54 in Eingriff steht.The wheels 28 the front axle 26 are from the drive unit 30 , in particular of the electric machine 32 , via a bevel gear 51 drivable, the bevel gear 51 Part of the drive unit 30 can be. At the in 2 illustrated longitudinal installation of the drive unit 30 is the bevel gear 51 based on a torque flux from the output shaft 18 to the wheels 28 or to the front axle 26 between the first electric machine 32 and a front axle differential 52 the front axle 26 is arranged. In other words, in the present case, the bevel gear 50 between the drive unit 30 and the front axle differential 52 arranged. The front axle differential 52 is a differential gear, which is used for speed compensation between the wheels 28 , especially when cornering the motor vehicle 10 , is being used. For example, a possibly required transmission or reduction is provided. The bevel gear 50 includes a rotationally fixed with the shaft 50 connected first bevel gear 54 and a second bevel gear 56 , which with the first bevel gear 54 engaged.

Das Kegelrad 56 ist mit einer Welle 58 drehfest verbunden, mit welcher auch ein Zahnrad 60 verbunden ist. Das Zahnrad 60 steht beispielsweise in Eingriff mit einem Tellerrad 62 des Vorderachsdifferentials 52, sodass das Vorderachsdifferential 52 beziehungsweise das Tellerrad 62 über das Zahnrad 60, die Welle 58, das Kegelrad 56 und das Kegelrad 54 von der Welle 50 und somit von der ersten elektrischen Maschine 32 antreibbar ist.The bevel gear 56 is with a wave 58 rotatably connected, with which also a gear 60 connected is. The gear 60 is for example in engagement with a ring gear 62 of the front axle differential 52 so that the front axle differential 52 or the ring gear 62 over the gear 60 , the wave 58 , the bevel gear 56 and the bevel gear 54 from the wave 50 and thus from the first electric machine 32 is drivable.

3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform des Antriebsstrangs 12. Bei der zweiten Ausführungsform des Antriebsstrangs 12 kommt die Antriebseinheit 30 gemäß der zweiten Ausführungsform S2 zum Einsatz. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform des Antriebsstrangs 12 ist bei der zweiten Ausführungsform des Antriebsstrangs 12 ein Quereinbau der Antriebseinheit 30 vorgesehen. Bei dem Längseinbau erfolgt der Einbau der Antriebseinheit 30 längs zur Fahrtrichtung, wohingegen bei dem Quereinbau ein Einbau der Antriebseinheit 30 quer zur Fahrrichtung vorgesehen ist. Somit verläuft die jeweilige axiale Richtung der elektrischen Maschine 32 beziehungsweise 34 beziehungsweise des Planetengetriebes 36 schräg oder senkrecht zur axialen Richtung der Abtriebswelle 18 und somit zur Fahrzeuglängsrichtung. Bei dem Quereinbau ist es vorgesehen, dass das Kegelradgetriebe 51 bezogen auf einen Drehmomentfluss von der Verbrennungskraftmaschine 16 beziehungsweise von der Abtriebswelle 18 zur Vorderachse 26 zwischen der Verbrennungskraftmaschine 16 und der als Hybridkomponente ausgebildeten Antriebseinheit 30 angeordnet ist beziehungsweise sitzt. 3 illustrates a second embodiment of the powertrain 12 , In the second embodiment of the powertrain 12 comes the drive unit 30 according to the second embodiment S2 used. In contrast to the first embodiment of the drive train 12 is in the second embodiment of the powertrain 12 a transverse installation of the drive unit 30 intended. For longitudinal installation, the drive unit is installed 30 along the direction of travel, whereas in the transverse installation, an installation of the drive unit 30 is provided transversely to the direction of travel. Thus, the respective axial direction of the electric machine runs 32 respectively 34 or the planetary gear 36 obliquely or perpendicular to the axial direction of the output shaft 18 and thus to the vehicle longitudinal direction. In the transverse installation, it is envisaged that the bevel gear 51 based on a torque flow from the internal combustion engine 16 or from the output shaft 18 to the front axle 26 between the internal combustion engine 16 and the drive unit formed as a hybrid component 30 is arranged or sitting.

Im Folgenden werden eine Funktionsweise und mögliche Betriebsarten des Antriebsstrangs 12 erläutert. Im Stillstand des Kraftwagens 10 steht beispielsweise der Abtrieb, das heißt die Welle 50 still. Dabei kann im Stillstand des Kraftwagens 10 die Verbrennungskraftmaschine 16 über die Abtriebswelle 18 von der zweiten elektrischen Maschine 34 angeworfen, das heißt gestartet beziehungsweise aktiviert werden. Dies ist ebenfalls während der Fahrt des Kraftwagens 10 möglich. Dies bedeutet, dass die Abtriebswelle 18 von der zweiten elektrischen Maschine 34 antreibbar ist, wodurch die beispielsweise zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine 16 aktiviert beziehungsweise gestartet werden kann.The following is an operation and possible modes of the powertrain 12 explained. At a standstill of the motor vehicle 10 For example, is the output, that is, the shaft 50 quiet. It can be at a standstill of the motor vehicle 10 the internal combustion engine 16 over the output shaft 18 from the second electric machine 34 started, that is started or activated. This is also during the drive of the motor vehicle 10 possible. This means that the output shaft 18 from the second electric machine 34 can be driven, causing the example, first deactivated internal combustion engine 16 can be activated or started.

Beispielsweise während einer Konstantfahrt kann die komplette Antriebseinheit 30 leer mitlaufen, insbesondere ohne Leistung abzugeben oder aufzunehmen. Bei einer solchen Konstantfahrt wird der Kraftwagen 10 beispielsweise von der Verbrennungskraftmaschine 16 über die Abtriebswelle 18 angetrieben. Ferner ist es denkbar, dass während einer Konstantfahrt mittels der Antriebseinheit 30 eine Lastpunktverschiebung erfolgt. Im Rahmen einer solchen Lastpunktverschiebung nimmt die Antriebseinheit 30 Leistung von der Verbrennungskraftmaschine 16 auf, sodass die Verbrennungskraftmaschine 16 eine Leistung zum Antreiben der Antriebseinheit 30 bereitstellt. Dabei wird beispielsweise die zweite elektrische Maschine 34 und/oder die erste elektrische Maschine 32 über die Abtriebswelle 18 von der Verbrennungskraftmaschine 16 angetrieben. Dabei fungiert die elektrische Maschine 32 beziehungsweise 34 als Generator, welcher die von der Verbrennungskraftmaschine 16 bereitgestellte beziehungsweise abgegebene und von der Antriebseinheit 30 aufgenommene Leistung in elektrische Leistung beziehungsweise in elektrische Energie umwandelt. Diese elektrische Energie kann beispielsweise in einem elektrischen Energiespeicher wie beispielsweise einer Batterie des Kraftwagens gespeichert werden.For example, during a constant travel, the complete drive unit 30 idle, especially without giving or receiving power. In such a constant drive of the car 10 for example, from the internal combustion engine 16 over the output shaft 18 driven. Furthermore, it is conceivable that during a constant travel by means of the drive unit 30 a load point shift takes place. In the context of such a load point shift takes the drive unit 30 Power from the internal combustion engine 16 on, so the internal combustion engine 16 a power for driving the drive unit 30 provides. In this case, for example, the second electric machine 34 and / or the first electric machine 32 over the output shaft 18 from the internal combustion engine 16 driven. The electric machine acts here 32 respectively 34 as a generator, that of the internal combustion engine 16 provided or delivered and from the drive unit 30 absorbed power into electrical power or into electrical energy converts. This electrical energy can be stored for example in an electrical energy storage such as a battery of the motor vehicle.

Eine elektrische Fahrt, insbesondere Konstantfahrt, ist bei stehender beziehungsweise deaktivierter Verbrennungskraftmaschine 16 mittels der ersten elektrischen Maschine 32 darstellbar, indem beispielsweise die Räder 28 von der ersten elektrischen Maschine 32 angetrieben werden. Darüber hinaus ist eine Rekuperation mittels der ersten elektrischen Maschine 32 möglich. Im Rahmen der Rekuperation wird die erste elektrische Maschine 32, insbesondere ihr Rotor, beispielsweise von den Rädern 28 angetrieben, über welche der sich bewegende Kraftwagen 10 auf einer Fahrbahn abrollt. Bei der Rekuperation wird die erste elektrische Maschine 32 als Generator betrieben, mittels welchem kinetische Energie des sich bewegenden Kraftwagens 10 in elektrische Energie umgewandelt wird, wodurch der Kraftwagen 10 abgebremst beziehungsweise verlangsamt wird.An electric drive, in particular constant travel, is when the internal combustion engine is stationary or deactivated 16 by means of the first electric machine 32 representable by, for example, the wheels 28 from the first electric machine 32 are driven. In addition, a recuperation by means of the first electric machine 32 possible. As part of recuperation, the first electric machine 32 , in particular its rotor, for example from the wheels 28 driven, over which the moving cars 10 rolling on a roadway. When recuperation becomes the first electric machine 32 operated as a generator, by means of which kinetic energy of the moving motor vehicle 10 is converted into electrical energy, causing the car 10 slowed down or slowed down.

Durch eine kombinierte Ansteuerung der elektrischen Maschinen 32 und 34 ist eine stufenlos verstellbare Lasteinleitung in die Antriebseinheit 30, insbesondere in das Planetengetriebe 36, realisierbar. Diese Lasteinleitung kann beispielsweise einen mechanischen Durchtrieb zwischen dem Vorderachsdifferential 52 und der Verbrennungskraftmaschine 16 oder eine Kombination aus Laden der Batterie und mechanischem Durchtrieb umfassen. Vorteilhaft bei der Ansteuerung der beispielsweise als Elektromotoren arbeitenden elektrischen Maschinen 32 und 34 ist eine Kopplung zu einer Steuereinheit zum Ansteuern des Getriebes 20, um aus Gangwechsel resultierende Drehzahländerung der Verbrennungskraftmaschine 16, insbesondere der Abtriebswelle 18, rechtzeitig beachten zu können. Die jeweiligen Ausmaße beziehungsweise Abmessungen und Übersetzungsverhältnisse der beim Antriebsstrang 12 zum Einsatz kommenden Komponenten insbesondere hinsichtlich Drehzahlband, Drehmomenten und Leistung, sind entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall anzupassen.By a combined control of the electrical machines 32 and 34 is a steplessly adjustable load introduction into the drive unit 30 , in particular in the planetary gear 36 , feasible. This load introduction, for example, a mechanical drive between the Vorderachsdifferential 52 and the internal combustion engine 16 or a combination of charging the battery and mechanical drive. Advantageous in the control of example as Electric motors working electrical machines 32 and 34 is a coupling to a control unit for driving the transmission 20 to speed change of the internal combustion engine resulting from gear change 16 , in particular the output shaft 18 to be able to observe in time. The respective dimensions or dimensions and transmission ratios of the drive train 12 components to be used, in particular with regard to the speed band, torques and power, are to be adapted according to the respective application.

Der genannte Energiespeicher ist beispielsweise eine Batterie oder ein Superkondensator. Ferner können mehrere Energiespeicher zum Einsatz kommen, wobei wenigstens einer der Energiespeicher beispielsweise eine Batterie und wenigstens ein weiterer der Energiespeicher ein Superkondensator ist. Auch eine Kombination dieser Energiespeicher mit einer entsprechenden Energieumwandlung zwischen den zwei Energiespeichern ist vorstellbar. Eine entsprechende Dimensionierung der Energiespeicher ist für den jeweiligen Anwendungsfall auszulegen beziehungsweise anzupassen.Said energy store is for example a battery or a supercapacitor. Furthermore, a plurality of energy storage devices may be used, wherein at least one of the energy storage devices is, for example, a battery and at least one further energy storage device is a supercapacitor. A combination of these energy storage with a corresponding energy conversion between the two energy storage is conceivable. An appropriate dimensioning of the energy storage is interpreted or adapted for the particular application.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Kraftwagenmotor vehicle
1212
Antriebsstrangpowertrain
1414
Pfeilarrow
1616
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1818
Abtriebswelleoutput shaft
2020
Getriebetransmission
2222
Hinterachserear axle
2424
Radwheel
2626
VorderachseFront
2828
Radwheel
3030
Antriebseinheitdrive unit
3232
erste elektrische Maschinefirst electric machine
3434
zweite elektrische Maschinesecond electric machine
3636
Planetengetriebeplanetary gear
3838
Hohlradring gear
4040
Sonnenradsun
4242
Wellewave
4444
Planetenradplanet
4646
Planetenträgerplanet carrier
4848
Wellewave
5050
Wellewave
5151
Kegelradgetriebebevel gear
5252
Vorderachsdifferentialfront axle
5454
Kegelradbevel gear
5656
Kegelradbevel gear
5858
Wellewave
6060
Zahnradgear
6262
Tellerradcrown
S1S1
erste Ausführungsformfirst embodiment
S2S2
zweite Ausführungsformsecond embodiment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009050957 A1 [0002] DE 102009050957 A1 [0002]

Claims (4)

Antriebsstrang (12) für einen Kraftwagen (10), mit einer eine Abtriebswelle (18) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (16), mit einem Getriebe (20), mit einer Hinterachse (22), deren Räder (24) über das Getriebe (20) von der Verbrennungskraftmaschine (16) antreibbar sind, mit einer ersten elektrischen Maschine (32), mit einer zweiten elektrischen Maschine (34), und mit einer Vorderachse (26), dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetengetriebe (36) vorgesehen ist, welches einen mit der Abtriebswelle (18) gekoppelten Planetenträger (46), ein mit der ersten elektrischen Maschine (32) gekoppeltes Hohlrad (38), und ein mit der zweiten elektrischen Maschine (34) gekoppeltes Sonnenrad (40) aufweist, wobei Räder (28) der Vorderachse (26) von der ersten elektrischen Maschine (32) antreibbar sindPowertrain ( 12 ) for a motor vehicle ( 10 ), with an output shaft ( 18 ) having internal combustion engine ( 16 ), with a transmission ( 20 ), with a rear axle ( 22 ), whose wheels ( 24 ) via the gearbox ( 20 ) of the internal combustion engine ( 16 ) are drivable with a first electric machine ( 32 ), with a second electric machine ( 34 ), and with a front axle ( 26 ), characterized in that a planetary gear ( 36 ) is provided, which one with the output shaft ( 18 ) coupled planet carrier ( 46 ), one with the first electric machine ( 32 ) coupled ring gear ( 38 ), and one with the second electric machine ( 34 ) coupled sun wheel ( 40 ), where wheels ( 28 ) of the front axle ( 26 ) of the first electric machine ( 32 ) are drivable Antriebsstrang (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Richtung der Abtriebswelle (18) parallel zur axialen Richtung der jeweiligen elektrischen Maschinen (32, 34) verläuft.Powertrain ( 12 ) according to claim 1, characterized in that the axial direction of the output shaft ( 18 ) parallel to the axial direction of the respective electrical machines ( 32 . 34 ) runs. Antriebsstrang (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Richtung der Abtriebswelle (18) schräg oder senkrecht zur axialen Richtung der jeweiligen elektrischen Maschinen (32, 34) verläuft.Powertrain ( 12 ) according to claim 1, characterized in that the axial direction of the output shaft ( 18 ) obliquely or perpendicular to the axial direction of the respective electrical machines ( 32 . 34 ) runs. Antriebsstrang (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf einen Drehmomentfluss von der Abtriebswelle (18) zu der Vorderachse (26) zwischen dieser und der Abtriebswelle (18) ein Kegelradgetriebe angeordnet ist.Powertrain ( 12 ) according to one of the preceding claims, characterized in that, based on a torque flow from the output shaft ( 18 ) to the front axle ( 26 ) between this and the output shaft ( 18 ) A bevel gear is arranged.
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