DE102017005023A1 - Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebstrang (10) in Trans-Axle-Bauweise für ein Hybridfahrzeug, mit einem Hauptgetriebe (12), mit einer Verbrennungskraftmaschine (14), deren Abtriebswelle (18) ein erstes Ende (22) mit einem ersten Abgang (24) und ein dem ersten Ende (22) gegenüberliegendes zweites Ende (26) mit einem zweiten Abgang (28) aufweist, über welchen das Hauptgetriebe (12) und über dieses erste Räder (32) einer ersten Achse (30) von der Verbrennungskraftmaschine (14) antreibbar sind, mit einer elektrischen Maschine (40), mittels welcher zweite Räder (36) einer zweiten Achse (34) antreibbar sind, und mit wenigstens zwei jeweils zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltbaren Kupplungseinrichtung (42, 44), wobei eine erste der Kupplungseinrichtungen (42) in einem ersten Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine (40) zu dem ersten Abgang (24) zwischen diesem und der elektrischen Maschine (40) angeordnet ist, und wobei die zweite Kupplungseinrichtung (44) in einem zweiten Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine (40) zu der zweiten Achse (34) zwischen dieser und der elektrischen Maschine (40) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang in Trans-Axle-Bauweise für ein Hybridfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Ein solcher, als Hybridantriebsstrang ausgebildeter Antriebsstrang in Trans-Axle-Bauweise für ein Hybridfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, ist beispielsweise bereits aus der DE 10 2016 002 868 A1 bekannt. Der Antriebsstrang umfasst eine beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine, welche eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle umfasst. Die Abtriebswelle weist ein erstes Ende mit einem ersten Abgang und einem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende mit einem zweiten Abgang auf. Über die jeweiligen Abgänge und somit über die jeweiligen Enden kann die Abtriebswelle jeweilige Drehmomente bereitstellen.
  • Über den zweiten Abgang ist das beispielsweise mehrere, voneinander unterschiedliche Übersetzungen aufweisende Hauptgetriebe von der Abtriebswelle und somit von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Mit anderen Worten können über den zweiten Abgang von der Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle bereitgestellte Drehmomente von der Verbrennungskraftmaschine abgeführt und in das Hauptgetriebe eingeleitet werden. Über das Hauptgetriebe wiederum sind erste Räder einer ersten Achse von der Abtriebswelle und somit von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar.
  • Außerdem umfasst der Antriebsstrang eine elektrische Maschine, mittels welcher zweite Räder einer zweiten Achse antreibbar sind. Die Achsen sind beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet. Die erste Achse ist beispielsweise eine Hinterachse, sodass die ersten Räder beispielsweise Hinterräder sind. Ferner ist die zweite Achse beispielsweise eine Vorderachse, sodass die zweiten Räder beispielsweise Vorderräder sind. Des Weiteren sind wenigstens zwei Kupplungseinrichtungen vorgesehen, welche jeweils zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltbar sind. Mit anderen Worten können die Kupplungseinrichtungen geöffnet und geschlossen werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb auf gewichts-, bauraum- und kostengünstige Weise darstellbar ist.
  • 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.
  • Um einen Antriebsstrang der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb auf gewichts-, bauraum- und kostengünstige Weise realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine erste der Kupplungseinrichtungen in einem beziehungsweise bezogen auf einen ersten Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine zu dem ersten Abgang zwischen dem ersten Abgang und der elektrischen Maschine angeordnet ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise insbesondere dann, wenn die erste Kupplungseinrichtung geschlossen ist, die Abtriebswelle über den ersten Abgang von der elektrischen Maschine angetrieben werden kann. Hierdurch kann die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise angelassen, das heißt gestartet werden und/oder es ist ein sogenannter Boost-Betrieb realisierbar, in dessen Rahmen beispielsweise die elektrische Maschine die Abtriebswelle und somit die Verbrennungskraftmaschine beim Antreiben der ersten Räder unterstützt.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass über die erste Kupplungseinrichtung insbesondere dann, wenn diese geschlossen ist, die elektrische Maschine über den ersten Abgang von der Abtriebswelle und somit von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, sodass dann beispielsweise der erste Drehmomentenfluss negativ ist beziehungsweise von dem ersten Abgang über die erste Kupplungseinrichtung zu der elektrischen Maschine verläuft.
  • Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zweite Kupplungseinrichtung in einem zweiten Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine zu der zweiten Achse zwischen der zweiten Achse und der elektrischen Maschine angeordnet ist. Somit kann insbesondere dann, wenn die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen ist, die zweite Achse beziehungsweise die zweiten Räder über die zweite Kupplungseinrichtung von der elektrischen Maschine angetrieben werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass insbesondere dann, wenn die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen ist, die elektrische Maschine über die zweite Kupplungseinrichtung von der zweiten Achse und somit von den zweiten Rädern angetrieben wird, sodass dann beispielsweise der zweite Drehmomentenfluss negativ ist beziehungsweise von der zweiten Achse beziehungsweise von den zweiten Rädern zu der elektrischen Maschine verläuft.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang ist auf besonders bauraum-, gewichts- und kostengünstige Weise ein Allradantrieb darstellbar, da die ersten Räder von der Verbrennungskraftmaschine und die zweiten Räder von der elektrischen Maschine antreibbar sind und daher im Vergleich zum Stand der Technik keine zweite elektrische Maschine erforderlich ist. Somit kann beispielsweise die elektrische Maschine des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs die einzige Traktionsmaschine sein, mittels welcher Räder des Kraftfahrzeugs und dabei vorliegend die zweiten Räder antreibbar sind. Ferner ist im Vergleich zum Stand der Technik keine weitere Kupplung zwischen einer zweiten elektrischen Maschine und der Verbrennungskraftmaschine erforderlich, da schon eine solche zweite elektrische Maschine vermieden werden kann. Dadurch können die Teileanzahl und somit das Gewicht und der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
  • Ferner ist es bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang möglich, den Antriebsstrang beziehungsweise das Hybridfahrzeug als P0-Hybrid oder als P4-Hybrid, das heißt in P0-Anordnung oder in P4-Anordnung zu betreiben.
  • Hierzu ist vorzugsweise ein erster Betriebszustand vorgesehen, in welchem die erste Kupplungseinrichtung geschlossen und die zweite Kupplungseinrichtung geöffnet ist. Ferner ist vorzugsweise ein zweiter Betriebszustand vorgesehen, in welchem die erste Kupplungseinrichtung geöffnet und die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen ist. Insbesondere ist ein dritter Betriebszustand denkbar, in welchem beispielsweise beide Kupplungseinrichtungen gleichzeitig geschlossen sind. Alternativ oder zusätzlich ist ein vierter Betriebszustand denkbar, in welchem beide Kupplungseinrichtungen gleichzeitig geöffnet sind. Beispielsweise durch den vierten Betriebszustand und/oder durch den ersten Betriebszustand kann ein Zweiradbetrieb dargestellt werden, da dann beispielsweise die ersten Räder von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden beziehungsweise angetrieben werden können, während die zweiten Räder weder von der elektrischen Maschine noch von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden können.
  • Der erfindungsgemäße Antriebsstrang ermöglicht somit die Kombination der P4-Anordnung mit der P0-Anordnung in Kombination mit der Trans-Axle-Bauweise, sodass der Bauraumbedarf des Antriebsstrangs besonders gering gehalten werden kann. Durch den Einsatz der beiden Kupplungseinrichtungen kann die elektrische Maschine wahlweise zur Realisierung der P4-Anordnung oder P0-Anordnung, das heißt wahlweise zur Realisierung eines Betriebs gemäß der P4-Anordnung oder zur Realisierung des Betriebs gemäß der P0-Anordnung verwendet werden. Zur Realisierung des Betriebs gemäß der P0-Anordnung ist beispielsweise die erste Kupplungseinrichtung geschlossen, während die zweite Kupplungseinrichtung geöffnet ist. Somit ist beispielsweise der Betrieb gemäß der P0-Anordnung in dem ersten Betriebszustand darstellbar.
  • Zur Realisierung des Betriebs gemäß der P4-Anordnung ist beispielsweise die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen, während die erste Kupplungseinrichtung geöffnet ist. So kann beispielsweise der Betrieb gemäß der P4-Anordnung mittels des zweiten Betriebszustands realisiert werden.
  • 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.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 3 ausschnittsweise eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs gemäß einer dritten Ausführungsform;
  • 4 ausschnittsweise eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs gemäß einer vierten Ausführungsform; und
  • 5 ausschnittsweise eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs gemäß einer fünften Ausführungsform.
  • In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines als Hybridantriebsstrang ausgebildeten Antriebsstrangs 10 in Trans-Axle-Bauweise für ein Hybridfahrzeug, welches vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildet ist. Der Antriebsstrang 10 umfasst ein Hauptgetriebe 12, welches beispielsweise als Doppelkupplungsgetriebe (DCT) ausgebildet ist. Das Hauptgetriebe 12 weist beispielsweise eine Mehrzahl von voneinander unterschiedlichen Übersetzungen auf, welche eingelegt beziehungsweise aktiviert und ausgelegt beziehungsweise deaktiviert werden können. Die Übersetzungsstufen sind beispielsweise Bestandteile von jeweiligen Gang-, Übersetzungs- oder Fahrstufen.
  • Der Antriebsstrang 10 umfasst ferner eine Verbrennungskraftmaschine 14, welche beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist und eine Mehrzahl von als Zylinder ausgebildeten Brennräumen 16 aufweist. Ferner weist die Verbrennungskraftmaschine 14 eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle 18 auf, welche beispielsweise drehbar an einem Motorgehäuse 20 der Verbrennungskraftmaschine 14 gelagert ist. Die Abtriebswelle 18 weist ein erstes Ende 22 mit einem ersten Abgang 24 und ein zweites Ende 26 mit einem zweiten Abgang 28 auf. Über die jeweiligen Abgänge 24 und 28 kann die Abtriebswelle 18 Drehmomente bereitstellen, sodass die Verbrennungskraftmaschine 14 über die Abtriebswelle 18 und dabei über die Abgänge 24 und 28 Drehmomente bereitstellen kann.
  • Der Antriebsstrang 10 umfasst eine als Hinterachse ausgebildete erste Achse 30, welche als Hinterräder ausgebildete erste Räder 32 aufweist. Außerdem weist der Antriebsstrang 10 eine als Vorderachse ausgebildete zweite Achse 34 auf, welche zweite Räder 36 in Form von Vorderrädern umfasst. Die Achsen 30 und 34 sind in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet, wobei die Vorderachse bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Hybridfahrzeugs vor der Hinterachse angeordnet ist. Unter der Trans-Axle-Bauweise ist – wie aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt ist – zu verstehen, dass die Verbrennungskraftmaschine 14 der Vorderachse zugeordnet ist, während das Hauptgetriebe 12 der Hinterachse zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass die Verbrennungskraftmaschine 14 in der Nähe oder auf der Vorderachse angeordnet ist, während das Hauptgetriebe 14 in der Nähe beziehungsweise auf der Hinterachse angeordnet ist. Hierdurch kann beispielsweise eine besonders vorteilhafte Gewichtsverteilung realisiert werden.
  • Aus 1 ist erkennbar, dass das Hauptgetriebe 12 über den zweiten Abgang 28 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 14 antreibbar ist. Ferner sind die ersten Räder 32 von dem beziehungsweise über das Hauptgetriebe 12 antreibbar, sodass die ersten Räder 32 über das Hauptgetriebe 12 und über den zweiten Abgang 28 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 14 antreibbar sind. Dies bedeutet, dass Drehmomente, die die Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle 18 und dabei über den zweiten Abgang 28 bereitstellt, in das Hauptgetriebe 12 eingeleitet werden können. Dabei ist beispielsweise die Abtriebswelle 18 über den zweiten Abgang 28 mit einer Getriebeeingangswelle 38 des Hauptgetriebes 12, insbesondere drehfest, verbunden oder verbindbar.
  • Der Antriebsstrang 10 umfasst ferner eine elektrische Maschine 40, welche – wie im Folgenden noch genauer erläutert wird – als Traktionsmaschine ausgebildet ist. Dabei ist die elektrische Maschine 40 die einzige Traktionsmaschine des Antriebsstrangs 10. Mit anderen Worten umfasst der Antriebsstrang 10 vorzugsweise lediglich beziehungsweise genau eine Traktionsmaschine, welche als die elektrische Maschine 40 ausgebildet ist. Mittels der elektrischen Maschinen 40 (Traktionsmaschine) sind beziehungsweise ist die zweiten Räder 36 beziehungsweise die zweite Achse 34 antreibbar.
  • Des Weiteren umfasst der Antriebsstrang 10 zwei Kupplungseinrichtungen 42 und 44, welche jeweils zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltbar sind. Die Kupplungseinrichtung 42 und 44 sind insbesondere als Trennkupplungen ausgebildet. Insbesondere ist es denkbar, dass die jeweilige Kupplungseinrichtung 42 beziehungsweise 44 als reibschlüssige Kupplung und dabei beispielsweise als Lamellenkupplung oder aber als formschlüssige Kupplung und dabei beispielsweise als Klauenkupplung ausgebildet ist. In dem jeweiligen geöffneten Zustand ist die jeweilige Kupplungseinrichtung 42 beziehungsweise 44 geöffnet. In dem jeweiligen geschlossenen Zustand ist die jeweilige Kupplungseinrichtung 42 beziehungsweise 44 geschlossen.
  • Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb des Antriebsstrangs 10 und somit des Hybridfahrzeugs insgesamt realisieren zu können, ist die erste Kupplungseinrichtung 42 in einem beziehungsweise bezogen auf einen ersten Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine 40 zu dem ersten Abgang 24 zwischen dem ersten Abgang 24 und der elektrischen Maschine 40 angeordnet. Außerdem ist die zweite Kupplungseinrichtung 44 in einem beziehungsweise bezogen auf einen zweiten Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine 40 zu der zweiten Achse 34 beziehungsweise zu den zweiten Rädern 36 zwischen der zweiten Achse 34 und der elektrischen Maschine 40 angeordnet.
  • Die elektrische Maschine 40 ist beispielsweise als Elektromotor und somit in einem Motorbetrieb betreibbar. In dem Motorbetrieb stellt die elektrische Maschine 40, insbesondere über ihren Rotor, Drehmomente bereit. Beispielsweise in einem ersten Betriebszustand, in welchem die erste Kupplungseinrichtung 42 geschlossen ist, während die zweite Kupplungseinrichtung 44 geöffnet ist, können beispielsweise die von der elektrischen Maschine 40 bereitgestellten Drehmomente über die Kupplungseinrichtung 42 auf den Abgang 24 und somit auf die Abtriebswelle 18 übertragen werden, sodass dann beispielsweise die Abtriebswelle 18 von der elektrischen Maschine 40 über die Kupplungseinrichtung 42 angetrieben werden kann. Hierdurch kann beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 14 gestartet beziehungsweise angelassen werden. Alternativ oder zusätzlich kann in dem ersten Betriebszustand die Verbrennungskraftmaschine 14 beim Antreiben der Räder 32 von der elektrischen Maschine 40 unterstützt werden. In dem ersten Betriebszustand und dann, wenn die elektrische Maschine 14 als Elektromotor betrieben wird, unterbleibt ein durch die elektrische Maschine 40 bewirktes Antreiben der Räder 36, da die Kupplungseinrichtung 44 geöffnet ist, unterbleibt ein durch die Verbrennungskraftmaschine 14 bewirktes Antreiben der Räder 36. Somit ist beispielsweise in dem ersten Betriebszustand ein Zweiradantrieb angestellt, da bezogen auf die Räder 32 und 36 lediglich die Räder 32 angetrieben werden.
  • Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine 40 in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. In dem Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine 40 über die Kupplungseinrichtung 42 von der Abtriebswelle 18 angetrieben und wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. Bezogen auf den ersten Betriebszustand wird dann die elektrische Maschine 40 beispielsweise über den Abgang 24 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 14 angetrieben. Ein durch die Räder 36 bewirktes Antreiben der elektrischen Maschine 40 unterbleibt, da die Kupplungseinrichtung 44 geöffnet ist. Hierdurch kann beispielsweise eine Lastpunktverschiebung realisiert werden, sodass ein besonders effizienter Betrieb darstellbar ist.
  • In einem zweiten Betriebszustand ist es denkbar, dass die erste Kupplungseinrichtung 42 geöffnet ist, während die zweite Kupplungseinrichtung 44 geschlossen ist. Wird dabei beispielsweise die elektrische Maschine 40 als Elektromotor betrieben, so werden die Räder 36 über die Kupplungseinrichtung 44 von der elektrischen Maschine 40 angetrieben. Ein durch die elektrische Maschine 40 bewirktes Antreiben der Abtriebswelle 18 unterbleibt, da die Kupplungseinrichtung 42 geöffnet ist. Werden zudem die Räder 32 über den Abgang 28 von der Abtriebswelle 18 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 14 angetrieben, so ist dadurch ein Allrad- beziehungsweise Vierradantrieb darstellbar, da die Räder 32 von der Verbrennungskraftmaschine 14 und die Räder 36 von der elektrischen Maschine 40 angetrieben werden. Wird in dem zweiten Betriebszustand beispielsweise die elektrische Maschine 40 als Generator betrieben, so wird die elektrische Maschine 40 über die Kupplungseinrichtung 44 von den Rädern 36 angetrieben, während ein durch die Abtriebswelle 18 bewirktes Antreiben der elektrischen Maschine 40 unterbleibt.
  • Ferner ist aus 1 erkennbar, dass die Achse 34 ein als Differential beziehungsweise Differentialgetriebe ausgebildetes Achsgetriebe 46 aufweist, über welches beispielsweise die Räder 36 von der elektrischen Maschine 40 angetrieben werden können. Somit können die Räder 36 über das als Getriebe 46 und die Kupplungseinrichtung 44, insbesondere wenn diese geschlossen ist, von der elektrischen Maschine 40 angetrieben werden.
  • Durch den Einsatz der beiden Kupplungseinrichtungen 42 und 44 kann die elektrische Maschine 40 zur Realisierung eines P4-Hybrids oder eines P0-Hybrids verwendet werden. Mit anderen Worten kann wahlweise zwischen einem Betrieb gemäß der P4-Anordnung und einem Betrieb gemäß der P0-Anordnung umgeschaltet werden.
  • Werden als die Kupplungseinrichtungen 42 und 44 reibschlüssige Kupplungen verwendet, so ist bei günstiger Übersetzungswahl für wenigstens einen Gang des beispielsweise als Schaltgetriebe ausgebildeten und im Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Hauptgetriebes 12 ein rein mechanischer Allrad darstellbar, zum Beispiel in dem dritten Gang des Hauptgetriebes 12. Die Getriebebauart des Getriebes 12 ist zumindest im Wesentlichen unabhängig von der Vorderachse, sodass das Hauptgetriebe 12 als Schaltgetriebe, insbesondere als Handschaltgetriebe, als automatisiertes Schaltgetriebe, als Automatikgetriebe, insbesondere als Wandler-Automatikgetriebe oder aber als anderweitiges Getriebe ausgebildet sein kann.
  • 2 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform des Antriebsstrangs 10. Bei der zweiten Ausführungsform weist das Achsgetriebe 46 beispielsweise eine Übersetzung i = 2,5 auf. Ferner ist beispielsweise bezogen auf einen Drehmomentenfluss von der Kupplungseinrichtung 44 zu der Achse 34 ein Planetengetriebe 48 angeordnet, welches beispielsweise eine Übersetzung, insbesondere eine Standübersetzung, von i = 1,8 aufweist. Des Weiteren ist beispielsweise in einem Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine 40 zu der Kupplungseinrichtung 42 und/oder zu der Kupplungseinrichtung 44 ein Planetengetriebe 50 angeordnet, welches beispielsweise eine Übersetzung, insbesondere eine Standübersetzung, von i = 2 aufweist. Die Vorderachse hat beispielsweise die Übersetzung des dritten Gangs des Hauptgetriebes 12, wobei die Übersetzung beispielsweise 7,0 beträgt. Ferner beträgt beispielsweise ein dynamischer Radius rdyn = 0,35 m, wobei die elektrische Maschine 40 beispielsweise eine maximale Drehzahl von 21000 Umdrehungen pro Minute aufweist. Insbesondere sind folgende Betriebsmodi denkbar: P4 bis 132 Kilometer pro Stunde (inklusive E-Fahrt); P0 über gesamten Geschwindigkeitsbereich; mechanischer Allrad in G1–3, wobei in G1 und in G2 mit Schlupf.
  • P4 ermöglicht dabei einen elektrischen Allrad, eine reine E-Fahrt über die Vorderachse, Rekuperieren und Boosten. P0 ermöglicht einen Motorstart, eine Bordnetzversorgung, Rekuperieren, Boosten und eine Lastpunktverschiebung.
  • 3 zeigt eine dritte Ausführungsform, bei welcher eine Queranordnung der elektrischen Maschine 40 vorgesehen ist. Im Gegensatz dazu ist bei der ersten Ausführungsform und bei der zweiten Ausführungsform eine Längsanordnung der elektrischen Maschine vorgesehen. Unter der Längsanordnung ist insbesondere zu verstehen, dass eine Drehachse, um die der Rotor der elektrischen Maschine 40 relativ zu einem Stator der elektrischen Maschine 40 drehbar ist, zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Bei der Queranordnung verläuft die Drehachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung. Dabei kann die elektrische Maschine 40 die Abtriebswelle 18 beispielsweise über eine Hohlwelle 52 antreiben, durch welche eine Antriebswelle 54 hindurch führt, über welche zumindest eines der Räder 36 von der elektrischen Maschine 40 angetrieben werden kann.
  • 4 zeigt eine vierte Ausführungsform, bei welche eine Queranordnung der elektrischen Maschine 40 vorgesehen ist. Ferner kann an der Vorderachse eine bedarfsgerechte Drehmomentenverteilung, das heißt ein sogenannter Torquesplit realisiert werden. Insbesondere ist eine asymmetrische Drehmomentenverteilung auf die Räder 36 denkbar. Hierzu umfasst beispielsweise die Kupplungseinrichtung 44 eine erste Kupplungseinheit 56, über welche ein erstes der Räder 36 antreibbar ist. Ferner umfasst die Kupplungseinrichtung 44 eine zweite Kupplungseinheit 58, über welche ein zweites der Räder 36 antreibbar ist. Durch entsprechendes Ansteuern der Kupplungseinheiten 56 und 58 kann auf die Räder 36 ein jeweiliges, von der elektrischen Maschine 40 bereitgestelltes Drehmoment bedarfsgerecht und insbesondere unterschiedlich aufgeteilt werden. Hierdurch ist eine asymmetrische Momentenverteilung darstellbar.
  • Schließlich zeigt 5 eine fünfte Ausführungsform, bei welcher eine Queranordnung der elektrischen Maschine 40 vorgesehen ist. Dabei sitzt die Kupplungseinrichtung 42 direkt an der Abtriebswelle 18, insbesondere an dem Abgang 24, was besonders vorteilhaft für eine Schwingungsentkopplung ist. Auch bei der fünften Ausführungsform ist eine asymmetrische Momentenverteilung an der Vorderachse darstellbar.
  • Insbesondere lassen sich folgende Vorteile realisieren:
    • – Kombination zweier Parallelhybridkonfigurationen (P0-Anordnung und P4-Anordnung) mit nur einer elektrischen Maschine 40, sodass eventuell auf eine zweite elektrische Maschine in dem Antriebsstrang 10 verzichtet werden kann
    • – Realisierung eines Vier- beziehungsweise Allradantriebs in Kombination mit der Trans-Axle-Bauweise
    • – ein durch die Trans-Axle-Bauweise gegebener Bauraum beziehungsweise Bauraumbedarf kann durch Nutzung nicht nur eines, sondern der beiden, auch als Kurbelwellenausgänge bezeichneten Abgänge 24 und 28 optimal genutzt werden
    • – eine Drehmomentenverteilung zwischen der Vorderachse und der Hinterachse kann im Rahmen der Möglichkeiten der elektrischen Maschine 40 zumindest im Wesentlichen frei eingestellt werden
    • – bei einem Betrieb gemäß der P0-Anordnung ist ein Motorstart über die elektrische Maschine 40 möglich, sodass ein zusätzlicher Generator und ein zusätzlicher Starter beziehungsweise Anlasser entfallen können
    • – fällt beispielsweise das Hauptgetriebe 12 aus, so ist dadurch ein Notlauf realisierbar, sodass die Achse 34 beziehungsweise die Räder 36 von der elektrischen Maschine 40 angetrieben werden können
    • – Ankriechen über die elektrische Maschine 40 im P4-Modus möglich; dadurch ideale Schwingungsentkopplung und keine Drehmomentoszillierung durch das Anfahrelement im Hauptgetriebe 12
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Antriebsstrang
    12
    Hauptgetriebe
    14
    Verbrennungskraftmaschine
    16
    Brennräume
    18
    Abtriebswelle
    20
    Motorgehäuse
    22
    erstes Ende
    24
    erster Abgang
    26
    zweites Ende
    28
    zweiter Abgang
    30
    erste Achse
    32
    erste Räder
    34
    zweite Achse
    36
    zweite Räder
    38
    Getriebeeingangswelle
    40
    elektrische Maschine
    42
    erste Kupplungseinrichtung
    44
    zweite Kupplungseinrichtung
    46
    Achsgetriebe
    48
    Planetengetriebe
    50
    Planetengetriebe
    52
    Hohlwelle
    54
    Antriebswelle
    56
    Kupplungseinheit
    58
    Kupplungseinheit
  • 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 102016002868 A1 [0002]

Claims (4)

  1. Antriebstrang (10) in Trans-Axle-Bauweise für ein Hybridfahrzeug, mit einem Hauptgetriebe (12), mit einer Verbrennungskraftmaschine (14), deren Abtriebswelle (18) ein erstes Ende (22) mit einem ersten Abgang (24) und ein dem ersten Ende (22) gegenüberliegendes zweites Ende (26) mit einem zweiten Abgang (28) aufweist, über welchen das Hauptgetriebe (12) und über dieses erste Räder (32) einer ersten Achse (30) von der Verbrennungskraftmaschine (14) antreibbar sind, mit einer elektrischen Maschine (40), mittels welcher zweite Räder (36) einer zweiten Achse (34) antreibbar sind, und mit wenigstens zwei jeweils zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltbaren Kupplungseinrichtung (42, 44), dadurch gekennzeichnet, dass: – eine erste der Kupplungseinrichtungen (42) in einem ersten Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine (40) zu dem ersten Abgang (24) zwischen diesem und der elektrischen Maschine (40) angeordnet ist; und – die zweite Kupplungseinrichtung (44) in einem zweiten Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine (40) zu der zweiten Achse (34) zwischen dieser und der elektrischen Maschine (40) angeordnet ist.
  2. Antriebsstrang (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: – ein erster Betriebszustand vorgesehen ist, in welchem die erste Kupplungseinrichtung (42) geschlossen und die zweite Kupplungseinrichtung (44) geöffnet ist; und – ein zweiter Betriebszustand vorgesehen ist, in welchem die erste Kupplungseinrichtung (42) geöffnet und die zweite Kupplungseinrichtung (44) geschlossen ist.
  3. Antriebsstrang (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Drehmomentenfluss zwischen der elektrischen Maschine (40) und dem ersten Abgang (24) ein Planetengetriebe (48) angeordnet ist.
  4. Antriebsstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Drehmomentenfluss zwischen der elektrischen Maschine (40) und der zweiten Achse (34) ein Planetengetriebe (50) angeordnet ist.
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WO2019141514A1 (de) * 2018-01-22 2019-07-25 Magna powertrain gmbh & co kg Fahrzeug mit verteilergetriebe und verfahren zum betrieb eines fahrzeugs mit einem verteilergetriebe
WO2023174474A1 (de) 2022-03-18 2023-09-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum starten einer verbrennungskraftmaschine eines hybridfahrzeugs, computerlesbares speichermedium und hybridfahrzeugantriebstrang

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