DE102018132150A1 - Hybrid powertrain with two electric motors and four-wheel drive option - Google Patents

Hybrid powertrain with two electric motors and four-wheel drive option Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang (10) in einem Fahrzeug, aufweisend einen Verbrennungsmotor (12) zur Bewirkung eines ersten Antriebsmoments, einen ersten Elektromotor (14), der in Reihe zu dem Verbrennungsmotor (12) angeordnet ist und einen zweiten Elektromotor (24) zur Bewirkung eines zweiten Antriebsmoments, wobei das erste Antriebsmoment an einer ersten Fahrzeugachse (20) und das zweite Antriebsmoment an einer zweiten Fahrzeugachse (28) anliegen kann, wobei eine Trennkupplung (16) vorgesehen ist, über die der Verbrennungsmotor (12) mittelbar oder unmittelbar mit der ersten Fahrzeugachse (20) zur Drehmomentübertragung wahlweise verbindbar ist.The invention relates to a hybrid drive train (10) in a vehicle, comprising a combustion engine (12) for effecting a first drive torque, a first electric motor (14) arranged in series with the combustion engine (12) and a second electric motor (24) Effecting a second drive torque, the first drive torque being able to be applied to a first vehicle axle (20) and the second drive torque being applied to a second vehicle axle (28), a separating clutch (16) being provided via which the internal combustion engine (12) indirectly or directly the first vehicle axle (20) can be optionally connected for torque transmission.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a hybrid drive train in a vehicle according to the preamble of claim 1.

Ein Hybridantriebsstrang in einem Fahrzeug ist beispielsweise aus WO 2006/115009 A1 bekannt. Darin wird Hybridantriebsstrang in einem Fahrzeug mit einer ersten Fahrzeugachse und einer zweiten Fahrzeugachse beschrieben. Ein Verbrennungsmotor und ein erster Elektromotor überträgt ein Antriebsmoment an die erste Fahrzeugachse und ein zweiter Elektromotor ein Antriebsmoment an die zweite Fahrzeugachse.For example, a hybrid powertrain in a vehicle is off WO 2006/115009 A1 known. It describes the hybrid drive train in a vehicle with a first vehicle axle and a second vehicle axle. An internal combustion engine and a first electric motor transmit a drive torque to the first vehicle axle and a second electric motor transmit a drive torque to the second vehicle axle.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Hybridantriebsstrang zu verbessern.The object of the present invention is to improve a hybrid drive train.

Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch einen Hybridantriebsstrang mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Entsprechend wird ein Hybridantriebsstrang in einem Fahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Verbrennungsmotor zur Bewirkung eines ersten Antriebsmoments, einen ersten Elektromotor, der in Reihe zu dem Verbrennungsmotor angeordnet ist und einen zweiten Elektromotor zur Bewirkung eines zweiten Antriebsmoments, wobei das erste Antriebsmoment an einer ersten Fahrzeugachse und das zweite Antriebsmoment an einer zweiten Fahrzeugachse anliegen kann, wobei eine Trennkupplung vorgesehen ist, über die der Verbrennungsmotor mittelbar oder unmittelbar mit der ersten Fahrzeugachse zur Drehmomentübertragung wahlweise verbindbar ist.At least one of these tasks is solved by a hybrid drive train with the features of claim 1. Accordingly, a hybrid drive train in a vehicle is proposed, comprising an internal combustion engine for effecting a first drive torque, a first electric motor which is arranged in series with the internal combustion engine and a second electric motor for effecting a second drive torque, the first drive torque on a first vehicle axle and the second drive torque can be applied to a second vehicle axle, a separating clutch being provided via which the internal combustion engine can be connected indirectly or directly to the first vehicle axle for torque transmission.

Dadurch können eine Mehrzahl an Betriebszuständen des Fahrzeugs ermöglicht werden. Das Fahrzeug kann effizienter und sparsamer betrieben werden. Die Fahrleistung des Fahrzeugs kann verbessert werden.A plurality of operating states of the vehicle can thereby be made possible. The vehicle can be operated more efficiently and economically. The mileage of the vehicle can be improved.

Die Trennkupplung kann eine Reibungskupplung sein. Die Trennkupplung kann einen Kupplungseingang und einen Kupplungsausgang aufweisen, die wahlweise miteinander reibschlüssig zur Drehmomentübertragung verbunden werden können. The separating clutch can be a friction clutch. The separating clutch can have a clutch input and a clutch output, which can optionally be connected to one another in a friction-locked manner for torque transmission.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt das erste und/oder zweite Antriebsmoment über ein einstufiges Getriebe an der jeweiligen Fahrzeugachse an. Auch kann das Getriebe mehrstufig ausgeführt sein. Das Getriebe kann ein Planetengetriebe sein.In a preferred embodiment of the invention, the first and / or second drive torque is applied to the respective vehicle axle via a single-stage transmission. The transmission can also be designed in several stages. The gear can be a planetary gear.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Trennkupplung wirksam zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnet.In a further preferred embodiment of the invention, the disconnect clutch is effectively arranged between the internal combustion engine and the transmission.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt das erste und zweite Antriebsmoment gleichzeitig an der jeweiligen Fahrzeugachse an. Dadurch kann ein Allradbetrieb des Fahrzeugs ermöglicht werden.In a preferred embodiment of the invention, the first and second drive torque are applied simultaneously to the respective vehicle axle. This enables all-wheel operation of the vehicle.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und der Abbildung.Further advantages and advantageous configurations of the invention result from the description of the figures and the illustration.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildung ausführlich beschrieben. Es zeigt:

  • 1: Einen Hybridantriebsstrang in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
The invention is described in detail below with reference to the figure. It shows:
  • 1 : A hybrid powertrain in a special embodiment of the invention.

1 zeigt einen Hybridantriebsstrang 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Hybridantriebsstrang 10 weist einen Verbrennungsmotor 12 zur Bewirkung eines ersten Antriebsmoments auf. Mit dem Verbrennungsmotor 12 ist ein erster Elektromotor 14 wirksam in Reihe geschaltet. Der erste Elektromotor 14 kann dabei ein weiteres Antriebsmoment zusätzlich oder alternativ zu dem Verbrennungsmotor 12 bereitstellen. Auch kann der erste Elektromotor 14 in einem Betriebszustand des Fahrzeugs als Generator zur Umsetzung einer durch den Verbrennungsmotor 12 eingeleiteten mechanischen Bewegungsenergie in elektrische Energie, beispielsweise zur Speisung eines Energiespeichers, insbesondere einer Batterie, wirken. 1 shows a hybrid powertrain 10th in a special embodiment of the invention. The hybrid powertrain 10th has an internal combustion engine 12 to effect a first drive torque. With the internal combustion engine 12 is a first electric motor 14 effectively connected in series. The first electric motor 14 can be a further drive torque in addition or as an alternative to the internal combustion engine 12 provide. The first electric motor can also 14 in an operating state of the vehicle as a generator for implementing one by the internal combustion engine 12 initiated mechanical kinetic energy in electrical energy, for example to feed an energy store, in particular a battery, act.

Der Verbrennungsmotor 12 ist über die Wirkung einer nachgeschalteten Trennkupplung 16 mit einem Getriebe 18, insbesondere einem einstufigen Getriebe, verbunden. Die Trennkupplung 16 kann dabei wahlweise eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und dem Getriebe 18 ermöglichen. Das Getriebe 18 ist wiederum mit einer ersten Fahrzeugachse 20 verbunden. Das von dem Getriebe 18 ausgeleitete Drehmoment kann an die der ersten Fahrzeugachse 20 zugeordneten Fahrzeugräder 22 geleitet werden.The internal combustion engine 12 is about the effect of a downstream disconnect clutch 16 with a gear 18th , especially a single-stage gearbox. The disconnect clutch 16 can optionally transmit torque between the internal combustion engine 12 and the transmission 18th enable. The gear 18th is again with a first vehicle axle 20th connected. The gearbox 18th derived torque can be that of the first vehicle axle 20th assigned vehicle wheels 22 be directed.

Der Hybridantriebsstrang 10 umfasst weiterhin einen zweiten Elektromotor 24, der über ein weiteres Getriebe 26, beispielsweise ein einstufiges Getriebe, mit einer zweiten Fahrzeugachse 28 des Fahrzeugs verbunden ist. Der zweite Elektromotor 24 kann ein zweites Antriebsmoment bereitstellen und über das Getriebe 26 an der zweiten Fahrzeugachse 28 zugeordnete Fahrzeugräder 30 übertragen.The hybrid powertrain 10th further includes a second electric motor 24th who has another gear 26 , for example a single-stage transmission, with a second vehicle axle 28 of the vehicle is connected. The second electric motor 24th can provide a second drive torque and via the transmission 26 on the second vehicle axle 28 assigned vehicle wheels 30th transfer.

Das von dem Verbrennungsmotor 12 bereitgestellte erste Antriebsmoment kann dabei an der ersten Fahrzeugachse 20 und das von dem zweiten Elektromotor 24 bereitgestellte zweite Antriebsmoment kann an der zweiten Fahrzeugachse 28 anliegen. In einem ersten Betriebsmodus des Fahrzeugs kann sowohl das erste Antriebsmoment als auch das zweite Antriebsmoment gleichzeitig an der jeweiligen Fahrzeugachse 20, 28 anliegen und dadurch einen Allradbetrieb des Fahrzeugs ermöglichen.That of the internal combustion engine 12 The first drive torque provided can be on the first vehicle axle 20th and that from the second electric motor 24th The second drive torque provided can be on the second vehicle axle 28 issue. In a first operating mode of the vehicle, both the first drive torque and the second drive torque can be simultaneously on the respective vehicle axle 20th , 28 apply and thereby enable all-wheel operation of the vehicle.

Es können auch weitere Betriebszustände des Fahrzeugs ermöglicht werden. Beispielsweise kann ein elektrisches Anfahren mit dem zweiten Elektromotor 24 erfolgen, wobei die Trennkupplung 16 geöffnet ist und das Fahrzeug über das der zweiten Fahrzeugachse bereitgestellte zweite Antriebsmoment angetrieben wird. Ein weiterer Betriebszustand kann vorliegen, bei dem der Verbrennungsmotor 12 mit dem ersten Elektromotor 14 als Range Extender eingesetzt wird, wobei die Trennkupplung 16 geöffnet ist und der erste Elektromotor 14 als Generator betrieben wird. Die dabei erzeugte elektrische Energie kann dem zweiten Elektromotor 26, insbesondere über eine Batterie, zufließen.Further operating states of the vehicle can also be made possible. For example, an electric start with the second electric motor 24th take place, the separating clutch 16 is opened and the vehicle is driven via the second drive torque provided to the second vehicle axle. Another operating state can exist in which the internal combustion engine 12 with the first electric motor 14 is used as a range extender, the separating clutch 16 is open and the first electric motor 14 is operated as a generator. The electrical energy generated can be the second electric motor 26 , especially from a battery.

Auch ein reines Betreiben des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor 12 bei geschlossener Trennkupplung 16 ist möglich. Auch kann das Fahrzeug gleichzeitig mit dem Verbrennungsmotor 12, dem ersten Elektromotor 14 und dem zweiten Elektromotor 24 betrieben werden, wofür die Trennkupplung 16 geschlossen ist. Dabei liegt ein Allradantrieb vor. Auch eine Energierekuperation, beispielsweise beim Bergabfahren oder bei einem Bremsvorgang des Fahrzeugs, mit dem ersten Elektromotor 14 und dem zweiten Elektromotor 24 bei geschlossener Trennkupplung 16 ist möglich.Even a pure operation of the vehicle with the internal combustion engine 12 with the disconnect clutch closed 16 is possible. The vehicle can also run simultaneously with the internal combustion engine 12 , the first electric motor 14 and the second electric motor 24th be operated, for which the disconnect clutch 16 closed is. There is an all-wheel drive. Energy recuperation, for example when driving downhill or braking the vehicle, with the first electric motor 14 and the second electric motor 24th with the disconnect clutch closed 16 is possible.

Beispielsweise kann das Fahrzeug aus einem Standbetrieb heraus bei geöffneter Trennkupplung 16 beschleunigen, indem der zweite Elektromotor 24 das zweite Antriebsmoment an die zweite Fahrzeugachse 28 überträgt. Beispielsweise kann das Fahrzeug ausschließlich über das zweite Antriebsmoment, bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit, beispielsweise 50 km/h, anfahren und ab dann beschleunigt der erste Elektromotor 14 den Verbrennungsmotor 12 auf Leerlaufdrehzahl und bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 12 wird die Trennkupplung 16 geschlossen und das Fahrzeug wird über den Verbrennungsmotor 12, den ersten Elektromotor 14 und den zweiten Elektromotor 24 gemeinsam angetrieben.For example, the vehicle can be operated from a stationary state with the clutch disconnected 16 accelerate by the second electric motor 24th the second drive torque to the second vehicle axle 28 transmits. For example, the vehicle can only start up via the second drive torque up to a certain speed, for example 50 km / h, and from then on the first electric motor accelerates 14 the internal combustion engine 12 to idle speed and when the idle speed of the internal combustion engine is reached 12 becomes the disconnect clutch 16 closed and the vehicle is powered by the internal combustion engine 12 , the first electric motor 14 and the second electric motor 24th driven together.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010th
HybridantriebsstrangHybrid powertrain
1212
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
1414
erster Elektromotorfirst electric motor
1616
TrennkupplungSeparating clutch
1818th
Getriebetransmission
2020th
erste Fahrzeugachsefirst vehicle axle
2222
FahrzeugräderVehicle wheels
2424th
zweiter Elektromotorsecond electric motor
2626
Getriebetransmission
2828
zweite Fahrzeugachsesecond vehicle axle
3030th
FahrzeugräderVehicle wheels

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2006/115009 A1 [0002]WO 2006/115009 A1 [0002]

Claims (4)

Hybridantriebsstrang (10) in einem Fahrzeug, aufweisend einen Verbrennungsmotor (12) zur Bewirkung eines ersten Antriebsmoments, einen ersten Elektromotor (14), der in Reihe zu dem Verbrennungsmotor (12) angeordnet ist und einen zweiten Elektromotor (24) zur Bewirkung eines zweiten Antriebsmoments, wobei das erste Antriebsmoment an einer ersten Fahrzeugachse (20) und das zweite Antriebsmoment an einer zweiten Fahrzeugachse (28) anliegen kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennkupplung (16) vorgesehen ist, über die der Verbrennungsmotor (12) mittelbar oder unmittelbar mit der ersten Fahrzeugachse (20) zur Drehmomentübertragung wahlweise verbindbar ist.Hybrid drive train (10) in a vehicle, having an internal combustion engine (12) for effecting a first drive torque, a first electric motor (14) which is arranged in series with the internal combustion engine (12) and a second electric motor (24) for effecting a second drive torque , wherein the first drive torque can be applied to a first vehicle axle (20) and the second drive torque to a second vehicle axle (28), characterized in that a separating clutch (16) is provided via which the internal combustion engine (12) indirectly or directly with the first vehicle axle (20) for torque transmission is optionally connectable. Hybridantriebsstrang (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Antriebsmoment über ein einstufiges Getriebe (18, 26) an der jeweiligen Fahrzeugachse (20, 28) anliegt.Hybrid drive train (10) after Claim 1 , characterized in that the first and / or second drive torque is applied to the respective vehicle axle (20, 28) via a single-stage gear (18, 26). Hybridantriebsstrang (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (16) wirksam zwischen dem Verbrennungsmotor (12) und dem Getriebe (18, 26) angeordnet ist.Hybrid drive train (10) after Claim 2 , characterized in that the separating clutch (16) is effectively arranged between the internal combustion engine (12) and the transmission (18, 26). Hybridantriebsstrang (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Antriebsmoment gleichzeitig an der jeweiligen Fahrzeugachse (20, 28) anliegt.Hybrid drive train (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second drive torque are applied simultaneously to the respective vehicle axle (20, 28).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006115009A1 (en) 2005-04-04 2006-11-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Driving device, motor vehicle equipped with driving device, and control methods of driving device and motor vehicle

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