DE102018211748A1

DE102018211748A1 - Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen

Info

Publication number: DE102018211748A1
Application number: DE102018211748.9A
Authority: DE
Inventors: Jochem Huber
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-01-16
Anticipated expiration: 2038-07-14
Also published as: DE102018211748B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer elektrischen Maschine (8), welche einen Stator (9) und einen relativ zu dem Stator (9) drehbaren Rotor (10) aufweist, und mit einem Zugmitteltrieb (13), welcher wenigstens ein Zugmittel (14) aufweist, über das der Rotor (10) von der Verbrennungskraftmaschine (2) mechanisch antreibbar ist, wodurch die elektrische Maschine (8) als Generator zum Generieren von elektrischem Strom betreibbar ist, umfassend eine Sicherheitseinrichtung (17), mittels welcher bei einem Unfall das durch die elektrische Maschine (8) bewirkte Generieren von elektrischem Strom gezielt unterbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solcher Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits aus der DE 100 45 143 A1 bekannt. Der Antriebsstrang weist eine auch als Brennkraftmaschine oder Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Außerdem umfasst der Antriebsstrang wenigstens eine elektrische Maschine, welche einen Stator und einen relativ zu dem Stator drehbaren Rotor aufweist. Außerdem umfasst der Antriebsstrang einen beispielsweise als Riementrieb ausgebildeten Zugmitteltrieb, welcher wenigstens ein beispielsweise als Riemen ausgebildetes Zugmittel aufweist. Über das Zugmittel ist der Rotor von der Verbrennungskraftmaschine mechanisch antreibbar, wodurch die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb und somit als Generator zum Generieren beziehungsweise Bereitstellen von elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Energie betreibbar ist.
Außerdem offenbart die DE 601 26 628 T2 eine Brennkraftmaschine mit einem Motorblock, einer Kurbelwelle, die drehbar an dem Motorblock gelagert ist, und einem Antrieb, der auf einer Seite des Motorblocks montiert ist.
Des Weiteren offenbart die DE 199 26 612 A1 einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine, an deren Kurbelwelle eine erste Riemenscheibe aufgenommen ist. Außerdem ist ein Starter-Generator vorgesehen, an dessen Welle eine zweite Riemenscheibe aufgenommen ist. Der Riementrieb umfasst einen Riemen, der die beiden Riemenscheiben umschlingt, sodass der als elektrische Maschine ausgebildete Starter-Generator über den Riemen von der Kurbelwelle mechanisch antreibbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Unfallsicherheit realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen, weist eine auch als Brennkraftmaschine, Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf. Somit sind wenigstens ein Rad und somit das Kraftfahrzeug insgesamt mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Insbesondere sind mehrere Räder des Kraftfahrzeugs von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar, um dadurch das Kraftfahrzeug anzutreiben. Der Antriebsstrang umfasst ferner wenigstens eine elektrische Maschine, welche einen Stator und einen relativ zu dem Stator, insbesondere um eine Drehachse, drehbaren Rotor aufweist. Außerdem umfasst der Antriebsstrang einen Zugmitteltrieb, welcher wenigstens ein Zugmittel aufweist. Über das Zugmittel ist der Rotor von der Verbrennungskraftmaschine mechanisch antreibbar, wodurch die elektrische Maschine als Generator zum Generieren, das heißt zum Bereitstellen von elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Energie betreibbar ist. Der Zugmitteltrieb kann beispielsweise als Riementrieb ausgebildet sein, sodass es sich bei dem Zugmittel um einen Riemen handeln kann. Über das Zugmittel kann der Rotor von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere von deren beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle, angetrieben und dadurch um die Drehachse relativ zu dem Stator gedreht werden, wodurch die elektrische Maschine als ein Generator betrieben wird.
Insbesondere ist es denkbar, dass die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar ist. In dem Motorbetrieb stellt die elektrische Maschine beispielsweise Drehmomente über den Rotor bereit, wobei beispielsweise diese, von der elektrischen Maschine und dem Rotor bereitgestellten Drehmomente über den Zugmitteltrieb und somit über das Zugmittel auf die Abtriebswelle übertragbar sind. Dadurch kann beispielsweise die Abtriebswelle über das Zugmittel von dem Rotor und somit von der elektrischen Maschine mechanisch angetrieben werden, wenn die elektrische Maschine als Elektromotor betrieben wird. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine zu starten, das heißt anzulassen, sodass die elektrische Maschine vorzugsweise als zugmittelgetriebener, insbesondere als riemengetriebener, Starter-Generator ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, durch die elektrische Maschine in deren Motorbetrieb einen Boost-Betrieb zu realisieren, in dessen Rahmen beispielsweise die Abtriebswelle sowohl von in der Verbrennungskraftmaschine ablaufenden Verbrennungsvorgängen als auch von der elektrischen Maschine und somit elektrisch angetrieben wird, wodurch beispielsweise die zuvor genannten Räder sowohl mit der Verbrennungskraftmaschine als auch mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden. Dadurch kann beispielsweise das Kraftfahrzeug stark beschleunigt werden. Das Kraftfahrzeug ist somit vorzugsweise als Hybridfahrzeug ausgebildet.
Um nun eine besonders vorteilhafte Unfallsicherheit beziehungsweise ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten des Antriebsstrangs realisieren zu können, ist erfindungsgemäß eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen, mittels welcher bei einem Unfall das durch die elektrische Maschine bewirkte Genereiren beziehungsweise Bereitstellen von elektrischem Strom gezielt und sehr schnell unterbindbar beziehungsweise vermeidbar ist. Unter dem Merkmal, dass das mittels der elektrischen Maschine bewirkte Generieren beziehungsweise Bereitstellen von elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Energie mittels der Sicherheitseinrichtung gezielt und sehr schnell unterbindbar ist beziehungsweise unterbunden wird, ist zu verstehen, dass das Unterbinden des mittels der elektrischen Maschine bewirkten Bereitstellens von elektrischem Strom nicht etwa einzig und allein aus dem Unfall beziehungsweise aus einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der elektrischen Maschine und einer damit einhergehenden Zerstörung der elektrischen Maschine resultiert, sondern mittels der Sicherheitseinrichtung wird im Rahmen der Erfindung gezielt und somit gewünscht unterbunden, dass die elektrische Maschine bei und insbesondere nach dem Unfall erneut elektrischen Strom bereitstellen kann. Das Unterbinden, dass die elektrische Maschine bei und insbesondere nach dem Unfall elektrischen Strom bereitstellen kann, ist eine Abschaltung der elektrischen Maschine. Diese Abschaltung ist vorzugsweise reversibel, das heißt nicht zerstörend, sodass beispielsweise die Abschaltung ohne Beschädigung oder Zerstörung der elektrischen Maschine beziehungsweise des Antriebsstrangs erfolgt und sodass nach der Abschaltung die elektrische Maschine beziehungsweise der Antriebsstrang wieder in einen Zustand versetzt werden kann, in welchem die elektrische Maschine wieder elektrische Energie bereitstellen beziehungsweise generieren kann.
Hierzu wirkt die Sicherheitseinrichtung beispielsweise gezielt auf die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere auf wenigstens ein Bauteil der Verbrennungskraftmaschine, und/oder auf den Zugmitteltrieb und/oder auf die elektrische Maschine um das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom zu unterbinden und somit zu vermeiden. Die hohe Unfallsicherheit ist insbesondere für Hochvolt- Starter-Generatoren von großer Relevanz, da freiliegende unter Hochvolt stehende Leitungen eine hohe Gefährdung darstellt.
Unter dem Merkmal, dass mittels der Sicherheitseinrichtung bei dem genannten Unfall das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom gezielt unterbindbar ist, ist insbesondere zu verstehen, dass mittels der Sicherheitseinrichtung das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom infolge des tatsächlich auftretenden oder aufgetretenen Unfalls und somit infolge von tatsächlich auftretenden, aus dem Unfall resultierenden unfallbedingten Lasten unterbindet, sodass beispielsweise die Sicherheitseinrichtung das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom nach einem Beginn des Unfalls unterbindet. Ferner kann darunter verstanden werden, dass beispielsweise mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Antriebsstrangs eine Wahrscheinlichkeit ermittelt wird, mit der es in naher Zukunft zu einem Unfall des Kraftfahrzeugs kommt. Überschreitet die ermittelte beziehungsweise berechnete Wahrscheinlichkeit einen vorgebbaren Schwellenwert, so wird der Unfall beziehungsweise dessen Eintreten als unvermeidbar eingeschätzt, sodass dann bereits vor dem tatsächlichen Eintreten beziehungsweise vor dem tatsächlichen Beginn des Unfalls und in Abhängigkeit von der ermittelten beziehungsweise berechneten Wahrscheinlichkeit das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom mittels der Sicherheitseinrichtung unterbunden wird. Hierbei kommt beispielsweise wenigstens ein Beschleunigungssensor zum Einsatz. Erfasst dieser eine Beschleunigung, die einen Grenzwert überschreitet, so wird die Abschaltung ausgelöst.
Der Erfindung liegt insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Ein modernes, beispielsweise als Hybridfahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug weist üblicherweise ein Hochvolt-Bordnetz (HV-Bordnetz) auf, welches eine hohe elektrische Spannung von üblicherweise mehr als 60 Volt insbesondere von mehreren hundert Volt, aufweist. Üblicherweise ist 60 Volt Gleichspannung die maximal erlaubte Spannung für Anwendungen ohne speziellen Berührschutz. Dabei kann die beispielsweise als Starter-Generator ausgebildete elektrische Maschine Teil des Hochvolt-Bordnetzes beziehungsweise in dieses eingebunden sein. Die beispielsweise als Starter-Generator ausgebildete elektrische Maschine stellt üblicherweise solange elektrischen Strom bereit, wie die Verbrennungskraftmaschine läuft und dabei die elektrische Maschine über den Zugmitteltrieb antreibt. Bei einem auch als Crash bezeichneten Unfall und somit in einer auch als Crashsituation bezeichneten Unfallsituation können zum Führen des von der elektrischen Maschine bereitgestellten elektrischen Stroms ausgebildete Leitungen des Hochvolt-Bordnetzes beschädigt beziehungsweise getrennt werden. Wird dann die elektrische Maschine noch immer aufgrund eines beispielsweise aus dem Unfall resultierenden, unkontrollierten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine weiter über den Zugmitteltrieb von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben, so kann die elektrische Maschine weiterhin elektrischen Strom beziehungsweise eine elektrische Spannung bereitstellen, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind. Bei der dann von der elektrischen Maschine immer noch bereitgestellten elektrischen Spannung kann es sich um eine Hochspannung handeln, welche größer als 60 Volt und insbesondere mehrere hundert Volt betragen kann. In der Folge kann es zu einem Kurzschluss beziehungsweise zu einem Funkenschlag kommen.
Um die Gefahr von Kurzschlüssen, Kriechspannungen, Funkenschlag, Brandgefahr und/oder Spannungsschlägen besonders gering zu halten, werden die Leitungen des Hochvolt-Bordnetzes üblicherweise so positioniert, dass sie vor Beschädigungen geschützt werden. Hierzu ist jedoch ein sehr großer Bauraum erforderlich, da die Leitungen speziell abgesichert beziehungsweise umbaut oder umhüllt werden müssen, und die Leitungen können nicht flexibel verlegt werden, was beispielsweise die Gestaltung eines Kabelbaumes und damit des gesamten Kraftfahrzeuges einschränkt.
Die zuvor genannten Nachteile und Probleme können mittels des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs auf einfache Weise und somit kosten- und bauraumgünstig gelöst werden, da die Sicherheitseinrichtung ein sicheres und gezieltes Abschalten der beispielsweise als Hochvolt-Spannungsquelle fungierenden elektrischen Maschine in Unfallsituationen sicherstellt. In der Folge müssen Leitungen beziehungsweise Kabel, über welche der von der elektrischen Maschine bereitstellbare elektrische Strom geführt werden kann, nicht aufwändig und somit kosten- und bauraumintensiv verlegt werden, sodass die Komplexität und die Kosten des Kraftfahrzeugs besonders gering gehalten werden können. Ferner können zur Realisierung der Sicherheitseinrichtung Komponenten verwendet werden, die aufgrund von gewissen Betriebsszenarien ohnehin schon vorhanden, das heißt in dem Kraftfahrzeug verbaut sind. Dadurch können die Kosten zur Realisierung des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Sicherheitseinrichtung eine elektronische Erfassungseinrichtung, mittels welcher wenigstens ein den Unfall charakterisierender Parameter ermittelbar ist. Der Parameter ist oder umfasst beispielsweise die zuvor genannte Wahrscheinlichkeit, welche mittels der elektronischen Erfassungseinrichtung ermittelt, insbesondere berechnet, werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der Parameter wenigstens eine Messgröße umfasst, welche mittels der Erfassungseinrichtung ermittelt beziehungsweise erfasst werden kann. Hierzu umfasst die Erfassungseinrichtung beispielsweise wenigstens einen Sensor zum insbesondere physikalischen Erfassen der Messgröße. Der Sensor stellt beispielsweise ein elektrisches Signal bereit, welches die erfasste Messgröße charakterisiert. Die elektronische Erfassungseinrichtung kann das Signal auswerten und dadurch in Abhängigkeit von der Messgröße den Parameter ermitteln. Die Messgröße ist beispielsweise eine Beschleunigung, wobei der Sensor beispielsweise ein Beschleunigungssensor zum Erfassen der Beschleunigung ist. Übersteigt beispielsweise eine mittels des Beschleunigungssensors erfasste Beschleunigung einen vorgebbaren Schwellenwert, und wirkt die Beschleunigung gegebenenfalls in eine gewisse Richtung, so kann dadurch der Unfall, insbesondere dessen tatsächliches Eintreten beziehungsweise dessen tatsächlicher Beginn, erfasst werden. Somit ermöglicht die Sicherheitseinrichtung eine sichere und definierte Erfassung des Unfalls, insbesondere dessen tatsächlicher oder bevorstehender Beginn.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Sicherheitseinrichtung eine elektronische Steuereinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine in Abhängigkeit von dem ermittelten Parameter gezielt anzusteuern und dadurch gezielt lastfrei zu schalten, um dadurch das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom gezielt zu unterbinden. Die der Erfindung grundsätzlich zugrundeliegende Idee ist es, in einer Unfallsituation das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom, das heißt eine durch die elektrische Maschine bewirkte Stromversorgung gezielt und hochdynamisch (innerhalb von Millisekunden) zu unterbrechen, indem die elektrische Maschine beispielsweise nicht mehr von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann und/oder keinen elektrischen Strom mehr bereitstellen kann. Dadurch kann vermieden werden, dass eine elektrische Spannung an beispielsweise als Hochvoltleitungen ausgebildeten Leitungen des zuvor genannten Hochvolt-Bordnetzes anliegt. Eine erfindungsgemäße Möglichkeit, die Stromversorgung zu unterbinden beziehungsweise zu unterbrechen, ist somit, die beispielsweise als Starter-Generator ausgebildete elektrische Maschine lastfrei zu schalten. Die elektrische Maschine wird insbesondere lastfrei geschalten, sobald der Unfall, insbesondere mittels der Erfassungseinrichtung, detektiert wird.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Sicherheitseinrichtung eine Zerstörungsvorrichtung aufweist, mittels welcher die elektrische Maschine in Abhängigkeit von dem Parameter gezielt so vorzugsweise aktiv zerstörbar ist, um dadurch das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom gezielt zu unterbinden. Bei dieser Ausführungsform ist es vorgesehen, dass sich die elektrische Maschine bei dem Unfall selbst zerstört. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass ein Mechanismus eintritt, der die elektrische Maschine so weit zerstört, dass durch diese keine elektrische Energie beziehungsweise kein elektrischer Strom mehr bereitgestellt werden kann. Der zuvor genannte Mechanismus ist die genannte Zerstörungsvorrichtung, welche beispielsweise von einer oder von der zuvor genannten elektronischen Steuereinrichtung der Sicherheitseinrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter, gezielt angesteuert wird. In der Folge wird die elektrische Maschine mittels der Zerstörungsvorrichtung aktiv und gezielt zerstört, um unerwünschte, aus dem Unfall resultierende Effekte vermeiden zu können.
Die Zerstörungsvorrichtung umfasst beispielsweise einen Aktor, welcher als pyrotechnischer Aktor oder als elektrisch betreibbarer Aktor ausgebildet sein kann. Durch das zuvor beschriebene Ansteuern der Zerstörungsvorrichtung wird der Aktor beispielsweise aktiviert, wodurch die elektrische Maschine mittels des Aktors gezielt und aktiv zerstört wird.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebsstrang, insbesondere genau, einen mechanischen Übertragungspfad auf, über welchen von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte Drehmomente an den Rotor übertragbar sind, wodurch der Rotor mittels der von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellten Drehmomente mechanisch antreibbar und dadurch relativ zu dem Stator drehbar ist. Dabei ist der Zugmittetrieb in dem Übertragungspfad angeordnet, sodass der Zugmitteltrieb Teil des Übertragungspfads ist.
Des Weiteren ist die Sicherheitseinrichtung dazu ausgebildet, bei dem Unfall den Übertragungspfad an wenigstens einer Stelle gezielt sowie vorzugsweise aktiv zu unterbrechen, wodurch der Rotor von der Verbrennungskraftmaschine mechanisch entkoppelbar ist beziehungsweise entkoppelt wird. Hierdurch ist beziehungsweise wird das durch die Verbrennungskraftmaschine bewirkte und über den Zugmitteltrieb erfolgende mechanische Antreiben der elektrischen Maschine unterbindbar beziehungsweise unterbunden, wodurch das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischer Energie hochdynamisch unterbindbar ist beziehungsweise unterbunden wird. Die dieser Ausführungsform zugrundeliegende Idee ist es, die elektrische Maschine, insbesondere deren Rotor, mechanisch von der Verbrennungskraftmaschine zu entkoppeln, sodass die Verbrennungskraftmaschine bei beziehungsweise nach dem Unfall die elektrische Maschine insbesondere auch dann nicht mehr antreiben kann, wenn die Verbrennungskraftmaschine nach dem Unfall unkontrolliert weiterläuft. Hierdurch kann das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom sicher vermieden werden, sodass eine besonders hohe Unfallsicherheit darstellbar ist. Das Entkoppeln der elektrischen Maschine, insbesondere des Rotors, von der Verbrennungskraftmaschine wird auch als Lösen der elektrischen Maschine, insbesondere des Rotors, von der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet, wobei dieses Lösen erfindungsgemäß dadurch erfolgt, dass der Übertragungspfad an wenigstens einer Stelle, insbesondere mechanisch, unterbrochen und somit geöffnet wird. In der Folge können von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte Drehmomente nicht mehr an die elektrische Maschine übertragen werden und die elektrische Maschine antreiben, wodurch eine besonders Sicherheit realisierbar ist.
Um eine besonders hohe Unfallsicherheit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Sicherheitseinrichtung wenigstens eine in dem Übertragungspfad angeordnete Kupplung umfasst, welche zum Unterbrechen des Übertragungspfads bei dem Unfall, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter, gezielt öffenbar ist. Beispielsweise in Abhängigkeit von dem Parameter wird die Kupplung, insbesondere von der elektronischen Steuereinrichtung, gezielt angesteuert, wodurch die Kupplung gezielt und aktiv geöffnet wird. Hierdurch wird der mechanische Übertragungspfad gezielt und aktiv geöffnet, sodass ein durch die Verbrennungskraftmaschine bewirktes Antreiben der elektrischen Maschine, insbesondere des Rotors, sicher vermieden werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass auf die beschriebene Weise mehrere Kupplungen geöffnet werden, um dadurch einen besonders sicherer Betrieb gewährleisten zu können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbrennungskraftmaschine eine in dem Übertragungspfad angeordnete Abtriebswelle auf, welche insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist, als Kurbelwelle ausgebildet sein kann. Über die Abtriebswelle kann die Verbrennungskraftmaschine die zuvor genannten Drehmomente zum Antreiben der elektrischen Maschine bereitstellen. Außerdem weist der Zugmitteltrieb wenigstens ein in dem Übertragungspfad angeordnetes und zumindest teilweise von dem Zugmittel umschlungenes Antriebsrad auf, wobei das Antriebsrad von dem Zugmittel antreibbar ist und/oder wobei das Hubmittel von dem Antriebsrad antreibbar ist. Ist das Zugmittel als Riemen ausgebildet, so ist das Antriebsrad beispielsweise als Riemenscheibe ausgebildet.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Kupplung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in der Abtriebswelle und/oder in dem Antriebsrad angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders hohe Unfallsicherheit auf besonders bauraumgünstige Weise realisiert werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Sicherheitseinrichtung wenigstens eine an wenigstens einem in dem Übertragungspfad angeordneten Bauelement des Antriebsstrangs vorgesehene Soll-Versagensstelle, insbesondere Soll-Bruchstelle, aufweist, an welcher das Bauelement bei dem Unfall, insbesondere infolge von aus dem Unfall resultierenden und auf das Bauelement wirkenden, unfallbedingten Lasten, gezielt versagt, um dadurch den Übertragungspfad gezielt zu unterbrechen. Dadurch kann eine besonders hohe Unfallsicherheit auf besonders kostengünstige Weise realisiert werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das die Soll-Versagensstelle aufweisende Bauelement die Abtriebswelle oder das Antriebsrad oder das Zugmittel ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Abtriebswelle und/oder das Antriebsrad und/oder das Zugmittel jeweils wenigstens eine solche Soll-Versagensstelle aufweist, um den Übertragungspfad im Falle eines Unfall besonders sicher und gegebenenfalls an wenigstens einer Stelle oder an mehreren Stellen zu unterbrechen.
Um den Übertragungspfad besonders sicher und gezielt unterbrechen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Sicherheitseinrichtung ein Stellglied aufweist, mittels welchem das Bauelement an der Soll-Versagensstelle aktiv zerstörbar ist beziehungsweise zerstört wird. Das Stellglied ist beispielsweise von der zuvor genannten elektronischen Steuereinrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter, gezielt ansteuerbar, sodass infolge der Ansteuerung des Stellglieds das Bauelement an der Soll-Versagensstelle gezielt und aktiv zerstörbar ist beziehungsweise zerstört wird. Das Stellglied ist beispielsweise elektrisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbar. Das Stellglied kann wenigstens ein Betätigungsteil aufweisen, welches beispielsweise, insbesondere pneumatisch und/oder elektrisch und/oder hydraulisch, antreibbar ist. Insbesondere kann das Stellglied einen oder den zuvor genannten pyrotechnischen Aktor umfassen, mittels welchem das Betätigungsteil antreibbar sein kann. Durch das zuvor beschriebene Ansteuern des Stellglieds wird das Betätigungsteil des Stellglieds beispielsweise angetrieben und dadurch zunächst in Stützanlage mit dem Bauelement an der Soll-Versagensstelle gebracht. In der Folge wirkt das Betätigungsteil mit dem Bauelement an der Soll-Versagensstelle zusammen, wodurch das Bauelement mittels des Betätigungsteils an der Soll-Versagensstelle gezielt zum Versagen gebracht, das heißt zerstört wird. Somit versagt das Bauelement gezielt an der Soll-Versagensstelle, wodurch der Übertragungspfad gezielt und aktiv unterbrochen wird.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Sicherheitseinrichtung wenigstens ein Spannelement zum Spannen des Zugmittels aufweist. Dabei ist die Sicherheitseinrichtung dazu ausgebildet, bei dem Unfall, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter, das durch das Spannelement bewirkte Spannen des Zugmittels gezielt zumindest zu reduzieren und dadurch den Übertragungspfad gezielt zu unterbrechen. Beispielsweise wird das Spannelement von der Steuereinrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter, angesteuert, wodurch das mittels des Spannelements bewirkte Spannen und somit eine Vorspannung des Zugmittels gezielt zumindest reduziert wird. In der Folge kann die Verbrennungskraftmaschine die elektrische Maschine nicht mehr über den Zugmitteltrieb antreiben, wodurch das durch die elektrische Maschine bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom gezielt unterbunden beziehungsweise vermieden oder abgebrochen werden kann. Mit anderen Worten wird die Vorspannung des Zugmittels im Falle eines Unfalls auf die beschriebene Weise so stark reduziert oder aufgehoben, dass keine Drehmoment - beziehungsweise Kraftübertragung - von der Verbrennungskraftmaschine über den Zugmitteltrieb auf die elektrische Maschine mehr stattfindet. In der Folge wird die elektrische Maschine auch dann nicht mehr von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben, wenn diese bei oder nach dem Unfall unkontrolliert weiterläuft.
Um dabei den Übertragungspfad sicher sowie bauraum- und kostengünstig unterbrechen zu können, ist das Spannelement vorzugsweise als variabler Pendelspanner oder als elektrisch betreibbares Spannelement oder als ein- oder beidseitig wirkende Spannvorrichtung ausgebildet. Hierbei kann insbesondere das elektrisch betreibbare Spannelement mittels der Steuereinrichtung gezielt angesteuert werden, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter, um dadurch das Spannen beziehungsweise die Vorspannung des Zugmittels gezielt zu reduzieren und ein durch die Verbrennungskraftmaschine bewirktes Antreiben der elektrischen Maschine zu unterbinden.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Sicherheitseinrichtung wenigstens ein Zerstörungselement aufweist, mittels welchem das Zugmittel bei dem Unfall gezielt zerstörbar ist, wodurch der Übertragungspfad zu unterbrechen ist. Insbesondere wird das Zugmittel mittels des Zerstörungselements getrennt, insbesondere durchschnitten. Das Zerstörungselement weist beispielsweise wenigstens ein Zerstörungsteil auf, welches in Zusammenwirken mit dem Zugmittel bewegbar ist, insbesondere hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektrisch und/oder mittels eines pyrotechnischen Aktors. Auf diese Weise wird das Zugmittel mittels des Zerstörungsteils zerstört, insbesondere durchtrennt, um dadurch den Übertragungspfad sicher unterbrechen zu können. Hierzu wird beispielsweise die Zerstörungsvorrichtung von der Steuereinrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter, angesteuert, um dadurch den Übertragungspfad gezielt und aktiv zu unterbrechen. Insbesondere kann das Zerstörungselement, insbesondere das Zerstörungsteil, das Zugmittel an der zuvor beschriebenen Soll-Versagensstelle gezielt zerstören.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Sicherheitseinrichtung wenigstens ein Betätigungselement aufweist, mittels welchem das Zugmittel bei dem Unfall, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter, aktiv von dem zuvor genannten Antriebsrad beziehungsweise von einem zumindest teilweise von dem Zugmittel umschlingenden Antriebsrad des Zugmittels lösbar ist, wodurch der Übertragungspfad zu unterbrechen ist beziehungsweise unterbrochen wird. Hierzu wird beispielsweise das Betätigungselement von der Steuereinrichtung gezielt angesteuert, sodass in der Folge das Zugmittel mittels des Betätigungselements gezielt und aktiv von dem Antriebsrad gelöst, insbesondere herunter bewegt werden kann. Dabei ist das Betätigungselement elektrisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder mittels eines pyrotechnischen Aktors antreibbar, um dadurch das Zugmittel von dem Antriebsrad zu lösen, insbesondere aus dem beispielsweise als Riemenscheibe ausgebildeten Antriebsrad zu befördern.
Insgesamt ist erkennbar, dass zum Unterbrechen des Übertragungspfads wenigstens eine oder mehrere Komponenten verwendet werden können, die aufgrund gewisser Betriebsszenerien ohnehin bereits vorhanden sind. Zu diesen Komponenten können die Riemenspannvorrichtungen gehören, mittels welchen die Vorspannung des als Riemen ausgebildeten Zugmittels betriebspunktabhängig eingestellt, insbesondere geregelt, werden kann, um den Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine gering zu halten. Alternativ oder zusätzlich können zu den Komponenten Kupplungen gehören, mittels welchen der Zugmitteltrieb beispielsweise bei abgeschalteter Verbrennungskraftmaschine zur Kühlung und/oder Klimatisierung genutzt werden kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen;
2 eine schematische Vorderansicht eines wenigstens einen Pendelspanner aufweisenden Zugmitteltriebs des Antriebsstrangs gemäß einer ersten Ausführungsform; und
3 eine schematische Vorderansicht des Zugmitteltriebs gemäß einer zweiten Ausführungsform.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Antriebsstrang 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Das Kraftfahrzeug ist mittels des Antriebsstrangs 1 antreibbar. Hierzu umfasst der Antriebsstrang 1 eine Verbrennungskraftmaschine 2, welche vorliegend als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine 2 umfasst ein beispielsweise als Zylindergehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Motorgehäuse 3 und eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle 4, welche drehbar an dem Motorgehäuse 3 gelagert ist. Die Verbrennungskraftmaschine 2 kann über die Abtriebswelle 4 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Insbesondere können mittels der von der Verbrennungskraftmaschine 2 über die Abtriebswelle 4 bereitgestellten Drehmomente Räder 5 einer Achse 6 des Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Die Räder 5 sind dabei beispielsweise über ein Achsgetriebe 7 von der Abtriebswelle 4 antreibbar. Der Antriebsstrang 1 umfasst darüber hinaus wenigstens eine elektrische Maschine 8, welche einen Stator 9 und einen Rotor 10 aufweist. Der Rotor 10 ist um eine Drehachse 11 relativ zu dem Stator 9 drehbar und umfasst eine Welle 12. Die Welle 12 wird auch als Rotorwelle bezeichnet.
Der Antriebsstrang 1 umfasst außerdem einen beispielsweise als Riementrieb ausgebildeten Zugmitteltrieb 13, welcher ein Zugmittel 14, ein erstes Antriebsrad 15 und ein zweites Antriebsrad 16 aufweist. Der Zugmitteltrieb 13 kann an beliebiger Position der Abtriebswelle 14 angebracht werden; vorzugsweise P0- beziehungsweise P2- Position. Das Zugmittel 14 ist beispielsweise als Riemen ausgebildet, sodass die Antriebsräder 15 und 16 beispielsweise als Riemenscheiben ausgebildet sind. Dabei umschlingt das Zugmittel 14 die Antriebsräder 15 und 16 jeweils zumindest teilweise, sodass das jeweilige Antriebsrad 15 beziehungsweise 16 von dem Zugmittel 14 antreibbar ist beziehungsweise sodass das Zugmittel 14 von dem jeweiligen Antriebsrad 15 beziehungsweise 16 antreibbar ist. Vorliegend ist der Rotor 10 über den Zugmitteltrieb 13 und somit über das Zugmittel 14 von der Abtriebswelle 4 und somit von der Verbrennungskraftmaschine 2 antreibbar. Werden beispielsweise der Rotor 10 und somit die elektrische Maschine 8 insgesamt über den Zugmitteltrieb 13 von der Verbrennungskraftmaschine 2, insbesondere von der Abtriebswelle 4, angetrieben, so wird die elektrische Maschine 8 in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betrieben. Mittels des Generators ist beziehungsweise wird elektrischer Strom beziehungsweise elektrische Energie bereitstellbar beziehungsweise bereitgestellt, das heißt generierbar beziehungsweise generiert.
Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine 8 in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar ist beziehungsweise betrieben wird. In dem Motorbetrieb stellt die elektrische Maschine 8 Drehmomente über den Rotor 10 bereit, wobei diese Drehmomente von dem Rotor 10 über den Zugmitteltrieb 13 und somit über das Zugmittel 14 auf die Abtriebswelle 4 übertragen werden können. Somit ist es insbesondere möglich, die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine 2 zu aktivieren, das heißt zu starten beziehungsweise anzulassen. Die elektrische Maschine 8 ist somit als Starter-Generator ausgebildet, wobei die elektrische Maschine 8 insbesondere als riemengetriebener Starter-Generator ausgebildet ist.
Um nun eine besonders hohe Unfallsicherheit realisieren zu können, umfasst der Antriebsstrang 1 eine Sicherheitseinrichtung 17, mittels welcher bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs das durch die elektrische Maschine 8 bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom gezielt unterbindbar ist beziehungsweise unterbunden wird, insbesondere auch dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine 2 bei beziehungsweise nach dem Unfall noch weiterläuft oder unkontrolliert ausläuft. Hierzu umfasst die Sicherungseinrichtung 17 beispielsweise eine in 1 besonders schematisch dargestellte elektronische Erfassungseinrichtung 18, mittels welcher wenigstens einen Unfall charakterisierender Parameter ermittelbar, insbesondere berechenbar, ist. Des Weiteren umfasst die Sicherungseinrichtung 17 eine in 1 besonders schematisch dargestellte elektronische Steuereinrichtung 19, welche beispielsweise dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine 8 in Abhängigkeit von dem ermittelten Parameter gezielt anzusteuern und dadurch gezielt lastfrei zu schalten, um dadurch das durch die elektrische Maschine 8 bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom gezielt zu unterbinden. Die Erfassungseinrichtung 18 stellt beispielsweise ein den ermittelten Parameter charakterisierendes, insbesondere elektrisches, Signal bereit, welches von der Steuereinrichtung 19 empfangen wird, in der Folge kann die Steuereinrichtung 19 die elektrische Maschine in Abhängigkeit von dem Signal und somit in Abhängigkeit von dem Parameter ansteuern.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Sicherheitseinrichtung 17 eine in den Fig. nicht erkennbare Zerstörungsvorrichtung aufweist, mittels welcher die elektrische Maschine 8 in Abhängigkeit von dem Parameter gezielt zerstörbar ist. Hierzu wird beispielsweise die Zerstörungsvorrichtung von der Steuereinrichtung 19 und dabei in Abhängigkeit von dem Signal beziehungsweise in Abhängigkeit von dem Parameter angesteuert, um dadurch mittels der Zerstörungsvorrichtung die elektrische Maschine 8 gezielt und insbesondere aktiv zu zerstören. Dadurch wird das durch die elektrische Maschine 8 bewirkte Bereitstellen von elektrischem Strom gezielt unterbunden, insbesondere auch dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine 2 nach dem Unfall unkontrolliert weiterläuft.
Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist der Antriebsstrang 1 einen mechanischen Übertragungspfad 20 auf, über welchen von der Verbrennungskraftmaschine 2, insbesondere über deren Abtriebswelle 4, bereitgestellte Drehmomente zum Antreiben des Rotors 10 an den Rotor 10 übertragbar sind beziehungsweise übertragen werden. Hierdurch ist der Rotor 10 mittels der von der Verbrennungskraftmaschine 2 bereitgestellten Drehmomente mechanisch antreibbar und dadurch relativ zu dem Stator 9 um die Drehachse 11 drehbar. Dabei ist der Zugmitteltrieb 13 in dem Übertragungspfad 20 angeordnet. Auch die Abtriebswelle 4 ist in dem Übertragungspfad 20 angeordnet beziehungsweise gehört zu dem Übertragungspfad.
Dabei ist die Sicherheitseinrichtung 17 dazu ausgebildet, bei dem Unfall, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter, den Übertragungspfad an wenigstens einer Stelle gezielt zu unterbrechen, wodurch der Rotor 10 von der Verbrennungskraftmaschine 2, insbesondere von der Abtriebswelle 4, mechanisch entkoppelbar und in der Folge das durch die Verbrennungskraftmaschine 2 bewirkte beziehungsweise bewirkbare und über den Zugmitteltrieb 13 erfolgende mechanische Antreiben der elektrischen Maschine 8, insbesondere des Rotors 10, unterbindbar beziehungsweise vermeidbar ist.
Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die zuvor genannte Stelle mit S bezeichnet. Dabei umfasst die Sicherheitseinrichtung 17 wenigstens eine in dem Übertragungspfad 20 angeordnete und in 1 besonders schematisch dargestellte Kupplung 21, welche an der Stelle S angeordnet und zum Unterbrechen des Übertragungspfads 20 bei dem Unfall gezielt öffenbar ist. Beispielsweise wird die Kupplung 21 von der Steuereinrichtung 19, insbesondere in Abhängigkeit von dem Signal beziehungsweise in Abhängigkeit von dem Parameter, angesteuert, wodurch die Kupplung 21 gezielt und aktiv geöffnet wird. Hierdurch wird der Übertragungspfad 20 an der Stelle S gezielt und insbesondere aktiv geöffnet beziehungsweise unterbrochen, sodass der Rotor 10 insbesondere auch dann nicht mehr über den Zugmitteltrieb 13 von der Verbrennungskraftmaschine 2 angetrieben werden kann, wenn diese bei und nach dem Unfall unkontrolliert weiterläuft.
Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 21 beispielsweise zumindest teilweise in der Abtriebswelle 4 und/oder in dem Antriebsrad 15 angeordnet. Die Kupplung 21 ist beispielsweise zwischen einem Schließzustand und einem Offenzustand umschaltbar und wird durch Öffnen der Kupplung 21 aus dem Schließzustand in den Offenzustand umgeschaltet. In dem Schließzustand ist beispielsweise das Antriebsrad 15 über die Kupplung 21 drehfest mit der Abtriebswelle 4 verbunden, sodass dadurch das Antriebsrad 15 über die Kupplung 21 von der Abtriebswelle 4 angetrieben werden kann. In dem Offenzustand jedoch ist das Antriebsrad 15 von der Abtriebswelle 4 entkoppelt, sodass kein Drehmoment mehr von der Abtriebswelle 4 über die Kupplung 21 auf das Antriebsrad 15 übertragen werden kann. In der Folge kann die Abtriebswelle 4 das Antriebsrad 15 und somit das Zugmittel 14 nicht mehr antreiben, wenn die Kupplung 21 geöffnet ist, das heißt wenn sich die Kupplung 21 in dem Offenzustand befindet.
Die Abtriebswelle 4, das jeweilige Antriebsrad 15 beziehungsweise 16 und das Zugmittel 14 sind Bauelemente des Antriebsstrangs 1. Dabei kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die Sicherheitseinrichtung 17 wenigstens eine an zumindest einem der Bauelemente vorgesehene beziehungsweise angeordnete Soll-Versagensstelle aufweist, welche auch als Soll-Bruchstelle bezeichnet wird. Bei dem Unfall, insbesondere infolge von aus dem Unfall resultierenden, auf das Bauelement wirkenden Lasten, versagt das Bauelement an der Soll-Versagensstelle gezielt, wodurch der Übertragungspfad 20 gezielt unterbrochen wird.
2 zeigt in einer schematischen Vorderansicht den Zugmitteltrieb 13 gemäß einer ersten Ausführungsform. Gemäß der ersten Ausführungsform umfasst der Zugmitteltrieb 13 ein weiteres Bauelement in Form eines weiteren, insbesondere als Riemenscheibe ausgebildeten Antriebsrads 22, wobei das Zugmittel 14 auf das Antriebsrad 22 zumindest teilweise umschlingt. Außerdem umfasst der Zugmitteltrieb 13 Spannelemente in Form von Riemenspannern 23, mittels welchen das Zugmittel 14, welches vorzugsweise als Riemen ausgebildet ist, zu spannen ist. Dadurch kann mittels der Spannelemente eine Vorspannung des Zugmittels 14 bewirkt und eingestellt werden und somit Drehmoment über den Riemen übertragen werden.
Bei der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform sind die Riemenspanner 23 Bestandteile der Sicherheitseinrichtung 17. Mit anderen Worten umfasst die Sicherheitseinrichtung 17 die Riemenspanner 23. Die Sicherheitseinrichtung 17 ist dabei dazu ausgebildet, bei dem Unfall und dabei insbesondere in Abhängigkeit von dem Signal beziehungsweise in Abhängigkeit von dem Parameter das durch die Riemenspanner 23 bewirkte Spannen und somit die durch die Riemenspanner 23 bewirkte Vorspannung des Zugmittels 14 gezielt zu reduzieren oder gar aufzuheben, wodurch das Antriebsrad 16 nicht mehr über das Zugmittel 14 von dem Antriebsrad 22 angetrieben werden kann beziehungsweise die auch als Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 2 über das Antriebsrad 16 nicht mehr den Starter-Generator über das Antriebsrad 22 antreiben kann und somit keinen elektrischen Strom mit Hochspannung mehr generieren kann. Dadurch wird der Übertragungspfad 20 gezielt unterbrochen.
Der jeweilige Riemenspanner 23 ist beispielsweise zwischen einer Spannstellung und einer Freigabestellung bewegbar. In der Spannstellung wird das Zugmittel 14 mittels des jeweiligen Riemenspanners 23 gezielt gespannt. Um nun den Übertragungspfad 20 gezielt zu unterbrechen, werden die Riemenspanner 23 aus ihren jeweiligen Spannstellungen in ihre jeweiligen Freigabestellungen bewegt, was in 2 durch Pfeile 24 veranschaulicht ist. Dabei werden die Riemenspanner 23 beispielsweise nach außen gefahren und gegebenenfalls von dem Zugmittel 14 derart wegbewegt, dass die Riemenspanner 23 das Zugmittel 14 nicht mehr berühren wie in der Spannstellung. Hierdurch wird die Vorspannung des Zugmittels 14, insbesondere vollständig, gelöst, sodass beispielsweise dann, wenn das Antriebsrad 15 von der Verbrennungskraftmaschine 2 angetrieben wird, das Antriebsrad 15 relativ zu dem Zugmittel 14 durchrutscht. In der Folge werden weder das Zugmittel 14 noch der Rotor 10 von der Verbrennungskraftmaschine 2 angetrieben.
Um beispielsweise die Riemenspanner 23 aus der jeweiligen Spannstellung in die jeweilige Freigabestellung zu bewegen, wird beispielsweise der jeweilige Riemenspanner 23 beziehungsweise ein Aktor zum Bewegen des jeweiligen Riemenspanners 32 von der Steuereinrichtung 19, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter beziehungsweise in Abhängigkeit von dem Signal, angesteuert, wodurch der jeweilige Riemenspanner 23, insbesondere mittels des Aktors, gezielt und aktiv aus der jeweiligen Spannstellung in die jeweilige Freigabestellung bewegt wird. Die Riemenspanner 23 gemäß der ersten Ausführungsform sind beispielsweise Bestandteile eines beispielsweise als Federspannsystems ausgebildeten Riemenspannsystems, sodass beispielsweise die Riemenspanner 23, insbesondere mittels des Aktors, durch Reduktion einer Federvorspannkraft in die Freigabestellungen bewegt werden.
Schließlich zeigt 3 in einer schematischen Vorderansicht den Zugmitteltrieb 13 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst der Zugmitteltrieb 13 als Spannräder ausgebildete Spannelemente 25, 26 und 27, mittels welchen das Zugmittel 14 gespannt wird. Dabei veranschaulichen in 3 jeweilige Pfeile jeweilige Drehrichtungen der Antriebsräder 15, 16 und 20 und der Spannelemente 25, 26 und 27. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Spannelemente 25, 26 und 27 beispielsweise Bestandteile eines elektrischen beziehungsweise elektrisch verstellbaren Riemenspannsystems. Dabei ist beispielsweise zumindest oder ausschließlich das Spannelement 27 elektrisch verstellbar, um dadurch beispielsweise die mittels der Spannelemente 25, 26 und 27 zu bewirkende Vorspannung des Zugmtitels 14 bedarfsgerecht elektrisch einstellen zu können. Somit kann beispielsweise zumindest oder ausschließlich das Spannelement 27 elektrisch aus der Spannstellung in die Freigabestellung bewegt werden, um dadurch die Vorspannung des Zugmittels 14 zumindest zu reduzieren oder gar aufzuheben, wodurch der Übertragungspfad 20 unterbrochen wird. Hierzu wird das Spannelement 27 beziehungsweise ein elektrisch betreibbarer Aktor zum Bewegen des Spannelements 27 von der Steuereinrichtung 19, insbesondere in Abhängigkeit von dem Parameter beziehungsweise in Abhängigkeit von dem Signal, angesteuert, um dadurch das Spannelement 27 aus der Spannstellung in die Freigabestellung zu bewegen und dadurch den Übertragungspfad 20 gezielt und aktiv zu unterbrechen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Verbrennungskraftmaschine
3: Motorgehäuse
4: Abtriebswelle
5: Rad
6: Achse
7: Achsgetriebe
8: elektrische Maschine
9: Stator
10: Rotor
11: Drehachse
12: Welle
13: Zugmitteltrieb
14: Zugmittel
15: Antriebsrad
16: Antriebsrad
17: Sicherheitseinrichtung
18: Erfassungseinrichtung
19: Steuereinrichtung
20: Übertragungspfad
21: Kupplung
22: Antriebsrad
23: Riemenspanner
24: Pfeil
25: Spannelement
26: Spannelement
27: Spannelement
S: Stelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10045143 A1 [0002]
DE 60126628 T2 [0003]
DE 19926612 A1 [0004]

Claims

Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer elektrischen Maschine (8), welche einen Stator (9) und einen relativ zu dem Stator (9) drehbaren Rotor (10) aufweist, und mit einem Zugmitteltrieb (13), welcher wenigstens ein Zugmittel (14) aufweist, über das der Rotor (10) von der Verbrennungskraftmaschine (2) mechanisch antreibbar ist, wodurch die elektrische Maschine (8) als Generator zum Generieren von elektrischem Strom betreibbar ist, gekennzeichnet durch eine Sicherheitseinrichtung (17), mittels welcher bei einem Unfall das durch die elektrische Maschine (8) bewirkte Generieren von elektrischem Strom gezielt unterbindbar ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (17) eine elektronische Erfassungseinrichtung (18) aufweist, mittels welcher wenigstens ein den Unfall charakterisierender Parameter ermittelbar ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (17) eine elektronische Steuereinrichtung (19) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine (8) in Abhängigkeit von dem ermittelten Parameter gezielt anzusteuern und dadurch gezielt lastfrei zu schalten, um dadurch das durch die elektrische Maschine (8) bewirkte Generieren von elektrischem Strom gezielt zu unterbinden.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (17) eine Zerstörungsvorrichtung aufweist, mittels welchem die elektrische Maschine (8) in Abhängigkeit von dem Parameter gezielt und aktiv zerstörbar ist, um dadurch das durch die elektrische Maschine (8) bewirkte Generieren von elektrischem Strom gezielt zu unterbinden.
Antriebsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mechanischen Übertragungspfad (20), über welchen von der Verbrennungskraftmaschine (2) bereitgestellte Drehmomente von der Verbrennungskraftmaschine (2) an den Rotor (10) übertragbar sind, wodurch der Rotor (10) mittels der von der Verbrennungskraftmaschine (2) bereitgestellten Drehmomente mechanisch antreibbar und dadurch relativ zu dem Stator (9) drehbar ist, wobei der Zugmitteltrieb (13) in dem Übertragungspfad (20) angeordnet ist, und wobei die Sicherheitseinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, bei dem Unfall den Übertagungspfad (20) an wenigstens einer Stelle (S) gezielt zu unterbrechen, wodurch der Rotor (10) von der Verbrennungskraftmaschine (2) mechanisch entkoppelbar und das durch die Verbrennungskraftmaschine (2) bewirkte und über den Zugmittelbtrieb (13) erfolgende mechanische Antreiben der elektrischen Maschine (8) unterbindbar ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (17) wenigstens eine in dem Übertragungspfad (20) angeordnete Kupplung (21) umfasst, welche zum Unterbrechen des Übertragungspfads (20) bei dem Unfall gezielt öffnenbar ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (2) eine in dem Übertragungspfad (20) angeordnete Abtriebswelle (4) aufweist, über welche die Drehmomente von der Verbrennungskraftmaschine (2) bereitstellbar sind, wobei der Zugmitteltrieb (13) wenigstens ein in einem in dem Übertragungspfad (20) angeordnetes und zumindest teilweise von dem Zugmittel (14) umschlungenes Antriebsrad (15, 16) aufweist.
Antriebsstrang (1) nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (21) zumindest teilweise in der Abtriebswelle (4) und/oder in dem Antriebsrad (15) angeordnet ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (17) wenigstens eine an wenigstens einem in dem Übertragungspfad (20) angeordneten Bauelement des Antriebsstrang (1) vorgesehene Soll-Versagensstelle aufweist, an welcher das Bauelement bei dem Unfall gezielt versagt, um dadurch den Übertragungspfad (20) gezielt zu unterbrechen.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 9 in dessen Rückbezug auf Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement die Abtriebswelle (4) oder das Antriebsrad (15, 16) oder das Zugmittel (14) ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (17) ein Stellglied aufweist, mittels welchem das Bauelement an der Soll-Versagensstelle aktiv zerstörbar ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (17) wenigstens ein Spannelement (23, 27) zum Spannen des Zugmittels (14) aufweist, wobei die Sicherheitseinrichtung (17) dazu ausgebildet ist, bei dem Unfall das durch das Spannelement (23, 27) bewirkte Spannen des Zugmittels (14) gezielt zumindest zu reduzieren und dadurch den Übertragungspfad (20) zu unterbrechen.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (23, 27) als variabler Pendelspanner oder als elektrisch betreibbares Spannelement (27) oder als ein- oder beidseitig wirkende Spannvorrichtung ausgebildet ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (17) wenigstens ein Zerstörungselement aufweist, mittels welchem das Zugmittel (14) bei dem Unfall gezielt zerstörbar ist, insbesondere zu trennen, ist, wodurch der Übertragungspfad (20) zu unterbrechen ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (17) wenigstens ein Betätigungselement aufweist, mittels welchem das Zugmittel (14) bei dem Unfall aktiv von einem zumindest teilweise von dem Zugmittel (14) umschlungenen Antriebsrad (15, 16) des Zugmitteltriebs (13) lösbar ist, wodurch der Übertragungspfad (20) zu unterbrechen ist.