DE102020210180A1 - Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, bzw. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges - Google Patents

Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, bzw. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebsstrang (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit mindestens einem Getriebe (2), wobei zur Übertragung eines Drehmomentes von der Antriebswelle (3) auf die Triebwelle (4, 5) (oder umgekehrt) und/oder zur Realisierung der Gangstufenwechsel des Getriebes (2) passive Schaltelemente vorgesehen und/oder vorhanden sind, nämlich als passive Schaltelemente mindestens zwei Fliehkraftkupplungen (7, 8) und mindestens ein Freilauf (9) vorhanden sind.Der Steuerungsaufwand und die damit verbundenen Kosten sind dadurch verringert, dass die erste Fliehkraftkupplung (7) der ersten Gangstufe (I) und die zweite Fliehkraftkupplung (8) der zweiten Gangstufe (II) zugeordnet ist, wobei die Fliehkraftkupplungen (7, 8) funktional so ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass die erste Gangstufe (I) zur Übertragung eines Drehmomentes wirksam geschaltet ist und/oder eingelegt wird, wenn die Abtriebsdrehzahl des Abtriebs kleiner ist als eine bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl und/oder eine bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl unterschreitet, und dass die zweite Gangstufe (II) zur Übertragung eines Drehmomentes wirksam geschaltet ist und/oder eingelegt wird, wenn die Abtriebsdrehzahl des Antriebs grösser ist als eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl und/oder eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl überschreitet, wobei der Freilauf (9) so ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass mit Hilfe des Freilaufes (9) zumindest zeitweise eine wirksam geschaltete und/oder eingelegte erste Gangstufe (I) und damit eine entsprechende Drehmomentenübertragung realisierbar ist, wenn die erste Fliehkraftkupplung (7) eine derartige Drehmomentübertragung nicht ermöglicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft zunächst einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des zuvor vorgenannten Antriebsstranges eines Fahrzeuges.
  • Im Stand der Technik sind unterschiedlich ausgebildete Antriebsstränge für Fahrzeuge bzw. für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Elektrofahrzeuge, insbesondere für PKWs mit Elektroantrieb bekannt. Derartige Antriebsstränge weisen mindestens ein Getriebe auf, wobei das Getriebe oftmals als ein Ein-Gang-Getriebe ausgeführt ist, das dann den Elektroantrieb mit einer festen Übersetzung mit den Rädern des Kraftfahrzeuges wirksam verbindet. Hieraus resultieren dann folgende Gegebenheiten:
    • Die Betriebspunkte des Elektroantriebes, also einerseits das jeweilige Drehmoment als auch andererseits die jeweilige Drehzahl, sind direkt abhängig vom Fahrzustand des Kraftfahrzeuges.
    • Die Wahl eines günstigen Betriebspunktes des Elektroantriebes für einen aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeuges und die damit einhergehende Verringerung des elektrischen Leistungsbedarfes aus der Batterie ist daher nicht immer möglich.
  • Weiterhin steigen bei einem Elektroantrieb üblicherweise die Verluste zu hohen Drehzahlen hin an, so dass diese Betriebspunkte insbesondere durch eine Umschaltung auf eine andere Übersetzung vorzugsweise zu niedrigeren Drehzahlen und höheren Momenten verschoben werden sollte. Insbesondere aus letzterem Grunde gibt es im Stand der Technik daher insbesondere Zwei-Gang- oder auch Mehr-Gang-Getriebe zur Anbindung von Elektroantrieben bei Fahrzeugen bzw. Kraftfahrzeugen.
  • Insbesondere bei einem Zwei-Gang-Getriebe wird dann die erste Gangstufe kürzer gewählt als bei einem Ein-Gang-Getriebe, wobei die zweite Gangstufe länger gewählt wird. Anders ausgedrückt: Die erste Gangstufe weist dann im Allgemeinen ein großes, höheres Übersetzungsverhältnis als die zweite Gangstufe mit einem niedrigeren, geringeren Übersetzungsverhältnis auf. Ein weiterer Vorteil eines Zwei-Gang-Getriebes ist auch, dass der Elektroantrieb bei Verwendung eines Zwei-Gang-Getriebes bezüglich des maximalen Drehmomentes und/oder der maximalen Drehzahl kleiner dimensioniert werden kann. In der Praxis haben sich daher Zwei-Gang-Getriebe bei Elektrofahrzeugen zur Anbindung des Elektroantriebes als sehr vorteilhaft erwiesen und werden daher entsprechend angewendet bzw. verwendet.
  • So ist im Stand der Technik beispielsweise aus der DE 10 2011 112 091 A1 ein Antriebsstrang bekannt, wobei das Getriebe dieses Antriebsstranges mindestens einen Aktuator zur Durchführung der Schaltungen des Getriebes aufweist, was zu einem höheren Steuerungsaufwand für diese Getriebe und entsprechenden Mehrkosten führt.
  • Die CN 103 174 744 A offenbart einen Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug mit zwei entsprechenden im Wesentlichen gleich bzw. identisch ausgebildeten Fliehkraftkupplungen, wobei die beiden Fliehkraftkupplungen unterschiedliche Drehzahlschwellen aufweisen. Hierbei ist zusätzlich ein Freilauf vorgesehen, wobei eine Fliehkraftkupplung und ein Freilauf in einem Bauteil angeordnet bzw. ausgebildet sind. Die hier verwendeten Fliehkraftkupplungen übertragen beide das Drehmoment in eine bestimmte Drehrichtung, so dass bei einem Elektrofahrzeug dieser Antriebsstrang nur für einen Antrieb / Elektroantrieb oder eine Rekuperation, nicht aber für einen Elektroantrieb und eine Rekuperation ausgebildet ist.
  • Schließlich zeigt die EP 2 712 749 A1 einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit einer Fliehkraftkupplung bzw. einem Freilauf, ein Gangstufenwechsel erfolgt hier über eine geschaltete Fliehkraftkupplung bzw. den vorhandenen Freilauf, wobei das Getriebe auch ansteuerbare Aktuatoren und damit einen erhöhten Steuerungsaufwand aufweist, was zu Mehrkosten führt.
  • Bei dem im Stand der Technik bekannten Antriebssträngen bzw. insbesondere bei den bei Elektrofahrzeugen angewendeten Getrieben sind die Kosten und der Konstruktionsaufwand für alle Arten von Kupplungen und für alle Arten von Schaltelementen, die über Aktuatoren aktuiert werden, hoch und aufwendig. Hierfür werden häufig elektrische und/oder hydraulische Steller bzw. entsprechende Aktuierungssysteme verwendet. Je nach Ausprägung verursachen diese Aktuierungssysteme auch einen erheblichen Hilfsenergiebedarf, beispielsweise in Form von zusätzlicher elektrischer Leistung zum Halten eines elektrischen Aktuators oder in Form von hydraulischer Leistung, beispielsweise zur Kompensation von Leckageverlusten. Weiterhin ist zur Regelung der Schaltelemente eine Sensorik sowie ein Steuerungssystem erforderlich. Insbesondere unter den Gesichtspunkten des Konstruktions- und Kostenaufwandes sind die im Stand der Technik bekannten Antriebsstränge bzw. Getriebe zur Realisierung der Schaltungsabläufe bei Elektrofahrzeugen noch nicht optimal ausgebildet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug bzw. ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug nun derart auszugestalten und weiterzubilden bzw. ein Verfahren zur Steuerung eines entsprechenden Antriebstranges anzugeben, wobei einerseits der dazu notwendige Steuerungsaufwand und die damit verbundenen Kosten verringert sind, andererseits auch der Wartungsaufwand und die damit verbundenen Kosten minimiert sind.
  • Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun für den Antriebsstrang zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Weiterhin ist die zuvor aufgezeigte Aufgabe nun für das Verfahren durch die Merkmale des Patentanspruches 11 gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang ist nun die erste Fliehkraftkupplung der ersten Gangstufe und die zweite Fliehkraftkupplung der zweiten Gangstufe zugeordnet. Hierbei sind die Fliehkraftkupplungen funktional so ausgebildet und/oder angeordnet bzw. entsprechend dimensioniert wie folgt: Die erste Gangstufe ist zur Übertragung eines Drehmomentes wirksam geschaltet und/oder eingelegt, wenn die Abtriebsdrehzahl des Antriebs kleiner ist als eine bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl und/oder eine bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl unterschreitet. Hierdurch wird insbesondere zunächst sichergestellt, dass bei kleineren Abtriebs-Drehzahlen insbesondere die erste Gangstufe im Getriebe wirksam geschaltet bzw. eingelegt ist und dann ein entsprechendes Drehmoment übertragen kann. Die zweite Gangstufe wird zur Übertragung eines Drehmomentes wirksam geschaltet und/oder eingelegt, wenn die Abtriebsdrehzahl des Antriebs größer ist als eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl und/oder eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl überschreitet. Die erste und zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl können gleich groß sein. Insbesondere ist die zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl aber unterschiedlich zu der ersten Abtriebs-Grenzdrehzahl, insbesondere nämlich ist die zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl größer als die erste Abtriebs-Grenzdrehzahl. Zunächst hat dies zur Folge, dass bei höheren/größeren Abtriebs-Grenzdrehzahlen dann nicht mehr die erste Gangstufe im Getriebe eingelegt ist, sondern die zweite Gangstufe im Getriebe eingelegt ist und dann mit Hilfe der zweiten Gangstufe Drehmoment übertragen werden kann. Die jeweilige spezifische Höhe/Größe der jeweiligen ersten und/oder zweiten Abtriebs-Grenzdrehzahl kann je nach Ausbildung und Anwendung des jeweiligen Getriebes und/oder des jeweiligen Antriebsmotors dann bestimmt werden. Insbesondere weisen die erste und zweite Fliehkraftkupplung, was die nachfolgenden Erläuterungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren noch verdeutlichen werden, jeweilige Umschalt-Grenzdrehzahlen auf, anders ausgedrückt: Die erste und zweite Fliehkraftkupplung sind funktionstechnisch so ausgebildet, dass die erste Fliehkraftkupplung sich öffnet, wenn die erste Fliehkraftkupplung ihre erste Umschalt-Grenzdrehzahl überschreitet bzw. die Abtriebsdrehzahl des Antriebs die erste Abtriebs-Grenzdrehzahl überschreitet. Die zweite Fliehkraftkupplung ist so ausgebildet und/oder dimensioniert, dass diese schließt, wenn diese ihre zweite Umschalt-Grenzdrehzahl überschreitet bzw. die Abtriebsdrehzahl des Antriebs die zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl überschreitet. Nochmal anders ausgedrückt: Die erste und zweite Fliehkraftkupplung können insbesondere so dimensioniert und/oder ausgebildet werden, dass die der jeweiligen Fliehkraftkupplungen zugeordnete Umschalt-Grenzdrehzahl an der jeweiligen Fliehkraftkupplung anliegt, wenn die jeweilige erste bzw. zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl des Abtriebs, insbesondere einer Abtriebswelle bspw. der Differentialwelle oder der Ausgangswelle des Getriebes anliegt.
  • Vom weiterem Vorteil ist nun, dass ein Freilauf vorgesehen und/oder vorhanden ist, wobei der Freilauf so ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass mit Hilfe des Freilaufes zumindest zeitweise eine wirksam geschaltete und/oder eingelegte erste Gangstufe und damit eine entsprechende Drehmomentenübertragung realisierbar ist, wenn die erste Fliehkraftkupplung eine derartige Drehmomentenübertragung nicht ermöglicht, insbesondere wenn die erste Fliehkraftkupplung im Wesentlichen vollständig geöffnet ist. Dies hat den Effekt, dass es bei einem Umschaltvorgang von der ersten Gangstufe auf die zweite Gangstufe dann nicht zu einer Zugkraftunterbrechung kommt, da nach dem Öffnen der ersten Fliehkraftkupplung zumindest zeitweise der Freilauf dann immer noch die wirksam eingelegte erste Gangstufe realisiert und eine Drehmomentenübertragung über die erste Gangstufe ermöglicht ist. Erst wenn die Drehzahl des Abtriebs weiter gestiegen ist und die zweite Fliehkraftkupplung im Wesentlichen vollständig geschlossen ist, wird dann der Freilauf „überholt“, so dass die erste Gangstufe dann kein Drehmoment mehr überträgt.
  • Die erste und zweite Fliehkraftkupplung sind nun derart ausgebildet, dass die erste Fliehkraftkupplung eine erste Trommel, eine erste Welle und bewegbar angeordnete erste Fliehgewichte aufweist. Die zweite Fliehkraftkupplung weist im Wesentlichen die gleichen Komponenten, insbesondere eine zweite Trommel, eine zweite Welle und bewegbar angeordnete zweite Fliehgewichte auf. Hierbei sind mit Hilfe der ersten und/oder der zweiten Fliehgewichte unter dem Einfluss einer entsprechenden Drehbewegung der jeweiligen Trommeln und/oder der jeweiligen Wellen ein Kraftschluss bzw. ein Reibschluss zwischen der ersten Trommel und der ersten Welle bzw. ein Kraftschluss bzw. ein Reibschluss zwischen der zweiten Trommel und der zweiten Welle und damit dann im Endeffekt eine Drehmomentenübertragung zwischen der jeweiligen Trommel und der jeweiligen Welle realisierbar.
  • Ein besonderer Vorteil ist nun bei der Ausbildung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges bzw. bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass die erste Fliehkraftkupplung in Relation zur zweiten Fliehkraftkupplung funktional invers wirkend ausgebildet ist. Dies darf hier an dieser Stelle allgemein vorab etwas näher erläutert werden: Die jeweiligen Fliehgewichte der jeweiligen Fliehkraftkupplungen sind funktional wirksam und radial bewegbar zwischen der jeweiligen Welle und der jeweiligen Trommel der jeweiligen Fliehkraftkupplung angeordnet. Die jeweilige Trommel der jeweiligen Fliehkraftkupplung umgibt die im Wesentlichen zentral angeordnete jeweilige Welle der jeweiligen Fliehkraftkupplung. Die jeweiligen Fliehgewichte sind zwischen diesen Komponenten wirkend angeordnet. Zur Realisierung einer Drehmomentenübertragung bei der ersten Fliehkraftkupplung, sind die ersten Fliehgewichte der ersten Fliehkraftkupplung, insbesondere unter Einwirkung einer Federkraft entgegen der Fliehrichtung nun radial nach innen bewegbar, wobei die zweiten Fliehgewichte der zweiten Fliehkraftkupplung zur Realisierung einer Drehmomentenübertragung, insbesondere unter Einwirkung einer Fliehkraft in Fliehrichtung radial nach außen bewegbar sind. Für die Realisierung des jeweiligen Kraftschlusses/Reibschlusses zwischen den Komponenten bzw. zur Realisierung der Drehmomentenübertragung bewegen sich daher die Fliehgewichte der beiden Fliehkraftkupplungen in jeweiliger umgekehrter radialer Richtung. Unter Einwirkung einer Fliehkraft bewegen sich die ersten und zweiten Fliehgewichte der ersten und zweiten Fliehkraftkupplung radial nach außen. Die erste Fliehkraftkupplung wirkt „invers“ zur zweiten Fliehkraftkupplung, insbesondere dadurch, dass bei der ersten Fliehkraftkupplung die Reibbeläge / Reibelemente an radial innen liegenden Flächen der ersten Fliehgewichte ausgebildet sind bzw. bei der zweiten Fliehkraftkupplung die Reibbeläge / Reibelemente an radial äußeren Flächen der zweiten Fliehgewichte ausgebildet sind. Dies darf an dieser Stelle bereits angemerkt werden.
  • Insbesondere weisen die ersten und zweiten Fliehgewichte Reibelemente zur Realisierung des Kraftschlusses, insbesondere des entsprechenden Reibschlusses, zwischen dem jeweiligen Reibelement und der jeweiligen Trommel bzw. der jeweiligen Welle auf.
  • Bei der ersten Fliehkraftkupplung sind erste Federelemente vorhanden und derart angeordnet, dass die ersten Fliehgewichte radial nach innen, in Richtung auf die erste Welle durch die Federkraft kraftbeaufschlagt sind bzw. werden. Im Betrieb dann aber sind ab einer bestimmten Fliehkraftbeaufschlagung entgegen dieser Federkraft diese ersten Fliehgewichte radial nach außen bewegbar.
  • Bei der zweiten Fliehkraftkupplung sind zweite Federelemente vorhanden und derart angeordnet, dass die zweiten Fliehgewichte radial nach innen, in Richtung auf die zweite Welle durch die Federkraft kraftbeaufschlagt sind bzw. werden. Allerdings werden diese zweiten Fliehgewichte ab einer bestimmten Fliehkraftbeaufschlagung entgegen der Federkraft radial nach außen bewegt und realisieren hierdurch den entsprechenden Kraftschluss bzw. Reibschluss der jeweiligen Komponenten dieser zweiten Fliehkraftkupplung.
  • Von weiterem Vorteil ist nun, dass bei dem Antriebsstrang nun die erste und/oder die zweite Fliehkraftkupplung einen Kupplungszustandssensor aufweist. Dieser Kupplungszustandssensor ist insbesondere als ein Hall-Sensor ausgeführt, hierbei ist ein Signalgeber, insbesondere ein Hall-Geber an einem ersten Fliehgewicht angeordnet und/oder befestigt. Auch dies darf im Folgenden noch etwas ausführlicher erläutert werden.
  • Bezüglich der Ausbildung des Getriebes in dem Antriebsstrang gibt es nun unterschiedliche Möglichkeiten. Zunächst kann das Getriebe die Antriebswelle und nur eine - erste - Triebwelle aufweisen, die auch dann die Abtriebswelle darstellt. Hierbei sind dann die Losräder der ersten und zweiten Gangstufe der Antriebswelle und die Festräder der ersten und zweiten Gangstufe der ersten Triebwelle zugeordnet oder - als weitere Alternative - sind die Losräder der ersten und zweiten Gangstufe der - ersten - Triebwelle und die Festräder der ersten und zweiten Gangstufe der Antriebswelle zugeordnet.
  • Eine weitere Möglichkeit bzw. Alternative ist, dass das Getriebe mehrere Triebwellen aufweist, insbesondere also dann eine Antriebswelle und eine erste und zweite Triebwelle aufweist. Die bevorzugte Ausführungsform hierbei ist insbesondere, dass dann die Losräder der ersten und zweiten Gangstufe je einer Triebwelle und ein Festrad der ersten und der zweiten Gangstufe der Antriebswelle zugeordnet sind. Insbesondere weist dann die erste und zweite Gangstufe ein gemeinsames, auf der Antriebswelle angeordnetes Festrad auf.
  • Schließlich besteht die Möglichkeit, dass das Getriebe eine Antriebswelle und eine Triebwelle aufweist und zur Realisierung der ersten und zweiten Gangstufe mindestens eine Planetengetriebestufe vorgesehen und/oder wirksam zwischen der Antriebswelle und der Triebwelle angeordnet und/oder ausgebildet ist.
  • Die Funktionsweise der entsprechenden hier möglichen jeweiligen Getriebeformen darf im Folgenden noch näher erläutert werden.
  • Zu dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere zur Steuerung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges darf nun im Wesentlichen folgendes ausgeführt werden:
    • Zunächst weist der durch das erfindungsgemäße Verfahren steuerbare Antriebsstrang insbesondere die oben bereits zuvor beschriebenen jeweiligen Komponenten auf. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang bzw. das erfindungsgemäße Verfahren wird nun insbesondere bei einem Elektrofahrzeug realisiert. Die Antriebswelle ist mit einem Elektromotor und/oder mit einem Generator oder mit einer Elektromaschine drehwirksam verbunden oder verbindbar. Mit Hilfe des Elektromotors und mit Hilfe der elektromotorisch betreibbaren Elektromaschine ist das Kraftfahrzeug über die Antriebswelle antreibbar. Mit Hilfe des Generators oder der generatorisch betreibbaren Elektromaschine ist Energie über die Antriebswelle rekuperierbar und insbesondere in einer Kraftfahrzeugbatterie speicherbar. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang werden nun die Schaltungen und/oder Gangstufenwechsel im Getriebe mit Hilfe der jeweiligen dort vorgesehenen passiven Schaltelemente automatisch durchgeführt. Dies vermindert die Kosten und den Konstruktionsaufwand, denn es sind keine Aktuatoren notwendig die aufwendig angesteuert werden müssen und/oder Energie verbrauchen. Damit ist ein sehr kostengünstiger Antriebsstrang und ein kostengünstiges Verfahren geschaffen.
  • Wie bereits oben erläutert werden als passive Schaltelemente eine erste und eine zweite Fliehkraftkupplung und ein Freilauf verwendet bzw. sind entsprechend vorhanden und/oder angeordnet. Unter dem Begriff „passives Schaltelement“ wird insbesondere ein Schaltelement verstanden, bei dem von außen keine zusätzliche Energie für dessen Steuerung zugeführt und/oder zu dessen Steuerung bzw. zu dessen Betätigung aufgebracht werden muss.
  • Die erste und zweite Fliehkraftkupplung weisen jeweils eine Trommel und eine Welle und dazwischen bewegbar angeordnete Fliehgewichte auf. Eine Drehmomentenübertragung im geschlossenen Zustand der jeweiligen Fliehkraftkupplung wird dann zwischen der jeweiligen Trommel und der jeweiligen Welle mit Hilfe der Fliehgewichte ermöglicht. Hierbei wird in einem jeweiligen geöffneten Zustand der jeweiligen Fliehkraftkupplung keine Drehmomentenübertragung zwischen der jeweiligen Trommel und der jeweiligen Welle ermöglicht, anders ausgedrückt: Im geöffneten Zustand der jeweiligen Fliehkraftkupplung ist eine Drehmomentenübertragung verhindert. Wobei eine Drehmomentenübertragung im geschlossenen Zustand der jeweiligen Fliehkraftkupplung zwischen der jeweiligen Trommel und der jeweiligen Welle mit Hilfe der Fliehgewichte ermöglicht ist.
  • Die erste Fliehkraftkupplung weist nun eine bestimmte erste Umschalt-Grenzdrehzahl auf und die zweite Fliehkraftkupplung weist eine bestimmte zweite Umschalt-Grenzdrehzahl auf bzw. ist jeweils entsprechend dimensioniert, um diese zuvor genannte erste und zweite Umschalt-Grenzdrehzahl aufzuweisen bzw. zu realisieren. Insbesondere ist nun die erste Fliehkraftkupplung - verglichen mit der zweiten Fliehkraftkupplung - invers wirkend ausgebildet, wie bereits oben erläutert. Insbesondere dadurch können entsprechende Vorteile erzielt werden, insbesondere der erfindungsgemäße Antriebsstrang in der entsprechenden spezifischen Weise ausgebildet werden bzw. das erfindungsgemäße Verfahren auf insbesondere einfache Weise realisiert werden.
  • Die erste Fliehkraftkupplung schließt sich oder wird geschlossen, wenn die Trommel der ersten Fliehkraftkupplung die erste Umschalt-Grenzdrehzahl unterschreitet bzw. öffnet sich oder ist offen, wenn die Trommel der ersten Fliehkraftkupplung die erste Umschalt-Grenzdrehzahl überschreitet.
  • Die zweite Fliehkraftkupplung schließt sich oder ist geschlossen, wenn die Welle der zweiten Fliehkraftkupplung die zweite Umschalt-Grenzdrehzahl überschreitet bzw. öffnet sich die zweite Fliehkraftkupplung oder ist offen, wenn die Welle der zweiten Fliehkraftkupplung die zweite Umschalt-Grenzdrehzahl unterschreitet. Insbesondere, auch dies darf im Folgenden noch näher erläutert werden, ist die bestimmte zweite Umschalt-Grenzdrehzahl größer als die bestimmte erste Umschalt-Grenzdrehzahl.
  • Bei dem durch die Fliehkraftkupplungen realisierten Gangstufenwechsel von der ersten zur zweiten Gangstufe wird dann mit Hilfe des Freilaufs zumindest zeitweise eine wirksam geschaltete und/oder eingelegte erste Gangstufe und damit eine entsprechende Drehmomentenübertragung realisiert, wenn die erste Fliehkraftkupplung geöffnet und insbesondere auch die zweite Fliehkraftkupplung zumindest teilweise geöffnet, also die zweite Fliehkraftkupplung noch nicht vollständig geschlossen ist. Hierdurch werden Zugkraftunterbrechungen bei einer Hochschaltung vermieden.
  • Insbesondere wird das Abtriebsdrehmoment des Fahrzeugs konstant gehalten und hierfür wird das Antriebsdrehmoment der Antriebswelle entsprechend gesteuert. Mit Hilfe des Kupplungszustandssensors wird das Verlustmoment der sich öffnenden ersten Fliehkraftkupplung berechnet und dann durch eine entsprechende Steuerung des Antriebsdrehmomentes dieses Verlustmoment entsprechend kompensiert. Damit ist für den Fahrer des Fahrzeugs mit einem derartigen Antriebsstrang ein komfortables Fahrgefühl realisiert.
  • Bei einer Rekuperation und bei einem Gangstufenwechsel von der zweiten in die erste Gangstufe, also bei einer Rückschaltung, wird dann zur Auslegung der zweiten Gangstufe zunächst die zweite Fliehkraftkupplung geöffnet und dann zu Überbrückung des Überholbetriebs des Freilaufs das Fahrzeug aktiv hydraulisch gebremst, wobei danach dann die erste Fliehkraftkupplung zur Einlegung der ersten Gangstufe geschlossen wird. Anders ausgedrückt: Mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist einerseits der Betriebsmodus der Elektroantriebs sowie andererseits der Betriebsmodus der Rekuperation auf einfache Weise dann ermöglicht.
  • Im Endeffekt sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
  • Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Antriebsstrang und/oder das erfindungsgemäße Verfahre in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 bzw. auf die dem Patentanspruch 11 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden dürfen mehrere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
    • 1 in schematischer Darstellung eine bereits bekannte Fliehkraftkupplung in teils geschnittener Darstellung in einer üblichen bekannten Wirkweise, hier die beim Anmeldungsgegenstand verwendete zweite Fliehkraftkupplung in vereinfachter schematischer Darstellung,
    • 2 eine zu der in 1 dargestellte, hier „invers wirkende“ Fliehkraftkupplung, insbesondere die beim Anmeldungsgegenstand verwendete erste Fliehkraftkupplung in vereinfachter schematischer Darstellung,
    • 3 eine erste Ausführungsform für eine erste Getriebetopologie in vereinfachter schematischer Darstellung,
    • 4 eine zweite Ausführungsform einer zweiten Getriebetopologie in vereinfachter schematischer Darstellung,
    • 5 eine dritte Ausführungsform einer weiteren dritten Getriebetopologie in vereinfachter schematischer Darstellung,
    • 6 eine vierte Ausführungsform einer weiteren vierten Getriebetopologie in vereinfachter schematischer Darstellung, sowie
    • 7 eine fünfte Ausführungsform einer fünften Getriebetopologie in vereinfachter schematischer Darstellung, des weiteren
    • 8 die funktionale Darstellung eines Schaltvorgangs bzw. die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, durchgeführt bei der beispielsweise in 3 dargestellten Getriebetopologie,
    • 9 eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der beispielsweise in 3 dargestellten Getriebetopologie, sowie
    • 10 die Anordnung und/oder Ausbildung eines Kupplungszustandssensors, angeordnet bei der in 2 dargestellten ersten Fliehkraftkupplung.
  • Die 1 bis 10 zeigen zumindest teilweise einen Antriebsstrang 1 für ein Fahrzeug bzw. für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein hier nicht näher dargestelltes Elektrofahrzeug.
  • Der Antriebsstrang 1 weist mindestens ein Getriebe 2 auf, wobei das Getriebe 2 mindestens eine Antriebswelle 3, mindestens eine - erste - Triebwelle 4 und mindestens zwei Gangstufen I und II mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, insbesondere eine erste Gangstufe I mit einem höheren Übersetzungsverhältnis und eine zweite Gangstufe II mit einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis aufweist. Insbesondere ist jeder Gangstufe I und II mindestens ein Losrad und mindestens ein Festrad zugeordnet. Anders ausgedrückt: Das Losrad ist frei drehbar auf der jeweiligen Welle angeordnet und mit dieser Welle drehfest koppelbar, das Festrad ist drehfest mit der jeweiligen Welle verbunden.
  • Die Antriebswelle 3 ist mit einem Antrieb, insbesondere mit einer hier nicht näher dargestellten Elektromaschine drehwirksam verbindbar oder verbunden. Insbesondere kann die Antriebswelle mit einem Elektromotor und/oder mit einem Generator drehwirksam verbindbar sein. Insbesondere ist die Antriebswelle aber hier mit einer Elektromaschine drehwirksam verbindbar oder verbunden, wobei die Elektromaschine im elektrisch motorischen Betrieb oder im generatorischen Betrieb betrieben werden kann. Im elektromotorischen Betrieb der Elektromaschine treibt die Elektromaschine als Antriebsmotor die Antriebswelle an, im generatorischen Betrieb der Elektromaschine wird über die Antriebswelle Energie von der Elektromaschine rekuperiert.
  • Mit dem hier dargestellten Antriebsstrang 1 ist daher insbesondere ein Elektroantrieb eines Fahrzeugs bzw. eines Kraftfahrzeugs sowie dessen Rekuperationsbetrieb und die Speicherung der Energie in der Fahrzeugbatterie realisierbar.
  • Die mindestens eine vorgesehene Triebwelle 4 ist nun drehwirksam mit einem Abtrieb 6 verbunden. Je nach Getriebetopologie kann nur eine Triebwelle 4 oder auch eine erste Triebwelle 4 und eine zweite Triebwelle 5 (vgl. 5) vorhanden sein. Dies ist abhängig von der jeweiligen Ausführungsform der jeweiligen spezifischen Getriebetopologie bzw. des Getriebes 2.Die jeweilige Triebwelle 4 bzw. 5 ist dann drehwirksam mit dem Abtrieb 6, insbesondere mit einem Differential 6a verbindbar oder verbunden.
  • Zu Übertragung eines Drehmomentes von der Antriebswelle 3 auf die Triebwelle 4 oder auf die Triebwelle 5 (oder umgekehrt) und/oder zur Realisierung der Gangstufenwechsel des Getriebes 2 sind nun passive Schaltelemente vorgesehen und/oder vorhanden. Als passive Schaltelemente sind mindestens zwei Fliehkraftkupplungen, nämlich eine erste Fliehkraftkupplung 7 und eine zweite Fliehkraftkupplung 8 sowie mindestens ein Freilauf 9 vorgesehen. Mit dem Ausdruck „passive“ Schaltelemente ist insbesondere gemeint, dass diese Schaltelemente nicht durch energetisch betreibbare Aktuatoren separat angesteuert werden müssen.
  • Die eingangs genannten Nachteile sind nun zunächst dadurch vermieden, dass die erste Fliehkraftkupplung 7 der ersten Gangstufe I und die zweite Fliehkraftkupplung 8 der zweiten Gangstufe II zugeordnet ist, sowie dies insbesondere in den 3 bis 5 dargestellt ist. Hierbei sind die Fliehkraftkupplungen 7 und 8 funktional nun so ausgebildet und/oder angeordnet, dass die erste Gangstufe I zur Übertragung eines Drehmomentes wirksam geschaltet ist und/oder eingelegt wird, wenn die Abtriebs-Drehzahl des Abtriebs kleiner ist als eine bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl und/oder eine bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl unterschreitet. Die zweite Gangstufe II ist zur Übertragung eines Drehmomentes wirksam geschaltet und/oder eingelegt, wenn die Abtriebs-Drehzahl des Abtriebs des Fahrzeugs größer ist als eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl und/oder eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl überschreitet. Hierbei ist der Freilauf 9 so ausgebildet und/oder angeordnet, dass mit Hilfe des Freilaufs 9 zumindest zeitweise eine wirksam geschaltete und/oder eingelegte erste Gangstufe I und damit eine entsprechende Drehmomentenübertragung realisierbar ist, wenn die erste Fliehkraftkupplung 7 eine derartige Drehmomentenübertragung nicht ermöglicht.
  • Durch den oben beschriebenen Antriebsstrang 1 sind mehrere Vorteile erzielt, insbesondere ist keine zusätzliche äußere Energie nötig, um die Steuerungen und/oder Gangstufenwechsel zu realisieren, denn diese erfolgen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, was auch noch erläutert werden wird, automatisch, nämlich wenn bestimmte Drehzahlen unter- oder überschritten werden. Auch ist mit den jeweiligen, in den Figuren dargestellten Antriebssträngen 1 ein Elektroantrieb des Fahrzeugs sowie eine Rekuperationsbetrieb des Fahrzeugs möglich. Bevor auf die hier unterschiedlich dargestellten Antriebsstränge 1 und das erfindungsgemäße Verfahren näher eingegangen wird darf vorab nochmal kurz folgendes ausgeführt werden:
    • 2 zeigt in schematischer Darstellung die erste Fliehkraftkupplung 7. Die erste Fliehkraftkupplung 7 weist eine erste Trommel 7a, eine erste Welle 7b und bewegbar angeordnete erste Fliehgewichte 7c auf. Diese entsprechenden Komponenten sind schematisch in 2 dargestellt.
    • 1 zeigt die zweite Fliehkraftkupplung 8. Die zweite Fliehkraftkupplung 8 weist eine zweite Trommel 8a, eine zweite Welle 8b und bewegbar angeordnete zweite Fliehgewichte 8c auf.
  • Mit Hilfe der ersten und/oder der zweiten Fliehgewichte 7c und 8c wird unter Einfluss einer entsprechenden Drehbewegung der Trommel 7a und/oder der Welle 8b ein Kraftschluss zwischen der ersten Trommel 7a und der ersten Welle 7b bzw. ein Kraftschluss zwischen der zweiten Trommel 8a und der zweiten Welle 8b bzw. eine Drehmomentenübertragung zwischen der jeweiligen Trommel 7a, 8a und der jeweiligen Welle 7b, 8b realisiert, mit Bezugnahme auf die 1 und 2 darf daher nochmal folgendes ausgeführt werden:
  • Die in 2 dargestellt erste Fliehkraftkupplung 7 ist verglichen zur in 1 dargestellten zweiten Fliehkraftkupplung 8 funktional invers wirkend ausgebildet. Beiden Fliehkraftkupplungen 7 und 8 ist zunächst gemeinsam, dass die jeweiligen Fliehgewichte 7c und 8c der jeweiligen Fliehkraftkupplungen 7 und 8 funktional wirksam und radial bewegbar zwischen der jeweiligen Welle 7b bzw. 8b und der jeweiligen Trommel 7a bzw. 8a der jeweiligen Fliehkraftkupplung 7 bzw. 8 angeordnet sind.
  • Bei der ersten Fliehkraftkupplung 7, dargestellt in 2 sind die ersten Fliehgewichte 7c der ersten Fliehkraftkupplung 7 nun so ausgebildet und/oder angeordnet, dass diese zur Realisierung einer Drehmomentenübertragung radial nach innen bewegbar sind, wobei die zweiten Fliehgewichte 8c der zweiten Fliehkraftkupplung 8 zu Realisierung einer Drehmomentenübertragung (vgl. 1) radial nach außen bewegbar sind.
  • Hierzu weisen die ersten und zweiten Fliehgewichte 7c und 8c zunächst hier nicht näher bezeichnete Reibelemente zu Realisierung des Kraftschlusses, insbesondere eines entsprechenden Reibschlusses zwischen dem jeweiligen Reibelement und der Trommel 8a bzw. der Welle 7b auf.
  • Bei der in 2 dargestellten ersten Fliehkraftkupplung 7 sind erste Federelemente 7d vorhanden und derart angeordnet, dass die ersten Fliehgewichte 7c radial nach innen, in Richtung auf die erste Welle 7b durch die Federkraft kraftbeaufschlagt sind, aber ab einer bestimmten Fliehkraftbeaufschlagung entgegen der Federkraft radial nach außen bewegbar sind. Die Fliehgewichte 7c der ersten Fliehkraftkupplung 7 sind daher zwar in Richtung der Welle 7 kraftbeaufschlagt, wobei die ersten Federelemente 7d drehwirksam hier mit der Trommel 7a verbunden sind, insbesondere als Druckfedern ausgeführt sind.
  • Die in 1 dargestellte zweite Fliehkraftkupplung 8 weist zweite Federelemente 8d auf. Diese zweiten Federelemente 8d sind derart angeordnet, dass die zweiten Fliehgewichte 8c radial nach innen, in Richtung auf die zweite Welle 8b durch die Federkraft kraftbeaufschlagt werden, aber ab einer bestimmten Fliehkraftbeaufschlagung entgegen der Federkraft radial nach außen bewegbar sind. Die jeweiligen Federelemente 8d sind insbesondere als Zugfedern ausgeführt.
  • Die 1 und 2 machen deutlich, dass die in 2 dargestellte erste Fliehkraftkupplung 7 - verglichen mit der in 1 dargestellten zweiten Fliehkraftkupplung 8 - invers wirkend ausgebildet ist.
  • Die erste und zweite Fliehkraftkupplung 7 und 8 sind als passive Schaltelemente ausgeführt und ausgebildet. Dies gilt auch für den Freilauf 9.
  • Die erste und zweite Fliehkraftkupplung 7 und 8 weisen, wie beschrieben jeweils eine Trommel 7a und 8a und eine Welle 7b bzw. 8b bzw. dazwischen bewegbar angeordnete Fliehgewichte 7c und 8c auf. Eine Drehmomentenübertragung zwischen der jeweiligen Trommel 7a bzw. 8a und der jeweiligen Welle 7b bzw. 8b findet nur im jeweils geschlossenen Zustand der jeweiligen Fliehkraftkupplung 7 bzw. 8 statt. Eine Drehmomentenübertragung zwischen der jeweiligen Trommel 7a bzw. 8a und der jeweiligen Welle 7b bzw. 8b findet im geöffneten Zustand der jeweiligen Fliehkraftkupplung 7 bzw. 8 nicht statt bzw. ist dann zwischen der jeweiligen Trommel 7a bzw. 8a und der jeweiligen Welle 7b bzw. 8b verhindert.
  • Jede Fliehkraftkupplung ist insbesondere so dimensioniert, dass die erste Fliehkraftkupplung 7 eine bestimmte erste Umschalt-Grenzdrehzahl und die zweite Fliehkraftkupplung 8 eine bestimmte zweite Umschalt-Grenzdrehzahl aufweisen. Die erste Fliehkraftkupplung 7 ist verglichen mit der zweiten Fliehkraftkupplung 8 invers wirkend ausgebildet, hierzu darf nochmals explizit auch auf folgendes hingewiesen werden:
    • Die erste Fliehkraftkupplung 7 schließt sich oder ist geschlossen, wenn die Trommel 7a der ersten Fliehkraftkupplung 7 ihre erste Umschalt-Grenzdrehzahl unterschreitet, denn dann drücken die ersten Federelemente 7d die ersten Fliehgewichte 7c zum Reibschluss in Richtung der Welle 7b. Die erste Fliehkraftkupplung 7 öffnet sich oder ist offen, wenn die Trommel 7a der ersten Fliehkraftkupplung 7 die erste Umschalt-Grenzdrehzahl überschreitet, denn dann werden die ersten Fliehgewichte 7c entgegen der Federkraft der ersten Federelemente 7d radial nach außen gedrückt und eine Kraftübertragung bzw. ein Reibschluss zwischen den ersten Fliehgewichten 7c bzw. den Reibelementen und der ersten Welle 7b wird verhindert. Die ersten Federelemente 7d sind insbesondere als Druckfedern ausgeführt.
  • Die zweite Fliehkraftkupplung 8 schließt sich oder ist geschlossen, wenn die Welle 8b der zweiten Fliehkraftkupplung 8 die zweite Umschalt-Grenzdrehzahl überschreitet. Dann werden die zweiten Fliehgewichte 8c entgegen der Federkraft der zweiten Federelemente 8d radial nach außen gedrückt, so dass ein Kraftschluss/Reibschluss zwischen den zweiten Fliehgewichten 8c bzw. den Reibelementen und der Trommel 8a realisiert werden kann. Die zweite Fliehkraftkupplung 8 öffnet sich bzw. ist offen, wenn die Welle 8b der zweiten Fliehkraftkupplung 8 die zweite Umschalt-Grenzdrehzahl unterschreitet, denn dann werden die zweiten Fliehgewichte 8c mit Hilfe der Federkraft der zweiten Federelemente 8d radial nach innen gezogen und es existiert keine Kraftübertragung/kein Reibschluss zwischen den Fliehgewichten 8c und der Trommel 8a. Die zweiten Federelemente 8d sind insbesondere als Zugfedern ausgeführt.
  • Insbesondere ist bei den vorteilhaften Ausführungsformen des Antriebsstranges 1 die bestimmte zweite Umschalt-Grenzdrehzahl der zweiten Fliehkraftkupplung 8 größer als die bestimmte erste Umschalt-Grenzdrehzahl der ersten Fliehkraftkupplung 7.
  • Bevor auf das erfindungsgemäße Verfahren und auf die unterschiedlichen Getriebetopologien näher eingegangen wird, darf nochmal mit Bezugnahme auf die 10 erläutert werden, dass die erste und/oder die zweite Fliehkraftkupplung 7 bzw. 8 einen Kupplungszustandssensor 10 aufweist. Der Kupplungszustandssensor 10 weist insbesondere einen Hall-Sensor 10a und einen Hall-Geber 10b auf, wobei der Hall-Sensor 10a insbesondere außerhalb der ersten Trommel 7a bzw. der zweiten Trommel 8a vorgesehenen und/oder angeordnet ist und der Hall-Geber 10b an einen ersten Fliehgewicht 7c bzw. an einen der zweiten Fliehgewichte 8c angeordnet und/oder befestigt ist. Der Einsatz und/oder die Verwendung des Kupplungszustandssensors 10 wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch nochmals näher erläutert.
  • Im Folgenden darf nun auf die unterschiedlichen Getriebetopologien der unterschiedlich hier ausgebildeten Getriebe 2, die in den 3 bis 7 dargestellt sind, näher eingegangen werden:
    • Die 3 und 4 zeigen zunächst ein Getriebe 2, das eine Antriebswelle 3 und eine - erste - Triebwelle 4 aufweist. Das in den 3 und 4 dargestellte Getriebe 2 kann insbesondere als ein Stirnradgetriebe ausgebildet sein.
  • Bei dem in 3 dargestellten Getriebe sind die Losräder der ersten und zweiten Gangstufe I und II der Antriebswelle 3 zugeordnet und die Festräder der ersten und zweiten Gangstufe I und II der ersten Triebwelle 4 zugeordnet.
  • Bei dem in 4 dargestellten Getriebe 2 sind die Losräder der ersten und zweiten Gangstufe I und II der ersten Triebwelle 4 und die Festräder der ersten und zweiten Gangstufe I und II der Antriebswelle 3 zugeordnet.
  • Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Getriebe 2 eine Antriebswelle 3 und eine erste und zweite Triebwelle 4 und 5 auf. Die Losräder der ersten und zweiten Gangstufe I und II sind je einer Triebwelle 4 bzw. 5 und ein Festrad der ersten und/oder zweiten Gangstufe I und II sind der Antriebswelle 3 zugeordnet. Insbesondere weist die erste und zweite Gangstufe I und II hier ein gemeinsames, auf der Antriebswelle 3 drehfest angeordnetes Festrad auf.
  • Schließlich zeigen die 6 und 7 weitere mögliche Ausführungsformen für das Getriebe 2. Hier weist das Getriebe 2 eine Antriebswelle 3 und eine Triebwelle 4 auf. Zur Realisierung der ersten und zweiten Gangstufen ist nun mindestens eine Planetengetriebestufe 13 vorgesehen und/oder wirksam zwischen der Antriebswelle 3 und der Triebwelle 4 angeordnet und/oder ausgebildet. Bevor auf die einzelnen Unterschiede und/oder möglichen unterschiedlichen Ausbildungen der Getriebetopologien der Getriebe 2 näher eingegangen wird, darf vorab auf die Gemeinsamkeiten der Topologien bzw. insbesondere auch auf die Gemeinsamkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens bei den unterschiedlichen hier dargestellten Antriebsansträngen 1 nochmals eingegangen werden:
    • Die erste Gangstufe I wird durch die erste Fliehkraftkupplung 7 wirksam oder unwirksam geschaltet. Hierbei handelt es sich um die invers wirkende Fliehkraftkupplung 7, die bei geringen Abtriebs-Drehzahlen, also wenn die Abtriebs-Drehzahl des Fahrzeugs kleiner ist als eine bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl dann die erste Gangstufe wirksam einlegt, so dass kleine Fahrgeschwindigkeiten für das Fahrzeug realisiert werden können.
  • Die zweite Gangstufe wird durch die zweite Fliehkraftkupplung 8 wirksam oder unwirksam geschaltet. Hierbei handelt es sich um die im 1 dargestellte zweite Fliehkraftkupplung 8. Diese überträgt Drehmoment bei großen Abtriebs-Drehzahlen, also wenn die Abtriebs-Drehzahl des Abtriebs des Fahrzeugs größer ist als eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl. Hierbei kann die erste Abtriebs-Grenzdrehzahl gleich der zweiten Abtriebs-Grenzdrehzahl ein, insbesondere ist die zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl aber größer als die erste Abtriebs-Grenzdrehzahl, denn da die entsprechenden Umschalt-Grenzdrehzahlen der jeweiligen Fliehkraftkupplungen 7 bzw. 8 mit einer Toleranz behaftet ist und sich auch über die Lebensdauer der jeweiligen Fliehkraftkupplung 7und 8 verändern kann, kann zwischen den beiden Umschalt-Grenzdrehzahlen, also der ersten Umschalt-Grenzdrehzahl der ersten Fliehkraftkupplung 7 und der zweiten Umschalt-Grenzdrehzahl der zweiten Fliehkraftkupplung 8, ein „Totbereich“ liegen.
  • Beispielsweise öffnet die erste Fliehkraftkupplung 7, legt also die erste Gangstufe I aus, wobei aber erst bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit dann die zweite Fliehkraftkupplung 8 schließt und die zweite Gangstufe II wirksam schaltet, es also dann einen „Totbereich“ gibt, in dem keine der beiden Fliehkraftkupplungen 7 und 8 geschlossen ist. Insbesondere deshalb überträgt dann innerhalb dieses „Totbereiches“ der Freilauf 9 das Drehmoment und legt die erste Gangstufe I ein bzw. schaltet die erste Gangstufe I wirksam, insbesondere also dann zumindest zeitweise dann, wenn die erste Fliehkraftkupplung 7 geöffnet ist.
  • Ist die zweite Fliehkraftkupplung 8 geschlossen und damit die zweite Gangstufe II wirksam geschaltet wird der Freilauf 9 mit Hilfe der längeren Übersetzung der zweiten Gangstufe II überholt, so dass dann der Freilauf 9 kein Moment mehr übertragt und damit dann auch die erste Gangstufe I unwirksam geschaltet ist. Die Auswahl der jeweiligen Getriebetopologien, insbesondere der in den 3 bis 7 dargestellten unterschiedlichen Getriebetopologien ist abhängig vom dem zur Verfügung stehenden Bauraum des jeweiligen Fahrzeugs.
  • Der in den 3 bis 7 dargestellte jeweilige Antriebsstrang 1 mit den unterschiedlichen Getriebetopologien der hier unterschiedlich dargestellten Getriebe 2 weist aber mindestens das Getriebe 2, mindestens eine Antriebswelle 3 und mindestens eine Triebwelle 4, vorzugsweise auch mehrere Triebwellen 4 und 5, auf. Es sind mindestens zwei Gangstufen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, insbesondere eine erste Gangstufe I mit einem höheren Übersetzungsverhältnis und eine zweite Gangstufe II mit einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis vorhanden bzw. vorgesehen. Diese erste und zweite Gangstufe I und II sind auch bei den in den 6 und 7 dargestellten Planetenradgetriebestufen funktional entsprechend realisiert bzw. realisierbar.
  • Die Antriebswelle 3 ist mit einem Antrieb, insbesondere mit einer Elektromaschine, die hier nicht dargestellt ist, drehwirksam verbindbar oder verbunden, wobei die Triebwelle 4 (und/oder 5) drehwirksam mit einem Abtrieb 6, insbesondere mit einem Differential 6a verbindbar oder verbunden ist. Weiterhin ist wichtig, dass zur Realisierung der Gangstufenwechsel des Getriebes 2 „passive“ Schaltelemente vorgesehen und/oder vorhanden sind, insbesondere die eingangs genannte erste und zweite Fliehkraftkupplung 7 und 8 sowie der Freilauf 9.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die eingangs genannten Nachteile nun dadurch vermieden, dass die Antriebswelle 3 mit einem Elektromotor und/oder mit einem Generator oder mit einer Elektromaschine drehwirksam verbunden oder verbindbar ist, dass mit Hilfe des Elektromotors oder mit Hilfe der elektromotorisch betreibbaren Elektromaschine das Kraftfahrzeug über die Antriebswelle 3 antreibbar ist, und dass mit Hilfe des Generators oder der generatorisch betreibbaren Elektromaschine Energie über die Antriebswelle 3 rekuperierbar ist, wobei die Schaltungen und/oder Gangstufenwechsel im Getriebe mit Hilfe der jeweiligen passiven Schaltelemente automatisch durchgeführt werden. Hierdurch werden die eingangs genannten Vorteile erzielt, insbesondere hohe Konstruktionskosten vermieden, da keine elektrisch und/oder hydraulisch steuerbaren Aktuatoren notwendig sind, insbesondere alle Schaltungen und alle Gangstufenwechsel im Getriebe mit Hilfe von passiven Schaltelementen automatisch durchgeführt werden, insbesondere in Abhängigkeit der jeweiligen Drehzahlen dann die erste und/oder zweite Gangstufe I und II wirksam ein- oder ausgelegt werden.
  • Wie bereits weit oben erläutert sind eine erste und eine zweite Fliehkraftkupplung 7 und 8 sowie ein Freilauf 9 vorgesehen, wobei die erste Fliehkraftkupplung 7 der ersten Gangstufe I und die zweite Fliehkraftkupplung der zweiten Gangstufe II zugeordnet sind. Weiterhin sind bei den durch die Fliehkraftkupplungen 7 und 8 realisierten Gangstufenwechsel von der ersten zur zweiten Gangstufe, also von I nach II, dann mit Hilfe des Freilaufes 9 zumindest zeitweise eine wirksam geschaltete und/oder eingelegte erste Gangstufe I realisiert, damit eine entsprechende Drehmomentenübertragung in dem oben bereits angesprochenen „Totbereich“, der insbesondere zwischen dem Öffnen der ersten Fliehkraftkupplung 7 und dem Schließen der zweiten Fliehkraftkupplung 8 liegt, realisiert wird, also eine entsprechende Drehmomentenübertragung dann realisiert wird, wenn die erste Fliehkraftkupplung 7 geöffnet und die zweite Fliehkraftkupplung 8 noch nicht vollständig geschlossen ist. Hierzu darf insbesondere auch nochmals dann auch auf die 8 und 9 verwiesen werden, die zumindest teilweise auch das erfindungsgemäße Verfahren nochmals näher erläutern.
  • Die 8 und 9 zeigen das erfindungsgemäße Verfahren und aus 9 ist insbesondere ersichtlich, dass das Abtriebsdrehmoment 11 konstant gehalten wird, wobei aus 8 ersichtlich ist, dass die Drehzahl der Antriebswelle 3 bei einem Gangstufenwechsel von der ersten zur zweiten Gangstufe, also von I nach II, also bei einer Hochschaltung abfällt, zu den 8 und 9 hierzu nochmals folgendes:
    • 9 zeigt, dass das Abtriebsdrehmoment 11 des Fahrzeugs konstant gehalten wird und hierfür das Antriebsdrehmoment 12 der Antriebswelle 3 entsprechend gesteuert wird. Mit Hilfe von Kupplungszustandssensoren 10 werden die Übertragungsmomente der ersten und zweiten Fliehkraftkupplungen 7 und 8 berechnet, insbesondere wird das Verlustmoment der sich öffnenden ersten Fliehkraftkupplung 7 und/oder der sich schließenden zweiten Fliehkraftkupplung 8 berechnet und dann durch eine entsprechende Steuerung des Antriebsdrehmomentes 12 die Verlustmomente entsprechend kompensiert. 9 zeigt hier in dem auf der x-Achse dargestelltem Zeitbereich A bis B, dass die erste Gangstufe I wirksam geschaltet ist und dass das Antriebsdrehmoment 12 proportional zum Abtriebsdrehmoment 11 gemäß der Gangübersetzung der ersten Gangstufe I realisiert wird.
  • Im Zeitbereich C beginnt die zweite Fliehkraftkupplung 8 zu schleifen. Diese übertragt zum Teil das entsprechende Drehmoment, jedoch nicht so viel, dass diese Drehzahl bestimmend wird.
  • Da mit zunehmender Pressung zunehmende Schleppverluste auftreten, muss das Antriebsmoment 12 erhöht werden, um die Verluste zu kompensieren, insbesondere um das Abtriebsmoment 11 konstant zu halten. Hierzu wird dann auch der Kupplungszustandssensor 10 eingesetzt bzw. benötigt. Im Zeitbereich D schließt die zweite Fliehkraftkupplung 8 und übernimmt das gesamte Antriebsmoment 12. Aufgrund der sich ändernden Übersetzung bei der zweiten Gangstufe II muss das Antriebsmoment 12 weiter erhöht werden. Die zu kompensierenden Verluste in der zweiten Fliehkraftkupplung 8 nehmen ab. Im Zeitbereich E ist die zweite Fliehkraftkupplung 8 vollständig geschlossen, die Synchronisation der Drehzahl der Antriebswelle 3 auf die Drehzahl der zweiten Gangstufe II ist abgeschlossen. Das Antriebsmoment 12 ist proportional zum Abtriebsmoment 11 gemäß der Gangübersetzung der zweiten Gangstufe II.
  • Unter Bezugnahme auf die 8 wird hier nochmals der Drehzahlverlauf beim erfindungsgemäßen Verfahren kurz näher beschrieben. Im Zeitbereich A ist die erste Fliehkraftkupplung 7 geschlossen, der Freilauf 9 ist ebenfalls geschlossen, die zweite Fliehkraftkupplung 8 ist geöffnet. Die erste Gangstufe I ist wirksam geschaltet bzw. eingelegt, die Antriebswelle 3 beschleunigt insbesondere proportional zur ersten Triebwelle 4 beispielsweise bei der in 3 dargestellten Getriebetopologie. Im Zeitbereich B ist die Drehzahl n soweit angestiegen, dass die erste Fliehkraftkupplung 7 vollständig geöffnet ist. Das Antriebsmoment wird dann über den Freilauf 9 übertragen, somit ist weiterhin die erste Gangstufe I wirksam geschaltet bzw. eingelegt. Im Zeitbereich C beginnt die zweite Fliehkraftkupplung 8 aufgrund weiter steigender Drehzahl n zu schleifen. Der Anteil des Antriebsmoments, das über die zweite Fliehkraftkupplung 8 fließt bzw. übertragen wird ist aber kleiner als der Anteil auf dem Freilauf 9. Damit bleibt der Freilauf 9 aktiv und die erste Gangstufe I bleibt eingelegt. Im Zeitbereich D überträgt die zweite Fliehkraftkupplung 8 aufgrund steigender Drehzahl n und steigender Anpressung mehr Moment als der Freilauf 9. Dieser wird überholt und öffnet. Die zweite Gangstufe II wird nun aktiv. Hierdurch sinkt die Antriebsdrehzahl n auf die Synchron-Drehzahl der Triebwelle 4 ab. Schließlich wird im Zeitbereich E die zweite Gangstufe II wirksam eingelegt. Die Antriebsdrehzahl n ist hier synchron zur Drehzahl der Triebwelle 4.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist insbesondere vorteilhaft, dass ein Antrieb des Fahrzeugs einerseits elektrisch über die Antriebswelle 3 realisierbar ist, andererseits auch eine Rekuperation realisierbar ist. Bei einer Rekuperation und bei einem Gangstufenwechsel von der zweiten in die erste Gangstufe (von II nach I) wird dann zur Auslegung der zweiten Gangstufe II zunächst die zweite Fliehkraftkupplung 8 geöffnet, wobei dann das Fahrzeug insbesondere aktiv hydraulisch gebremst wird. Anders ausgedrückt, im Rekuperationsbetrieb überträgt der Freilauf 9 kein Drehmoment. Nach dem hydraulischen Bremsen wird dann die erste Fliehkraftkupplung 7 zur wirksamen Einlegung der ersten Gangstufe I geschlossen. Das Öffnen und Schließen der jeweiligen Fliehkraftkupplungen 7 und 8 wird automatisch, also ohne elektrisch und/oder hydraulisch betreibbare Aktuatoren realisiert, da die entsprechenden Schaltelemente des Getriebes, insbesondere alle, als passive Schaltelemente ausgeführt sind.
  • Unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 darf zunächst nochmal darauf hingewiesen werden, dass die erste Fliehkraftkupplung 7 der ersten Gangstufe I und die zweite Fliehkraftkupplung 8 der zweiten Gangstufe II zugeordnet sind.
  • Im geschlossenen Zustand der ersten Fliehkraftkupplung 7 ist die erste Gangstufe I wirksam eingelegt und das entsprechende Losrad der Gangstufe I in 3 mit der Antriebswelle 3 bzw. in 4 mit der ersten Triebwelle 4 drehfest verbunden. Für den Fall, dass die zweite Fliehkraftkupplung 8, geschlossen ist wird das entsprechende Losrad der zweiten Gangstufe II in 3 mit der Antriebswelle 3 und in 4 mit der ersten Triebwelle 4 wirksam verbunden.
  • Für die in 5 gezeigt Getriebetopologie des Getriebes 2 gilt hier, dass im geschlossenen Zustand der ersten Fliehkraftkupplung 7 das Losrad der ersten Gangstufe I mit der ersten Triebwelle 4 drehfest verbunden ist und im geschlossenen Zustand der zweiten Fliehkraftkupplung 8 das Losrad der zweiten Gangstufe II dann mit der zweiten Triebwelle 5 drehfest wirksam verbunden ist. Weiterhin ist aus den 3 bis 5 ersichtlich, dass der Freilauf 9 immer dem Losrad der ersten Gangstufe I zugeordnet ist, um die entsprechenden Schaltungen/Gangstufenwechsel zu realisieren.
  • Im Elektrobetrieb gilt für die Getriebetopologien, die in den 3 bis 5 dargestellt sind, dass bei einem Gangstufenwechsel von der ersten Gangstufe I zur zweiten Gangstufe II zunächst die erste Fliehkraftkupplung 7 geschlossen ist, dann die erste Fliehkraftkupplung 7 sich öffnet, wobei dann der Freilauf 9 nach wie vor zumindest zeitweise Drehmoment überträgt, also die erste Gangstufe I auch wenn die erste Fliehkraftkupplung 7 bereits vollständig geöffnet ist, dann die erste Gangstufe I noch wirksam eingelegt ist und Drehmoment überträgt. Erreicht dann die Abtriebsdrehzahl des Abtriebs des Fahrzeugs eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl, schließt die zweite Fliehkraftkupplung 8, der Freilauf 9 wird überholt und die zweite Gangstufe II wird mit Hilfe der zweiten Fliehkraftkupplung 8 wirksam eingelegt.
  • Im umgekehrten Fall der Rekuperation, wird beispielsweise dann ein Gangstufenwechsel von der zweiten Gangstufe II zur ersten Gangstufe I realisiert. Hierbei ist zunächst die zweite Fliehkraftkupplung 8 geschlossen, so dass in dem jeweiligen Getriebe 2 dann die zweite Gangstufe II wirksam eingelegt ist und Drehmoment überträgt. Fällt die Abtriebsdrehzahl des Fahrzeugs unter die zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl öffnet die zweite Fliehkraftkupplung 8 und die zweite Gangstufe II wird unwirksam geschaltet. Bei der Rekuperation überträgt der Freilauf 9 aufgrund der Umkehr der Drehmomentenrichtung kein Drehmoment. Nochmals anders ausgedrückt, im Rekuperationsbetrieb kann durch den Freilauf 9 kein Drehmoment übertragen werden, aber: Durch die Aktivierung der hydraulischen Bremsen des Fahrzeugs wird dann die Abtriebsdrehzahl weiter verringert und wenn diese dann unter die bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl fällt, schließt die erste Fliehkraftkupplung 7, so dass die erste Gangstufe I wirksam eingelegt wird und das Drehmoment bzw. der Kraftschluss über die erste Gangstufe I übertragen wird.
  • Die 6 und 7 zeigen spezifisch bevorzugte Ausführungsformen einer Getriebetopologie für das Getriebe 2. Gut zu erkennen ist, dies gilt für die 6 und 7, dass zwischen der Antriebswelle 3 und der Triebwelle 4 eine Planetenradgetriebestufe 13 realisiert ist. Gut zu erkennen ist hier weiterhin ein Sonnenrad 14, ein Planetenrad 15 und ein Hohlrad 17. Das Hohlrad 17 ist als integraler Bestandteil der Antriebswelle 3 ausgebildet. Das Planetenrad 15 sitzt frei drehbar auf einem Steg 17 und das Sonnenrad 14 drehfest auf einer Welle 18. Zur Realisierung der ersten und zweiten Gangstufe I und II sind die erste und zweite Fliehkraftkupplungen 7 und 8 bzw. der Freilauf 9 nun in 6 bzw. 7 auf unterschiedliche Weise angeordnet und funktionstechnisch wirksam zwischen den Komponenten vorgesehen bzw. ausgebildet:
    • Aus 6 ist ersichtlich, dass wenn die erste Fliehkraftkupplung 7 geschlossen ist die Drehung des Sonnenrades 14 blockiert ist. Die zweite Fliehkraftkupplung 8 ist geöffnet, so dass die erste Gangstufe I dann über die Drehung der Antriebswelle 3 und die Drehung des Steges 17 mit dem Planetenrad 15 auf die Triebwelle 4 übertragen werden und von hier auf den Abtrieb 6 läuft. Die zweite Gangstufe II ist wirksam eingelegt, wenn die erste Fliehkraftkupplung 7 geöffnet ist und die zweite Fliehkraftkupplung 8 geschlossen ist. Hier läuft dann der Steg 17 gemeinsam mit dem Sonnenrad 14 um, um das entsprechende Drehmoment zum Abtrieb 6 über die Triebwelle 4 zu übertragen. Bezüglich der Drehzahlen der Schaltungen im Elektroantrieb und bei einer Rekuperation gilt analog das oben gesagte bezüglich der entsprechenden jeweiligen Drehzahlen.
  • In der 7 ist die Anordnung der ersten Fliehkraftkupplung 7 und des Freilaufs 9 identisch zu der 6. Jedoch ist die zweite Fliehkraftkupplung 8 hier wirksam zwischen dem Steg 17 und der Antriebswelle 3 vorgesehen bzw. vorhanden. Zu Realisierung der ersten Gangstufe I ist die erste Fliehkraftkupplung 7 geschlossen, so dass eine Bewegung/Drehung des Sonnenrades 14 blockiert ist. Zur Realisierung der Gangstufe II ist die erste Fliehkraftkupplung 7 geöffnet und die zweite Fliehkraftkupplung 8 geschlossen, wobei dann die Antriebswelle 3 mit dem Steg 17 gekoppelt ist.
  • In 6 ist die erste Fliehkraftkupplung 7 dann geschlossen, wenn die Drehung des Sonnenrades 14 kleiner als die erste Umschalt-Grenzdrehzahl der ersten Fliehkraftkupplung 7 ist, wobei die zweite Fliehkraftkupplung 8 geschlossen ist, wenn die Umdrehungsdrehzahl des Steges 17 größer ist als die bestimmte zweite Umschalt-Grenzdrehzahl der zweiten Fliehkraftkupplung 8 ist. Ähnliches bzw. analoges gilt für die Ausführungsform der 7.
  • Zur Ergänzung der obigen Ausführungsform bzw. der Ausführung und/oder Ausbildung der konstruktionstechnischen Komponenten, insbesondere bezüglich der realisierten drehfesten Verbindungen bei den in den 3 bis 7 dargestellten jeweiligen Ausführungsformen der verschiedenen Getriebetopologien darf kurz folgendes nochmals erläutert werden:
    • Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist bei der ersten Fliehkraftkupplung 7 die Trommel 7a wirksam drehfest verbunden mit dem Losrad der ersten Gangstufe I. Die Welle 7b ist wirksam drehfest verbunden mit der Antriebswelle 3. Hierbei ist die Trommel 8a der zweiten Fliehkraftkupplung 8 wirksam drehfest verbunden mit der Antriebswelle 3 und die Welle 8b wirksam drehfest verbunden mit dem Losrad der zweiten Gangstufe II.
  • Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform ist die Trommel 7a der ersten Fliehkraftkupplung 7 wirksam drehfest verbunden mit der Triebwelle 4. Die Welle 7b ist wirksam drehfest verbunden mit dem Losrad der ersten Gangstufe I. Die Trommel 8a der zweiten Fliehkraftkupplung 8 ist wirksam drehfest verbunden mit dem Losrad der zweiten Gangstufe II, wobei die Welle 8b wirksam drehfest verbunden ist mit der Triebwelle 4.
  • Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform ist die Trommel 7a der ersten Fliehkraftkupplung 7 wirksam drehfest verbunden mit der ersten Triebwelle 4. Die Welle 7b ist wirksam drehfest verbunden mit dem Losrad der ersten Gangstufe I. Die Trommel 8a der zweiten Fliehkraftkupplung ist wirksam drehfest verbunden mit dem Losrad der zweiten Gangstufe II, wobei die Welle 8b wirksam drehfest verbunden ist mit der zweiten Triebwelle 5.
  • Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform ist die Trommel 7a der ersten Fliehkraftkupplung 7 wirksam drehfest verbunden mit dem Sonnenrad 14, wobei die Welle 7b wirksam drehfest verbunden mit dem Gehäuse ist. Die Trommel 8a der zweiten Fliehkraftkupplung 8 ist wirksam drehfest verbunden mit dem Sonnenrad 14, wobei die Welle 8b wirksam drehfest verbunden ist mit dem Steg 17.
  • Für die in 7 gezeigte Ausführungsform gilt: Die Trommel 7a der ersten Fliehkraftkupplung 7 ist wirksam drehfest verbunden mit dem Sonnenrad 14. Die Welle 7b ist wirksam drehfest verbunden mit dem Gehäuse. Die Trommel 8a der zweiten Fliehkraftkupplung 8 ist wirksam drehfest verbunden mit der Antriebswelle 3, wobei die Welle 8b wirksam drehfest verbunden ist mit dem Steg 17.
  • Die Wirkung des Freilaufs 9 ist bereits oben beschrieben worden und der funktionelle Zusammenhang gilt im Wesentlichen für die alle in den 3 bis 7 gezeigten Ausführungsformen, insbesondere dass der Freilauf 9 den „Totbereich“ bei sich öffnender erster Fliehkraftkupplung 7 und sich schließender zweiter Fliehkraftkupplung 8 durch eine realisierte Drehmomentenübertragung zumindest teilweise überbrückt, insbesondere bei der Hochschaltung von der ersten zur zweiten Gangstufe, also von I nach II, also im Elektroantrieb, wobei im Rekuperationsbetrieb der Freilauf 9 kein Drehmoment überträgt.
  • Im Ergebnis werden mit dem jeweiligem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 1 bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechende Vorteile erzielt und die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrand
    2
    Getriebe
    3
    Antriebswelle
    4
    (erste) Triebwelle
    5
    zweite Triebwelle
    6
    Abtrieb
    6a
    Differential
    7
    erste Fliehkraftkupplung
    7a
    erste Trommel
    7b
    erste Welle
    7c
    erste Fliehgewichte
    7d
    erste Federelemente
    8
    zweite Fliehkraftkupplung
    8a
    zweite Trommel
    8b
    zweite Welle
    8c
    zweite Fliehgewichte
    8d
    zweite Federelemente
    9
    Freilauf
    10
    Kupplungszustandssensor
    10a
    Hall-Sensor
    10b
    Hall-Geber
    11
    Abtriebsdrehmoment
    12
    Antriebsdrehmoment
    13
    Planetenradgetriebestufe
    14
    Sonnenrad
    15
    Planetenrad
    16
    Hohlrad
    17
    Steg
    18
    Welle
    I
    erste Gangstufe
    II
    zweite Gangstufe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011112091 A1 [0006]
    • CN 103174744 A [0007]
    • EP 2712749 A1 [0008]

Claims (15)

  1. Antriebsstrang (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit mindestens einem Getriebe (2), wobei das Getriebe (2) mindestens eine Antriebswelle (3), mindestens eine Triebwelle (4, 5) und mindestens zwei Gangstufen (I, II) mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, insbesondere eine erste Gangstufe (I) mit einem höheren Übersetzungsverhältnis und eine zweite Gangstufe (II) mit einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis aufweist, insbesondere wobei jeder Gangstufe (I, II) mindestens ein Losrad und mindestens ein Festrad zugeordnet ist, wobei die Antriebswelle (3) mit einem Antrieb, insbesondere mit einer Elektromaschine, drehwirksam verbindbar oder verbunden ist, wobei die Triebwelle (4, 5) drehwirksam mit einem Abtrieb (6), insbesondere mit einem Differential (6a), verbindbar oder verbunden ist, wobei zur Übertragung eines Drehmomentes von der Antriebswelle (3) auf die Triebwelle (4, 5) (oder umgekehrt) und/oder zur Realisierung der Gangstufenwechsel des Getriebes (2) passive Schaltelemente vorgesehen und/oder vorhanden sind, nämlich als passive Schaltelemente mindestens zwei Fliehkraftkupplungen (7, 8) und mindestens ein Freilauf (9) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fliehkraftkupplung (7) der ersten Gangstufe (I) und die zweite Fliehkraftkupplung (8) der zweiten Gangstufe (II) zugeordnet ist, wobei die Fliehkraftkupplungen (7, 8) funktional so ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass die erste Gangstufe (I) zur Übertragung eines Drehmomentes wirksam geschaltet ist und/oder eingelegt wird, wenn die Abtriebsdrehzahl des Abtriebs (6) kleiner ist als eine bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl und/oder eine bestimmte erste Abtriebs-Grenzdrehzahl unterschreitet, und dass die zweite Gangstufe (II) zur Übertragung eines Drehmomentes wirksam geschaltet ist und/oder eingelegt wird, wenn die Abtriebsdrehzahl des Antriebs (6) grösser ist als eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl und/oder eine bestimmte zweite Abtriebs-Grenzdrehzahl überschreitet, wobei der Freilauf (9) so ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass mit Hilfe des Freilaufes (9) zumindest zeitweise eine wirksam geschaltete und/oder eingelegte erste Gangstufe (I) und damit eine entsprechende Drehmomentenübertragung realisierbar ist, wenn die erste Fliehkraftkupplung (7) eine derartige Drehmomentübertragung nicht ermöglicht.
  2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fliehkraftkupplung (7) eine erste Trommel (7a), eine erste Welle (7b) und bewegbar angeordnete erste Fliehgewichte (7c) aufweist, wobei die zweite Fliehkraftkupplung (8) eine zweite Trommel (8a), eine zweite Welle (8b) und bewegbar angeordnete zweite Fliehgewichte (8c) aufweist, und wobei mit Hilfe der ersten und/oder der zweiten Fliehgewichte (7c, 8c) unter Einfluss einer entsprechenden Drehbewegung der jeweiligen Trommeln (7a, 8a) und/oder der jeweiligen Wellen (7b, 8b) ein Kraftschluss zwischen der ersten Trommel (7a) und der ersten Welle (7b) bzw. ein Kraftschluss zwischen der zweiten Trommel (8a) und der zweiten Welle (8b) bzw. eine Drehmomentenübertragung zwischen der jeweiligen Trommel (7a, 8a) und der jeweiligen Welle (7b, 8b) realisierbar ist.
  3. Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fliehkraftkupplung (7) in Relation zur zweiten Fliehkraftkupplung (8) funktional invers wirkend ausgebildet ist, wobei die jeweiligen Fliehgewichte (7c, 8c) der jeweiligen Fliehkraftkupplung (7, 8) funktional wirksam und radial bewegbar zwischen der jeweiligen Welle (7b, 8b) und der jeweiligen Trommel (7a, 8a) der jeweiligen Fliehkraftkupplung (7, 8) angeordnet sind, nämlich die ersten Fliehgewichte (7c) der ersten Fliehkraftkupplung (7) zur Realisierung einer Drehmomentenübertragung radial nach innen bewegbar sind und die zweiten Fliehgewichte (8c) der zweiten Fliehkraftkupplung (8) zur Realisierung einer Drehmomentenübertragung radial nach außen bewegbar sind.
  4. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Fliehgewichte (7c, 8c) Reibelemente zur Realisierung des Kraftschlusses, insbesondere eines entsprechenden Reibschlusses, zwischen dem jeweiligen Reibelement und der jeweiligen Trommel oder der jeweiligen Welle aufweisen.
  5. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der ersten Fliehkraftkupplung (7) erste Federelemente (7d) vorhanden und derart angeordnet sind, dass die ersten Fliehgewichte (7c) radial nach innen, in Richtung auf die erste Welle (7b) durch die Federkraft kraftbeaufschlagt, aber ab einer bestimmten Fliehkraftbeaufschlagung entgegen der Federkraft radial nach außen bewegbar sind, wobei bei der zweiten Fliehkraftkupplung (8) zweite Federelemente (8d) vorhanden und derart angeordnet sind, dass die zweiten Fliehgewichte (8c) radial nach innen, in Richtung auf die zweite Welle (8b) durch die Federkraft kraftbeaufschlagt, aber ab einer bestimmten Fliehkraftbeaufschlagung entgegen der Federkraft radial nach außen bewegbar sind.
  6. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Fliehkraftkupplung (7, 8) einen Kupplungszustandssensor (10) aufweist.
  7. Antriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungszustandssensor (10) als Hall-Sensor (10a) ausgeführt ist, wobei ein Hall-Geber (10b) an einem ersten Fliehgewicht (7c) angeordnet und/oder befestigt ist.
  8. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (2) die Antriebswelle (3) und die -erste- Triebwelle (4) aufweist, wobei die Losräder der ersten und zweiten Gangstufe (I, II) der Antriebswelle (3) und die Festräder der ersten und zweiten Gangstufe (I, II) der -ersten- Triebwelle (4) zugeordnet sind, oder, wobei die Losräder der ersten und zweiten Gangstufe (I, II) der-ersten- Triebwelle (4) und die Festräder der ersten und zweiten Gangstufe (I, II) der Antriebswelle (3) zugeordnet sind.
  9. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (2) die Antriebswelle (3) und eine erste und eine zweite Triebwelle (4, 5) aufweist, wobei die Losräder der ersten und zweiten Gangstufe (I, II) je einer Triebwelle (3, 4) und ein Festrad der der ersten und/oder zweiten Gangstufe (I, II) der Antriebswelle (3) zugeordnet sind, insbesondere die erste und zweite Gangstufe ein gemeinsames, auf der Antriebswelle (3) angeordnetes Festrad aufweist.
  10. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (2) eine Antriebswelle (3) und eine Triebwelle (4) aufweist und dass zur Realisierung der ersten und zweiten Gangstufe (I, II) mindestens eine Planetengetriebestufe (13) vorgesehen und/oder wirksam zwischen der Antriebswelle (3) und der Triebwelle (4) angeordnet und/oder ausgebildet ist.
  11. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Antriebsstrang (1) mindestens ein Getriebe (2) und das Getriebe (2) mindestens eine Antriebswelle (3) und mindestens eine Triebwelle (4, 5) aufweist, wobei mindestens zwei Gangstufen (I, II) mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, insbesondere eine erste Gangstufe (I) mit einem höheren Übersetzungsverhältnis und eine zweite Gangstufe (II) mit einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis vorhanden sind, wobei die Antriebswelle (3) mit einem Antrieb, insbesondere mit einer Elektromaschine, drehwirksam verbindbar oder verbunden ist und wobei die Triebwelle (4, 5) drehwirksam mit einem Abtrieb (6), insbesondere mit einem Differential (6a), verbindbar oder verbunden ist, und wobei zu Übertragung eines Drehmomentes von der Antriebswelle (3) auf die Triebwelle (4, 5) (oder umgekehrt) und/oder zur Realisierung der Gangstufenwechsel des Getriebes (2) passive Schaltelemente (7, 8, 9) vorgesehen und/oder vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (3) mit einem Elektromotor und/oder mit einem Generator oder mit einer Elektromaschine, drehwirksam verbunden oder verbindbar ist, dass mit Hilfe des Elektromotors oder mit Hilfe der elektromotorisch betreibbaren Elektromaschine das Fahrzeug über die Antriebswelle (3) antreibbar ist, und dass mit Hilfe des Generators oder der generatorisch betreibbaren Elektromaschine Energie über die Antriebswelle (3) rekuperierbar ist, wobei die Schaltungen und/oder Gangstufenwechsel im Getriebe (2) mit Hilfe der jeweiligen passiven Schaltelemente (7, 8, 9) automatisch durchgeführt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als passive Schaltelemente (7, 8, 9) eine erste und eine zweite Fliehkraftkupplung (7, 8) und ein Freilauf (9) vorhanden sind, dass die erste und die zweite Fliehkraftkupplung (7, 8) jeweils eine Trommel (7a, 8a) und eine Welle (7b, 8b) und dazwischen bewegbar angeordnete Fliehgewichte (7c, 8c) aufweisen, wobei eine Drehmomentenübertragung im geschlossenen Zustand der jeweiligen Fliehkraftkupplung (7, 8) zwischen jeweiliger Trommel (7a, 8a) und jeweiliger Welle (7b, 8b) mit Hilfe der Fliehgewichte (7c, 8c) ermöglicht ist und wobei eine Drehmomentenübertragung im geöffneten Zustand der jeweiligen Fliehkraftkupplung (7, 8) zwischen jeweiliger Trommel (7a, 8a) und jeweiliger Welle (7b, 8b) verhindert ist, wobei die erste Fliehkraftkupplung (7) eine bestimmte erste Umschalt-Grenzdrehzahl und die zweite Fliehkraftkupplung (8) eine bestimmte zweite Umschalt-Grenzdrehzahl aufweist, und wobei die erste Fliehkraftkupplung (7) - verglichen mit der zweiten Fliehkraftkupplung (8) - invers wirkend ausgebildet ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fliehkraftkupplung (7) sich schließt oder geschlossen ist, wenn die Trommel (7a) der ersten Fliehkraftkupplung (7) die erste Umschalt-Grenzdrehzahl unterschreitet, und sich öffnet oder offen ist, wenn die Trommel (7a) der ersten Fliehkraftkupplung (7) die erste Umschalt-Grenzdrehzahl überschreitet, wobei die zweite Fliehkraftkupplung (8) sich schließt oder geschlossen ist, wenn die Welle (8b) der zweiten Fliehkraftkupplung (8) die zweite Umschalt-Grenzdrehzahl überschreitet, und sich öffnet oder offen ist, wenn die Welle (8b) der zweiten Fliehkraftkupplung (8) die zweite Umschalt-Grenzdrehzahl unterschreitet, insbesondere wobei die bestimmte zweite Umschalt-Grenzdrehzahl grösser ist als die bestimmte erste Umschalt-Grenzdrehzahl, und wobei bei dem durch die Fliehkraftkupplungen (7, 8) realisiertem Gangstufenwechsel von der ersten zur zweiten Gangstufe (von I nach II) dann mit Hilfe des Freilaufes (9) zumindest zeitweise eine wirksam geschaltete und/oder eingelegte erste Gangstufe (I) und damit eine entsprechende Drehmomentenübertragung realisiert wird, wenn die erste Fliehkraftkupplung (7) geöffnet und die zweite Fliehkraftkupplung (8) noch nicht vollständig geschlossen ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsdrehmoment (11) des Fahrzeugs konstant gehalten wird und hierfür das Antriebsdrehmoment (12) der Antriebswelle (3) entsprechend gesteuert wird, wobei mit Hilfe eines Kupplungszustandssensors (10) das Verlustmoment der sich öffnenden ersten Fliehkraftkupplung (7) und/oder der sich schließenden zweiten Fliehkraftkupplung (8) berechnet wird und dann durch eine entsprechende Steuerung des Antriebsdrehmomentes (12) das jeweilige Verlustmoment bzw. die Verlustmomente kompensiert wird bzw. werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rekuperation und bei einem Gangstufenwechsel von der zweiten (II) in die erste Gangstufe (I) dann zur Auslegung der zweiten Gangstufe (II) zunächst die zweite Fliehkraftkupplung (8) geöffnet wird, dann das Fahrzeug aktiv hydraulisch gebremst wird, und wobei danach dann die erste Fliehkraftkupplung (7) zur Einlegung der ersten Gangstufe (I) geschlossen wird.
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