DE102022133996A1

DE102022133996A1 - Hybrid- oder vollelektrisch betreibbares Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022133996A1
Application number: DE102022133996.3A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Grubauer; Simon ORTMANN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-12-20
Filing date: 2022-12-20
Publication date: 2024-06-20
Also published as: WO2024132018A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hybrid- oder vollelektrisch betreibbares Kraftfahrzeug (1) mit einer ersten Fahrzeugachse (2) und einer zweiten Fahrzeugachse (8) und wenigstens einem Fahrzeugantrieb (3,21,33,34), der zum Antrieb des Kraftfahrzeugs (1) mit den Fahrzeugrädern (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) koppelbar ist, wobei in einem mit einem der Fahrzeugräder (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) verbundenen Drehmomentenpfad wenigstens eine von den Fahrzeugrädern (4,7,9,13) beabstandete und in einem Bremsgehäuse (40) aufgenommene reibschlussbasierte Komplementärbremse (24) angeordnet ist, welche ausgebildet ist, ein reibschlussbasiertes Bremsmoment auf wenigstens eines der Fahrzeugräder (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) zu beaufschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybrid- oder vollelektrisch betreibbares Kraftfahrzeug mit einer ersten Fahrzeugachse und einer zweiten Fahrzeugachse und wenigstens einem Fahrzeugantrieb, der zum Antrieb des Kraftfahrzeugs mit den Fahrzeugrädern einer der Fahrzeugachsenkoppelbar ist.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden. Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich beispielsweise aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist.
Hierbei können derartige Kraftfahrzeuge mit einem hybridisierten oder elektrifizierten Antriebstrang nicht nur mit Hilfe einer elektrischen Maschine beschleunigen und sondern auch abbremsen. Beim Bremsvorgang wird hierzu die elektrische Maschine generatorisch betrieben und die rekuperierte Energie beispielsweise zum Laden des Akkus verwendet. Aus Sicherheitsgründen wird jedoch weiterhin eine weitere, mechanische Bremsvorrichtung benötigt. Bei radnahen Antrieben, wie beispielsweise einem Radnabenmotor oder einer elektrischen Achse, ergibt sich hierbei eine erschwerte Bauraumsituation.
Insbesondere bei einem Fahrzeug mit einem elektrischen Radnabenantrieb, einem sogenannten E-Wheel Drive, kommen oftmals Bremsen mit Lamellen zum Einsatz, um das Fahrzeug abzubremsen. Es sind aber auch Bremsen in der Ausführung als Scheibenbremse mit Schwimmsattel, Scheibenbremse mit Festsattel, Trommelbremse und Mehrscheibenbremse bekannt.
Aus der DE 10 2019 120 409 A1 ist beispielsweise eine Bremsvorrichtung für eine Radnabenantriebsanordnung bekannt, bei der die gegenüber der Umfangsrichtung feststehenden Bremspartner Kühlkanäle aufweisen. Der axial bewegliche Bremspartner wird über Bremszylinder betätigt. Der in Umfangsrichtung bewegliche Bremspartner ist als Lamellenträger ausgebildet.
Ferner existiert eine zunehmende Anforderung, die Emissionen von Bremsabrieb, der häufig als Feinstaub anfällt, zu reduzieren oder vollständig zu vermeiden.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Hybrid- oder vollelektrisch betreibbares Kraftfahrzeug bereitzustellen, dass hinsichtlich seiner Emissionen von Bremsabrieb optimiert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Hybrid- oder vollelektrisch betreibbares Kraftfahrzeug mit einer ersten Fahrzeugachse und einer zweiten Fahrzeugachse und wenigstens einem Fahrzeugantrieb der zum Antrieb des Kraftfahrzeugs mit den Fahrzeugrädern einer der Fahrzeugachsen koppelbar ist, wobei in einem mit einem der Fahrzeugräder einer der Fahrzeugachsen verbundenen Drehmomentenpfad wenigstens eine von den Fahrzeugrädern beabstandete und in einem Bremsgehäuse aufgenommene reibschlussbasierte Komplementärbremse angeordnet ist, welche ausgebildet ist, ein reibschlussbasiertes Bremsmoment auf wenigstens eines der Fahrzeugräder einer der Fahrzeugachsen zu beaufschlagen.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass Bremsabrieb aus der Komplementärbremse innerhalb des Bremsgehäuses gehalten werden kann, was zu einer unmittelbaren Entlastung der Umwelt beiträgt. Ein Vorteil der Komplementärbremse ist ferner, dass die ungefederte Masse am Fahrzeugrad reduziert werden kann. Auch ist es möglich, dass durch den Wegfall einer am Fahrzeugrad angeordneten Bremse, den Lenkwinkel der entsprechenden Fahrzeugräder zu vergrößern.
Zunächst werden nun die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Die Komplementärbremse hat die Funktion, ein zu bremsendes Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs, beispielsweise mittels eines Reibschlusses, abzubremsen. Die Komplementärbremse kann insbesondere basierend auf dem Funktionsprinzip einer trockenen oder nassen Lamellenbremse, einer Scheibenbremse oder auch einer Trommelbremse ausgeführt sein. Dabei ist die Komplementärbremse von den Fahrzeugrädern beabstandet in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordnet. Bevorzugt ist die Komplementärbremse mit dem Rotor einer elektrischen Maschine gekoppelt.
Eine Komplementärbremse kann des Weiteren auch einen Bremsaktuator aufweisen. Ein Bremsaktuator hat insbesondere die Funktion, die Komplementärbremse zu aktuieren, also in einen reibschlüssigen Betriebszustand und einem vom Reibschluss gelösten Betriebszustand zu versetzen. Der Bremsaktuator kann hierzu insbesondere pneumatisch, hydraulisch, elektromotorisch, mechanisch, elektromagnetisch oder aus einer beliebigen Kombination hieraus betätigt werden. Der Bremsaktuator kann bevorzugt wenigstens einen linearverschieblichen Kolben aufweisen, welcher bevorzugt in axialer Richtung versetzbar ist.
Die Komplementärbremse ist bevorzugt in einem Bremsgehäuse angeordnet. Das Bremsgehäuse umhaust die Komplementärbremse. Ein Bremsgehäuse kann darüber hinaus auch einen oder mehrere Bremsaktuatoren aufnehmen. Das Bremsgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Bremsgehäuse dem Bremssystem zugeführt wird und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Bremsgehäuse die Komplementärbremse vor äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Ein Bremsgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafter Weise kann das Bremsgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Bremsgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Ferner ist es möglich, dass das Bremsgehäuse einstückig oder mehrteilig ausgeführt ist. Das Bremsgehäuse kann auch vollständig oder teilweise als ein Teil eines Motorgehäuses einer elektrischen Maschine oder eines Getriebegehäuses eines mit der elektrischen Maschine gekoppelten Getriebes ausgebildet sein. Bevorzugt bilden das Bremsgehäuse und das Motorgehäuse oder das Getriebegehäuse eine bauliche Einheit. Hierzu kann das Bremsgehäuse beispielsweise mit dem Motorgehäuse oder dem Getriebegehäuse verschraubt sein. Bevorzugt ist das Bremsgehäuse derart ausgeführt, dass beim Bremsen entstehender Abrieb nicht aus dem Bremsgehäuse entweichen kann. Hierdurch kann eine ungewollte Belastung der Umwelt mit Bremsabrieb vermieden werden. Ferner lassen sich durch eine derartige Kapslung des Bremssystems auch Bremsgeräusche gegenüber der Umwelt reduzieren. Ein weiterer vorteilhafter Aspekt dieser Kapslung ist es, dass die Bremsleistung des Bremssystems unabhängig von den Witterungsbedingungen außerhalb des Kraftfahrzeugs ist.
Die Komplementärbremse kann als eine Scheibenbremse ausgeführt sein. Die Bremsscheibe ist hierbei der sich drehende Teil einer Scheibenbremse, auf deren Stirnflächen die Bremsbacken lösbar einwirken, um im Betrieb der Scheibenbremse die Drehbewegung der Bremsscheibe mittels Reibschlusses zu verzögern. Die Bremsscheibe weist bevorzugt einen Bremsscheibenkörper auf.
Bremsscheiben können bevorzugt aus einem Metallguss, wie insbesondere Grauguss, Sphäroguss oder Stahlguss urgeformt und anschließend bevorzugt durch Drehen und/oder Fräsen spanend bearbeitet sein. Es ist auch möglich, um ein besonders geringes Gewicht einer Bremsscheibe zu realisieren, mit Kohlenstofffasern verstärktes Siliziumkarbid und/oder einen kohlenstofffaserverstärkten Keramikwerkstoff zu verwenden. Auch ist es denkbar, insbesondere für eine besonders kostengünstige Bereitstellung einer Bremsscheibe, diese aus einem Blech zu stanzen.
Eine Bremsscheibe besitzt bevorzugt eine hohlzylindrische Raumform, deren axiale Erstreckung wesentlich kleiner ist als ihr Durchmesser. Die Bremsscheibe kann einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet sein. Bei einer mehrteiligen Bremsscheibe können die einzelnen Bremsscheibenelemente bevorzugt in axialer Richtung geschichtet angeordnet sein, so dass sich eine Art Sandwichbauweise ergibt.
Der Bremsscheibenkörper ist der Teil der Bremsscheibe, auf den die Bremsbacken reibungsbehaftet zur Reduzierung der Drehgeschwindigkeit der Bremsscheibe einwirken. Der Bremsscheibenkörper kann eine Mehrzahl von Bremsscheibenkühlkanälen aufweisen, mittels derer insbesondere Wärme und/oder Bremsabrieb von dem Bremsscheibenkörper abgeführt werden kann.
Das Bremssystem kann ferner eine Wellenanbindung aufweisen. Die Wellenanbindung der Bremsscheibe verbindet den Bremsscheibenkörper mit der zu bremsenden rotierenden Welle, die auch als Bremswelle bezeichnet wird. Hierbei kann die Wellenanbindung als ein separates Bauteil ausgeführt sein, das im Momentenfluss zwischen dem Bremsscheibenkörper und der zu bremsenden Welle angeordnet ist oder als eine Verbindung zwischen dem Bremsscheibenkörper und der zu bremsenden Welle. Hierbei ist es möglich, dass die zu bremsende Welle und die Wellenanbindung einstückig, insbesondere monolithisch, ausgeformt sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Wellenanbindung und der Bremsscheibenkörper einstückig ausgeführt werden. Es kann auch bevorzugt sein, dass die zu bremsende Welle, die Wellenanbindung sowie der Bremsscheibenkörper einstückig, insbesondere monolithisch, ausgeformt sind. Die Wellenanbindung kann beispielsweise auch mittels Formschluss, Kraftschluss und/oder Stoffschluss zwischen der zu bremsenden Welle und dem Bremsscheibenkörper hergestellt sein. Beispielsweise kann die Wellenanbindung mittels einer Presspassung, einer Steckverzahnung oder auch durch ein Verschweißen erfolgen.
Die Scheibenbremse kann ein hydraulisches Bremsscheibenkühlsystem aufweisen. Ein hydraulisches Bremsscheibenkühlsystem verwendet ein Bremsscheibenkühlfluid zur Kühlung der Bremsscheibe. Hierbei kann das Bremsscheibenkühlfluid die Bremsscheibe zumindest abschnittsweise beaufschlagen und/oder durch die Bremsscheibe hindurchgeführt werden. Bevorzugt ist das hydraulische Bremsscheibenkühlsystem so ausgebildet, dass das Bremsscheibenkühlfluid nicht an die Reibflächen zwischen den Bremsbacken und dem Bremsscheibenkörper gelangen kann.
Hierzu kann das hydraulische Bremsscheibenkühlsystem wenigstens einen, bevorzugt jedoch eine Mehrzahl von Bremsscheibenkühlkanälen aufweisen, in denen das Bremsscheibenkühlfluid geführt ist.
Es ist ferner bevorzugt, dass das hydraulische Bremsscheibenkühlsystem an einen Bremsscheibenkühlkreislauf angeschlossen ist, innerhalb dessen die von dem Bremsscheibenkühlfluid aufgenommene Reibungswärme aus der Scheibenbremse abgeführt und einer Wärmesenke, wie beispielsweise einem Wärmetauscher zugeführt wird. Der Bremsscheibenkühlkreislauf kann bevorzugt einen Teil des Bremskühlkreislaufs des Thermomanagement-Systems bilden. Höchst bevorzugt ist der Bremsscheibenkühlkreislauf der Bremskühlkreislauf des Thermomanagement-Systems.
Zur Herstellung eines Reibschlusses zwischen den Bremsbacken und der Bremsscheibe werden die Bremsbacken, insbesondere mit ihren Bremsbackenreibbelägen, mittels eines Bremsaktuators bevorzugt axial gegen die Bremsscheibe gedrückt.
Die Komplementärbremse ist bevorzugt für ein mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug vorgesehen. Elektrische Maschinen im Sinne dieser Anmeldung dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung kann eine elektrische Maschine insbesondere als Rotationsmaschine ausgebildet sein. Bei derartigen elektrischen Rotationsmaschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Eine elektrische Maschine ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.
Die elektrische Maschine kann ein Gehäuse aufweisen, das auch als Motorgehäuse bezeichnet wird. Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik, sowie bevorzugt auch zumindest Teile des Bremssystems aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt wird und/oder die Wärme über die Motorgehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Ein Motorgehäuse der elektrischen Maschine kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafter Weise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Motorgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Ferner ist es möglich, dass das Motorgehäuse der elektrischen Maschine einstückig oder mehrteilig ausgeführt ist.
Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst insbesondere eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete, aus Rotorblechpaketen gebildete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt. Die Rotorwelle ist insbesondere mit der Bremswelle der Komplementärbremse koppelbar.
Die elektrische Maschine und/oder die Komplementärbremse sind/ist bevorzugt mit einem Getriebe koppelbar, welches insbesondere zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, so dass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und/oder die Komplementärbremse sowie das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet. Das Antriebsstranggehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, das Antriebsstranggehäuse aus einem Kunststoff zu bilden. Das Antriebsstranggehäuse kann insbesondere bevorzugt eine topfartige Grundform aufweisen, so dass die elektrische Maschine und das Getriebe über die offene Stirnseite des Antriebsstranggehäuses in dieses eingesetzt werden können.
Die elektrische Maschine besitzt bevorzugt ein Motorgehäuse und/oder das Getriebe ein Getriebegehäuse, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Das Getriebegehäuse ist ein Gehäuse zur Aufnahme eines Getriebes. Es hat die Aufgabe, vorhandene Wellen jeweils über die Lager zu führen und den Rädern (eventuell Kurvenscheiben) bei allen Belastungen diejenigen Freiheitsgrade zu gewähren, derer sie bedürfen, ohne sie in der Dreh- und eventuell Bahnbewegung zu behindern, sowie Lagerkräfte und Abstützmomente aufzunehmen. Ein Getriebegehäuse kann ein- oder mehrschalig, das heißt, ungeteilt oder geteilt ausgebildet sein. Das Getriebegehäuse sollte insbesondere auch sowohl Geräusche und Vibrationen dämpfen als auch Hydraulikfluid sicher aufnehmen können. Das Getriebegehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt.
Das Getriebe kann des Weiteren bevorzugt als ein Planetengetriebe konfiguriert sein oder ein Planetengetriebe umfassen. Das Planetengetriebe kann bevorzugt ein Sonnenrad und mehrere mit dem Sonnenrad in Eingriff stehende und in einem Planetenradträger drehbar gelagerte Planetenräder aufweisen, die sich rotatorisch um das Sonnenrad bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad angeordnetes Hohlrad, in welchem die Planetenräder wälzen.
Das Getriebe kann ferner ein Differentialgetriebe aufweisen. Ein Differentialgetriebe ist ein Planetengetriebe mit einem Antrieb und zwei Abtrieben. Es hat üblicherweise die Funktion, zwei Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können.
Um verschiedene Antriebs- bzw. Betriebsmodi für das Kraftfahrzeug zu realisieren, kann eine oder mehrere Trennkupplungen innerhalb des Drehmomentenpfads zwischen der elektrischen Maschine und einem Fahrzeugrad vorgesehen werden. Eine Trennkupplung kann beispielsweise zwischen dem Ausgang der elektrischen Maschine und dem Eingang des Getriebes angeordnet sein, so dass die elektrische Maschine von dem Getriebe entkoppelbar ist, wodurch sich ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen lässt. Auch wäre es denkbar, eine Trennkupplung zwischen dem Ausgang des Getriebes und einem Fahrzeugrad oder den Fahrzeugrädern anzuordnen, wodurch ebenfalls ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs realisierbar ist. Schließlich ist es auch möglich, eine Trennkupplung zwischen dem Eingang des Bremssystems und dem Ausgang der elektrischen Maschine anzuordnen, womit sich das Bremssystem vollständig von der elektrischen Maschine entkuppeln lässt.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Fahrzeugantrieb wenigstens eine elektrische Maschine umfasst.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Komplementärbremse im Drehmomentenpfad zwischen der elektrischen Maschine und einem von dieser angetriebenem Fahrzeugrad angeordnet ist.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass ein erstes der Fahrzeugräder der ersten Fahrzeugachse eine erste Reibbremse aufweist und/oder ein zweites der Fahrzeugräder der ersten Fahrzeugachse eine zweite Reibbremse aufweist und/oder ein erstes der Fahrzeugräder der zweiten Fahrzeugachse eine dritte Reibbremse aufweist und/oder ein zweites der Fahrzeugräder der zweiten Fahrzeugachse eine vierte Reibbremse aufweist.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ein erstes der Fahrzeugräder der ersten Fahrzeugachse keine Reibbremse aufweist und/oder ein zweites der Fahrzeugräder der ersten Fahrzeugachse keine Reibbremse aufweist und/oder ein erstes der Fahrzeugräder der zweiten Fahrzeugachse keine Reibbremse aufweist und/oder ein zweites der Fahrzeugräder der zweiten Fahrzeugachse keine Reibbremse aufweist.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass in dem Drehmomentenpfad zwischen der elektrischen Maschine und den beiden Fahrzeugrädern einer der Fahrzeugachsen ein Differentialgetriebe oder eine Drehmomentverteileinrichtung angeordnet ist.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Komplementärbremse in einem Drehmomentenpfad einer nicht angetriebenen Fahrzeugachse angeordnet ist.
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass im Drehmomentenpfad zwischen einer Komplementärbremse und einem Fahrzeugrad einer der Fahrzeugachsen ein Getriebe angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass jedem Fahrzeugrad einer der Fahrzeugachsen jeweils eine Komplementärbremse zugeordnet ist.
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass jedem Fahrzeugrad einer der Fahrzeugachsen jeweils eine elektrische Maschinezugeordnet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:

1 eine erste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
2 eine zweite Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
3 eine dritte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
4 eine vierte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
5 eine fünfte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
6 eine sechste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
7 eine siebte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
8 eine achte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
9 eine neunte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
10 eine zehnte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
11 eine elfte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
12 eine zwölfte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
13 eine dreizehnte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
14 eine vierzehnte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
15 eine fünfzehnte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
16 eine sechzehnte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
17 eine siebzehnte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
18 eine achtzehnte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
19 eine neunzehnte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
20 eine zwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
21 eine einundzwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
22 eine zweiundzwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
23 eine dreiundzwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
24 eine vierundzwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
25 eine fünfundzwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
26 eine sechsundzwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
27 eine siebenundzwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
28 eine achtundzwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
29 eine neunundzwanzigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
30 eine dreißigste Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung.

Die 1 zeigt ein hybrid- oder vollelektrisch betreibbares Kraftfahrzeug 1 mit einer ersten Fahrzeugachse 2 und einer zweiten Fahrzeugachse 8 und einem Fahrzeugantrieb 3, der zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 mit den Fahrzeugrädern 4,7 der ersten Fahrzeugachsen 2 koppelbar ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen der 1-30 ist die erste Fahrzeugachse 2 die Vorderachse des Kraftfahrzeugs 1, welche von dem Fahrzeugantrieb 3 antreibbar ist. Derartige Konfigurationen sind auch als Frontantrieb bekannt.
Allen den gezeigten Ausführungsformen der 1-30 ist gemein, dass in einem mit einem der Fahrzeugräder 4,7,9,13 einer der Fahrzeugachsen 2,8 verbundenen Drehmomentenpfad wenigstens eine von den Fahrzeugrädern 4,7,9,13 beabstandete und in einem Bremsgehäuse 41 aufgenommene reibschlussbasierte Komplementärbremse 24 angeordnet ist, welche ausgebildet ist, ein reibschlussbasiertes Bremsmoment auf wenigstens eines der Fahrzeugräder 4,7,9,13 einer der Fahrzeugachsen 2,8 zu beaufschlagen. Die 1-30 zeigen nun verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten der Komplementärbremse 24 in der zweiten Fahrzeugachse 2. Es versteht sich, dass diese Konfigurationen auch auf die erste Fahrzeugachse 2 übertragbar sind. Solange es die Anordnung zwischen elektrischer Maschine und Komplementärbremse zueinander zulässt, sind die beschriebenen Anordnungen auch für Fahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschine anwendbar.
In den 1-8, 13-16 sowie 21-30 sind nun Ausführungsformen gezeigt, bei denen der Fahrzeugantrieb 21,33,34 der zweiten Fahrzeugachse 8 wenigstens eine elektrische Maschine 21,33,34 umfasst. In diesen Konfigurationen ist die Komplementärbremse 24 im Drehmomentenpfad zwischen der elektrischen Maschine 21,33,34 und einem von dieser angetriebenem Fahrzeugrad 9,13 der zweiten Fahrzeugachse 8 angeordnet.
In der 1 ist also eine erste Ausführungsform dargestellt, bei der die Komplementärbremse 24 über die Verbindung 23 mit der Motorwelle der elektrischen Maschine 21 verbunden ist. Hierbei wird die Komplementärbremse 24 mit dem Motormoment M1 und der Motordrehzahl n1 betrieben. Über die Verbindung 20 ist die Motorwelle der elektrischen Maschine 21 mit einem Getriebe 19 verbunden, welche das Moment M1 und die Drehzahl n1 in das Moment M2 und die Drehzahl n2 übersetzt. Über die Verbindung 18 ist das Getriebe 19 mit dem Differentialgetriebe 17 verbunden, welches das Moment M2 und die Drehzahl n2 auf die rechte Hinterachse 10 sowie die linke Hinterachse 14 verteilt. Hierbei entspricht das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M3 dem Moment M2, die Drehzahl n3 ist entsprechend den Fahrbedingungen angepasst. Das an der linken Hinterachse 14 vorliegende Moment M4 entspricht dem Moment M3, die Drehzahl n4 ist entsprechend den Fahrbedingungen angepasst. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9,13 radselektiv bremsbar. Ein erstes der Fahrzeugräder 4 der ersten Fahrzeugachse 2 weist ebenfalls eine erste Reibbremse 5 und ein zweites der Fahrzeugräder 7 der ersten Fahrzeugachse 2 eine zweite Reibbremse 6 auf. Die in der elektrischen Maschine 21 integrierte elektrische Rekuperationsbremse (elektrische Maschine ist hierbei im Generatorbetrieb) sowie die mechanische, reibungsbasierte Komplementärbremse 24 wirken auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 2 und sind nicht radselektiv einsetzbar.
Das in der 2 abgebildete Kraftfahrzeug 1 entspricht weitestgehend dem in der 1. Hierbei ist an Stelle des Differentialgetriebes 17 eine Drehmomentverteileinrichtung 22 angeordnet. Über die Verbindung 18 ist das Getriebe 19 mit der Drehmomentverteileinrichtung 22 verbunden, welches das Moment M2 und die Drehzahl n2 auf die rechte Hinterachse 10 sowie die linke Hinterachse 14 über eine Steuerungseinrichtung geregelt verteilt. Hierbei können das Moment M3 und die Drehzahl n3 an der rechten Hinterachse 10 unterschiedlich zum Moment M4 und der Drehzahl n4 an der linken Hinterachse 14 sein. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9,13 radselektiv bremsbar. Die in der elektrischen Maschine 21 integrierte Rekuperationsbremse sowie die Komplementärbremse 24 wirken auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 2 und sind mittels der Drehmomentverteileinrichtung 22 radselektiv einsetzbar.
Auch das in der 3 zu sehende Kraftfahrzeug 1 entspricht weitestgehend dem in der 1. Hierbei entfallen jedoch die an den Fahrzeugrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in der elektrischen Maschine 21 integrierte Rekuperationsbremse sowie die Komplementärbremse 24 wirken auf beide Räder der Hinterachse 2 und sind nicht radselektiv einsetzbar.
Das in der 4 skizzierte Kraftfahrzeug 1 entspricht weitestgehend dem in der 2. Hierbei entfallen jedoch auch die an den Fahrzeugrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in der elektrischen Maschine 21 integrierte Rekuperationsbremse sowie die Komplementärbremse 24 wirken auf beide Räder der Hinterachse 2 und sind mittels der Drehmomentverteileinrichtung 22 radselektiv einsetzbar.
In der 5 ist die Komplementärbremse 24 über die Verbindung 23 mit der Motorwelle der elektrischen Maschine 21 verbunden. Hierbei wird die Komplementärbremse 24 mit dem Motormoment M1 und der Motordrehzahl n1 betrieben. Über die Verbindung 20 ist die Komplementärbremse 24 mit einem Getriebe 19 verbunden, welches das Moment M1 und die Drehzahl n1 in das Moment M2 und die Drehzahl n2 übersetzt. Über die Verbindung 18 ist das Getriebe 19 mit dem Differentialgetriebe 17 verbunden, welches das Moment M2 und die Drehzahl n2 auf die rechte Hinterachse 10 sowie die linke Hinterachse 14 verteilt. Hierbei entspricht das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M3 dem Moment M2, die Drehzahl n3 ist entsprechend den Fahrbedingungen angepasst. Das an der linken Hinterachse 14 vorliegende Moment M4 entspricht dem Moment M3, die Drehzahl n4 ist entsprechend den Fahrbedingungen angepasst. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Räder radselektiv bremsbar. Die in der elektrischen Antriebsmaschine 21 integrierte Rekuperationsbremse sowie die Komplementärbremse 24 wirken auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 2 und sind nicht radselektiv einsetzbar.
In der Ausführungsform der 6 ist an Stelle des Differentialgetriebes 17 eine Drehmomentverteileinrichtung 22 angeordnet. Über die Verbindung 18 das Getriebe 19 mit der Drehmomentverteileinrichtung 22 verbunden, welches das Moment M2 und die Drehzahl n2 auf die rechte Hinterachse 10 sowie die linke Hinterachse 14 über eine Steuerungseinrichtung geregelt verteilt. Hierbei können das Moment M3 und die Drehzahl n3 an der rechten Hinterachse 10 unterschiedlich zum Moment M4 und der Drehzahl n4 an der linken Hinterachse 14 sein. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9,13 radselektiv bremsbar. Die in der elektrischen Maschine 21 integrierte Rekuperationsbremse sowie die Komplementärbremse 24 wirken auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 2 und sind mittels der Drehmomentverteileinrichtung 22 radselektiv einsetzbar.
Das Kraftfahrzeug 1, das in der 7 dargestellt ist, entspricht weitestgehend dem in der 5. Hierbei entfallen die an den Fahrzeugrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Hinterräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in der elektrischen Maschine 21 integrierte Rekuperationsbremse sowie die Komplementärbremse 24 wirken auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 2 und sind nicht radselektiv einsetzbar.
Die in der 8 abgebildete Ausführungsform entspricht weitestgehend der Ausführungsform der 6. Hierbei entfallen jedoch die an den Fahrzeugrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in der elektrischen Maschine 21 integrierte Rekuperationsbremse sowie die Komplementärbremse 24 wirken auf beide Fahrzugräder 9,13 der Hinterachse 2 und sind mittels der Drehmomentverteileinrichtung 22 radselektiv einsetzbar.
In der Variante der 9 befindet sich im Hinterachsaufbau der zweiten Fahrzeugachse 8 keine elektrische Antriebsmaschine. Über die Verbindung 20 ist die Komplementärbremse 24 mit einem Getriebe 19 verbunden, welches das Moment M1 und die Drehzahl n1 in das Moment M2 und die Drehzahl n2 übersetzt. Hierbei ist die Drehzahl n1 größer als die Drehzahl n2, das Moment M1 kleiner als das Moment M2. Über die Verbindung 18 ist das Getriebe 19 mit dem Differentialgetriebe 17 verbunden, welches das Moment M2 und die Drehzahl n2 auf die rechte Hinterachse 10 sowie die linke Hinterachse 14 verteilt. Hierbei entspricht das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M3 dem Moment M2, die Drehzahl n3 ist entsprechend den Fahrbedingungen angepasst. Das an der linken Hinterachse 14 vorliegende Moment M4 entspricht dem Moment M3, die Drehzahl n4 ist entsprechend den Fahrbedingungen angepasst. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Räder radselektiv bremsbar.
Das in der 10 zu sehende Kraftfahrzeug 1 entspricht weitestgehend dem in der 9. Hierbei ist jedoch an Stelle des Differentialgetriebes 17 eine Drehmomentverteileinrichtung 22 angeordnet. Über die Verbindung 18 ist das Getriebe 19 mit der Drehmomentverteileinrichtung 22 verbunden, welches das Moment M2 und die Drehzahl n2 auf die rechte Hinterachse 10 sowie die linke Hinterachse 14 über eine Steuerungseinrichtung geregelt verteilt. Hierbei können das Moment M3 und die Drehzahl n3 an der rechten Hinterachse 10 unterschiedlich zum Moment M4 und der Drehzahl n4 an der linken Hinterachse 14 sein. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die Komplementärbremse 24 wirkt auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 10,14 und sind mittels der Drehmomentverteileinrichtung 22 radselektiv einsetzbar.
Die Ausgestaltungsvariante des Kraftfahrzeugs 1 der 11 entspricht weitestgehend der in der 9. Hierbei entfallen jedoch die an den Fahrzeugrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Fahrzeugrädern 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die Komplementärbremse 24 wirkt auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 2 und ist nicht radselektiv einsetzbar.
Das Kraftfahrzeug 1, welches in der 12 dargestellt ist, entspricht weitestgehend dem in der 11. Hierbei entfallen die an den Fahrzeugrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die Komplementärbremse 24 wirkt auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 10,14 und sind mittels der Drehmomentverteileinrichtung 22 radselektiv einsetzbar.
In der Ausführungsform der 14 i ist die elektrische Maschine 21 mittels der Verbindung 20 mit dem Getriebe 19 verbunden, welche das Moment M1 und die Drehzahl n1 in das Moment M2 und die Drehzahl n2 übersetzt. Hierbei ist die Drehzahl n1 größer als die Drehzahl n2, das Moment M1 kleiner als das Moment M2. Über die Verbindung 18 ist das Getriebe 19 mit dem Differentialgetriebe 17 verbunden, welches das Moment M2 und die Drehzahl n2 auf die rechte Hinterachse 10 sowie die linke Hinterachse 14 verteilt. Hierbei entspricht das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M3 dem Moment M2, die Drehzahl n3 ist entsprechend den Fahrbedingungen angepasst. Das an der linken Hinterachse 14 vorliegende Moment M4 entspricht dem Moment M3, die Drehzahl n4 ist entsprechend den Fahrbedingungen angepasst. An der rechten Hinterachse 10 ist eine Getriebeeinheit 26 für das Fahrzeugrad 9 über die Verbindung 25 eingekoppelt. Diese Übersetzt das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M3 in das kleinere Moment M5 und erhöht die Drehzahl n3 in die Drehzahl n5. Über die Verbindung 27 wird das so verringerte Moment und die erhöhte Drehzahl in die Komplementärbremse 28 für das Fahrzeugrad 9 geleitet. An der linken Hinterachse 14 ist die Getriebeeinheit 30 für das Fahrzeugrad 13 über die Verbindung 29 eingekoppelt. Diese Übersetzt das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M4 in das kleinere Moment M6 und erhöht die Drehzahl n4 in die Drehzahl n6. Über die Verbindung 31 wird das so verringerte Moment und die erhöhte Drehzahl in die Komplementärbremse 28 für das Fahrzeugrad 13 geleitet. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die in der elektrischen Antriebsmaschine 21 integrierte Rekuperationsbremse wirkt über das Differentialgetriebe 17 auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 10,14 und ist nicht radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Die Fahrzeugkonfiguration, wie sie aus der 14 zu erkennen ist, entspricht weitestgehend der in 13. Hierbei ist jedoch an Stelle des Differentialgetriebes 17 eine Drehmomentverteileinrichtung 22 angeordnet. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Räder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die in der elektrischen Maschine 21 integrierte Rekuperationsbremse wirkt über das die Drehmomentverteileinrichtung 22 auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 10,14 und ist radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Das Kraftfahrzeug 1 in der 15 entspricht weitestgehend dem der 13. Hierbei entfallen jedoch die an den Hinterrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Hinterräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in der elektrischen Antriebsmaschine 21 integrierte Rekuperationsbremse wirkt über das Differentialgetriebe 17 auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 10,14 und ist nicht radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Die Ausführungsform der 16 entspricht weitestgehend der in 14 dargestellten Anordnung. Hierbei entfallen jedoch die an den Hinterrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Hinterräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in der elektrischen Maschine 21 integrierte Rekuperationsbremse wirkt über das die Drehmomentverteileinrichtung 22 auf beide Fahrzeugräder 9,13 der Hinterachse 10,14 und ist radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Bei der Ausführungsform der 17 handelt es sich um eine Hinterradkonfiguration eines Kraftfahrzeugs 1 mit Einzelradaufhängung 11, 15. An der rechten Hinterachse 10 ist die Getriebeeinheit 26 für das Fahrzeugrad 9 über die Verbindung 25 eingekoppelt. Diese Übersetzt das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M3 in das kleinere Moment M5 und erhöht die Drehzahl n3 in die Drehzahl n5. Über die Verbindung 27 wird das so verringerte Moment und die erhöhte Drehzahl in die Komplementärbremse 28 des Fahrzeugrads 9 geleitet. An der linken Hinterachse 14 ist die Getriebeeinheit 30 des Fahrzeugrads 13 über die Verbindung 29 eingekoppelt. Diese übersetzt das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M4 in das kleinere Moment M6 und erhöht die Drehzahl n4 in die Drehzahl n6. Über die Verbindung 31 wird das so verringerte Moment und die erhöhte Drehzahl in die Komplementärbremse 32 für das Fahrzeugrad 13geleitet. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Die Ausführungsform der 18 entspricht weitestgehend der in der 18 dargestellten Anordnung. Hierbei entfallen jedoch die an den Hinterrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Hinterräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Bei der Ausführungsform der 19 befindet sich an jeder Achse 10, 14 der Fahrzeugräder 9, 13 direkt eine Komplementärbremse 28, 32. Diese werden mit den achsindividuellem Momenten M3 und M4 sowie der achsspezifischen Drehzahlen n3 und n4 betrieben. An jedem Hinterrad 9, 13 ist eine Reibungsbremse 12, 16 angeordnet. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Die in der 20 zu sehende Ausführungsvariante entspricht weitestgehend der in 19. Hierbei entfallen jedoch die an den Fahrzeugrädern 9, 13 angeordneten Reibbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugräder 9,13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
In der Ausführungsform der 21 ist jedem Fahrzeugrad 9, 13 eine individuelle elektrische Maschine 33, 34 zugeordnet. Die Komplementärbremse 28 für das Fahrzeugrad 9 ist über die Verbindung 37 mit der Motorwelle der elektrischen Maschine 33 für das Fahrzeugrad 9 verbunden. Über die Verbindung 36 ist die elektrische Maschine 33 mit der Getriebeeinheit 26 verbunden.
Die Getriebeeinheit 26 ist über die Verbindung 35 mit dem Fahrzeugrad 9 verbunden, an dem eine Reibbremse 12 angeordnet ist. Die Komplementärbremse 32 ist über die Verbindung 38 mit der Motorwelle der elektrischen Maschine 34 verbunden. Über die Verbindung 39 ist die elektrische Maschine 34 mit der Getriebeeinheit 30 verbunden. Die Getriebeeinheit 30 ist mit dem Fahrzeugrad 13 über die Verbindung 40 verbunden, an dem eine Reibbremse 16 angeordnet ist. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9, 13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Die Ausführungsvariante der 22 entspricht weitestgehend der in 21. Hierbei entfallen die Reibungsbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9, 13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Das in der 23 abgebildete Kraftfahrzeug 1 entspricht weitestgehend dem in der 21. Im Gegensatz dazu sind hier die Komplementärbremsen 28, 32 zwischen den elektrischen Maschinen 33, 34 und den jeweiligen Getriebeeinheiten 26, 30 angeordnet. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9, 13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Die Ausgestaltung des in der 24 dargestellten Kraftfahrzeugs 1 entspricht weitestgehend der in 23 dargestellten Ausführung. Hierbei entfallen die Reibungsbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9, 13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
In 25 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese entspricht der in 21 gezeigten, es entfallen jedoch die Getriebeeinheiten zwischen den elektrischen Maschinen 33, 34 und den Fahrzeugrädern 9, 13. Hierdurch liegt am Fahrzeugrad 9, der elektrischen Maschine 33 sowie der Komplementärbremse 28 das gleiche Moment und die gleiche Drehzahl vor. Selbes gilt für das Fahrzeugrad 13, die elektrische Maschine 34 und die Komplementärbremse 32. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9, 13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Die Ausgestaltungsvariante der 26 entspricht weitestgehend der in 25 dargestellten Anordnung. Hierbei entfallen jedoch die Reibungsbremsen 12, 16. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9, 13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
27 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, das weitgehend dem in der 25 entspricht. Hierbei sind jedoch die Komplementärbremsen 28, 32 jeweils zwischen den elektrischen Maschinen 33, 34 und den Fahrzeugrädern 9, 13 angeordnet. An den Fahrzeugrädern 9, 13 ist jeweils eine Reibungsbremse 12, 16 angeordnet. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9, 13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Die Ausführungsform der 28 entspricht weitgehend der in 27 dargestellten Anordnung. Hierbei entfallen jedoch die Reibungsbremsen 12,16. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9, 13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
In der Ausführungsform der 29 ist jedem Fahrzeugrad 9, 13 eine elektrische Maschine 33, 34 zugeordnet, welche über die Achsen 10, 14 mit den jeweiligen Fahrzeugrädern 9, 13 verbunden sind. An jedem Fahrzeugrad 9, 13 ist eine Reibungsbremse 12, 16 angeordnet. An der rechten Hinterachse 10 ist die Getriebeeinheit 26 an das Fahrzeugrad 9 eingekoppelt. Diese übersetzt das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M3 in das kleinere Moment M5 und erhöht die Drehzahl n3 in die Drehzahl n5. Über die Verbindung 27 wird das so verringerte Moment und die erhöhte Drehzahl in die Komplementärbremse 28 geleitet. An der linken Hinterachse 14 ist die Getriebeeinheit 30 an das Fahrzeugrad 13 gekoppelt. Diese übersetzt das an der rechten Hinterachse 10 vorliegende Moment M4 in das kleinere Moment M6 und erhöht die Drehzahl n4 in die Drehzahl n6. Über die Verbindung 31 wird das so verringerte Moment und die erhöhte Drehzahl in die Komplementärbremse 28 geleitet. Über die Reibungsbremsen 12, 16 sind die Fahrzeugräder 9, 13 radselektiv bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
In 30 ist einer weitere Ausführungsform gezeigt, die weitgehend der in 29 entspricht. Es entfallen jedoch die Reibungsbremsen. Hierdurch sind die Fahrzeugräder 9, 13 nicht durch Reibungsbremsen 12, 16 bremsbar. Die in den elektrischen Maschinen 33, 34 integrierten Rekuperationsbremsen sind jeweils einem Fahrzeugrad 9,13 zugeordnet und radselektiv einsetzbar. Die Komplementärbremsen 28, 32 sind jeweils einem Fahrzeugrad 9, 13 zugeordnet und sind radselektiv einsetzbar.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Fahrzeugachse
3: Fahrzeugantrieb
4: Fahrzeugrad
5: Reibbremse
6: Reibbremse
7: Fahrzeugrad
8: Fahrzeugachse
9: Fahrzeugrad
10: Achse
11: Achslager
12: Reibbremse
13: Fahrzeugrad
14: Achse
15: Achslager
16: Reibbremse
17: Differentialgetriebe
18: Verbindung
19: Getriebeeinheit
20: Verbindung
21: elektrische Maschine
22: Drehmomentverteileinrichtung
23: Verbindung
24: Komplementärbremse
25: Verbindung
26: Getriebeeinheit
27: Verbindung
28: Komplementärbremse
29: Verbindung
30: Getriebeeinheit
31: Verbindung
32: Komplementärbremse
33: elektrische Maschine
34: elektrische Maschine
35: Verbindung
36: Verbindung
37: Verbindung
38: Verbindung
39: Verbindung
40: Verbindung
41: Bremsgehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019120409 A1 [0005]

Claims

Hybrid- oder vollelektrisch betreibbares Kraftfahrzeug (1) mit einer ersten Fahrzeugachse (2) und einer zweiten Fahrzeugachse (8) und wenigstens einem Fahrzeugantrieb (3,21,33,34), der zum Antrieb des Kraftfahrzeugs (1) mit den Fahrzeugrädern (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem mit einem der Fahrzeugräder (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) verbundenen Drehmomentenpfad wenigstens eine von den Fahrzeugrädern (4,7,9,13) beabstandete und in einem Bremsgehäuse (41) aufgenommene reibschlussbasierte Komplementärbremse (24,28,32) angeordnet ist, welche ausgebildet ist, ein reibschlussbasiertes Bremsmoment auf wenigstens eines der Fahrzeugräder (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) zu beaufschlagen.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugantrieb (3,21,33,34) wenigstens eine elektrische Maschine (21,33,34) umfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komplementärbremse (24,28,32) im Drehmomentenpfad zwischen der elektrischen Maschine (21,33,34) und einem von dieser angetriebenem Fahrzeugrad (4,7,9,13) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der Fahrzeugräder (4) der ersten Fahrzeugachse (2) eine erste Reibbremse (5) aufweist und/oder ein zweites der Fahrzeugräder (7) der ersten Fahrzeugachse (2) eine zweite Reibbremse (6) aufweist und/oder ein erstes der Fahrzeugräder (9) der zweiten Fahrzeugachse (8) eine dritte Reibbremse (12) aufweist und/oder ein zweites der Fahrzeugräder (13) der zweiten Fahrzeugachse (8) eine vierte Reibbremse (16) aufweist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der Fahrzeugräder (4) der ersten Fahrzeugachse (2) keine Reibbremse (5) aufweist und/oder ein zweites der Fahrzeugräder (7) der ersten Fahrzeugachse (2) keine Reibbremse (6) aufweist und/oder ein erstes der Fahrzeugräder (9) der zweiten Fahrzeugachse (8) keine Reibbremse (12) aufweist und/oder ein zweites der Fahrzeugräder (13) der zweiten Fahrzeugachse (8) keine Reibbremse (16) aufweist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Drehmomentenpfad zwischen der elektrischen Maschine (21,33,34) und den beiden Fahrzeugrädern (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) ein Differentialgetriebe (17) oder eine Drehmomentverteileinrichtung (22) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komplementärbremse (24,28,32) in einem Drehmomentenpfad einer nicht angetriebenen Fahrzeugachse (2,8) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Drehmomentenpfad zwischen einer Komplementärbremse (24,28,32) und einem Fahrzeugrad (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) ein Getriebe angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrzeugrad (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) jeweils eine Komplementärbremse (28,32) zugeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrzeugrad (4,7,9,13) einer der Fahrzeugachsen (2,8) jeweils eine elektrische Maschine (33,34) zugeordnet ist.